一种无限次开关降温循环阀的制作方法

本发明涉及一种无限次开关降温循环阀，属于石油钻井。

背景技术：

1、用于在套管内为随钻测控仪器循环降温。超深井井底静止温度较高，因此多数随钻测控仪器在下入井底前需进行分段循环降温，以防止长时间静止在高温井筒环境下损伤仪器。在套管内循环降温时，由于底部钻具组合中包含有带弯角的螺杆钻具，钻井液循环过程中会驱动螺杆旋转，螺杆带动钻头转动。带弯角螺杆带动钻头高速旋转，不仅会严重损伤钻头，还会磨损套管，因此有必要研制一种新型的循环降温阀，通过不同工况下的流道切换，保证在套管内循环降温时钻井液仅流经随钻测控仪器，但不通过螺杆，从而避免螺杆带动钻头在套管内旋转。

技术实现思路

1、针对深井、超深井在套管内下钻过程中对随钻测控仪器进行分段循环降温时，钻井液循环会驱动螺杆带动钻头旋转，损伤钻头和套管等问题，本发明提出了一种无限次开关降温循环阀，可通过实现流道调整，在套管内分段循环降温时，钻井液流经随钻测控仪器但不流经螺杆，当进入裸眼后，再次进行流道切换，实现正常钻进循环。

2、本发明提出了一种无限次开关降温循环阀，包括：

3、调控机构，所述调控机构能够在两个档位之间转换；以及

4、连接在所述调控机构下端的降温循环阀，所述降温循环阀的中心沿轴向设置有第一流道，侧壁上沿径向设置有第二流道；

5、其中，所述降温循环阀的第二流道根据调控机构的不同档位而打开或关闭。

6、本发明的进一步改进在于，所述降温循环阀包括下外筒体；所述下外筒体的内部设置有芯轴机构，所述芯轴机构为中空的结构，其内部设置所述第一流道；所述芯轴机构在上方压力作用下沿下外筒体的轴向移动；

7、其中，所述下外筒体和所述芯轴机构的径向方向设置所述第二流道，当所述芯轴机构在开泵时钻井液瞬时液压的作用下沿轴向移动时，根据所述芯轴机构的轴向位置打开或关闭所述第二流道。

8、本发明的进一步改进在于，所述调控机构包括连接在所述下外筒的上端的上外筒体，所述上外筒体内设置有压力驱动机构；

9、所述压力驱动机构连接所述芯轴机构，所述压力驱动机构接收上方流体的压力，并沿轴向移动从而推动所述芯轴机构沿轴向移动。

10、本发明的进一步改进在于，所述上外筒体与所述压力驱动机构之间设置有档位调节花键，所述档位调节花键分成两个档位，所述压力驱动机构在不同档位上处在不同的轴向位置；

11、所述压力驱动机构在上方的钻井液瞬时液压作用下沿轴向伸缩的同时切换档位。

12、本发明的进一步改进在于，所述压力驱动机构包括压力传递体和设置在所述压力传递体的下端的轴向定位体；

13、所述压力传递体为压盖状结构，其底部设置有若干锯齿状花键；

14、所述轴向定位体上设置有若干花键齿，所述花键齿的端部设置有倾斜面，所述倾斜面能够与所述锯齿状花键配合，所述轴向定位体的下部设置有端面轴承，实现轴向定位体的旋转和轴向移动。

15、本发明的进一步改进在于，档位调节花键包括若干花键体，所述花键体之间形成花键槽，所述花键体的端部设置有锯齿台结构；

16、所述轴向定位体的花键齿能够插接在所述花键齿上，所述花键齿的倾斜面能够卡定在所述锯齿台结构上；

17、在上方压力的作用下，所述压力传递体带动所述轴向定位体沿轴向伸缩的过程中，所述花键齿在所述档位调节花键的花键槽和所述锯齿台结构上切换。

18、本发明的进一步改进在于，所述第二流道包括设置在下外筒体的侧壁上的若干外通孔，以及设置在所述芯轴机构的侧壁上的若干内通孔；

19、当所述外通孔和所述内通孔重合时，所述第二流道打开；当所述外通孔和所述内通孔错开时，所述第二流道关闭。

20、本发明的进一步改进在于，所述芯轴机构包括设置在上部的被驱动轴和设置在下部的下芯轴，所述被驱动轴上设置所述内通孔，所述下芯轴上设置有在压力减小时推动所述芯轴机构复位的复位机构。

21、本发明的进一步改进在于，所述复位机构包括弹性体，在开泵时钻井液瞬时液压作用下，所述芯轴机构向下移动，所述弹性体压缩；当，所述弹性体伸长并推动所述芯轴机构向上移动。

22、本发明的进一步改进在于，所述下芯轴的上部设置有第一固定块，所述下外筒体的内侧设置有第二固定块，所述弹性体的上端固定在所述第一固定块上，下端固定在所述第二固定块上。

23、与现有技术相比，本发明的优点在于：

24、本发明所述一种无限次开关降温循环阀，可实现流道调整，在套管内循环时无需经过螺杆；进入裸眼后，再关闭流道，形成正常的钻进循环。在随钻测控仪器循环降温时，避免了钻井液驱动螺杆带动钻头在套管内旋转，从而避免了对钻头和套管的损伤。

技术特征：

1.一种无限次开关降温循环阀，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的无限次开关降温循环阀，其特征在于，所述降温循环阀包括下外筒体(1)；所述下外筒体(1)的内部设置有芯轴机构(2)，所述芯轴机构(2)为中空的结构，其内部设置所述第一流道(23)；所述芯轴机构(2)在上方压力作用下沿下外筒体(1)的轴向移动；

3.根据权利要求2所述的无限次开关降温循环阀，其特征在于，所述调控机构包括连接在所述下外筒的上端的上外筒体(3)，所述上外筒体(3)内设置有压力驱动机构(4)；

4.根据权利要求3所述的无限次开关降温循环阀，其特征在于，所述上外筒体(3)与所述压力驱动机构(4)之间设置有档位调节花键，所述档位调节花键分成两个档位，所述压力驱动机构(4)在不同档位上处在不同的轴向位置；

5.根据权利要求4所述的无限次开关降温循环阀，其特征在于，所述压力驱动机构(4)包括压力传递体(41)和设置在所述压力传递体(41)的下端的轴向定位体(42)；

6.根据权利要求5所述的无限次开关降温循环阀，其特征在于，档位调节花键包括若干花键体(31)，所述花键体(31)之间形成花键槽(32)，所述花键体(31)的端部设置有锯齿台结构(33)；

7.根据权利要求2至6中任一项所述的无限次开关降温循环阀，其特征在于，所述第二流道(13)包括设置在下外筒体(1)的侧壁上的若干外通孔(11)，以及设置在所述芯轴机构(2)的侧壁上的若干内通孔(24)；

8.根据权利要求7所述的无限次开关降温循环阀，其特征在于，所述芯轴机构(2)包括设置在上部的被驱动轴(21)和设置在下部的下芯轴(22)，所述被驱动轴(21)上设置所述内通孔(24)，所述下芯轴(22)上设置有在压力减小时推动所述芯轴机构(2)复位的复位机构。

9.根据权利要求8所述的无限次开关降温循环阀，其特征在于，所述复位机构包括弹性体(14)，在开泵时钻井液瞬时液压作用下，所述芯轴机构(2)向下移动，所述弹性体(14)压缩；当压力减小时，所述弹性体(14)伸长并推动所述芯轴机构(2)向上移动。

10.根据权利要求9所述的无限次开关降温循环阀，其特征在于，所述下芯轴(22)的上部设置有第一固定块(25)，所述下外筒体(1)的内侧设置有第二固定块(12)，所述弹性体(14)的上端固定在所述第一固定块(25)上，下端固定在所述第二固定块(12)上。

技术总结
本发明提出了一种无限次开关降温循环阀，包括调控机构，所述调控机构构造成能够在多个压力档位之间调节；以及连接在所述调控机构的下端的降温循环阀，所述降温循环阀的中心沿轴向设置有第一流道，侧壁上沿径向设置有第二流道；其中，所述降温循环阀的第二流道根据调控机构的档位而打开或关闭。本发明实现在套管内的切换，实现流道调整，在套管内循环时无需经过螺杆；进入裸眼后，再关闭流道。

技术研发人员：赵金海,张东清,张洪宁,张建龙,刘建华,陈小锋,刘卫东
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27