：本發(fā)明屬于石油鉆井工具，尤其涉及連續(xù)循環(huán)鉆井技術中應用的一種連續(xù)循環(huán)鉆井起下鉆泥漿通道切換閥。

背景技術

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背景技術：

1、在鉆井作業(yè)過程中，當接單根或立柱以及起下鉆時，由于停泵或開泵，會引起井底壓力的波動,從而帶來一系列井下復雜問題。連續(xù)循環(huán)鉆井技術就是為了解決這一問題而提出的，該技術主要采用連續(xù)循環(huán)閥，實現(xiàn)接卸單根或立柱時關閉正循環(huán)通道，開啟連續(xù)循環(huán)閥的旁通循環(huán)通道進行持續(xù)循環(huán)，從而維持恒定的鉆井循環(huán)排量和當量密度，防止接卸單根或立柱時停止循環(huán)引起的井壁坍塌、溢流、沉砂卡鉆等事故或復雜情況的發(fā)生。

2、目前，常見的連續(xù)循環(huán)閥主要有三通球閥、球閥-板閥、雙板閥等主要形式，但由于受到結構構件的影響，三通球閥和球閥-板閥組合的結構雖然都能夠實現(xiàn)連續(xù)循環(huán)鉆井，但是在鉆柱內流體壓力的作用下卻存在著球芯難以旋轉的問題，而且這兩種結構都需要井口人員對球閥部分的開關進行手動操作，自動化響應程度低且易造成響應速度慢這一缺陷。

3、目前的雙板閥結構通過采用復位彈簧來實現(xiàn)對主通閥閥板的打開與關閉，但由于復位彈簧長期暴露在循環(huán)鉆井液的沖蝕之下，存在中心閥板易受沖蝕而導致密封失效、復位彈簧長期受力損壞和無法在鉆柱內下入隨鉆測斜工具等問題，影響作業(yè)的安全性。除此之外，旁通閥的密封件存在暴露于循環(huán)鉆井液沖蝕之下的情況，易產(chǎn)生密封失效降低旁通閥的使用壽命。

4、中國專利2011101301394，公開了一種石油鉆井用不間斷循環(huán)短接及其連續(xù)循環(huán)泥漿方法，該不間斷循環(huán)短接包括短接本體、自動中心閘閥和側向常閉單流閥；在需要拆裝鉆桿上扣、卸扣和起下鉆時，改從側向常閉單流閥不間斷循環(huán)泥漿，雖然也利用循環(huán)泥漿的壓力來實現(xiàn)自動關閉自動中心閘閥，但由于其自動中心閘閥處于開啟狀態(tài)時，閘閥蓋的位置與循環(huán)通道的軸線平行，存在對中心閘閥兩側壓力變化感應不明顯，響應速度慢等問題；由于閘閥蓋僅靠單根銷軸固定在閥筒上，當中心閘閥兩側壓力突變時，易產(chǎn)生晃動影響閘閥工作穩(wěn)定性；此外，由于中心閘閥的下端通道直徑變小，且無變徑段進行緩沖，易產(chǎn)生湍流增加對管壁的沖蝕作用，使得管壁磨損加??；同時，其側向常閉單流閥由單個閥蓋在扭簧的作用下實現(xiàn)對整個旁通閥的關閉與開啟，當在高流速或者大流量的泥漿作用之下，會存在閥蓋關閉不夠迅速的問題，并且由于閥蓋與閥體間缺乏密封件，易出現(xiàn)泄露問題。

技術實現(xiàn)思路

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技術實現(xiàn)要素：

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種利用鉆井液壓力來達到快速切換正循環(huán)通道和旁通循環(huán)通道的連續(xù)循環(huán)鉆井起下鉆泥漿通道切換閥。

2、本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：

3、一種連續(xù)循環(huán)鉆井起下鉆泥漿通道切換閥，其特征在于：該連續(xù)循環(huán)鉆井起下鉆泥漿通道切換閥包括短接主體、卡簧、卡瓣、擋圈、常開主通閥、常閉旁通閥和壓塊，其中卡瓣設置在短接主體的定位卡槽處，卡簧卡設在卡瓣的限位槽中，擋圈設置在卡簧下方的卡瓣內壁；常開主通閥與短接主體同軸心設置安裝，常閉旁通閥設置在位于常開主通閥下部的短接主體側壁上，由壓塊實現(xiàn)常閉旁通閥在短接主體側壁上的位置限定；

4、所述的常開主通閥包括主閥芯，活動滑塊和主閥閥體；所述主閥芯和活動滑塊均與主閥閥體同軸心設置安裝；

5、所述的常閉旁通閥包括旁通閥座，旁通閥芯，堵芯，堵頭雙瓣止回閥和銷軸；所述旁通閥芯通過螺紋連接安裝在旁通閥座內，所述堵芯通過螺紋連接同軸心安裝在堵頭內，所述堵頭通過螺紋連接安裝在旁通閥芯內；

6、所述的雙瓣止回閥包括定位閥座，扭簧和閥瓣；所述閥瓣的數(shù)量為兩塊，通過扭簧與定位閥座連接，所述雙瓣止回閥的定位閥座經(jīng)銷軸鉸接在旁通閥座上；

7、所述短接主體呈筒形，上部孔道直徑大于其下部孔道直徑，內部設有主循環(huán)管路，旁通循環(huán)管路，連接母扣，連接槽和連接公扣；上端通過連接母扣與鉆桿相連，下端通過連接公扣與鉆桿相連，所述壓塊通過連接槽實現(xiàn)常閉旁通閥在短接主體側壁上的位置限定；

8、所述主閥芯上設有限位凸起，定位凹槽和滑槽；所述主閥閥體通過限位凸起實現(xiàn)與主閥芯安裝配合；所述活動滑塊通過定位凹槽實現(xiàn)與主閥芯的位置限定；

9、所述的活動滑塊為杯狀體，上部設有定位凸起，通過與主閥芯上的定位凹槽配合，實現(xiàn)常開主通閥關閉時活動滑塊的位置限定，側壁均布有多個流體通道和滑道，滑道與主閥芯上的滑槽配合，使活動滑塊可沿滑槽在主閥芯上移動，底部有弧形凸起，該弧形凸起的尺寸與主閥芯內徑等大；

10、所述的主閥閥體為變徑體，下側為廣口，可減緩循環(huán)鉆井液的流速并分散循環(huán)鉆井液的沖擊力，避免產(chǎn)生湍流或渦流，減少對管道壁的磨損或沖蝕，所述主閥閥體上設密封槽ⅰ和梯形凸起；通過在密封槽ⅰ中加設密封圈實現(xiàn)主閥閥體與短接主體之間的密封，通過梯形凸起實現(xiàn)常開主通閥開啟時對活動滑塊的位置限定；

11、所述的旁通閥座上設螺紋孔ⅰ，螺紋孔ⅱ，密封槽ⅱ，密封槽ⅲ和密封槽ⅳ；所述旁通閥座上的螺紋孔ⅰ與連接槽之間通過壓塊安裝于短接主體的側壁上，所述旁通閥座上的螺紋孔ⅱ與雙瓣止回閥上的定位閥座通過銷軸連接，所述旁通閥座通過在密封槽ⅱ中加設密封圈實現(xiàn)與旁通閥芯的密封，通過在密封槽ⅲ中加設密封圈實現(xiàn)與短接主體的密封，通過在密封槽ⅳ中加設密封圈實現(xiàn)與閥瓣之間形成接觸密封；

12、所述的堵芯上設密封槽ⅴ，通過在密封槽ⅴ中加設密封圈實現(xiàn)與堵頭的密封；

13、所述的堵頭上設通孔，密封槽ⅵ和涂膠槽；通孔需保持常通，降低氣壓，通過在密封槽ⅵ中加設密封圈實現(xiàn)與旁通閥芯的密封，通過在涂膠槽中涂膠實現(xiàn)與堵芯端部的接觸密封；

14、所述的定位閥座上設有支撐軸ⅰ和支撐軸ⅱ；所述扭簧的數(shù)量為兩個，安裝在支撐軸ⅱ上，一端與支撐軸ⅰ連接，另一端與閥瓣上的扭簧槽連接；

15、所述閥瓣上設有安裝凸臺和扭簧槽，邊緣設置有橡膠層；所述閥瓣通過安裝凸臺安裝在支撐軸ⅱ上。

16、進一步地，在上述的一種連續(xù)循環(huán)鉆井起下鉆泥漿通道切換閥中，所述定位閥座通過銷軸鉸接與旁通閥座上，采用鉸接桿的安裝方式，安裝方便，易更換。

17、進一步地，在上述的一種連續(xù)循環(huán)鉆井起下鉆泥漿通道切換閥中，所述閥瓣在扭簧的作用下緊壓在旁通閥座上，閥瓣與旁通閥座之間形成接觸密封。

18、進一步地，在上述的一種連續(xù)循環(huán)鉆井起下鉆泥漿通道切換閥中，所述堵芯通過螺紋連接安裝在堵頭上，堵頭通過螺紋連接安裝在旁通閥芯上，旁通閥芯通過螺紋連接安裝在旁通閥座上，旁通閥座通過螺紋連接安裝在短接主體側壁上。

19、進一步地，在上述的一種連續(xù)循環(huán)鉆井起下鉆泥漿通道切換閥中，包括以下步驟：

20、s1：連接側循環(huán)管線至常閉旁通閥，打開旁通循環(huán)通道，關閉正循環(huán)通道并降低經(jīng)由短接本體進入的頂驅循環(huán)鉆井液壓力，改為由短接本體側壁上的常閉旁通閥進入短接主體內部用作循環(huán)鉆井液；

21、s2：增加由短接主體側壁上的常閉旁通閥進入短接本體內部用作循環(huán)鉆井液的壓力，使常開主通閥中活動滑塊的弧形凸起在兩側循環(huán)鉆井液的壓力作用下堵住主閥芯的內徑，實現(xiàn)與短接主體同軸設置安裝的常開主通閥自動關閉；

22、s3：打開正循環(huán)通道，關閉旁通循環(huán)通道，降低由短接主體側壁上的常閉旁通閥進入短接本體內部用作循環(huán)鉆井液的壓力；閥瓣在扭簧的作用下自動關閉，實現(xiàn)短接本體側壁上的常閉旁通閥關閉；

23、s4：增加并恢復短接主體頂端進入的頂驅循環(huán)鉆井液壓力，使常開主通閥中活動滑塊的弧形凸起在兩側鉆井循環(huán)液的壓力作用下離開主閥芯內徑，與主閥閥體上的梯形凸起接觸，循環(huán)鉆井液經(jīng)活動滑塊側壁的流體通道流出，實現(xiàn)常開主通閥自動打開；

24、s5：卸下連接于常閉旁通閥上的側循環(huán)管線。

25、進一步地，在上述的一種連續(xù)循環(huán)鉆井起下鉆泥漿通道切換閥中，在需要拆裝鉆桿上扣、卸扣和起下鉆時，改從常閉旁通閥不間斷循環(huán)鉆井液，利用循環(huán)鉆井液的壓力差自動關閉常閉旁通閥上方的常開主通閥。

26、本發(fā)明的有益效果是：

27、1、該連續(xù)循環(huán)鉆井起下鉆泥漿通道切換閥整體結構簡單巧妙，裝拆方便，同時主通閥避免了采用復位彈簧，有效提高了使用壽命。

28、2、當循環(huán)鉆井液在主循環(huán)通道和旁通循環(huán)通道之間切換時，可通過利用液壓差實現(xiàn)自動打開或關閉常開主通閥，有效控制井眼環(huán)空的當量循環(huán)密度，避免了因開停泵造成的井下壓力波動，活動滑塊與通道同軸設立，對于主循環(huán)通道兩側的壓力變化感應明顯，響應速度更快，同時主閥芯上的滑道可對活動滑塊的位置進行限定，提高了工作的穩(wěn)定性，避免活動滑塊在承受高壓壓力的過程中發(fā)生軸向旋轉。

29、3、常閉旁通閥采用雙瓣止回閥，由扭簧作為彈性件，單靠彈性件即可實現(xiàn)兩閥瓣的彈性復位，簡化復位結構，關閉更加徹底，防止泄露的效果也更加明顯，同時雙瓣止回閥采用鉸接的安裝方式，裝配更加便捷，出現(xiàn)彈性疲勞時便于更換。

30、4、旁通閥密封部件均設置在背對流體流動方向，可有效避免橡膠密封部分的沖蝕增加了旁通閥的使用壽命，能適用于多種鉆井條件的連續(xù)循環(huán)鉆井作業(yè)，且持續(xù)性好不易中斷，同時閥瓣邊緣上設置有橡膠層，防止泄露的效果更好，提升了閥門的密封性能，同時也更適用于高流速和高壓管道系統(tǒng)。