专利名称：一种欠平衡井下套管阀阀板及其加工方法
技术领域：
本发明涉及一种欠平衡井下套管阀阀板及其加工方法，属于石油钻井井下工具领域。
背景技术：
为了更好地保护油气层，各油公司要求在打开油层至完井结束的整个过程中都要保持井底的欠平衡状态，这就是所说的全过程欠平衡技术。采用套管阀的井下隔离技术是实现全过程欠平衡钻井最为简捷、安全的技术，因此井下套管阀开始得到广泛推广应用。井下套管阀是一种全井筒的套管截止阀，可作为技术套管的组成部分下入并固在井中。当欠平衡钻井过程中需要起钻时，首先将钻具带压起钻至井下套管阀以上，然后关闭阀板，泄掉上部套管的压力，按照常规方法起钻；下钻时，按常规方法下至阀板上方时，首先关闭地面压力控制系统，从井口泵入流体以平衡阀板上下的压力，然后打开阀板，带压下钻到井底并进行欠平衡钻进。井下套管阀由外筒，内部滑动芯轴，阀板，阀座及阀板复位机构组成。外筒为空心筒体，并通过上下接头与常规套管连接；外筒上部装有滑动芯轴，滑动芯轴与外筒及安装于外筒的密封圈形成空心油缸，钻具可从芯轴内孔穿过；外筒外部加工有上下两个油口，由地面控制系统向油口内注入液压油，驱动滑动芯轴在液压力作用下上下移动，打开或关闭阀板。阀板在关闭状态能够隔离井下的油气和压力，保证井口安全作业；在开启状态允许钻具组合通过。阀板是井下套管阀的关键部件，其设计合理性与加工的可行性是套管阀研制的关键，关系到套管阀的技术性能和加工成本。目前，尚无关于欠平衡井下套管阀阀板及其加工方法的文献记载。
发明内容
本发明的目的之一就是提供一种欠平衡井下套管阀阀板。本发明的目的之二就是提供一种欠平衡井下套管阀阀板的加工方法。本发明的目的之一是这样实现的一种欠平衡井下套管阀阀板为一偏心圆筒与两个圆柱面的内部截交体，其中一圆柱面垂直于偏心圆筒对称面，截交体投影呈一弓形，另一圆柱面旋转轴在偏心圆筒的对称面上并与偏心圆筒轴线垂直，截交体的投影呈一圆形。本发明的目的之二是这样实现的一种欠平衡井下套管阀阀板的加工方法，包括以下步骤(1)取圆筒状毛坯，固定内筒，旋转毛坯车出偏心环形的外圆的直径尺寸；(2)固定外筒，旋转刀具镗出偏心环形的内圆的直径尺寸；(3)在外表面点焊一工装，用卡盘夹紧工装，旋转阀板车阀板侧面形成弓形外缘；(4)翻转工装用卡盘夹紧，旋转阀板车出阀板的圆形外缘。本发明具有以下优点⑴阀板的偏心结构给外表面和顶部侧面的后续加工留出了更多的空间，同时也增大了阀板整体的厚度，可以承受更高的井底压力。(2)阀板是偏心圆筒与两个圆柱面的截交体，只需要旋转加工就可以实现，加工方法简便可行。
图1是本发明一种欠平衡井下套管阀阀板的轴向投影视图。图2是本发明一种欠平衡井下套管阀阀板的A向投影视图。图3是本发明一种欠平衡井下套管阀阀板的B向全剖投影视图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述实施例1 一种欠平衡井下套管阀阀板，其为一偏心圆筒(外圆半径R1，内圆半径 R2，偏心距RU)与两个圆柱面的内部截交体，其中一圆柱面(半径垂直于偏心圆筒的对称面，截交体投影呈一弓形，另一圆柱面(直径D)旋转轴线在偏心圆筒对称面上并与偏心圆筒轴线垂直，截交体的投影呈一圆形。实施例2 对于欠平衡井下套管阀阀板进行加工，具体包括以下步骤(1)取圆筒状毛坯，固定内筒，旋转毛坯车出偏心环形的外圆的半径尺寸Rl ；(2)固定外筒，旋转刀具镗出偏心环形的内圆的半径尺寸R2 ；(3)在外表面点焊一工装，用卡盘夹紧工装，旋转阀板车阀板侧面形成弓形外缘半径R3 ；(4)翻转工装用卡盘夹紧，旋转阀板车出阀板的圆形外缘直径D。
权利要求
1.一种欠平衡井下套管阀阀板，其特征在于其为一偏心圆筒与两个圆柱面的内部截交体，其中一圆柱面垂直于偏心圆筒对称面，截交体投影呈一弓形，另一圆柱面旋转轴在偏心圆筒的对称面上并与偏心圆筒轴线垂直，截交体的投影呈一圆形。
2.一种如权利要求1所述的一种欠平衡井下套管阀阀板的加工方法，其特征在于包括以下步骤(1)取圆筒状毛坯，固定内筒，旋转毛坯车出偏心环形的外圆的直径尺寸；(2)固定外筒，旋转刀具镗出偏心环形的内圆的直径尺寸；(3)在外表面点焊一工装，用卡盘夹紧工装，旋转阀板车阀板侧面形成弓形外缘；(4)翻转工装用卡盘夹紧，旋转阀板车出阀板的圆形外缘。
全文摘要
本发明公开了一种欠平衡井下套管阀阀板及其加工方法。此阀板为一偏心圆筒与两个圆柱面的内部截交体，其加工方法为取圆筒状毛坯，固定内筒，旋转毛坯车出偏心环形的外圆的直径尺寸；固定外筒，旋转刀具镗出偏心环形的内圆的直径尺寸；在外表面点焊一工装，用卡盘夹紧工装，旋转阀板车阀板侧面形成弓形外缘；翻转工装用卡盘夹紧，旋转阀板车出阀板的圆形外缘。阀板的偏心结构给外表面和顶部侧面的后续加工留出了更多的空间，同时也增大了阀板整体的厚度，可以承受更高的井底压力；阀板只需要普通的旋转加工就可以实现，加工方法简便可行。
文档编号E21B34/06GK102418495SQ20101029471
公开日2012年4月18日 申请日期2010年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者万秀琦, 朱焕刚, 李宗清, 杨德京, 王岩鹏 申请人:中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院, 中国石油化工集团公司