用于钻井钻杆的防反泥浆组件的制作方法

本发明涉及钻井钻杆技术领域，更具体的说，它涉及一种用于钻井钻杆的防反泥浆组件。

背景技术：

在钻井施工过程中通常使用正循环龙门钻机，钻机在工作过程中依靠回转装置带动钻杆和钻头切削破碎岩土，同时在钻井位置的旁边挖设泥浆池，泥浆通过泥浆泵从钻杆上端输入、经过钻杆从钻头处射出，带动钻渣沿钻杆和成井井壁之间的环状空间上升到井口溢进沉淀池，之后返回泥浆池中净化再供使用，泥浆在钻井的整个过程中起到护壁排渣、为钻头降温的作用。

正循环龙门钻机的钻杆，通常每一节长度为2.7米，钻杆直径为152mm，所要钻凿的井深一般在几十米甚至上百米，所以需要钻杆之间首尾相接以达到钻凿井深。使用第一根钻杆向下转至足够深度之后，回转装置向上提，连接第二根钻杆，两根钻杆螺纹连接，将第二根钻杆连接至第一根钻杆上，并继续向下钻凿。在钻杆的连接过程中，需要停止泥浆泵，泥浆泵停止工作后，钻杆和成井井壁的之间的泥浆在重力作用下向下流，并且挤压钻杆内部的泥浆沿钻杆内腔向上倒流，导致钻杆内的泥浆喷射在地面上。在泥浆喷出的过程中，工人无法继续工作，需要等到钻杆内与钻杆和成井井壁之间的泥浆平衡稳定之后，才能继续连接钻杆，这无形中会增加整个钻凿的时间，降低施工效率，同时，喷出的泥浆也会污染井口周围的环境。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于钻井钻杆的防反泥浆组件，在钻杆之间设置一个截止装置，缓解在钻杆连接过程中，泥浆反流喷射。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于钻井钻杆的防反泥浆组件，设置在相邻两根钻杆之间，包括管件、固定在管件内壁的卡接件，以及与卡接件内侧或者下端部卡接、并与卡接件拼接成与管件内径适配、允许泥浆自上而下单向流动的单向阀；单向阀包括位于卡接件上方、与卡接件抵接并且控制单向阀沿管件轴向滑动的导向件。

采用以上技术方案，在两根相邻的钻杆之间连接防反泥浆组件，泥浆从上至下灌注过程中，向下推动单向阀，单向阀在导向件的作用下沿管件下滑，导向件抵接在卡接件时，单向阀滑动至最低位置处，单向阀与卡接件脱离形成泥浆的过流间隙，泥浆经过该间隙向下流动。在钻杆连接过程中，泥浆反流，推动单向阀向上运动于卡接件抵接，单向阀与卡接件配合构成阻挡泥浆反流的屏障，实现泥浆顺流导通，逆流截止的目的。

进一步设地，卡接件为环状凸缘，环状凸缘内侧壁自上而下逐渐扩大，单向阀包括与凸缘配合的塞体，以及与塞体相连的导向件。

采用以上技术方案，在管件内部设置环状凸缘，泥浆在向下流动时，推压塞体与环状凸缘脱离，导向件抵接在环状凸缘上方，塞体移动至最低位置，泥浆穿过环状凸缘从塞体与管件之间的空隙向下流动。泥浆反流时，由于环状凸缘上端开口较小，推动塞体向上移动至与环状凸缘嵌合，塞体被继续向上推动的过程中，与环状凸缘挤压并且嵌合更加紧密，塞体和环状凸缘形成截止件，阻止泥浆进一步反流。

进一步地，环状凸缘的内侧壁自上而下呈阶梯设置。

采用以上技术方案，环状凸缘的内壁设置为阶梯状，泥浆反流时，塞体向上滑动嵌在环状凸缘内，塞体的侧壁卡接在阶梯处，并阻止塞体继续上滑，塞体和环状凸缘配合成稳定的阻挡屏障，进而阻挡泥浆反流。

进一步地，卡接件为环状凸缘，单向阀包括与环状凸缘下端部卡接的塞体，以及与塞体相连的导向件，塞体与管件侧壁之间留有泥浆流动的间隙。

采用以上技术方案，塞体卡接在环状凸缘的下端部，泥浆向下流动时，更容易推动塞体与环状凸缘脱离，并沿着间隙向下流动。泥浆反流时，推动塞体向上滑动塞体抵接在环状凸缘下端面，阻挡泥浆继续反流。

进一步地，塞体的外侧包覆有与塞体贴合的橡胶圈。

采用以上技术方案，在塞体外部设置橡胶圈，泥浆反流推动塞体与卡接件抵接，并挤压橡胶圈发生压缩形变，将塞体与卡接件的刚性接触变为弹性接触，增大塞体与卡接件的摩擦，塞体与卡接件嵌合更紧。

进一步设地，卡接件为固定于管件内侧、沿管件周向不连续设置的若干卡块，单向阀包括与管件内径适配的塞体，塞体与卡块的对应位置处开设通孔，导向件与塞体相连，导向件与管件之间设有与管件周向平行的导向组件。

采用以上技术方案，泥浆向下流动时，推动塞体与卡块脱离，二者之间形成泥浆过流空隙，泥浆穿过该空隙，并经通孔向下流动。泥浆反流时，推动塞体向上滑动，塞体与卡块抵接，通孔被卡块封堵，阻挡泥浆反流。塞体在导向组件的作用下上下滑动，避免塞体沿管件周向转动从卡块的空隙处脱开。

综上所述，本发明具有以下有益效果：在相邻的两根钻杆之间设置单向阀，依靠泥浆泵的压力以及泥浆自身重力开启单向阀，借助回流泥浆的向上压力关闭单向阀，安装方便，缓解反流泥浆穿过钻杆向上喷出。

附图说明

图1为防反泥浆组件与钻杆的连接关系示意图；

图2为防反泥浆组件的爆炸结构示意图；

图3为图2中A-A的旋转剖视图，为实施例一中防反泥浆组件的结构示意图，以显示泥浆向下流的运动状态；

图4为实施例一中的防反泥浆组件的结构示意图，以显示泥浆反流的运动状态；

图5为实施例二中防反泥浆组件的结构示意图；

图6为实施例三中防反泥浆组件的结构示意图；

图7为实施例四中防反泥浆组件的结构示意图。

图中，1、钻杆；2、防反泥浆组件；21、管件；22、环状凸缘；221、卡接块；222、导向槽；223、阶梯；23、单向阀；231、滑动环；2311、导向块；232、固定件；233、连接杆；234、塞体；2342、通孔；235、橡胶圈；236、间隙。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：一种用于钻井钻杆的防反泥浆组件，如图1所示，安装在相邻两根钻杆1之间。

结合图2，该防反泥浆组件2包括与钻杆1等径的中空管件21，管件21与两根钻杆1螺纹连接，以方便钻机旋转安装。

管件21内部焊接固定一圈环状凸缘22，环状凸缘22的内侧壁自上而下形成逐渐扩大的圆台状。在环状凸缘22上部设有能够单向导通的单向阀23，泥浆从上至下泵入时，单向阀23打开，便于泥浆向下流动。泥浆从从下至上反流时，单向阀23截止，避免泥浆回流。

结合图3，单向阀23包括位于环状凸缘22上方与管件21内壁滑动连接的滑动环231，以及与环状凸缘22配合的塞体234。滑动环231内焊接固定有固定件232，固定件232与滑动环231之间留有空隙，方便泥浆向下流动。在滑动环231和塞体234之间同轴设置连接杆233，连接杆233一端与固定件232螺纹连接，另一端插入塞体234、与塞体234螺纹连接。塞体234外侧粘结有一层橡胶圈235，橡胶圈235与环状凸缘22接触，并且在橡胶圈235与环状凸缘22接触的侧面上设有若干防滑凸起，塞体234和环状凸缘22连接更加紧密。

如图3中箭头所示，泥浆泵将泥浆从上至下打入时，泥浆在泥浆泵以及重力作用下向下流，经过防反泥浆组件2时，泥浆穿过滑动环231流入滑动环231与环状凸缘22、塞体234构成的空腔内，随泥浆增多，对塞体234施加向下的压力，塞体234与环状凸缘22脱离并向下滑动，塞体234在向下滑动的过程中连带滑动环231向下移动，滑动环231滑至环状凸缘22处，与环状凸缘22相抵，卡在环状凸缘22上方。泥浆经过滑动环231从塞体234与环状凸缘22之间的空隙处向下流动。

连接两根钻杆1时，泥浆泵停止泵送泥浆。如图4箭头所示，泥浆向上反流，泥浆与塞体234的下端面接触，并且在回流压力下向上推动塞体234。由于塞体234和环状凸缘22均为上端小下端大的结构，塞体234嵌入到环状凸缘22内，在泥浆的推力作用下更加挤压橡胶圈235，橡胶圈235与环状凸缘22之间摩擦力增大，塞体234更加牢固的嵌合在环状凸缘22内，从而阻止泥浆继续向上反流。

实施例二：一种用于钻井钻杆的防反泥浆组件，如图5所示，本实施例与实施例一的区别在于：环状凸缘22的内侧形成自上而下逐渐扩大的阶梯223侧壁，塞体234嵌在环状凸缘22内、与环状凸缘22配合。

泥浆在反流过程中，塞体234在泥浆的推动下嵌在环状凸缘22内，并与环状凸缘22上的阶梯223卡合，塞体234在向上运动过程中阻力更大，可以用在靠近井底的钻杆1之间。

实施例三：一种用于钻井钻杆的防反泥浆组件，如图6所示，本实施例与实施例一和实施例二的区别在于：塞体234位于环状凸缘22的下方，并且塞体234的外径大于环状凸缘22的下端开口直径，同时塞体234与管件21的内壁之间留有泥浆通过的间隙236。

泥浆在向下流的过程中，推动塞体234，并且经过间隙236向下流。泥浆在反流过程中，向上推动塞体234，塞体234卡在环状凸缘22的下端面，实现泥浆反流截止。

实施例四：一种用于钻井钻杆的防反泥浆组件，如图7所示，本实施例与前三个实施例的区别在于：管件21内部沿管件21周向均布三个卡接块221，滑动环231与管件21内部滑动连接，并且在管件21上沿其长度方向设置导向槽222，滑动环231与之对应设置于导向槽222滑动连接的导向块2311，避免滑动环231沿周向转动。并且导向槽222的下端延伸至卡接块221上端面，导向块2311滑动至该位置处与卡接块221卡接。塞体234与滑动环231相连并且与卡接块221的下端面抵接，塞体234与卡接块221的重叠位置处开设通孔2342。

泥浆向下流动时，推动塞体234沿导向槽222的方向向下滑动至与卡接块221脱离，并穿过透孔向下流动。泥浆反流时，向上推动塞体234至与卡接块221下端面抵接，通孔2342被卡接块221遮挡，实现泥浆反流截止。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。