专利名称：一种新型双密封箭形止回阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型双密封箭 形止回阀，主要用于油田钻柱内防喷装置中，属于石油天然气钻井井控装备领域。
背景技术：
由于地层的复杂多变，钻井过程中常常会遇到地层高压流体，若没有可靠的防喷系统就有可能发生井涌或井喷，影响钻井作业安全和钻井效率。目前，各种型式及规格的防喷器已有能力将钻柱外井涌或井喷控制住，而钻柱内防喷技术有待进一步提闻。箭形止回阀作为一种钻柱内防喷工具连接在钻柱中，当遇到高压油气层向上顶压时，可带动箭形阀芯向上移动与阀座贴合密封，关闭钻柱内通道，防止井喷及井涌。现有技术中，箭形止回阀主要部件有阀体，阀体内有压帽、阀座等部件，其缺点是压帽需通过螺纹连接在阀体内部并要压紧阀座，从而压帽、阀座与阀体内部间的缝隙需通过橡胶件来密封。压帽的存在限制了钻井介质的通道，产生阻力，并且用来密封的橡胶件在高压高速流体的作用下容易失效脱落影响箭形阀芯的密封效果；由于阀芯受自重和弹簧共同作用与阀座处于接触状态，且下井过程中受向上浮力的影响，阀芯常封住阀座，使下钻时钻具水眼关闭，这样不仅影响下放钻杆的速度，对井控作业也不利；现有箭形止回阀阀芯下部的弹簧在无压并保护下也出现压溃失效。目前现有的箭形止回阀只有箭形阀芯与阀座形成的一次主密封，且主密封面容易受到冲蚀磨损，密封可靠性不足。为了有效防止钻柱内井喷及井涌、保障钻井作业安全，迫切需要对现有止回阀进行结构优化设计，提高内防喷工具的密封性和工作可靠性。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种新型双密封箭形止回阀，用于高压情况时增强密封作用，达到双重密封效果，该结构设计合理、简单。本发明采用的技术方案是本发明一种新型双密封箭形止回阀，主要包括上阀体、下阀体、箭形阀芯、支撑座、橡胶筒、推力块、弹簧和阀芯后部杆构成，所述上阀体通过螺纹与下阀体相连接；上阀体内部设计有一锥形面，该锥形面与箭形阀芯锥面相接触形成密封；所述下阀体内装有支撑座；箭形阀芯后部套装有橡胶筒、推力块和弹簧；所述橡胶筒为鼓状；所述阀芯后部杆与支撑座通过安全卡环卡接。所述支撑座开有三个侧口，在其顶部设计分布两个流道口，钻井介质主要从侧口通过；所述的推力块是由圆形挡板和圆筒焊接组成T形结构。本发明的优点在于1、本发明的箭形止回阀将阀座和压帽集成于上阀体，扩大了流体通道，减小流道阻力；2、此结构的箭形止回阀使用的0形密封圈数量减少，提高了密封可靠性；3、此箭形止回阀在阀芯后部杆增加了鼓形橡胶筒，在井底高压作用下变形起二次密封作用；4、钻头下钻过程中，此箭形止回阀的阀芯被强制卡接固定，正常循环始终不会封住流道，下钻顺利，便于泥浆通过，可以防止井下流体向上流动，有利于井控作业。
图I是本发明一种新型双密封箭形止回阀的工作结构示意 图2是图I的A-A剖视图； 图3是本发明推力块的结构示意 图4是本发明在井喷、井涌情况下的工作结构示意图。图中，I上阀体，2锥形面，3下阀体，4支撑座，5箭形阀芯，6箭形阀芯锥面，7橡胶筒，8推力块，9弹簧，10安全卡环，11阀芯后部杆，12流道口，13侧口，14圆形挡板，15圆筒。
具体实施例方式下面结合附图对本发明具体实施方式
作进一步说明
如图I所示，本发明一种新型双密封箭形止回阀，主要包括上阀体I、下阀体3、支撑座4、箭形阀芯5、橡胶筒7、推力块8、弹簧9和阀芯后部杆11构成，所述上阀体I通过螺纹与下阀体3相连接；上阀体I内部设计有一锥形面2，该锥形面2与箭形阀芯锥面6相接触形成密封；所述下阀体3内装有支撑座4 ;箭形阀芯5后部装有橡胶筒7、推力块8和弹簧9 ；所述橡胶筒7为鼓状；所述阀芯后部杆11与支撑座4通过安全卡环10卡接。如图2所示，所述支撑座4开有三个侧口 13，在其顶部设计分布两个流道口 12 ;钻井介质主要从侧口 13通过，两个流道口 12用来导流地层高压流体，形成对箭形阀芯5向上的冲击力，有效破坏安全卡环10。如图3所示，所述推力块8是由圆形挡板14和圆筒15焊接组成T形结构，在井底高压作用下对橡胶筒7起挤压作用。在正常工作时的卡接状态和下钻速度下，箭形阀芯5被安全卡环10卡住，箭形阀芯5与锥形面2之间保持一定距离，井下钻井液顺利进入箭形阀芯5上部，可以实现自动进衆功能，同时减小下钻时激动压力，提高下钻速度。当注入钻井介质时，在钻井介质冲击箭形阀芯5克服弹簧9作用力推动箭形阀芯5向下快速运动的情况下，推力块8下端圆筒15与支撑座4接触形成支撑，阻止弹簧9继续被压缩，对弹簧9起压并保护作用。如图4所示，在发生井涌或井喷时的工作状态，在井下高压产生的冲击力作用下推动箭形阀芯5上行，阀芯后部杆11卡口破坏安全卡环10的结构，此时箭形阀芯锥面6与上阀体I内锥形面2紧密贴合，并且在井下高压作用下的推力块8不断压紧橡胶筒7，橡胶筒7产生变形封住上阀体I通道，再次形成密封。压力越大时，橡胶筒7变形越大，密封效果加强，从而有效控制井喷的发生。其中，上阀体I内锥形面2与箭形阀芯锥面6采用等离子喷涂耐磨耐蚀合金粉末，提高其抗磨损、耐冲蚀的能力，有效提高本发明的使用寿命。
权利要求
1.一种新型双密封箭形止回阀，主要包括上阀体(I)、下阀体(3)、支撑座(4)、箭形阀芯(5)、橡胶筒(7)、推力块(8)、弹簧(9)和阀芯后部杆(11)构成，其特征在于所述上阀体(I)通过螺纹与下阀体(3)相连接；上阀体(I)内部设计有一锥形面(2)，该锥形面(2)与箭形阀芯锥面(6)相接触形成密封；所述下阀体(3)内装有支撑座(4);箭形阀芯(5)后部装有橡胶筒(7)、推力块(8)和弹簧(9);所述橡胶筒(7)为鼓状；所述的推力块(8)是由圆形挡板(14)和圆筒(15)焊接组成T形结构；所述阀芯后部杆(11)与支撑座(4)通过安全卡环(10)卡接。
2.根据权利要求I所述的一种新型双密封箭形止回阀，其特征在于所述支撑座(4)开有三个侧口(13)，在其顶部设计分布两个流道口(12)，钻井介质主要从侧口(13)通过。
3.根据权利要求I所述的一种新型双密封箭形止回阀，其特征在于上阀体(I)内锥形面(2)与箭形阀芯锥面(6)采用等离子喷涂一层耐磨耐蚀合金粉末，提高其抗磨损、耐冲蚀的能力。
全文摘要
本发明涉及一种新型双密封箭形止回阀，主要用于油田钻柱内防喷装置中，属于石油天然气钻井井控装备领域。它主要包括上阀体、下阀体、箭形阀芯、支撑座、橡胶筒、推力块、弹簧和阀芯后部杆构成，所述上阀体通过螺纹与下阀体相连接；上阀体内部设计有一锥形面，该锥形面与箭形阀芯锥面相接触形成密封；下阀体内装有支撑座；箭形阀芯后部套装有橡胶筒、推力块和弹簧；阀芯后部杆与支撑座通过安全卡环卡接，下钻和钻井液正常循环时不会封住通道。本发明结构简单，流道畅通，下钻阻力小，便于钻井介质顺利通过；高压时有双密封效果，可以防止井下流体向上流动，有利于井控作业。
文档编号E21B33/10GK102635329SQ201210087889
公开日2012年8月15日 申请日期2012年3月30日 优先权日2012年3月30日
发明者张也, 张晓东, 汪凯, 闫家, 龙平 申请人:西南石油大学