一种水平孔钻具水路密封装置的制作方法

本实用新型涉及一种水平孔钻具水路密封装置，属于地质勘察技术领域。

背景技术：

随着钻探技术的进步，为节约钻探成本，提高效率，水平孔钻进正在地质勘探领域逐渐发展壮大。考虑到钻具的通用性、互换性，通常的水平孔钻具都是在原来地表钻具的基础上加装水路密封装置，已有技术的密封装置通常是改变捞矛头和矛头座结构，捞矛头上部的尖锥不变，其余部位改为空心结构，并在侧壁上设置通水孔，矛头座也改为空心结构，并在侧壁上设置通水孔，在捞矛头和矛头座之间设置密封圈，在捞矛座的外面设置一层空心套管用来控制水路的打开和闭合。由于钻孔内的情况比较复杂，背景技术所述的水路开闭机构为被动式机构，其开闭受到孔内水流、钻具其它机构等影响，钻具的水路密封机构易在投送途中打开，造成钻具投送速度下降或投送失败。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种水平孔钻具水路密封装置，依靠水流进行打开和关闭，不受其它机构的影响，动作可靠，大大提高钻具总成的投送速度，解决背景技术存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：

一种水平孔钻具水路密封装置，包含空心管体、套筒、套筒体、阀体、密封环、密封环座、密封活塞和密封座；密封环座在空心管体内滑动，密封环座为空心结构，内部设置密封环座阶梯孔，密封环座阶梯孔的前端和后端均设有内螺纹；

套筒体为空心内腔结构，前端封闭，后端开有阀体孔；套筒体外面设有套筒，套筒在套筒体外表面滑动，套筒上布置两个对称孔，弹性销设置在对称孔中；套筒体后端外表面设有外螺纹，与密封环座阶梯孔前端的内螺纹匹配连接；套筒体前端外表面圆周上设有滑道和通水直槽，滑道和通水直槽呈90°布置，滑道、通水直槽、阀体孔均与套筒体内腔连通；套筒体的内腔设有阀体，阀体由圆柱体、半球体和圆锥体构成，圆柱体与半球体之间用圆锥体过渡，半球体位于套筒体后端，圆柱体位于套筒体前端，圆柱体上设有定位滑槽，弹性销分别穿过定位滑槽、套筒体上的滑道、套筒上两个对称孔；

圆柱体的直径小于半球体的外径，半球体的外径小于阀体孔内径，半球体与阀体孔之间设有密封环，密封环设置在密封环座内；密封环内径略小于半球体外径，但是大于圆柱体的直径，密封环外径大于阀体孔内径；密封座为空心结构，内设通孔，密封座前端外表面设有外螺纹，与密封环座阶梯孔后端的内螺纹匹配连接；密封环座外表面设有密封活塞；

通水直槽、套筒体内腔、阀体孔、密封环座阶梯孔、密封座的通孔构成水流通道，该通道由阀体控制通断。

所述套筒、套筒体、密封环座和密封活塞的外径均略小于空心管体内径，整体在空心管体内滑动。

所述密封环为圆环结构，其内径略小于半球体直径，圆环结构的两侧边设置对称倒角。

所述密封活塞上设有圆环凹槽，圆环凹槽的开口朝向密封环座；

所述密封座内的通孔为阶梯孔。

所述定位滑槽为轴向的条状槽，弹性销在定位滑槽内滑动，定位滑槽的轴向长度就是阀体的行程；阀体在水流作用下移动，定位滑槽控制其运动行程，实现水路的打开与关闭。

将钻具与密封装置的密封座连接在一起，一同进入空心管体内，钻具在前，密封装置在后；

行进过程中，向空心管体供水；空心管体内壁与钻具之间有3-4mm的环状间隙，保证钻具能沿空心管体内滑行；密封活塞与空心管体之间留有0.15mm-0.25mm的环状间隙，密封活塞的圆环凹槽在水压的作用下胀大，使密封活塞贴住空心管体内壁，阻断水流通路；阀体的半球体外径大于密封环的内径，在水流作用下阀体移动，半球体紧贴密封环，阻断水流；钻具的内外水流通路都被阻断，钻具在水流作用下快速的在空心管体内滑行；

钻具到达孔底后，钻具不动，持续供水情况下，水压增大，达到密封环的承压极限时，阀体的半球体穿过密封环，密封环失去作用，通水直槽、套筒体内腔、阀体孔、密封环座阶梯孔、密封座的通孔构成水流通道打开，正常钻进。

本实用新型的有益效果是：依靠水流进行打开和关闭，不受其它机构的影响，动作可靠，大大提高钻具总成的投送速度；钻具的内外过水通路均被密封，钻具投送速度快，稳定可靠。

附图说明

图1为本实用新型实施例水路密封状态示意图；

图2为本实用新型实施例水路打开状态示意图；

图3为本实用新型实施例套筒体立体图

图中：空心管体1、套筒2、弹性销3、套筒体4、阀体5、密封环6、密封环座7、密封活塞8、密封座9、通水直槽10、滑道11、阀体孔12、定位滑槽13、半球体14、密封圆环15。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。

一种水平孔钻具水路密封装置，包含空心管体1、套筒2、套筒体4、阀体5、密封环6、密封环座7、密封活塞8和密封座9；密封环座7在空心管体1内滑动，密封环座7为空心结构，内部设置密封环座阶梯孔，密封环座阶梯孔的前端和后端均设有内螺纹；

套筒体4为空心内腔结构，前端封闭，后端开有阀体孔12；套筒体4外面设有套筒2，套筒2在套筒体4外表面滑动，套筒2上布置两个对称孔，弹性销3设置在对称孔中；套筒体4后端外表面设有外螺纹，与密封环座阶梯孔前端的内螺纹匹配连接；套筒体4前端外表面圆周上设有滑道11和通水直槽10，滑道11和通水直槽呈90°布置，滑道11、通水直槽10、阀体孔12均与套筒体4内腔连通；套筒体4的内腔设有阀体5，阀体5由圆柱体16、半球体14和圆锥体17构成，圆柱体16与半球体14之间用圆锥体17过渡，半球体14位于套筒体4后端，圆柱体16位于套筒体4前端，圆柱体16上设有定位滑槽13，弹性销3分别穿过定位滑槽13、套筒体4上的滑道11、套筒2上两个对称孔；

圆柱体的直径小于半球体14的外径，半球体14的外径小于阀体孔12内径，半球体14与阀体孔12之间设有密封环6，密封环6设置在密封环座7内；密封环6内径略小于半球体14外径，但是大于圆柱体的直径，密封环6外径大于阀体孔12内径；密封座9为空心结构，内设通孔，密封座9前端外表面设有外螺纹，与密封环座阶梯孔后端的内螺纹匹配连接；密封环座7外表面设有密封活塞8；

通水直槽10、套筒体4内腔、阀体孔12、密封环座阶梯孔、密封座9的通孔构成水流通道，该通道由阀体5控制通断。

所述套筒2、套筒体4、密封环座7和密封活塞8的外径均略小于空心管体1内径，整体在空心管体1内滑动。

所述密封环6为圆环结构，其内径略小于半球体14直径，圆环结构的两侧边设置对称倒角18。

所述密封活塞8上设有圆环凹槽15，圆环凹槽的开口朝向密封环座7；

所述密封座9内的通孔为阶梯孔。

所述定位滑槽13为轴向的条状槽，弹性销3在定位滑槽13内滑动，定位滑槽13的轴向长度就是阀体5的行程；阀体5在水流作用下移动，定位滑槽13控制其运动行程，实现水路的打开与关闭。

将钻具与密封装置的密封座9连接在一起，一同进入空心管体1内，钻具在前，密封装置在后；

行进过程中，向空心管体供水；空心管体1内壁与钻具之间有3-4mm的环状间隙，保证钻具能沿空心管体内滑行；密封活塞8与空心管体1之间留有0.15mm-0.25mm的环状间隙，密封活塞8的圆环凹槽在水压的作用下胀大，使密封活塞8贴住空心管体1内壁，阻断水流通路；阀体5的半球体外径大于密封环6的内径，在水流作用下阀体5移动，半球体紧贴密封环6，阻断水流；钻具的内外水流通路都被阻断，钻具在水流作用下快速的在空心管体1内滑行；

钻具到达孔底后，钻具不动，持续供水情况下，水压增大，达到密封环6的承压极限时，阀体5的半球体穿过密封环6，密封环失去作用，通水直槽10、套筒体4内腔、阀体孔12、密封环座阶梯孔、密封座9的通孔构成水流通道打开，正常钻进。

所述的密封环座阶梯孔，其内孔轴向断面为阶梯状，便于密封环6安装在密封环座阶梯孔内，同时也便于套筒体4、密封座9与密封环座7螺纹连接。

密封座9的通孔为阶梯孔，其作用是便于与密封环座7和钻具连接。