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1、(10)申请公布号 CN 103306638 A (43)申请公布日 2013.09.18 CN 103306638 A *CN103306638A* (21)申请号 201310261237.0 (22)申请日 2013.06.16 E21B 34/08(2006.01) (71)申请人 慕武 地址 841001 新疆维吾尔自治区库尔勒市开 发区纪元路 10 号巴州派特罗尔石油钻 井技术服务有限公司技术管理部 (72)发明人 慕武 许震 杨书逸 高超 李纲 王伟 窦红梅 彭晓刚 李森 张甫 (54) 发明名称 可传压支顶式自动灌浆活门浮阀 (57) 摘要 本发明公开了一种可传压支顶式自动灌浆。
2、活 门浮阀， 其特征是浮阀接头内装有浮阀， 浮阀内焊 接有活门支顶装置。浮阀的活门阀体座上铰接有 活门， 活门与活门阀体座上扭簧的弹力在活门处 于自由状态时能使活门闭合住活门阀体座。支顶 装置依据支顶弹簧有一定支撑力 ( 弹簧力可通过 更换弹簧的大小来调节 ) 的原理平衡住自动关闭 活门式浮阀活门关闭的弹簧力及井内流体内外压 差造成的往管内流动的力， 支顶杆使其活门始终 处于微开状态， 形成通道， 实现自动灌浆的目的。 当管内发生井涌或井喷时活门在向管内流动液体 的作用下支顶杆压缩支顶弹簧， 支顶杆缩回支顶 盒中， 活门关闭， 起到单流阀的目的。活门上斜开 有传压小孔， 在活门关闭后传递活门内。
3、外液体的 压力。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103306638 A CN 103306638 A *CN103306638A* 1/1 页 2 1. 一种可传压支顶式自动灌浆活门浮阀包括浮阀接头 (1)、 浮阀和活门支顶装置组 成， 其特征是浮阀由上阀体 (2)、 上密封圈 (3)、 密封垫环 (4)、 中密封圈 (5)、 活门阀体座 (6)、 活门 (7)、 扭簧 (8)、 下密封圈 (9)、 传压小孔 (16) 构成， 。
4、上阀体 (2) 与活门阀体座 (6) 用丝扣连接， 上密封圈 (3)、 密封垫环 (4)、 中密封圈 (5) 套在上阀体 (2) 上， 浮阀的内径与 浮阀接头 (1) 的内径基本一致， 在浮阀接头 (1) 内壁有内凸台肩面， 浮阀置于浮阀接头 (1) 内， 套在活门阀体座 (6) 下端的下密封圈 (9) 下端顶在内凸台肩面上形成密封， 浮阀接头 (1) 与钻具相连接时钻具接头的小端顶住浮阀， 在活门阀体座 (6) 上铰接有活门 (7)， 活门 (7) 上斜开有传压小孔 (16)， 扭簧 (8) 的一端支撑在活门 (7) 上， 扭簧 (8) 的另一端支撑在 活门阀体座 (6) 上， 扭簧 (8)。
5、 的弹力在活门 (7) 处于自由状态时能使活门 (7) 闭合住活门 阀体座 (6)， 活门 (7) 铰链对边的活门阀体座 (6) 内腔中焊接有活门支顶装置， 它由支顶杆 (10)、 压力平衡孔 (11)、 支顶盒 (12)、 支顶弹簧 (13)、 支顶盒盖 (14)、 防松销钉 (15) 构成， 支顶杆 (10) 从支顶盒盖 (14) 中穿出， 支顶杆 (10) 和支顶盒盖 (14) 各有一台肩相互挂在 支顶盒盖 (14) 中不被顶出， 支顶盒盖 (14) 用丝扣与支顶盒 (12) 联接， 支顶盒盖 (14) 上有 旋紧和卸松支顶盒盖(14)用的工具孔眼， 其中一孔眼与支顶盒(12)本体的孔眼。
6、联通， 防松 销钉 (15) 穿过该孔眼防止支顶盒盖 (14) 松脱， 支顶盒 (12) 和支顶盒盖 (14) 的周边均匀 开有数个压力平衡孔 (11)， 焊接支顶装置时只把支顶盒 (12) 与活门阀体座 (6) 的内腔焊 接。 权 利 要 求 书 CN 103306638 A 2 1/3 页 3 可传压支顶式自动灌浆活门浮阀 技术领域 0001 本发明涉及在石油钻井下钻 ( 下油管 ) 过程中不停止下钻 ( 下油管 ) 作业采取人 工灌浆的方式， 可自动灌浆。 当井涌、 井喷等管内流体的流速达到一定值时即起到单流阀的 作用， 可杜绝起钻时管内井喷事故的发生， 又能在控制井涌、 井喷关井后准确。
7、测得立管压力 求算出准确的地层压力。 背景技术 0002 在石油钻井下钻 ( 下油管 ) 过程中因现场常用的活门式浮阀只起到单流阀的作 用， 且因其承压能力和钻杆 ( 油管 ) 抗挤强度的限制， 下钻 ( 下油管 ) 到一定井深时为防止 活门式浮阀因承受的压力过大导致失效时易引发管内井涌甚至井喷事故、 防钻杆 ( 油管 ) 被挤毁及引发其它复杂事故等原因， 必须停止下钻 ( 下油管 ) 作业往钻杆 ( 油管 ) 内灌注 泥浆， 以避免上述诸多复杂和事故的发生。另外因单流阀的存在， 钻杆 ( 油管 ) 下放过程中 为了避免因钻杆(油管)闭排造成的环空高返速引起过大的激动压力导致井漏等复杂情况 的。
8、发生而控制钻杆 ( 油管 ) 下放速度。这不仅耽误了大量的下钻 ( 下油管 ) 时间， 增加了 工人的劳动强度， 还有可能停止下钻作业往钻杆内灌泥浆时因钻杆活动不及时导致的压差 卡钻事故， 延缓油气勘探进度。 0003 控制住井涌、 井喷后因现场用的活门式浮阀是完全封闭的， 地层压力不能通过液 柱传递到立管压力表上求得立管压力， 只能采取打开节流阀控制小排量循环的方法求得关 井立管压力， 但这样求得的关井立管压力是不准确的， 即求得的地层压力也是不准确的， 依 据不准确的地层压力计算出的不准确的压井液密度不能保障压井的一次成功， 也有可能因 压井液密度不准确造成压井过程中的井漏及其它复杂或事故。
9、。 发明内容 0004 针对现场活门式浮阀上述存在的诸多问题， 本发明的目的旨在提供了一种可传压 支顶式自动灌浆活门浮阀。 它的原理一是依据支顶弹簧有一定支撑力的原理平衡自动关闭 活门式浮阀活门关闭的弹簧力及井内流体内外压差造成的往管内流动的力， 支顶杆使其活 门始终处于微开状态， 形成流体通道， 实现自动灌浆的目的。 当管内发生井涌或井喷时活门 在向管内流动液体的作用下支顶杆压缩支顶弹簧， 支顶杆缩回支顶盒中， 活门关闭， 起到单 流阀的目的， 防止管内井涌、 井喷事故。避免现用活门式浮阀不能自动灌浆的弊端。二是在 活门上开一与浮阀轴线成一定角度的小孔， 该小孔既不影响活门的关闭， 又能在活。
10、门关闭 后传递活门内外液体的压力， 可在成功控制管内井涌井喷后准确测得地层压力， 为计算准 确的压井液密度， 压井一次成功提供技术保障。 0005 本发明的目的是这样完成的 ： 0006 可传压支顶式自动灌浆活门浮阀包括浮阀接头、 浮阀和活门支顶装置组成。浮阀 由上阀体、 上密封圈、 密封垫环、 中密封圈、 活门阀体座、 活门、 扭簧、 下密封圈、 传压小孔构 成。 上阀体与活门阀体座用丝扣连接， 上密封圈、 密封垫环、 中密封圈套在上阀体上， 浮阀的 说 明 书 CN 103306638 A 3 2/3 页 4 内径与浮阀接头的内径基本一致， 在浮阀接头内壁有内凸台肩面， 浮阀置于浮阀接头内。
11、， 套 在活门阀体座下端的下密封圈下端顶在内凸台肩面上形成密封， 浮阀接头与钻具相连接时 钻具接头的小端顶住浮阀， 在活门阀体座上铰接有活门， 活门上斜开有传压小孔， 扭簧的一 端支撑在活门上， 扭簧的另一端支撑在活门阀体座上， 扭簧的弹力在活门处于自由状态时 能使活门闭合住活门阀体座。活门铰链对边的活门阀体座内腔中焊接有活门支顶装置， 它 由支顶杆、 压力平衡孔、 支顶盒、 支顶弹簧、 支顶盒盖、 防松销钉构成。支顶杆从支顶盒盖中 穿出， 支顶杆和支顶盒盖各有一台肩相互挂在支顶盒盖中不被顶出， 支顶盒盖用丝扣与支 顶盒联接， 支顶盒盖上有旋紧和卸松支顶盒盖用的工具孔眼， 其中一孔眼与支顶盒本。
12、体的 孔眼联通， 防松销钉穿过该孔眼防止支顶盒盖松脱， 支顶盒和支顶盒盖的周边均匀开有数 个压力平衡孔， 焊接支顶装置时只把支顶盒与活门阀体座的内腔焊接。 0007 本发明的优点和产生的有益效果是 ： 0008 1、 本发明结构简单， 采用常规件组装， 易于加工， 结构合理而紧凑， 操作程序简单、 使用便利、 有效地防止了钻井液、 岩屑和高压油气流通过钻具内回流， 避免管内井喷的风 险， 而且成本低、 安全可靠。 0009 2、 本发明现场试验成功后， 推广应用时不仅不停止下钻 ( 下油管 ) 作业进行灌浆 作业， 因不是闭排， 减少了压力激动， 可加快钻杆 ( 油管 ) 下放速度， 节约大量。
13、的下钻 ( 下油 管 ) 时间。 0010 3、 本发明不仅降低了岗位工人的劳动强度， 同时能避免因停止下钻作业活动不及 时发生的卡钻事故， 加快油气勘探进度。 0011 4、 活门上开有传压小孔， 该小孔既不影响活门的关闭， 又能在活门关闭后传递活 门内外液体的压力， 可在成功控制井涌井喷后准确测得地层压力， 为计算准确的压井液密 度， 压井一次成功提供技术保障。 附图说明 0012 图 1 为本发明剖视图。 0013 图 2 为本发明支顶装置放大图。 具体实施方式 0014 如图 1 所示， 一种可传压支顶式自动灌浆活门浮阀包括浮阀接头 1、 浮阀和活门支 顶装置组成。浮阀由上阀体 2、 。
14、上密封圈 3、 密封垫环 4、 中密封圈 5、 活门阀体座 6、 活门 7、 扭簧 8、 下密封圈 9、 传压小孔 16 构成。上阀体 2 与活门阀体座 6 用丝扣连接， 上密封圈 3、 密封垫环 4、 中密封圈 5 套在上阀体 2 上， 浮阀的内径与浮阀接头 1 的内径基本一致， 在浮 阀接头 1 内壁有内凸台肩面， 浮阀置于浮阀接头 1 内， 套在活门阀体座 6 下端的下密封圈 9 下端顶在内凸台肩面上形成密封， 浮阀接头 1 与钻具相连接时钻具接头的小端顶住浮阀， 在活门阀体座 6 上铰接有活门 7， 活门 7 上斜开有传压小孔 16， 扭簧 8 的一端支撑在活门 7 上， 扭簧 8 的。
15、另一端支撑在活门阀体座 6 上， 扭簧 8 的弹力在活门 7 处于自由状态时能使活 门 7 闭合住活门阀体座 6。活门 7 铰链对边的活门阀体座 6 内腔中焊接有活门支顶装置， 它 由支顶杆 10、 压力平衡孔 11、 支顶盒 12、 支顶弹簧 13、 支顶盒盖 14、 防松销钉 15 构成。支顶 杆 10 从支顶盒盖 14 中穿出， 支顶杆 10 和支顶盒盖 14 各有一台肩相互挂在支顶盒盖 14 中 说 明 书 CN 103306638 A 4 3/3 页 5 不被顶出， 支顶盒盖 14 用丝扣与支顶盒 12 联接， 支顶盒盖 14 上有旋紧和卸松支顶盒盖 14 用的工具孔眼， 其中一孔眼。
16、与支顶盒12本体的孔眼联通， 防松销钉15穿过该孔眼防止支顶 盒盖 14 松脱， 支顶盒 12 和支顶盒盖 14 的周边均匀开有数个压力平衡孔 11， 焊接支顶装置 时只把支顶盒 12 与活门阀体座 6 的内腔焊接。 0015 支顶盒 12 和支顶盒盖 14 的周边开的数个压力平衡孔 11 可使支顶杆 10 上下所受 的液压相互抵消， 确保支顶杆 10 不受周围压力环境的影响。支顶盖 14 上开有旋紧和卸松 支顶盒盖 14 用的工具孔眼， 加工好旋紧和卸松支顶盒盖 14 的专用工具以方便更换支顶装 置中的配件、 调节支顶装置中支顶杆 10 的支顶力及方便其它维护保养作业。 0016 组装好活门。
17、支顶装置， 再把活门支顶装置焊接到活门 7 铰链对边的活门阀体座 6 内腔中， 只焊接支顶盒12。 活门支顶装置的焊接位置以支顶杆10被往管内回流的最小流体 压力作用在活门上的力压缩后支顶杆 10 的顶端略低于活门 7 关闭时的位置， 以确保活门 7 与浮阀端面充分接触， 保障有效控制管内的井涌及井喷。 0017 活门 7 上斜开的传压小孔 16 既不影响活门 7 的关闭， 又能在活门 7 关闭后传递活 门 7 内外液体的压力， 可在成功控制井涌井喷后准确测得地层压力， 为计算准确的压井液 密度， 压井一次成功提供技术保障。 0018 焊接活门支顶装置时只把支顶盒12与活门阀体座6的内腔焊接， 以方便更换支顶 弹簧 13 和支顶杆 10 的长度来调节活门 7 的合适开度。既要达到自动灌浆的目的， 还要在 发生管内井涌、 甚至井喷时起到单流阀的作用， 保障井控安全。 说 明 书 CN 103306638 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103306638 A 6 。