專利名稱：一種新型雙密封箭形止回閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型雙密封箭 形止回閥，主要用于油田鉆柱內(nèi)防噴裝置中，屬于石油天然氣鉆井井控裝備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于地層的復(fù)雜多變，鉆井過程中常常會遇到地層高壓流體，若沒有可靠的防噴系統(tǒng)就有可能發(fā)生井涌或井噴，影響鉆井作業(yè)安全和鉆井效率。目前，各種型式及規(guī)格的防噴器已有能力將鉆柱外井涌或井噴控制住，而鉆柱內(nèi)防噴技術(shù)有待進(jìn)一步提聞。箭形止回閥作為一種鉆柱內(nèi)防噴工具連接在鉆柱中，當(dāng)遇到高壓油氣層向上頂壓時，可帶動箭形閥芯向上移動與閥座貼合密封，關(guān)閉鉆柱內(nèi)通道，防止井噴及井涌?，F(xiàn)有技術(shù)中，箭形止回閥主要部件有閥體，閥體內(nèi)有壓帽、閥座等部件，其缺點是壓帽需通過螺紋連接在閥體內(nèi)部并要壓緊閥座，從而壓帽、閥座與閥體內(nèi)部間的縫隙需通過橡膠件來密封。壓帽的存在限制了鉆井介質(zhì)的通道，產(chǎn)生阻力，并且用來密封的橡膠件在高壓高速流體的作用下容易失效脫落影響箭形閥芯的密封效果；由于閥芯受自重和彈簧共同作用與閥座處于接觸狀態(tài)，且下井過程中受向上浮力的影響，閥芯常封住閥座，使下鉆時鉆具水眼關(guān)閉，這樣不僅影響下放鉆桿的速度，對井控作業(yè)也不利；現(xiàn)有箭形止回閥閥芯下部的彈簧在無壓并保護下也出現(xiàn)壓潰失效。目前現(xiàn)有的箭形止回閥只有箭形閥芯與閥座形成的一次主密封，且主密封面容易受到?jīng)_蝕磨損，密封可靠性不足。為了有效防止鉆柱內(nèi)井噴及井涌、保障鉆井作業(yè)安全，迫切需要對現(xiàn)有止回閥進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，提高內(nèi)防噴工具的密封性和工作可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型雙密封箭形止回閥，用于高壓情況時增強密封作用，達(dá)到雙重密封效果，該結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、簡單。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是本發(fā)明一種新型雙密封箭形止回閥，主要包括上閥體、下閥體、箭形閥芯、支撐座、橡膠筒、推力塊、彈簧和閥芯后部桿構(gòu)成，所述上閥體通過螺紋與下閥體相連接；上閥體內(nèi)部設(shè)計有一錐形面，該錐形面與箭形閥芯錐面相接觸形成密封；所述下閥體內(nèi)裝有支撐座；箭形閥芯后部套裝有橡膠筒、推力塊和彈簧；所述橡膠筒為鼓狀；所述閥芯后部桿與支撐座通過安全卡環(huán)卡接。所述支撐座開有三個側(cè)口，在其頂部設(shè)計分布兩個流道口，鉆井介質(zhì)主要從側(cè)口通過；所述的推力塊是由圓形擋板和圓筒焊接組成T形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的優(yōu)點在于1、本發(fā)明的箭形止回閥將閥座和壓帽集成于上閥體，擴大了流體通道，減小流道阻力；2、此結(jié)構(gòu)的箭形止回閥使用的0形密封圈數(shù)量減少，提高了密封可靠性；3、此箭形止回閥在閥芯后部桿增加了鼓形橡膠筒，在井底高壓作用下變形起二次密封作用；4、鉆頭下鉆過程中，此箭形止回閥的閥芯被強制卡接固定，正常循環(huán)始終不會封住流道，下鉆順利，便于泥漿通過，可以防止井下流體向上流動，有利于井控作業(yè)。


圖I是本發(fā)明一種新型雙密封箭形止回閥的工作結(jié)構(gòu)示意 圖2是圖I的A-A剖視圖； 圖3是本發(fā)明推力塊的結(jié)構(gòu)示意 圖4是本發(fā)明在井噴、井涌情況下的工作結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I上閥體，2錐形面，3下閥體，4支撐座，5箭形閥芯，6箭形閥芯錐面，7橡膠筒，8推力塊，9彈簧，10安全卡環(huán)，11閥芯后部桿，12流道口，13側(cè)口，14圓形擋板，15圓筒。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施方式
作進(jìn)一步說明
如圖I所示，本發(fā)明一種新型雙密封箭形止回閥，主要包括上閥體I、下閥體3、支撐座4、箭形閥芯5、橡膠筒7、推力塊8、彈簧9和閥芯后部桿11構(gòu)成，所述上閥體I通過螺紋與下閥體3相連接；上閥體I內(nèi)部設(shè)計有一錐形面2，該錐形面2與箭形閥芯錐面6相接觸形成密封；所述下閥體3內(nèi)裝有支撐座4 ;箭形閥芯5后部裝有橡膠筒7、推力塊8和彈簧9 ；所述橡膠筒7為鼓狀；所述閥芯后部桿11與支撐座4通過安全卡環(huán)10卡接。如圖2所示，所述支撐座4開有三個側(cè)口 13，在其頂部設(shè)計分布兩個流道口 12 ;鉆井介質(zhì)主要從側(cè)口 13通過，兩個流道口 12用來導(dǎo)流地層高壓流體，形成對箭形閥芯5向上的沖擊力，有效破壞安全卡環(huán)10。如圖3所示，所述推力塊8是由圓形擋板14和圓筒15焊接組成T形結(jié)構(gòu)，在井底高壓作用下對橡膠筒7起擠壓作用。在正常工作時的卡接狀態(tài)和下鉆速度下，箭形閥芯5被安全卡環(huán)10卡住，箭形閥芯5與錐形面2之間保持一定距離，井下鉆井液順利進(jìn)入箭形閥芯5上部，可以實現(xiàn)自動進(jìn)衆(zhòng)功能，同時減小下鉆時激動壓力，提高下鉆速度。當(dāng)注入鉆井介質(zhì)時，在鉆井介質(zhì)沖擊箭形閥芯5克服彈簧9作用力推動箭形閥芯5向下快速運動的情況下，推力塊8下端圓筒15與支撐座4接觸形成支撐，阻止彈簧9繼續(xù)被壓縮，對彈簧9起壓并保護作用。如圖4所示，在發(fā)生井涌或井噴時的工作狀態(tài)，在井下高壓產(chǎn)生的沖擊力作用下推動箭形閥芯5上行，閥芯后部桿11卡口破壞安全卡環(huán)10的結(jié)構(gòu)，此時箭形閥芯錐面6與上閥體I內(nèi)錐形面2緊密貼合，并且在井下高壓作用下的推力塊8不斷壓緊橡膠筒7，橡膠筒7產(chǎn)生變形封住上閥體I通道，再次形成密封。壓力越大時，橡膠筒7變形越大，密封效果加強，從而有效控制井噴的發(fā)生。其中，上閥體I內(nèi)錐形面2與箭形閥芯錐面6采用等離子噴涂耐磨耐蝕合金粉末，提高其抗磨損、耐沖蝕的能力，有效提高本發(fā)明的使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種新型雙密封箭形止回閥，主要包括上閥體(I)、下閥體(3)、支撐座(4)、箭形閥芯(5)、橡膠筒(7)、推力塊(8)、彈簧(9)和閥芯后部桿(11)構(gòu)成，其特征在于所述上閥體(I)通過螺紋與下閥體(3)相連接；上閥體(I)內(nèi)部設(shè)計有一錐形面(2)，該錐形面(2)與箭形閥芯錐面(6)相接觸形成密封；所述下閥體(3)內(nèi)裝有支撐座(4);箭形閥芯(5)后部裝有橡膠筒(7)、推力塊(8)和彈簧(9);所述橡膠筒(7)為鼓狀；所述的推力塊(8)是由圓形擋板(14)和圓筒(15)焊接組成T形結(jié)構(gòu)；所述閥芯后部桿(11)與支撐座(4)通過安全卡環(huán)(10)卡接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型雙密封箭形止回閥，其特征在于所述支撐座(4)開有三個側(cè)口(13)，在其頂部設(shè)計分布兩個流道口(12)，鉆井介質(zhì)主要從側(cè)口(13)通過。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型雙密封箭形止回閥，其特征在于上閥體(I)內(nèi)錐形面(2)與箭形閥芯錐面(6)采用等離子噴涂一層耐磨耐蝕合金粉末，提高其抗磨損、耐沖蝕的能力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型雙密封箭形止回閥，主要用于油田鉆柱內(nèi)防噴裝置中，屬于石油天然氣鉆井井控裝備領(lǐng)域。它主要包括上閥體、下閥體、箭形閥芯、支撐座、橡膠筒、推力塊、彈簧和閥芯后部桿構(gòu)成，所述上閥體通過螺紋與下閥體相連接；上閥體內(nèi)部設(shè)計有一錐形面，該錐形面與箭形閥芯錐面相接觸形成密封；下閥體內(nèi)裝有支撐座；箭形閥芯后部套裝有橡膠筒、推力塊和彈簧；閥芯后部桿與支撐座通過安全卡環(huán)卡接，下鉆和鉆井液正常循環(huán)時不會封住通道。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，流道暢通，下鉆阻力小，便于鉆井介質(zhì)順利通過；高壓時有雙密封效果，可以防止井下流體向上流動，有利于井控作業(yè)。
文檔編號E21B33/10GK102635329SQ201210087889
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者張也, 張曉東, 汪凱, 閆家, 龍平 申請人:西南石油大學(xué)