全能浮閥的製作方法
2023-07-27 11:43:26 1
專利名稱：全能浮閥的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石油、煤層氣、地熱鑽井管柱中所常用的浮閥裝置。
背景技術：
在石油、煤層氣、地熱鑽井的施工過程中，為了防止管柱內井噴，在管柱中需要使用了浮閥裝置。目前，鑽井現場廣泛使用鑽井浮閥裝置有兩種基本結構，一種是浮球式，它是用密度接近於lg/cm3的材料製成，而鑽井液(俗稱泥漿)的密度在大多數情況大於Ig/ cm3，因此，由於浮力的作用，只要浮閥浸入到泥漿中，浮球就上浮、堵住上部的流道；另一種是彈簧半球式，半球被彈簧向上頂起，堵住上部的流道。這兩種結構都是單向流動形式，即， 泥漿只可以流出，而不可以流入，以便防止了井噴的發生。但是，太深的掏空會造成管柱和井下其它裝置的受壓破壞，因此，在使用以上兩種常規浮閥時，每下入10-15根管柱後要停下來往管柱內灌泥漿，這樣，就浪費了很多施工時間。為了解決這一問題，人們改進、發明了各種「自動灌泥漿裝置」，其中大部分是增壓 (投球或加大循環排量)剪斷銷釘或打開卡爪式。然而，投球、連接循環系統、循環、剪斷銷釘需要一段時間，加大排量循環也需要連接循環系統的時間，如果井下確實有井噴的現象， 延誤這一小段時間也是很危險的。另一種專利設計是讓管柱相對於浮閥扭轉來打開能通液孔、實現自動灌入泥漿的功能。但是，在很多時候，帶有很多扶正器套管柱不允許旋轉，所以，其應用受到了限制。還有一種「可鑽式套管自動灌泥漿浮鞋」其結構很簡單，與常規的彈簧半球式浮閥的唯一區別在於它用卡瓦將浮球處於常開狀態，正常循環後，卡瓦就失去作用、浮球就處於關閉狀態。這種浮閥與其它增壓剪斷銷釘或打開卡爪式一樣，有井控安全隱患。
發明內容本實用新型的目的在於提出一種在原有浮閥外殼尺寸不變的前提下採用新的結構使它除防井噴外還具有自動灌泥漿、防止憋裂地層結構和限流的功能的全能浮閥。本實用新型是這樣實現的它由浮球、帶孔託盤、限位栓、錐形孔橡膠板、閥體、上閥座、環形固定板和外殼組成。其特徵在於外殼內的環形固定板下的上閥座下有閥體，閥體內有浮球、帶孔託盤，閥體下部連有限位栓，在限位栓之間有錐形孔橡膠板，帶孔託盤孔的直徑小於浮球直徑，數量在4個以上，限位栓數量在3個以上，錐形孔橡膠板錐頂一側朝向閥體底部。浮球的密度比所處的泥漿大，所以，在正常情況下浮球坐在帶孔託盤上。由於管柱的運動和泥漿的流動，錐形孔橡膠板沿限位栓上下運動起開關作用，而錐形孔橡膠板上的錐形孔可起到限流作用，對於阻止泥漿外溢到鑽臺、錐形孔橡膠板是必不可少的部件。本實用新型充分地考慮到鑽井作業的各種工況，應用了浮力和液體流動衝擊力的基礎理論，利用了現有浮閥的全部構件，在原設計外觀和尺寸不變的條件下進行了改進，使浮閥除了可以防止井噴的基本功能外，它還實現了自動灌泥漿，減小下放管柱過程中的活塞作用，並且，不會造成管柱內的泥漿外溢到鑽臺面。本新型浮閥功能齊全、簡單、可靠，對於縮短下管柱時間、防止憋漏地層和保持安全、清潔的工作環境是一種最理想的裝置。
本實用新型的具體結構由圖例和實施案例組成。附圖1是全能式浮閥結構示意圖。圖例1、浮球，2、帶孔託盤，3、錐形孔橡膠板，4、限位栓，5、閥體，6、上閥座，7、環形固定板，8、外殼。
具體實施方式
如圖所示，外殼8內的環形固定板7下的上閥座6下有閥體5，閥體5內有浮球1、 帶孔託盤2，閥體5下部連有限位栓4，在限位栓4之間有錐形孔橡膠板3。正常的情況下， 當管柱以小於2米/秒常速度下入井筒中，閥體5內密度為1. 5g/cm3的浮球1坐在帶孔託盤2 (5個孔)上，錐形孔橡膠板3(厚2cm)隨著向管內流動的泥漿沿著限位栓4 G根)軌道上行，蓋住了流道，管外泥漿是否可以繼續流入管內或停止，取決於管外和管內的壓差是否能壓開橡膠板上的錐形孔，實現了自動灌漿功能。錐形孔橡膠板3上的孔在一定的壓力下才能打開，保持了管內的液面低於管外，可以保證泥漿不會溢到鑽臺面。同時，這個孔是隨壓差增加而擴大的，也就是說，更多的泥漿流入到管內，減小了活塞作用。當泥漿急速(> 4米/秒)地流入管內時，浮球1被衝到上閥座6，上閥座6上部被卡在外殼8內的環形固定板7固定，關閉了泥漿上行流道，防止了泥漿回流或井噴。當泥漿向下流動時，浮球1和錐形孔橡膠板3都被泥漿推到了低位，打開流道、進行正常循環。
權利要求1.一種全能浮閥，由浮球、帶孔託盤、限位栓、錐形孔橡膠板、閥體、上閥座、環形固定板和外殼組成，其特徵在於外殼內的環形固定板下的上閥座下有閥體，閥體內有浮球、帶孔託盤，閥體下部連有限位栓，在限位栓之間有錐形孔橡膠板。
2.根據權利要求1所述的全能浮閥，其特徵在於帶孔託盤孔的直徑小於浮球直徑，數量在4個以上。
3.根據權利要求1所述的全能浮閥，其特徵在於限位栓數量在3個以上。
4.根據權利要求1所述的全能浮閥，其特徵在於錐形孔橡膠板錐頂一側朝向閥體底部。
專利摘要本實用新型涉及一種石油、煤層氣、地熱鑽井管柱中所常用的浮閥裝置，一種全能浮閥由浮球、帶孔託盤、限位栓、錐形孔橡膠板、閥體、上閥座、環形固定板和外殼組成，外殼內的環形固定板下的上閥座下有閥體，閥體內有浮球、帶孔託盤，閥體下部連有限位栓，在限位栓之間有錐形孔橡膠板。本實用新型浮閥能夠實現防止井噴、自動灌泥漿、減小管柱的活塞作用和節流閥的功能，並且結構簡單、可靠，對於縮短下管柱時間、防止憋漏地層，維持清潔的工作環境是一種理想的浮閥裝置。
文檔編號E21B34/08GK201953352SQ20102059391
公開日2011年8月31日 申請日期2010年11月5日 優先權日2010年11月5日
發明者衛國 申請人:衛國