專(zhuān)利名稱(chēng)：便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆具接頭，屬于氣體鉆井エ藝中的配套井下工具，更具體地講，涉及一種不壓井起下鉆時(shí)便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭。
背景技術(shù)：
氣體鉆井技術(shù)作為石油、天然氣勘探開(kāi)發(fā)的新技木，得到了廣泛地應(yīng)用和推廣。目前，在氣體鉆井作業(yè)過(guò)程中，為了減少接單根鉆桿時(shí)鉆具內(nèi)氣體的泄壓時(shí)間。同時(shí)為了提高井控安全，防止鉆具內(nèi)的流體返噴失控，通常在鉆桿上每隔500米加裝一只鉆具止回閥。目前常用的鉆具止回閥主要有箭形止回閥、蝶形止回閥、投入式止回閥、浮式止回閥等。以上鉆具止回閥在入井鉆具上安裝使用吋，雖然均能在發(fā)生井噴時(shí)反向關(guān)閉，但由于在進(jìn)行測(cè)斜作業(yè)時(shí)都無(wú)法保證單多點(diǎn)測(cè)斜儀的順利上下通過(guò)，因此每次測(cè)斜作業(yè)時(shí)，都需要起鉆拆除止回閥后，再下鉆進(jìn)行測(cè)斜，耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間，影響氣體鉆井的作業(yè)效率，増加了鉆井成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種既能防止鉆具內(nèi)的流體返噴，又能保證單多點(diǎn)測(cè)斜儀的順利下入和起出的鉆具接頭。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，所述鉆具接頭包括接頭主體和安裝在接頭主體中的閥芯，閥芯包括閥座和閥板，閥座密封地安裝于接頭主體的內(nèi)壁上，閥板通過(guò)連接件和彈性構(gòu)件固定于閥座的出ロ端，彈性構(gòu)件使閥板保持常閉狀態(tài)，接頭主體的出口端內(nèi)壁上設(shè)置有多個(gè)扶正導(dǎo)向塊，多個(gè)扶正導(dǎo)向塊之間形成圓柱形的扶正導(dǎo)向通道，圓柱形扶正導(dǎo)向通道的中心線與閥座出口端內(nèi)壁形成的圓柱形通道的中心線重合，并且圓柱形扶正導(dǎo)向通道的直徑與閥座出口端內(nèi)壁形成的圓柱形通道的直徑相等。根據(jù)本發(fā)明所述的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，所述閥板的邊緣為過(guò)渡圓弧面，所述過(guò)渡圓弧面的曲率半徑為4 6mm。根據(jù)本發(fā)明所述的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，所述多個(gè)扶正導(dǎo)向塊是均勻排布在接頭主體的出ロ端內(nèi)壁上的多個(gè)梯形塊。根據(jù)本發(fā)明所述的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，所述閥座通過(guò)螺紋連接安裝于接頭主體的入口端內(nèi)壁上。根據(jù)本發(fā)明所述的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，在所述閥座的外壁與接頭主體的入 ロ端內(nèi)壁之間設(shè)置一道或多道密封圏。根據(jù)本發(fā)明所述的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，在閥板與閥座的配合面上設(shè)置一道或多道密封圏。根據(jù)本發(fā)明所述的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，所述連接件為軸銷(xiāo)，所述彈性構(gòu)件為設(shè)置在軸銷(xiāo)上的扭簧。根據(jù)本發(fā)明所述的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，所述閥板由耐磨硬質(zhì)合金材料制成。根據(jù)本發(fā)明所述的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，所述閥座進(jìn)ロ端的內(nèi)壁為倒圓錐面，進(jìn)ロ端的內(nèi)壁與出口端的內(nèi)壁之間設(shè)置有過(guò)渡臺(tái)階，在倒圓錐面的下端形成與專(zhuān)用安裝工具的輪廓對(duì)應(yīng)的多邊形橫截面部分。根據(jù)本發(fā)明所述的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，所述多個(gè)扶正導(dǎo)向塊與所述接頭主體一體地形成。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、合理，使用方便。2)在正常氣體鉆井作業(yè)時(shí)，能夠依靠鉆具內(nèi)的循環(huán)氣體使閥板打開(kāi)并保持鉆具通道暢通；當(dāng)停止氣體循環(huán)進(jìn)行接單根或在氣體鉆井作業(yè)時(shí)發(fā)生鉆具內(nèi)流體返噴時(shí)，閥板能自動(dòng)迅速關(guān)閉，提高作業(yè)效率和井控安全。3)采用扶正導(dǎo)向塊和導(dǎo)流槽的設(shè)計(jì)，減少了循環(huán)壓阻和測(cè)斜儀上下通行時(shí)的阻力。4)扶正導(dǎo)向通道和防掛卡的設(shè)計(jì)，使本發(fā)明的鉆具止回閥既起到了單向關(guān)閉的作用，又能確保測(cè)斜儀順利地上下通過(guò)。5)采用耐磨材料和密封圈的密封結(jié)構(gòu)，保證了本發(fā)明的鉆具止回閥的抗磨損能力和良好的密封性能。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭在閥板關(guān)閉時(shí)的主視剖視圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭在測(cè)斜儀通過(guò)時(shí)的主視剖視圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭的出ロ端的俯視圖。主要附圖標(biāo)記說(shuō)明1-接頭主體、2-閥座、3-閥板、4-連接件、5-彈性構(gòu)件、6-密封圏、7、扶正導(dǎo)向塊、 8-多邊形橫截面部分、9-測(cè)斜儀、10-鋼絲繩、11-上鉆桿、12-下鉆桿。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參照附圖來(lái)詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，以使本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠容易實(shí)施本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，在描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例時(shí)，將省略對(duì)公知功能或構(gòu)造的詳細(xì)描述，以避免因不必要的細(xì)節(jié)模糊了對(duì)本發(fā)明的描述。圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭在閥板關(guān)閉時(shí)的主視剖視圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭在測(cè)斜儀通過(guò)時(shí)的主視剖視圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭的出ロ端的俯視圖。參照?qǐng)D1，本發(fā)明的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭包括接頭主體1和安裝在接頭主體1 中的閥芯，閥芯包括閥座2和閥板3，閥座2密封地安裝于接頭主體1的內(nèi)壁上，閥板3通過(guò)連接件4和彈性構(gòu)件5固定于閥座2的出ロ端。包括閥座2和閥板3的閥芯構(gòu)成鉆具接頭的止回閥。閥板3是控制鉆具止回閥開(kāi)閉的構(gòu)件，彈性構(gòu)件5使閥板3保持常閉狀態(tài)。此外，為了方便安裝和維修，閥座2可拆卸地安裝于接頭主體1中，在本實(shí)施例中，閥座2通過(guò)螺紋連接安裝在接頭主體1的入口端內(nèi)壁上，但所述安裝方式并不限于此。具體地，閥板3 優(yōu)選地由耐磨硬質(zhì)合金材料制成，這可提高鉆具的止回閥的抗磨損性能并且有效延長(zhǎng)其使用壽命。閥板3的邊緣為過(guò)渡圓弧面，優(yōu)選地，該過(guò)渡圓弧面的曲率半徑R = 4 6mm，這種防掛卡結(jié)構(gòu)不僅可減小對(duì)測(cè)斜儀9的損傷，更重要的是可以保證測(cè)斜儀9的順利通行，閥板 3的具體工作方式將在下文中進(jìn)行具體描述。為了保證鉆具止回閥的密封效果，可在閥座2的外壁與接頭主體1的入口端內(nèi)壁之間設(shè)置密封圈6，密封圈6的數(shù)量可根據(jù)需要被設(shè)置為一道或多道，設(shè)置密封圈6時(shí)需相應(yīng)地在閥座2的外壁上設(shè)置可容納密封圈6的一道或多道環(huán)形槽，在本實(shí)施例中，設(shè)置有兩道密封圈6。此外，由于閥板3需與閥座2的出ロ端相配合，而且兩者之間為剛性配合，因此為了提高閥板3扣合在閥座2的出ロ端時(shí)的密封性，可在閥板3與閥座2的配合面上也設(shè)置一道或多道密封圏，以保證閥板3處于緊閉狀態(tài)時(shí)能有效密封并防止鉆具內(nèi)流體的返噴，在本實(shí)施例中，設(shè)置有一道密封圏。此外，如圖1所述，閥板3是通過(guò)安裝于閥座2側(cè)壁的安裝孔內(nèi)的軸銷(xiāo)和設(shè)置在軸銷(xiāo)4上的扭簧固定在閥座2的出ロ端，即在本實(shí)施例中，連接件4為軸銷(xiāo)，彈性構(gòu)件5為設(shè)置在軸銷(xiāo)上的扭簧。事實(shí)上，連接件4和彈性構(gòu)件5可以為常用的連接組件，只要能實(shí)現(xiàn)閥座2與閥板3之間的連接和回拉作用即可。為了實(shí)現(xiàn)便于測(cè)斜作業(yè)的功能，本發(fā)明的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具止回閥的接頭主體 1的出ロ端內(nèi)壁上設(shè)置有多個(gè)扶正導(dǎo)向塊7，多個(gè)扶正導(dǎo)向塊7之間形成測(cè)斜儀9可通過(guò)的圓柱形的扶正導(dǎo)向通道，圓柱形扶正導(dǎo)向通道的中心線與閥座2出ロ端內(nèi)壁形成的圓柱形通道的中心線重合，并且圓柱形扶正導(dǎo)向通道的直徑與閥座2出口端內(nèi)壁形成的圓柱形通道的直徑相等。由于扶正導(dǎo)向通道的內(nèi)壁與閥座出口端的內(nèi)壁上下齊平，這將提供給測(cè)斜儀9準(zhǔn)確的導(dǎo)向和扶正作用，以確保測(cè)斜儀9上行時(shí)的順利通行。此外，在接頭主體1的出口端內(nèi)壁上設(shè)置多個(gè)扶正導(dǎo)向塊7之后，在接頭主體1的出口端內(nèi)壁上相應(yīng)的形成了由多個(gè)扶正導(dǎo)向塊7劃分的多個(gè)導(dǎo)流槽，導(dǎo)流槽的存在不但可以保證氣體鉆井時(shí)的氣流量，并且能夠減少鉆具內(nèi)循環(huán)流體的壓阻，減小測(cè)斜儀9通行時(shí)的阻力。具體地，如圖1和圖3所示，多個(gè)扶正導(dǎo)向塊7是均勻排布在接頭主體1的出口端內(nèi)壁上的多個(gè)梯形塊，優(yōu)選地，多個(gè)扶正導(dǎo)向塊7與接頭主體1 一體地形成，以保證扶正導(dǎo)向塊7的強(qiáng)度。在本實(shí)施例中，在接頭主體1的出口端內(nèi)壁上設(shè)置有六個(gè)均勻排布在其上的扶正導(dǎo)向塊7。其中，扶正導(dǎo)向塊7和扶正導(dǎo)向通道的導(dǎo)向方式將在下文中進(jìn)行具體描
3dio由于鉆具接頭兩端均需連接鉆桿，因此鉆具止回閥的進(jìn)ロ端和出ロ端均設(shè)置有與鉆桿匹配接合的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，具體如圖2所示。在本實(shí)施例中，為了方便安裝與維修并且保證鉆具接頭與鉆桿結(jié)構(gòu)的匹配，將閥座2進(jìn)ロ端的內(nèi)壁形成為倒圓錐面，在倒圓錐面的下端形成多邊形橫截面部分8，以用于插入拆卸閥座2的專(zhuān)用工具。通過(guò)使多邊形橫截面部分8 與專(zhuān)用安裝工具(未示出)的輪廓形狀對(duì)應(yīng)，專(zhuān)用安裝工具可被卡在多邊形橫截面部分8 上，從而可安裝和拆卸閥芯。并且，在進(jìn)ロ端的內(nèi)壁與出口端的內(nèi)壁之間設(shè)置有過(guò)渡臺(tái)階，用以支撐專(zhuān)用工具。優(yōu)選地，多邊形橫截面部分可以為六方橫截面部分。下面將結(jié)合本發(fā)明示例性實(shí)施例的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭來(lái)描述其工作方式。在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，如圖1所示，鉆具接頭的閥板3在扭簧的弾力作用下扣合在閥座2 上且保持常閉狀態(tài)；在氣體鉆井正常鉆進(jìn)或正循環(huán)時(shí)，鉆具內(nèi)的氣體能在較小壓力的條件下向鉆具止回閥的出口端推開(kāi)閥板3，使鉆具內(nèi)通道暢通并保證氣體的正常循環(huán)；在鉆進(jìn)過(guò)程中，一旦閥板3下方的流體壓カ大于其上方流體壓カ吋，閥板3將在扭簧5的作用下關(guān)閉，這樣就可以防止巖屑或地層流體通過(guò)鉆頭回流，能夠有效防止鉆具內(nèi)流體返噴。如圖2所示，將本發(fā)明的鉆具接頭安裝在鉆具上，其進(jìn)ロ端和出ロ端分別連接上鉆桿11和下鉆桿12。在進(jìn)行測(cè)斜作業(yè)吋，鋼絲繩10穿過(guò)錐形繩帽頂部繩孔與測(cè)斜儀9的旋轉(zhuǎn)掛件(測(cè)斜儀組件之一)軟連接，由此測(cè)斜儀9的上端固定連接在鋼絲繩10上。其中，鋼絲繩10直徑為2. 5mm，測(cè)斜儀9直徑為45mm，錐形繩帽頂部的夾角約為45° (測(cè)斜儀可能因不同的生產(chǎn)廠家而在結(jié)構(gòu)上略有差別，但影響不大)。下放吋，依靠測(cè)斜儀9和鋼絲繩10的自重推開(kāi)閥板3后，通過(guò)鉆具接頭下放至指定井深位置進(jìn)行測(cè)斜作業(yè)；測(cè)斜作業(yè)結(jié)束后，上提測(cè)斜儀9通過(guò)鉆具接頭時(shí)，由于六個(gè)扶正導(dǎo)向塊7之間形成的圓柱形扶正導(dǎo)向通道的中心線與閥座2出口端內(nèi)壁形成的圓柱形通道的中心線重合并且圓柱形扶正導(dǎo)向通道的直徑與閥座2出ロ端內(nèi)壁形成的圓柱形通道的直徑相等，因此當(dāng)鋼絲繩10吊著測(cè)斜儀 9上行經(jīng)過(guò)鉆具接頭時(shí)，測(cè)斜儀9首先沿著鉆具接頭出口端的圓柱形扶正導(dǎo)向通道上行，此時(shí)圓柱形扶正導(dǎo)向通道保持著測(cè)斜儀9的移動(dòng)方向，測(cè)斜儀9繼續(xù)上行并且其上端直接指向閥座2的出口端，然后沿著閥座2出口端內(nèi)壁形成的通道上行直至離開(kāi)鉆具接頭。在測(cè)斜儀9上行的過(guò)程中，測(cè)斜儀9與鋼絲繩10連接處的錐面緊貼閥板3邊緣的過(guò)渡圓弧面上移，克服扭簧對(duì)閥板3的回彈作用反向向下推動(dòng)閥板3，使測(cè)斜儀9與鋼絲繩10順利上行通過(guò)鉆具止回閥。以上技術(shù)特征構(gòu)成了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實(shí)施效果，可根據(jù)實(shí)際需要增減非必要的技術(shù)特征，來(lái)滿足不同情況的需求。綜上所述，本發(fā)明便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭結(jié)構(gòu)合理而緊湊，具有耐沖蝕性好、使用方便、流量大、密封可靠等優(yōu)點(diǎn)，既能實(shí)現(xiàn)有效的鉆具內(nèi)防噴的功能，又能解決因現(xiàn)有鉆具止回閥無(wú)法通過(guò)測(cè)斜儀而影響氣體鉆井作業(yè)過(guò)程中測(cè)斜作業(yè)的問(wèn)題，可以廣泛地推廣應(yīng)
ο盡管已經(jīng)結(jié)合實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的是，在不脫離如權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下， 可以在這里做出形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，所述鉆具接頭包括接頭主體和安裝在接頭主體中的閥芯，閥芯包括閥座和閥板，閥座密封地安裝于接頭主體的內(nèi)壁上，閥板通過(guò)連接件和弾性構(gòu)件固定于閥座的出口端，彈性構(gòu)件使閥板保持常閉狀態(tài)，其特征在于，接頭主體的出口端內(nèi)壁上設(shè)置有多個(gè)扶正導(dǎo)向塊，多個(gè)扶正導(dǎo)向塊之間形成圓柱形的扶正導(dǎo)向通道，圓柱形扶正導(dǎo)向通道的中心線與閥座出口端內(nèi)壁形成的圓柱形通道的中心線重合，并且圓柱形扶正導(dǎo)向通道的直徑與閥座出口端內(nèi)壁形成的圓柱形通道的直徑相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，其特征在干，所述閥板的邊緣為過(guò)渡圓弧面，所述過(guò)渡圓弧面的曲率半徑為4 6mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，其特征在干，所述多個(gè)扶正導(dǎo)向塊是均勻排布在接頭主體的出ロ端內(nèi)壁上的多個(gè)梯形塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，其特征在干，所述閥座通過(guò)螺紋連接安裝于接頭主體的入口端內(nèi)壁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，其特征在干，在所述閥座的外壁與接頭主體的入口端內(nèi)壁之間設(shè)置一道或多道密封圏。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，其特征在干，在閥板與閥座的配合面上設(shè)置一道或多道密封圏。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，其特征在干，所述連接件為軸銷(xiāo)， 所述彈性構(gòu)件為設(shè)置在軸銷(xiāo)上的扭簧。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，其特征在干，所述閥板由耐磨硬質(zhì)合金材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，其特征在干，所述閥座進(jìn)ロ端的內(nèi)壁為倒圓錐面，進(jìn)ロ端的內(nèi)壁與出口端的內(nèi)壁之間設(shè)置有過(guò)渡臺(tái)階，在倒圓錐面的下端形成與專(zhuān)用安裝工具的輪廓對(duì)應(yīng)的多邊形橫截面部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，其特征在干，所述多個(gè)扶正導(dǎo)向塊與所述接頭主體一體地形成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種便于測(cè)斜作業(yè)的鉆具接頭，所述鉆具接頭包括接頭主體和安裝在接頭主體中的閥芯，閥芯包括閥座和閥板，閥座密封地安裝于外殼體的內(nèi)壁上，閥板的一側(cè)通過(guò)連接件連接到閥座的出口端，彈性構(gòu)件使閥板保持常閉狀態(tài)，接頭主體的出口端內(nèi)壁上設(shè)置有多個(gè)扶正導(dǎo)向塊，多個(gè)扶正導(dǎo)向塊之間形成圓柱形的扶正導(dǎo)向通道，圓柱形扶正導(dǎo)向通道的中心線與閥座出口端內(nèi)壁形成的圓柱形通道的中心線重合，并且圓柱形扶正導(dǎo)向通道的直徑與閥座出口端內(nèi)壁形成的圓柱形通道的直徑相等。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理緊湊，具有耐沖蝕性好、使用方便、流量大、密封可靠等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)E21B47/02GK102536132SQ20111045957
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者呂濤, 吳琦, 李剛, 羅整, 蔣斌, 許期聰, 趙軍, 鄧虎 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司