深海油气井多功能循环阀的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种深海油气井多功能循环阀，其连接在钻杆之间，包括有上部结构、中部结构和下部结构，所述中部结构分别与上部结构和下部结构活动连接，所述下部结构中形成有第一通道，所述第一通道连通下部油层，所述中部结构形成有第二通道，所述第一通道与第二通道连通，所述中部结构与上部结构错开时，所述第一通道、第二通道与钻杆的内部空间形成循环通道。本发明结构简单，开启动作灵活可靠，并且设计有独立的旁通循环通道，开启后循环通道大，而且其内通径大，完全能够满足大直径座封钢球通过的要求，对其它井下工具及流道不产生任何影响，而且在打压座封时能够防止提前激活。
【专利说明】深海油气井多功能循环阀
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油工程领域，尤其涉及一种深海油气井多功能循环阀。
【背景技术】
[0002]相对于常规井作业，在深海油气井中，送入的生产管柱、防砂管柱在作业时具有很多要求:下入深度大、作业时效性要求高、对环保要求高，不允许钻杆满液起管柱等。
[0003]在对生产管柱、防砂管柱上的顶部封隔器进行座封时，需在钻杆内投入座封钢球，投球后钻杆与油层隔离、钻杆与套管隔离。如果在座封后需要钻杆与地层连通或在起管柱时要求钻杆与套管连通，则存在以下不足:
1、座封钢球投入后，钻杆与地层的连通通道被封堵，必须将座封钢球洗出，增加了作业时间及修井成本；
2、座封钢球投入后，钻杆与套管的连通通道被封堵，必须将座封钢球洗出，增加了作业时间及修井成本，而且在钻杆内满液时，起管柱容易造成施工困难、抽吸地层等风险；
3、如不进行洗球作业，则需要通过在座封钢球与送入管柱的环空之间建立循环通道，此方案循环通道小，施工排量受限。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，提供一种深水油气井多功能循环阀，为深海油气井的送入管柱提供座封通道，打压激活多功能循环阀后，可通过旁通通道与下部油层建立循环通道，在起管柱时可以达到泄流的目的。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种深海油气井多功能循环阀，其连接在钻杆之间，包括有上部结构、中部结构和下部结构，所述中部结构分别与上部结构和下部结构活动连接，所述下部结构中形成有第一通道，所述第一通道连通下部油层，所述中部结构形成有第二通道，所述第一通道与第二通道连通，所述中部结构与上部结构错开时，所述第一通道、第二通道与钻杆的内部空间形成循环通道。
[0006]进一步地，所述上部结构包括有上接头、活动接头和密封接头，所述上接头的上部连接入井设备，所述上接头的下部与活动接头的上部连接，所述活动接头的下部连接密封接头的上部。
[0007]进一步地，所述上接头的内侧设置有内悬挂台阶，所述活动接头的外侧设置有外悬挂台阶，所述内悬挂台阶与外悬挂台阶配合固定。
[0008]进一步地，所述内悬挂台阶上设置有内密封面，所述活动接头的外侧设置有密封圈，所述密封圈与内密封面配合密封。
[0009]进一步地，在所述密封接头的上部还设置有紧定销钉孔，所述紧定销钉孔内穿设有紧定销钉。
[0010]进一步地，所述中部结构包括有内循环接头、外循环接头和滑动球座，所述密封接头套设在内循环接头和外循环接头之间，所述内循环接头的下部与滑动球座连接，所述密封接头的外侧与外循环接头连接。
[0011]进一步地，所述内循环接头上设置有外悬挂台阶，所述密封接头上设置有内悬挂台阶，所述密封接头的内悬挂台阶与内循环接头的外悬挂台阶配合固定，在所述内循环接头与滑动球座的接触位置设有销钉孔，所述销钉孔内安装剪切销钉。
[0012]进一步地，所述滑动球座外部设计有两组密封圈，两组所述密封圈分别与内循环接头的内密封面及外循环接头的内密封面配合密封，所述滑动球座内设有第二通道。
[0013]进一步地，所述下部结构包括有下接头，所述下接头的下部连接下部完井工具，所述下接头的外侧与外循环接头连接，下接头的内侧与滑动球座通过密封圈配合密封。
[0014]进一步地，下接头内侧还设有悬挂台阶，滑动球座下行定位于下接头的悬挂台阶上，所述下接头内设有第一通道，所述第一通道分别与第二通道和下部油层连通。
[0015]本发明具有如下有益效果:结构简单，开启动作灵活可靠，并且设计有独立的旁通循环通道，开启后循环通道大，而且其内通径大，完全能够满足大直径座封钢球通过的要求，对其它井下工具及流道不产生任何影响，而且在打压座封时能够防止提前激活。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为深海油气井多功能循环阀座封状态的结构不意图；
图2为深海油气井多功能循环阀激活状态的结构示意图。
[0017]图中，图中:1、上接头，2、活动接头，3、紧定销钉，4、密封接头，5、上部密封环，6、内循环接头，7、剪切销钉，8、外循环接头，9、滑动球座，10、下接头，11、下部密封环。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0019]如图1、图2所示，深海油气井多功能循环阀，其连接在钻杆之间，包括有上部结构、中部结构和下部结构，所述中部结构分别与上部结构和下部结构活动连接，所述下部结构中形成有第一通道，所述第一通道连通下部油层，所述中部结构形成有第二通道，所述第一通道与第二通道连通，所述中部结构与上部结构错开时，所述第一通道、第二通道与钻杆的内部空间形成循环通道。
[0020]施工时，将本发明与送入管柱连接后下入至设计深度，在钻杆内投入座封钢球，座封钢球通过所述的多功能循环阀，坐落于悬挂封隔器的座封球座上，在钻杆内打压座封悬挂封隔器，验封合格后正转管柱丢手后，上提管柱2m-5m。
[0021]如果在座封后需要钻杆与油层连通或在起管柱时要求钻杆与套管连通，此时，在钻杆内投入剪切钢球，使得中部结构下行定位于下部结构上，此时本发明处于激活状态，中部结构与上部结构错开一孔洞并与钻杆内部连通，第一通道、第二通道与钻杆的内部空间形成循环通道，实现了钻杆与下部油层的连通或钻杆与套管环空的连通，在起管柱时，即可实现钻杆内的液体自动泄流到井筒内。
[0022]所述上部结构包括有上接头1、活动接头2和密封接头4，所述上接头I的上部连接入井设备，所述上接头I的下部与活动接头2的上部连接，所述活动接头2的下部连接密封接头4的上部，所述密封接头4设置有上部密封环5。
[0023]为了使得结构之间的连接更加密切和牢固，本发明的连接关系采用螺接，即上接头I上部设有连接螺纹并与其他入井设备连接，所述上接头I的内侧设置有内悬挂台阶，所述活动接头2的外侧设置有外悬挂台阶，所述内悬挂台阶与外悬挂台阶配合固定，活动接头2能够自由转动。
[0024]为了加强构件之间的密封性，所述内悬挂台阶上设置有内密封面，所述活动接头2的外侧设置有密封圈，所述密封圈与内密封面配合密封。
[0025]活动接头2下部设有连接螺纹，所述密封接头4上部、下部均设计有螺纹，所述密封接头4的上部螺纹与活动接头2的下部螺纹连接。为了防止密封接头4与活动接头2之间的连接螺纹松动，本发明在所述密封接头4的上部还设置有紧定销钉孔，所述紧定销钉孔内穿设有紧定销钉3。
[0026]所述中部结构包括有内循环接头6、外循环接头8和滑动球座9，所述密封接头4套设在内循环接头6和外循环接头9之间，并分别与内循环接头6和外循环接头9螺接，所述内循环接头6的下部与滑动球座9连接，所述密封接头4的外侧与外循环接头8连接。
[0027]所述内循环接头6上设置有外悬挂台阶，所述密封接头4上设置有内悬挂台阶，所述内悬挂台阶与外悬挂台阶配合固定，将内循环接头6与密封接头4连接，在所述内循环接头6与滑动球座9的接触位置设有销钉孔，所述销钉孔内安装剪切销钉7，本发明中，内循环接头6下部设计有2-8个销钉孔，用于安装剪切销钉7，并且内循环接头6在销钉孔上部设计有2-6个返液孔。
[0028]为了加强密封接头4与内循环接头6之间的密封性，所述密封接头4的内悬挂台阶上部设计有内密封面，内循环接头6外部设计有密封圈与密封接头4的内密封面配合密封。
[0029]外循环接头8上部、下部均设计有连接螺纹，外循环接头8的上部连接螺纹与密封接头4的下部螺纹连接，外循环接头8内部设计有内密封面，下部连接螺纹上部设计有2-6个返液孔。
[0030]滑动球座9外部设计有三组密封圈，分别于内循环接头6的内密封面、外循环接头8的内密封面及下接头10的内密封面配合密封，滑动球座9设计有第二通道。
[0031]所述下部结构包括有下接头10，下接头10上部、下部均设计有连接螺纹，所述下接头10的下部与其他工具连接进而与完井工具连通，完井工具与下部油层连通，所述下接头10的外侧的上部螺纹与外循环接头8的下部螺纹连接，下接头10的内侧与滑动球座9通过密封圈配合密封，所述下接头10外围设置有下部密封环11。
[0032]所述下接头10设有第一通道，下接头10内部设有外悬挂台阶，钻杆打压时，剪断剪切销钉7后滑动球座9下行定位于下接头10的内悬挂台阶上。
[0033]本发明，滑动球座9有两个工作位置:座封位置(图1)、激活位置(图2)。
[0034]滑动球座9在座封位置时，滑动球座9与密封接头4通过密封圈密封，可提供打压座封的密封条件。
[0035]在需要激活时，钻杆内投入剪切钢球后落至滑动球座9上，钻杆内打压剪断剪切销钉7，使滑动球座9下行定位于下接头10的内悬挂台阶上。此时可建立钻杆与套管的连通通道，在起管柱时钻杆内液体可自动泄漏至井筒内。
[0036]在具体施工时，将本发明与送入管柱连接后下入至设计深度，钻杆内投入悬挂封隔器座封钢球，座封钢球通过所述的多功能循环阀，坐落于悬挂封隔器的座封球座上，在钻杆内打压座封悬挂封隔器，验封合格后正转管柱丢手后，上提管柱2m-5m。
[0037]需要激活时，在钻杆内投入剪切钢球，剪切钢球落于所述滑动球座9的上部密封面上，在钻杆内打压剪断剪切销钉7，使滑动球座9下行定位于下接头10的内悬挂台阶上，此时多功能循环阀处于激活状态。滑动球座9的第二通道与下接头10的第一通道连通，即可实现钻杆与下部油层的连通，或钻杆与套管环空的连通，起管柱时即可实现钻杆的液体内自动泄流至井筒内。
[0038]以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本【技术领域】的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
【权利要求】
1.一种深海油气井多功能循环阀，其连接在钻杆之间，其特征在于，包括有上部结构、中部结构和下部结构，所述中部结构分别与上部结构和下部结构活动连接，所述下部结构中形成有第一通道，所述第一通道连通下部油层，所述中部结构形成有第二通道，所述第一通道与第二通道连通，所述中部结构与上部结构错开时，所述第一通道、第二通道与钻杆的内部空间形成循环通道。
2.根据权利要求1所述的深海油气井多功能循环阀，其特征在于，所述上部结构包括有上接头、活动接头和密封接头，所述上接头的上部连接入井设备，所述上接头的下部与活动接头的上部连接，所述活动接头的下部连接密封接头的上部。
3.根据权利要求2所述的深海油气井多功能循环阀，其特征在于，所述上接头的内侧设置有内悬挂台阶，所述活动接头的外侧设置有外悬挂台阶，所述内悬挂台阶与外悬挂台阶配合固定。
4.根据权利要求3所述的深海油气井多功能循环阀，其特征在于，所述内悬挂台阶上设置有内密封面，所述活动接头的外侧设置有密封圈，所述密封圈与内密封面配合密封。
5.根据权利要求4所述的深海油气井多功能循环阀，其特征在于，在所述密封接头的上部还设置有紧定销钉孔，所述紧定销钉孔内穿设有紧定销钉。
6.根据权利要求5所述的深海油气井多功能循环阀，其特征在于，所述中部结构包括有内循环接头、外循环接头和滑动球座，所述密封接头套设在内循环接头和外循环接头之间，所述内循环接头的下部与滑动球座连接，所述密封接头的外侧与外循环接头连接。
7.根据权利要求6所述的深海油气井多功能循环阀，其特征在于，所述内循环接头上设置有外悬挂台阶，所述密封接头上设置有内悬挂台阶，所述密封接头的内悬挂台阶与内循环接头的外悬挂台阶配合固定，在所述内循环接头与滑动球座的接触位置设有销钉孔，所述销钉孔内安装剪切销钉。
8.根据权利要求7所述的深海油气井多功能循环阀，其特征在于，所述滑动球座外部设计有三组密封圈，三组所述密封圈分别与内循环接头的内密封面、外循环接头的内密封面及下接头的内密封面配合密封，所述滑动球座内设有第二通道。
9.根据权利要求8所述的深海油气井多功能循环阀，其特征在于，所述下部结构包括有下接头，所述下接头的下部连接下部完井工具，所述下接头的外侧与外循环接头连接，下接头的内侧与滑动球座通过密封圈配合密封。
10.根据权利要求9所述的深海油气井多功能循环阀，其特征在于，下接头内侧还设有悬挂台阶，滑动球座下行定位于下接头的悬挂台阶上，所述下接头内设有第一通道，所述第一通道分别与第二通道和下部油层连通。
【文档编号】E21B34/06GK104453779SQ201410716680
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月2日 优先权日:2014年12月2日
【发明者】王威, 邓辉, 罗卫, 焦青青, 刘淑静, 赵飞, 林彬, 栾志军 申请人:东营市福利德石油科技开发有限责任公司