全自动滑套式连续循环阀.pdf

本实用新型公开了一种全自动滑套式连续循环阀，包括密封连接的上接头和下接头，下接头的侧壁上形成有旁通孔，上接头的内腔安装有能上下移动的弹簧套、复位弹簧和阀座总成；弹簧套外侧套有复位弹簧且其下端能伸入阀座总成的内腔；阀座总成包括阀座、销轴和阀板，阀板由销轴连接在阀座上，阀板与阀座闭合时为密封结构；下接头内腔安装有能上下移动的滑套，滑套的侧壁上形成有孔I，孔I与旁通孔可通过滑套移动而重合或错开；旁通孔的上下两侧分别设有密封圈。该全自动滑套式连续循环阀适用于多种循环介质条件下的钻井作业，结构简单，拆装方便，既能延长阀板寿命，又能稳定实现连续循环钻井作业。

权利要求书
1.  一种全自动滑套式连续循环阀，包括密封连接的上接头(1)和下接头(12)，所述下接头(12)的侧壁上形成有连接旁通管线(19)的旁通孔，其特征在于：所述上接头(1)的内腔安装有能上下移动的弹簧套(3)、复位弹簧(5)和阀座总成，且所述上接头(1)顶部形成有凸台I；所述弹簧套(3)由一体形成的粗段和细段构成，粗段在上，所述复位弹簧(5)套在该弹簧套(3)的细段上；所述阀座总成与上接头(1)密封连接，所述弹簧套(3)的细段底端能插入所述阀座总成的内腔；所述阀座总成包括阀座(6)、销轴(10)和阀板(11)，所述阀板(11)由销轴(10)连接在阀座(6)上；所述下接头(12)的底部形成有凸台II，且其内腔安装有能上下移动的滑套(13)，所述滑套(13)的侧壁上形成有孔I，所述孔I与旁通孔通过滑套(13)的移动而重合或错开；所述旁通孔的上下两侧分别设有密封圈(14，17)，用于实现滑套(13)与下接头(12)之间的密封。

2.  如权利要求1所述全自动滑套式连续循环阀，其特征在于：所述阀座总成还包括穿在所述销轴(10)外侧的扭簧(9)。

3.  如权利要求1所述全自动滑套式连续循环阀，其特征在于：所述滑套(13)的顶部设有斜坡倒角I，所述阀板(11)远离阀座(6)侧设有斜坡倒角II，所述两个斜坡倒角角度相同。

4.  如权利要求1所述全自动滑套式连续循环阀，其特征在于：所述阀板(11)与阀座(6)闭合时密封。

5.  如权利要求1所述全自动滑套式连续循环阀，其特征在于：所述阀座(6)靠近阀板(11)处形成有用于实现两者闭合时密封的密封面。

6.  如权利要求1所述全自动滑套式连续循环阀，其特征在于：所述弹簧套 (3)的粗段设有O形密封圈I(2)。

7.  如权利要求1所述全自动滑套式连续循环阀，其特征在于：所述上接头(1)与下接头(12)连接处的上端和下端分别设有O形密封圈(4，8)。

8.  如权利要求1所述全自动滑套式连续循环阀，其特征在于：所述阀座(6)外侧设有O形密封圈II(7)。

9.  如权利要求1所述全自动滑套式连续循环阀，其特征在于：所述滑套(13)坐在下接头(12)底部的凸台II上时，以其侧壁对应旁通孔上沿处为分界线，分界线以上所述滑套(13)的直径大于分界线以下滑套(13)的直径。

10.  如权利要求1所述全自动滑套式连续循环阀，其特征在于：所述孔I距滑套(13)顶端的距离与所述旁通孔距闭合的阀板(11)的距离相等。

说明书全自动滑套式连续循环阀
技术领域
本实用新型涉及一种用于石油天然气行业钻井工程领域的工具，具体为一种全自动滑套式连续循环阀。
背景技术
在钻井作业过程中，当接卸单根或立柱时，由于停泵或开泵会引起井底的压力波动，从而带来一系列井下复杂问题。不间断连续循环钻井技术就是为了解决这一问题而提出的，该技术主要采用连续循环阀，实现接卸单根或立柱时关闭主通路循环，开启连续循环阀的旁通路进行持续循环，从而维持恒定的钻井循环排量和当量密度，防止接卸单根或立柱时停止循环引起的井壁坍塌、溢流、沉砂卡钻等事故复杂的发生；同时气体钻井时还可以持续不断的携带进入井筒内的地层水，防止水在井内的积聚、浸泡井壁，避免出现过高的注入压力，避免气体钻井井下复杂的发生；在充气、泡沫钻井时可以避免钻具内和环空气液分离，保证井筒内维持恒定的流体柱压力和注入压力。
目前，国内外连续循环钻井装置采用的连续循环阀，密封性能差，易受冲蚀；或者重复密封的可靠性差；或者通用性差，不能适用于多种钻井循环介质钻井条件的连续循环作业，易导致连续循环作业的中断。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种全自动滑套式连续循环阀，其通用性好，密封性佳；能适用于多种钻井条件的连续循环作业，且持续性好不易中断。
为此，本实用新型的技术方案如下：
一种全自动滑套式连续循环阀，包括密封连接的上接头和下接头，所述下接头的侧壁上形成有连接旁通管线的旁通孔，所述上接头的内腔安装有能上下移动的弹簧套、复位弹簧和阀座总成，且所述上接头顶部形成有凸台I；所述弹簧套由一体形成的粗段和细段构成，粗段在上，所述复位弹簧套在该弹簧套的细段上；所述阀座总成与上接头密封连接，所述弹簧套的细段底端能插入所述阀座总成的内腔；所述阀座总成包括阀座、销轴和阀板，所述阀板由销轴连接在阀座上，阀板与阀座闭合时为密封结构；所述下接头的底部形成有凸台II，且其内腔安装有能上下移动的滑套，所述滑套能坐在凸台II上，所述滑套的侧壁上形成有孔I，所述孔I与旁通孔通过滑套移动而重合或错开，具体可通过使孔I距滑套顶端的距离与旁通孔距闭合的阀板的距离相等来实现；所述旁通孔的上下两侧分别设有密封圈，用于实现滑套与下接头之间的密封。
所述阀座总成还包括穿在所述销轴外侧的扭簧。
所述滑套的顶部设有斜坡倒角I，所述阀板远离阀座侧设有斜坡倒角II，所述两个斜坡倒角角度相同。
所述阀板与阀座闭合时密封。
所述阀座靠近阀板处形成有用于实现两者闭合时密封的密封面。
所述弹簧套的粗段设有O形密封圈I，用于实现弹簧套与上接头之间的密封。
所述上接头与下接头连接处的上端和下端分别设有O形密封圈，用于实现上下接头之间的密封。
所述阀座外侧设有O形密封圈II；用于实现阀座与上接头之间的密封。
所述滑套坐在下接头底部的凸台II上时，以其侧壁对应旁通孔上沿处为分界线，分界线以上所述滑套的直径大于分界线以下滑套的直径。
该全自动滑套式连续循环阀能够适用于气体、充气、泡沫、泥浆等不同钻井循环介质条件下的连续循环钻井作业，其具有以下优点：1)整体结构简单，拆装方便，密封可靠；2)在钻井循环介质压差作用下，打开阀板的同时弹簧套下移，避免阀板承受长时间冲蚀，延长阀板密封寿命；3)在旁通管路中的钻井循环介质压力作用下滑套上移，打开旁通管路的同时，将阀板推向水眼中心，即使不安装扭簧或扭簧失效，也可顺利实现阀板与阀座的贴合密封；4)打开旁通路的同时关闭阀板，使钻井循环介质源源不断的从旁通管路中注入井内，确保当量循环密度的稳定，避免井底压力波动引起的井下复杂，从而达到缩短钻井周期、降低钻井成本的目的。
附图说明
图1为本实用新型全自动滑套式连续循环阀结构示意图；
图2为本实用新型全自动滑套式连续循环阀打开旁通路时的结构示意图；
图3为阀座总成打开状态的局部放大图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型的结构进行详细描述。
实施例1
如图1所示，一种全自动滑套式连续循环阀，上接头1和下接头12依靠螺 纹连接，且连接处的上端和下端分别设有O形密封圈4，8以实现两者密封连接；该上接头1的内腔安装有能上下移动的弹簧套3、复位弹簧5和阀座总成，且其顶端形成有凸台I；弹簧套为一体形成的两个空心圆柱，大半径的空心圆柱为粗段，安装时朝上，小半径的空心圆柱为细段，细段外侧套着复位弹簧5，可坐于粗段上；粗段外侧设有O形密封圈I 2，用于实现弹簧套3与上接头1的密封；细段底端能插入阀座总成的内腔，阀座总成包括阀座6、销轴10和阀板11，阀板11由销轴10连接在阀座6上，阀板11闭合时与阀座6为密封结构；阀座外侧设有O形密封圈II 7，用于将阀座与上接头1密封连接；下接头12的侧壁上形成有连接旁通管线19的旁通孔，底部形成有凸台II，其内腔安装有能上下移动的滑套13，滑套13的侧壁上形成有孔I，孔I距滑套13顶端的距离与旁通孔距闭合的阀板11的距离相等；旁通孔的上下两侧分别设有密封圈14，17，用于实现滑套13与下接头12之间的密封；所述滑套13坐在下接头12底部的凸台II上时，以其侧壁对应旁通孔上沿处为分界线，分界线以上所述滑套13的直径大于分界线以下滑套13的直径。
优选，在阀座6靠近阀板11处设置一密封面，用于实现阀板11闭合时与阀座6密封。
旁通孔可设有堵头15，并在其与下接头12连接处设有O形密封圈III 16，以防止旁通孔在正常钻进过程中泄露。
以下给出该全自动滑套式连续循环阀的工作原理：
1)正常钻进过程：钻井循环介质从上接头1的中心水眼进入该全自动滑套式连续循环阀的内腔，阀板11因重力处于打开状态，弹簧套3在钻井循环介质压差作用下克服复位弹簧5阻力下移，下移的弹簧套3其细段将阀板11完全保 护起来，防止阀板11密封面受到冲蚀；滑套13在压差和自重的作用下坐在下接头12底部的凸台II上，滑套13侧壁上的孔I与下接头12侧壁上的旁通孔错位，结合旁通孔的上下两侧分别设置的密封圈14，17，旁通管路关闭。
2)旁通管路开启过程，如图2所示：钻井循环介质从旁通管路进入旁通孔，在钻井循环介质的压力作用下，滑套13上移，继而将阀板11推向中心水眼；同时主通路泄压，弹簧套3在复位弹簧5的作用下上移，阀板11在泄压冲击力的作用下紧紧压在阀座6上，实现主通路关闭；同时滑套13侧壁上的孔I与下接头12侧壁上的旁通孔重合，实现了旁通管路的开启。
该全自动滑套式连续循环阀适用于多种循环介质条件下的钻井作业，结构简单，拆装方便，既能延长阀板寿命，又能稳定实现连续循环钻井作业。
实施例2
与实施例1全自动滑套式连续循环阀结构的不同之处在于：阀座总成包括阀座6、销轴10、扭簧9和阀板11，阀板11由销轴10连接在阀座6上，且销轴10外侧套有扭簧9，如图3所示。
其工作原理为：
1)正常钻进过程：钻井循环介质从上接头1的中心水眼进入该全自动滑套式连续循环阀的内腔，阀板11在钻井循环介质的压力的作用下克服扭簧9的阻力绕销轴10旋转打开，同时，弹簧套3在钻井循环介质压差作用下克服复位弹簧5阻力下移，下移的弹簧套3其细段将阀板11完全保护起来，防止阀板11密封面受到冲蚀；滑套13在压差和自重的作用下坐在下接头12底部的凸台II上，滑套13侧壁上的孔I与下接头12侧壁上的旁通孔错位，结合旁通孔的上下 两侧分别设置的密封圈14，17，旁通管路关闭。
2)旁通管路开启过程同实施例1所述。
实施例3
与实施例1全自动滑套式连续循环阀结构的不同之处在于：滑套13的顶部设有斜坡倒角I，阀板11远离阀座6侧设有斜坡倒角II，这两个斜坡倒角角度相同。减少旁通路开启时滑套13推动阀板11闭合的阻力。