鸭嘴板总成及使用鸭嘴板总成的钻具内防喷装置的制作方法

本实用新型涉及钻井防喷工具技术领域，是一种鸭嘴板总成及使用鸭嘴板总成的钻具内防喷装置。

背景技术：

钻井过程中，当井发生溢流井涌时，通过鸭嘴板总成来闭合钻具的内部通道，进而达到控制钻柱内压力的作用。然而现有的鸭嘴板总成一旦关闭住就不能自动打开了，且由于在井喷时左右阀板极易出现应力集中点，从而导致阀板易损坏，使用寿命短。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种鸭嘴板总成及使用鸭嘴板总成的钻具内防喷装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有的鸭嘴板总成用于钻具内防喷装置时使用寿命短、井喷结束后无法自动打开的问题。

本实用新型的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种鸭嘴板总成，包括左阀板、右阀板、环状套及弹性件，左阀板呈左曲面环体状，右阀板呈右曲面环体状，所述左曲面环体为将一圆环柱体经第一参考平面和第二参考平面切割并位于第一参考平面左侧的切割体，第一参考平面为圆环柱体底面所在的平面向右上翻转形成的倾斜面，第一参考平面与圆环柱体底面之间的夹角为锐角，第二参考平面与第一参考平面相垂直且两者的相交线与圆环主体的轴线相交；左曲面环体以圆环柱体轴线向右镜像对称形成右曲面环体；环状套内套装有左阀板和右阀板，左阀板外侧上部设有能座于环状套上的左防脱部，右阀板外侧上部设有能座于环状套上的右防脱部，左阀板右端和右阀板左端相接触，左阀板和右阀板之间形成上下贯通的通道，左阀板和右阀板之间连接有弹性件，弹性件能使左阀板和右阀板在受外力作用下闭合通道并在撤除外力后复位。

下面是对上述实用新型技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述弹性件可包括弹性半环、设在弹性半环左端的左倾斜段及设在弹性半环右端的右倾斜段，弹性半环能套设在左阀板和外阀板外；左防脱部上设有供左倾斜段插入的左插孔，右防脱部上设有供右倾斜段插入的右插孔，左倾斜段插接在左插孔内，右倾斜段插接在右插孔内。

上述左倾斜段和右倾斜段可位于同一平面内；所述环状套内壁上设有与弹性半环相配合的容纳槽，弹性半环安装在该容纳槽内。

上述左防脱部上可设有左底面、左球面、左顶面、前左侧面及后左侧面，左球面的上侧和左顶面相交，左球面的下侧和左底面相交，前左侧面分别和左底面、左球面及左顶面相交，后左侧面分别和左底面、左球面及左顶面相交，左顶面和左阀板上表面位于同一平面内，前左侧面和后左侧面及左阀板下表面位于同一平面内；右防脱部上设有右底面、右球面、右顶面、前右侧面及后右侧面，右球面的上侧和右顶面相交，右球面的下侧和右底面相交，前右侧面分别和右底面、右球面及右顶面相交，后右侧面分别和右底面、右球面及右顶面相交，右顶面和右阀板上表面位于同一平面内，前右侧面和后右侧面及右阀板下表面位于同一平面内；左球面和右球面同属于一个球体表面。

上述左防脱部上可设有至少一左凹槽，对应于每个左凹槽位置的环状套上均设有插接在该左凹槽内的左凸起，右防脱部上设有至少一右凹槽，对应于每个右凹槽位置的环状套上均设有插接在该右凹槽内的右凸起。

上述左防脱部和右防脱部之间可设有至少一销轴，对应销轴位置的左防脱部上设有左销孔，对应销轴位置的右防脱部上设有右销孔，左销孔轴线和右销孔轴线的夹角等于左阀板上表面和右阀板下表面的夹角；销轴包括圆柱段、设于圆柱段左端的左圆锥段及设有圆柱段右端的右圆锥段，左球面上设有与左销孔相连通并仅能供左圆锥段左端穿出的左开口，右球面上设有与右销孔相连通并仅能供右圆锥段右端穿出的右开口。

上述左阀板下表面或/和右阀板下表面上可设有密封件。

本实用新型的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种使用上述鸭嘴板总成的钻具内防喷装置，包括外筒体、鸭嘴板总成及限位套筒，外筒体内壁上设有凸环，外筒体内套装有鸭嘴板总成，环状套座于凸环上，左阀板和右阀板下部套装于凸环内，在左阀板和右阀板上方的外筒体内安装有能对左阀板和右阀板起限位作用的限位套筒，限位套筒下表面设有水平面。

下面是对上述实用新型技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述限位套筒下表面上安装有密封胶圈，限位套筒内壁上设有用于安装的安装槽。

本实用新型的鸭嘴板及使用鸭嘴板总成的钻具内防喷装置结构合理而紧凑，具有流体通道大、闭合密封性好、使用寿命长，且可在撤除外力后自动打开的优点。

附图说明

附图1为实施例一的主视结构示意图。

附图2为附图1中A-A’的剖视图。

附图3为附图1的立体爆炸图。

附图4为附图1中左阀板的右视放大结构示意图。

附图5为附图1中右阀板的左视放大结构示意图。

附图6为实施例二的全剖结构示意图。

附图7为附图6中A处局部放大结构示意图。

附图8为附图6中B处局部放大结构示意图。

附图中的编码分别为：1为左阀板，2为右阀板，3为环状套，4为弹性件，5为左防脱部，6为右防脱部，7为通道，8为弹性半环，9为左倾斜段，10为右倾斜段，11为左插孔，12为右插孔，13为容纳槽，14为左底面，15为左球面，19为右底面，20为右球面，24为左凹槽，25为左凸起，26为右凹槽，27为右凸起，28为销轴，29为左销孔，30为右销孔，31为圆柱段，32为左圆锥段，33为右圆锥段，36为外筒体，37为限位套筒，38为凸环，39为密封胶圈，40为安装槽,41为密封件。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

实施例一：如附图1-8所示，该鸭嘴板总成，包括左阀板1、右阀板2、环状套3及弹性件4，左阀板1呈左曲面环体状，右阀板2呈右曲面环体状，所述左曲面环体为将一圆环柱体经第一参考平面和第二参考平面切割并位于第一参考平面左侧的切割体，第一参考平面为圆环柱体底面所在的平面向右上翻转形成的倾斜面，第一参考平面与圆环柱体底面之间的夹角为锐角，第二参考平面与第一参考平面相垂直且两者的相交线与圆环主体的轴线相交；左曲面环体以圆环柱体轴线向右镜像对称形成右曲面环体；环状套3内套装有左阀板1和右阀板2，左阀板1外侧上部设有能座于环状套3上的左防脱部5，右阀板2外侧上部设有能座于环状套3上的右防脱部6，左阀板1右端和右阀板2左端相接触，左阀板1和右阀板2之间形成上下贯通的通道7，左阀板1和右阀板2之间连接有弹性件4，弹性件4能使左阀板1和右阀板2在受外力作用下闭合通道7并在撤除外力后复位。使用过程中，先将鸭嘴板总成安装在钻具内防喷装置的外筒体36内，外筒体36内壁上设有凸环38，环状套3座于凸环38上，外筒体36内还螺接有用于对鸭嘴板总成进行限位作用的限位套筒37，当本实施例未受外力作用时，左阀板1和右阀板2在弹性件4的作用下保持打开的状态，即左阀板1和右阀板2之间形成供流体通过的上下贯通的通道7，当发生井喷时，井内的流体从下往上冲击鸭嘴板总成时，由于通道7内流体的速度远大于两阀板外侧流体的速度，根据流体力学原理，左阀板1内侧受到的压力小于外侧受到的压力，同理右阀板2内侧受到的压力小于外侧受到的压力，进而左阀板1和右阀板2能够克服弹性件4的弹力作用相互靠近并使得左阀板1和右阀板2的下表面相贴合，从而最终闭合通道7，而当外力撤除后，左阀板1和右阀板2在弹性件4的作用下相互远离并复位，左阀板1和右阀板2之间再次形成通道7；相较于目前市场上阀板都是半圆锥体结构，左阀板1呈左曲面环体状，右阀板2呈右曲面环体状，所以形成于左阀板1和右阀板2之间的通道7横截面更大，而通道7横截面越大，即单位时间通过的流体通量越大；另外现有两块半圆锥体结构的阀板在贴合闭合通道时最终形成一个圆锥体，由于圆锥体的下端汇聚为一点，进而在发生井喷时，该下端点极易出现应力集中的情况，进而导致阀板发生损坏，而由于本实施例中左阀板1和右阀板2在闭合通道7时，左阀板1下端和右阀板2下端形成线接触，从而在发生井喷时，左阀板1和右阀板2不易出现因下端应力集中而损坏的情况，延长了使用寿命。

可根据实际需要，对上述鸭嘴板总成作进一步优化或/和改进：

如附图3所示，所述弹性件4包括弹性半环8、设在弹性半环8左端的左倾斜段9及设在弹性半环8右端的右倾斜段10，弹性半环8套设在左阀板1和右阀板2外；左防脱部5上设有供左倾斜段9插入的左插孔11，右防脱部6上设有供右倾斜段10插入的右插孔12，左倾斜段9插接在左插孔11内，右倾斜段10插接在右插孔12内。根据需求，该弹性件4可由将一优弧状的弹性金属条两端分别弯折一次而得到，弹性金属条的左端弯折形成左倾斜段9，金属条的右端弯折形成右倾斜段10，使用过程中，弹性半环8能套设在左阀板1和右阀板2外，左倾斜段9和右倾斜段10分别插入到左插孔11和右插孔12内，从而使得在未受外力作用下，左阀板1和右阀板2能够保持打开的状态。

如附图3所示，左倾斜段9和右倾斜段10位于同一平面内；所述环状套3内壁上设有与弹性半环8相配合的容纳槽13，弹性半环8安装在容纳槽13内。根据需求，左倾斜段9和右倾斜段10所位于的平面和弹性半环8所位于的平面相垂直，进而便于将左倾斜段9和右倾斜段10分别插接到左插孔11和右插孔12中，使用过程中，先将弹性半环8安装在环状套3的容纳槽1内，然后将环状套3套装到左阀板1和右阀板2外并将左倾斜段9和右倾斜段10分别插接到左插孔11和右插孔12中。

如附图1、4、5所示，所述左防脱部5上设有左底面14、左球面15、左顶面、前左侧面及后左侧面，左球面15的上侧和左顶面相交，左球面15的下侧和左底面14相交，前左侧面分别和左底面14、左球面15及左顶面相交，后左侧面分别和左底面14、左球面15及左顶面相交，左顶面和左阀板1上表面位于同一平面内，前左侧面和后左侧面及左阀板1下表面位于同一平面内；右防脱部6上设有右底面19、右球面20、右顶面、前右侧面及后右侧面，右球面20的上侧和右顶面相交，右球面20的下侧和右底面19相交，前右侧面分别和右底面19、右球面20及右顶面相交，后右侧面分别和右底面19、右球面20及右顶面相交，右顶面和右阀板2上表面位于同一平面内，前右侧面和后右侧面及右阀板2下表面位于同一平面内；左球面15和右球面20同属于一个球体表面。当本实施例被安装在钻具内防喷装置的外筒体36内进行使用时，根据需求左球面15和右球面20同属于一个球体表面且该球体的直径略小于外筒体36内圆周壁的直径，由于左球面15和右球面20自身结构的特点使得其与外筒体36内壁之间具有一较小的间隙就能保证左阀板1和右阀板2能够顺利进行开合动作，进而当左阀板1和右阀板2进行开合动作时，由于左球面15和右球面20分别和外筒体内壁之间的间隙较小，进而左球面15和右球面20在转动过程中不会发生较大距离的水平偏移，防止了左阀板1和右阀板2在开合过程中发生较大偏移，故而保证了左阀板1和右阀板2能够相互贴合并关闭通道7。

如附图2、3所示，所述左防脱部5上设有至少一左凹槽24，对应于每个左凹槽24位置的环状套3上均设有插接在该左凹槽24内的左凸起25，右防脱部6上设有至少一右凹槽26，对应于每个右凹槽26位置的环状套3上均设有插接在该右凹槽26内的右凸起27。根据需求左凹槽24和右凹槽26的数目可分别为两个，通过左凸起25和左凹槽24的插接配合能够防止左阀板1在开合过程中与环状套3之间发生偏移，通过右凸起27和右凹槽26的插接配合能够防止右阀板2在开合过程中与环状套3之间发生偏移和右阀板2，即进一步防止了左阀板1和右阀板2在开合动作时发生偏移。

如附图1、2、4、5所示，所述左防脱部5和右防脱部6之间设有至少一销轴28，对应销轴28位置的左防脱部5上设有左销孔29，对应销轴28位置的右防脱部6上设有右销孔30，左销孔29轴线和右销孔30轴线的夹角等于左阀板1上表面和右阀板2下表面的夹角；销轴28包括圆柱段31、设于圆柱段31左端的左圆锥段32及设有圆柱段31右端的右圆锥段33，左球面15上设有与左销孔29相连通并仅能供左圆锥段32左端穿出的左开口，右球面20上设有与右销孔30相连通并仅能供右圆锥段33右端穿出的右开口。根据需求，销轴28的数目为两根，两根销轴28对应于左防脱部5的前、后侧设置，即左防脱部5的前侧上设有一个左销孔29，左防脱部5的后侧上设有一个左销孔29，同理，右防脱部6的前侧上设有一个右销孔30，右防脱部6的后侧上设有一个右销孔30，左、右开口的口径小于圆柱段31的直径，由于左销孔29轴线和右销孔30轴线的夹角等于左阀板1上表面和右阀板2下表面的夹角，从而保证左阀板1和右阀板2能顺利的开合动作，当左阀板1和右阀板2以大角度打开时，左圆锥段32插入到左销孔29内，右圆锥段33插入到右销孔30内，当左阀板1和右阀板2逐渐靠近并使得左阀板1和右阀板2的下表面最终贴合时，左圆锥段32左端能从左球面15上的左开口穿出，右圆锥段33右端能从右球面20上的右开口穿出，而圆柱段31两端分别处在左销孔29和右销孔30内，进而使得左阀板1和右阀板2对齐，起到一个防偏移的作用，进一步提高了左阀板1和右阀板2闭合时的严密性，另外由于左开口和右开口的口径小于圆柱段31的直径，所以能够防止销轴28从左防脱部5和右防脱部6之间脱落。

如附图3、4所示，上述左阀板1下表面或/和右阀板2下表面上设有密封件41。根据需求，左阀板1下表面上设有密封件41，该密封件41为一橡胶条，左阀板1下表面上设有与该橡胶条过盈配合的安置槽，通过橡胶条的设置能够使得左阀板1和右阀板2能够闭合的更严密。

实施例二：如附图6-8所示，该使用上述鸭嘴板总成的钻具内防喷装置，包括外筒体36、鸭嘴板总成及限位套筒37，外筒体36内壁上设有凸环38，外筒体36内安装有鸭嘴板总成，环状套3座于凸环38上方，左阀板1和右阀板2下部套装于凸环38内，在左阀板1和右阀板2上方的外筒体36内安装有能对左阀板1和右阀板2起限位作用的限位套筒37，限位套筒37下表面设有水平面。使用过程中，由于鸭嘴板总成结构的设置使得本实施例具有流体通道大、使用寿命长、闭合密封性好、井喷结束后能自动打开的优点；另外由于左阀板1的上表面和下表面相垂直，右阀板2的上表面和下表面相垂直，进而当左阀板1和右阀板2紧密贴合时，左阀板1和右阀板2的上表面位于同一水平面内并与限位套筒37下表面紧密贴合在一起，进而进一步提高了本装置在闭合时的严密性，且当左阀板1和右阀板2受到的压力越大，左阀板1和右阀板2上表面和限位套筒37下表面贴合的更加严密。

可根据实际需要，对上述钻具内防喷装置作进一步优化或/和改进：

如附图8所示，上述限位套筒37下表面上安装有密封胶圈39，限位套筒37内壁上设有用于安装的安装槽40。根据需求，所述安装槽40为设置在限位套筒37内壁上并沿其周向间隔均匀设置的4个竖直凹槽，通过竖直凹槽的设置，便于通过专用工具将限位套筒37螺纹连接到外筒体36内，使用过程中，当左阀板1和右阀板2闭合时，左阀板1和右阀板2的上表面和密封胶圈39贴合的更紧密，进一步提高了本装置闭合时的密封性。

以上技术特征构成了本实用新型的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。