一种密冲传动总成保护器的制作方法

文档序号:14961882发布日期:2018-07-18 00:55阅读:126来源:国知局

本发明涉及油田利用密冲传动总成钻井、钻铣井下桥塞、钻铣井下水泥塞以及利用密冲传动总成进行井下事故处理的技术领域,具体是一种密冲传动总成保护器。



背景技术:

密冲钻井常用于钻井、钻铣井下桥塞、钻铣井下水泥塞以及井下事故处理。密冲钻井过程中,钻杆上连接有传动总成并位于地下,钻井中充满地下水及泥沙,用于油田钻井时,钻井中还充满有石油,在工作状态时,钻杆内具有流动的高压钻井液,泥沙混合在流动的液体中,可以容易的通过传动总成,不影响其工作。但是,当停止施工时,钻井内液体静止,泥沙沉降在传动总成内部,传动总成在井下二次启动时,其内部零部件极易被沉降的泥沙卡住,严重时导致传动总成损坏,给施工队伍造成巨大的经济损失。



技术实现要素:

发明目的:本发明的目的是针对目前技术中的不足,提供一种密冲传动总成保护器,在停工状态时,防止泥沙沉降在密冲传动总成内。

技术方案:为实现上述目的,本发明提供一种密冲传动总成保护器专利,包括阀体、阀芯、阀套、弹簧、筛板和间隔管,所述阀体为管状结构,阀体上设置有一圈均匀分布的筛孔,筛孔内设置有筛板,阀体下端连接所述间隔管,所述间隔管为管状结构;所述阀芯设置在阀体内部,阀芯两端呈圆柱形空心结构,阀体内部设置有环形肩抬与阀芯上端接触,阀芯下端活动连接有阀套;所述阀套为中空管状结构,阀套连接于阀体内;所述弹簧设置在阀芯与阀套之间,套在阀芯与阀套外侧,弹簧两端分别固定连接于阀芯和阀套;所述阀芯上还设置有防沙孔、联通孔和旁通孔,所述防沙孔沿阀芯一圈均匀布置,联通阀芯上端内部空心柱体与阀芯外部,所述联通孔和旁通孔沿阀芯一圈均匀布置,联通阀芯下端内部空心柱体与阀芯外部,联通孔位于阀芯与弹簧连接处上部,旁通孔位于阀芯与弹簧连接处下部,弹簧伸长至最大值时,所述旁通孔位于阀套上方。

作为本方案的一种改进,所述阀体与间隔管通过螺纹连接,阀体上端和间隔管下端还设置有螺纹用于连接钻井油管和传动总成。

作为本方案的一种改进,所述阀体筛孔内筛板通过弹性挡圈固定在筛孔内。

作为本方案的一种改进,所述阀芯上端面与外圆过度面为球面,所述球面部分与阀套内肩抬接触。

作为本方案的一种改进,所述阀芯外表面设置有凸起的环形肩抬,所述防沙孔贯穿环形肩抬,每个防沙孔与阀芯轴线方向夹角为20-40°,防沙孔位于外圆上的孔口高于位于阀芯内侧的孔口。

作为本方案的一种改进,所述防沙孔数量为3-12个。

作为本方案的一种改进,所述阀芯与弹簧端部连接部分设置有环形凸起,环形凸起外圆与阀体内壁贴合。

作为本方案的一种改进,所述联通孔位于阀芯环形肩抬与环形凸起之间。

作为本方案的一种改进,所述阀套下端向外凸起,凸起部分嵌套在阀体内,利用弹性挡圈进行固定。

作为本方案的一种改进,所述阀体上筛孔位于阀套下端凸起和阀芯环形凸起之间。

有益效果:本发明所述的一种密冲传动总成保护器,当钻井工具串下井过程中,阀体上端连接钻杆,间隔管下端连接密冲传动总成。油井环空液体经过筛板,环空液中较大颗粒的砂石被筛板阻隔在阀体外侧,环控液经过阀芯下端旁通孔进入阀芯下端圆柱中空部分,再由联通孔和防沙孔进入阀芯上端圆柱中空部分,并联通上端钻杆,始终保证钻井工具串管柱内外联通,维持管柱内外压力平衡,使钻井工具串下井更加顺畅。

当密冲传动总成在井下停止工作期间,阀芯在弹簧作用下上行,阀芯上端与阀体内环形肩抬紧密接触,钻井工具串管柱内液体中悬浮的砂子或杂质沉降在阀芯上,由于阀芯上端防沙孔倾斜设置,且防沙孔位于外圆上的孔口高于位于阀芯内侧的孔口,砂子和杂质进入无法穿过防沙孔 ,进而沙子和杂质无法沉降到所述保护器下方的密冲传动总成上,达到保护密冲传动总成的目的。

当密冲传动总成从停止状态开始工作时,钻井工具串管柱内部注入高压钻井液,液体经过阀芯上部防沙孔时,由于流通截面积骤然减小,高压液体推动阀芯下行,压缩弹簧,阀芯下端的旁通孔进入阀套内被封堵,保证管柱内外隔绝。同时,沉积在阀芯上方的砂子或杂质被高压液体冲击,通过阀芯和阀体的间隙进入间隔管并被充分扩散在钻井液中,由于此时密冲传动总成的转子已经开始转动,砂子或杂质很容易通过密冲传动总成,从而保证密冲传动总成正常工作。

本发明提供一种密冲传动总成保护器,通过密冲传动总成保护器的使用,可以有效减少密冲传动总成在钻井以及试油试采等井下事故处理中因砂卡造成的密冲传动总成损坏,进而提高生产效率,节省施工成本,减少劳动强度。

附图说明

图1、所述密冲传动总成保护器专利结构示意图;

附图标记列表:1、阀体,2、阀芯,3、阀套,4、弹簧,5、筛板,6、间隔管,7、弹性挡圈,1-1、筛孔,2-1、防沙孔,2-2、联通孔,2-3、旁通孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式,进一步阐明本发明,应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是,下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向,词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1所示是一种密冲传动总成保护器,包括阀体1、阀芯2、阀套3、弹簧4、筛板5和间隔管6,阀体1为管状结构,阀体1上设置有一圈均匀分布的筛孔1-1,筛孔1-1内设置有筛板5,筛板5通过弹性挡圈7固定在筛孔1-1内。阀体1下端通过螺纹连接所述间隔管6,间隔管6为管状结构,阀体1上端和间隔管6下端还设置有螺纹用于连接钻井油管和传动总成。阀芯2设置在阀体1内部,阀芯2两端呈圆柱形空心结构,阀体1内部设置有环形肩抬与阀芯2上端接触,阀芯2上端面与外圆过度面为球面,所述球面部分与阀套3内肩抬接触。阀芯2下端活动连接有阀套3,阀套3为中空管状结构。阀芯2外表面设置有凸起的环形肩抬,环形肩抬一圈均匀设置有10个防沙孔2-1,联通阀芯2上端内部空心柱体与阀芯2外部,每个防沙孔2-1与阀芯2轴线方向夹角为30°,防沙孔2-1位于外圆上的孔口高于位于阀芯2内侧的孔口。弹簧4设置在阀芯2与阀套3之间,套在阀芯2与阀套3外侧,弹簧4两端分别固定连接于阀芯2和阀套3。阀芯2与弹簧4端部连接部分设置有环形凸起,环形凸起外圆与阀体1内壁贴合,阀套3下端向外凸起,凸起部分嵌套在阀体1内,利用弹性挡圈7进行固定,凸起部分上端连接弹簧4下端;阀芯2环形肩抬和环形凸起之间设置有4个联通孔2-2,联通孔2-2沿阀芯2一圈均匀布置,联通阀芯2下端内部空心柱体与阀芯2外部;阀芯2与弹簧4连接处的环状凸起下部设置有4个旁通孔2-3,旁通孔2-3沿阀芯2一圈均匀分布,当弹簧4伸长至最大值时,旁通孔2-3位于阀套3上方。阀体1上筛孔1-1位于阀套3下端凸起和阀芯2环形凸起之间。

在具体施工过程中,阀体1上端连接钻杆,间隔管6下端连接密冲传动总成。油井环空液体经过筛板5,环空液中较大颗粒的砂石被筛板5阻隔在阀体1外侧,环控液经过阀芯2下端旁通孔2-3进入阀芯2下端圆柱中空部分,再由联通孔2-2和防沙孔2-1进入阀芯2上端圆柱中空部分,并联通上端钻杆,始终保证钻井工具串管柱内外联通,维持管柱内外压力平衡,使钻井工具串下井更加顺畅,不会因钻井内压力过大导致钻进工具串难以下行。

当密冲传动总成在井下停止工作期间,阀芯2在弹簧4作用下上行,阀芯2上端与阀体1内环形肩抬紧密接触,钻井工具串管柱内液体中悬浮的砂子或杂质沉降在阀芯2上,由于阀芯2上端防沙孔2-1倾斜设置,且防沙孔2-1位于外圆上的孔口高于位于阀芯2内侧的孔口,砂子和杂质进入无法穿过防沙孔2-1 ,进而沙子和杂质无法沉降到所述保护器下方的密冲传动总成上,达到保护密冲传动总成的目的。

当密冲传动总成从停止状态开始工作时,钻井工具串管柱内部注入高压钻井液,液体经过阀芯2上部防沙孔2-1时,由于流通截面积骤然减小,且防沙孔2-1内沉降有砂子或杂质,高压液体推动阀芯2下行,压缩弹簧4,阀芯2下端的旁通孔2-3进入阀套3内被封堵,保证管柱内外隔绝。同时,沉积在阀芯2上方的砂子或杂质被高压液体冲击,通过阀芯2和阀体1的间隙进入间隔管6并被充分扩散在钻井液中,由于此时密冲传动总成的转子已经开始转动,砂子或杂质很容易通过密冲传动总成,从而保证密冲传动总成正常工作。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段,还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

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