一种投砾阀组件及正向投砾装置的制作方法

1.本实用新型涉及地质钻井施工技术领域，特别是涉及一种投砾阀组件及正向投砾装置。


背景技术：

2.地浸采铀是较为先进的采矿技术，其基本原理是对可地浸砂岩型铀矿按一定网度布置工艺钻孔，从注液孔注入浸出剂，使浸出剂与铀进行充分反应形成浸出液，在地表工厂进行萃取铀的过程。
3.地浸采铀领域研究和应用了二次成井钻井施工工艺，该施工工艺是裸孔施工完成后安装套管，进行全孔逆向注水泥浆，接着在目的矿层段切割，将套管及水泥环开窗，打通水力联系工作通道。之后在切割矿层段下入内置过滤器，最后进行逆向投砾。目前采用的砾石材质为pe材料，使用水流带入，因密度比水小，通过逆向投砾装置后在环空上浮，水流从过滤器进入套管返回地表。该工艺采用的人造砾石存在以下问题：一是密度比水小有浮力难以投放，二是与石英砂相比成本高昂，增加了建设成本。
4.因此，如何改变现有技术中，地浸钻井施工中投砾操作难度较大且施工成本较高的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种投砾阀组件及正向投砾装置，以解决上述现有技术存在的问题，降低钻井施工中投砾操作难度，降低施工成本，同时提高施工效率。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种投砾阀组件，包括接头本体、推送密封头、转接头、单向阀和主阀体，所述接头本体能够与投砾管相连通，所述接头本体的一端可滑动地伸入所述转接头内，所述接头本体伸入所述转接头的一端与所述推送密封头相连，所述主阀体与所述转接头相连，所述单向阀可滑动地设置于所述主阀体内，且所述单向阀与所述主阀体之间还设置弹性件，所述单向阀相对于所述主阀体的滑动方向平行于所述接头本体相对于所述转接头的滑动方向，所述转接头能够与所述单向阀相抵并限制所述单向阀的极限位置，所述单向阀为空心结构，所述接头本体的内腔能够通过所述单向阀与所述主阀体的内腔相连通，所述推送密封头与所述单向阀可拆装连接，所述推送密封头能够与所述单向阀连接时，所述推送密封头与所述单向阀相抵；
7.所述主阀体的侧壁上具有导流槽，所述导流槽与所述主阀体的内腔相连通，所述接头本体的侧壁上具有投砾孔，所述投砾孔与所述接头本体的内腔相连通，所述接头本体与所述单向阀同轴设置，所述导流槽轴线方向的投影能够与所述投砾孔轴线方向的投影重合。
8.优选地，所述推送密封头的一端伸入所述接头本体的内腔中，所述推送密封头伸入所述接头本体的一端与所述单向阀之间的轴向距离较所述投砾孔与所述单向阀之间的最小轴向距离大，所述推送密封头伸入所述接头本体内腔的一端为圆锥状结构。
9.优选地，所述导流槽的底面自所述主阀体内壁至所述主阀体外壁朝向所述主阀体的底部方向倾斜。
10.优选地，所述单向阀的外部套装有密封垫圈，所述单向阀与所述转接头相抵时，所述密封垫圈能够封堵所述单向阀与所述转接头之间的缝隙。
11.优选地，所述导流槽和所述投砾孔的数量均为四个，所述导流槽与所述投砾孔一一对应，所述导流槽绕所述主阀体的轴线周向均布，所述投砾孔绕所述接头本体的轴线周向均布。
12.优选地，所述推送密封头能够与所述单向阀插接相连；所述转接头与所述主阀体螺纹连接。
13.本实用新型还提供一种包含上述投砾阀组件的正向投砾装置，所述正向投砾装置还包括投砾管，所述投砾管与所述接头本体可拆卸连接，且所述投砾管的内腔与所述接头本体的内腔相连通。
14.优选地，所述正向投砾装置还包括内置过滤器、封隔器和套管，其中，所述内置过滤器包括沉砂管、主过滤器和上过滤器短节，所述主过滤器设置于所述投砾阀组件的底部，所述沉砂管设置于所述主过滤器底部，所述上过滤器短节设置于所述投砾阀组件的顶部，所述套管套装于所述上过滤器短节和所述投砾阀组件的外部，所述封隔器设置于所述套管内，所述封隔器能够封堵所述内置过滤器与所述套管之间的缝隙；所述上过滤器短节与所述转接头相连。
15.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：本实用新型的投砾阀组件，包括接头本体、推送密封头、转接头、单向阀和主阀体，接头本体能够与投砾管相连通，接头本体的一端可滑动地伸入转接头内，接头本体伸入转接头的一端与推送密封头相连，主阀体与转接头相连，单向阀可滑动地设置于主阀体内，且单向阀与主阀体之间还设置弹性件，单向阀相对于主阀体的滑动方向平行于接头本体相对于转接头的滑动方向，转接头能够与单向阀相抵并限制单向阀的极限位置，单向阀为空心结构，接头本体的内腔能够通过单向阀与主阀体的内腔相连通，推送密封头与单向阀可拆装连接，推送密封头能够与单向阀连接时，推送密封头与单向阀相抵；主阀体的侧壁上具有导流槽，导流槽与主阀体的内腔相连通，接头本体的侧壁上具有投砾孔，投砾孔与接头本体的内腔相连通，接头本体与单向阀同轴设置，导流槽轴线方向的投影能够与投砾孔轴线方向的投影重合。
16.本实用新型的投砾阀组件，初始状态时，单向阀与转接头抵接，单向阀遮挡导流槽，进行投砾施工时，将投砾管与接头本体相连，利用投砾管和接头本体带动推送密封头向下运动，令推送密封头封堵单向阀，并带动单向阀向下运动，单向阀在主阀体中向下滑动，投砾孔与导流槽重合时，投放砾料，砾料经由投砾孔和导流槽到达投放处，投砾完成后，在弹性件的作用下，接头本体、投砾管以及单向阀向上运动，单向阀重新封堵导流槽，推送密封头与单向阀分离，主阀体的内腔利用单向阀与转接头的内腔相连通。
17.本实用新型还提供一种正向投砾装置，利用上述的投砾阀组件，顺利实现正向投砾，降低投砾操作难度，降低施工成本。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例
中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型的投砾阀组件的剖切结构示意图；
20.图2为本实用新型的投砾阀组件处于投砾状态时的剖切结构示意图；
21.图3为本实用新型的投砾阀组件的接头本体的剖切结构示意图；
22.图4为本实用新型的投砾阀组件的转接头的剖切结构示意图；
23.图5为本实用新型的投砾阀组件的单向阀的剖切结构示意图；
24.图6为本实用新型的投砾阀组件的主阀体的剖切结构示意图；
25.图7为本实用新型的投砾阀组件的推送密封头的剖切结构示意图；
26.图8为本实用新型的正向投砾装置工作时的示意图；
27.其中，100为投砾阀组件，1为接头本体，2为推送密封头，3为转接头，4为单向阀，5为主阀体，6为投砾管，7为导流槽，8为投砾孔，9为弹性件，10为沉砂管，11为主过滤器，12为上过滤器短节，13为封隔器，14为套管，15为切割矿层段。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.本实用新型的目的是提供一种投砾阀组件及正向投砾装置，以解决上述现有技术存在的问题，降低钻井施工中投砾操作难度，降低施工成本，同时提高施工效率。
30.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
31.请参考图1-8，其中，图1为本实用新型的投砾阀组件的剖切结构示意图，图2为本实用新型的投砾阀组件处于投砾状态时的剖切结构示意图，图3为本实用新型的投砾阀组件的接头本体的剖切结构示意图，图4为本实用新型的投砾阀组件的转接头的剖切结构示意图，图5为本实用新型的投砾阀组件的单向阀的剖切结构示意图，图6为本实用新型的投砾阀组件的主阀体的剖切结构示意图，图7为本实用新型的投砾阀组件的推送密封头的剖切结构示意图，图8为本实用新型的正向投砾装置工作时的示意图。
32.本实用新型提供一种投砾阀组件100，包括接头本体1、推送密封头2、转接头3、单向阀4和主阀体5，接头本体1能够与投砾管6相连通，接头本体1的一端可滑动地伸入转接头3内，接头本体1伸入转接头3的一端与推送密封头2相连，主阀体5与转接头3相连，单向阀4可滑动地设置于主阀体5内，且单向阀4与主阀体5之间还设置弹性件9，单向阀4相对于主阀体5的滑动方向平行于接头本体1相对于转接头3的滑动方向，转接头3能够与单向阀4相抵并限制单向阀4的极限位置，单向阀4为空心结构，接头本体1的内腔能够通过单向阀4与主阀体5的内腔相连通，推送密封头2与单向阀4可拆装连接，推送密封头2能够与单向阀4相连时，推送密封头2能够与单向阀4抵接；主阀体5的侧壁上具有导流槽7，导流槽7与主阀体5的内腔相连通，接头本体1的侧壁上具有投砾孔8，投砾孔8与接头本体1的内腔相连通，接头本
体1与单向阀4同轴设置，导流槽7轴线方向的投影能够与投砾孔8轴线方向的投影重合。
33.本实用新型的投砾阀组件100，初始状态时，单向阀4与转接头3抵接，单向阀4遮挡导流槽7，进行投砾施工时，将投砾管6与接头本体1相连，利用投砾管6和接头本体1带动推送密封头2向下运动，令推送密封头2与单向阀4相抵并封堵单向阀4，并带动单向阀4向下运动，单向阀4在主阀体5中向下滑动，投砾孔8与导流槽7重合时，投放砾料，砾料经由投砾孔8和导流槽7到达投放处，投砾完成后，在弹性件9的作用下，接头本体1、投砾管6以及单向阀4向上运动，单向阀4重新封堵导流槽7，推送密封头2与单向阀4分离，主阀体5的内腔利用单向阀4与转接头3的内腔相连通。
34.其中，单向阀4组件与主阀体5之间设置弹性件9，在投砾管6和接头本体1利用推送密封头2推动单向阀4向下运动时，需克服弹性件9的作用力使其压缩，在投砾完成后，在弹性件9恢复形变的作用力下，单向阀4能够顺利复位，提高装置的可靠性。在本具体实施方式中，弹性件9选用弹簧，避免弹性件9封堵主阀体5的内腔，且主阀体5具有能够容纳弹性件9的凹槽，避免弹性件9错位。
35.具体地，推送密封头2的一端伸入接头本体1的内腔中，推送密封头2伸入接头本体1内腔的一端为圆锥状结构，圆锥状结构能够有效避免砾料在接头本体1的内腔中堆积，倾斜的锥面使得砾料顺利下落，推送密封头2伸入接头本体1的一端与单向阀4之间的轴向距离较投砾孔8与单向阀4之间的最小轴向距离大，确保圆锥状结构能够发挥作用。
36.同样地，导流槽7的底面自主阀体5内壁至主阀体5外壁朝向主阀体5的底部方向倾斜，导流槽7的底面倾斜设置同样避免砾料存积，促使砾料顺利下落，完成砾料投放。
37.其中，单向阀4的外部套装有密封垫圈，单向阀4与转接头3相抵时，密封垫圈与主阀体5相抵，能够封堵单向阀4与转接头3之间的缝隙，起到密封作用，密封垫圈可选择o型圈或其它结构的密封垫圈。
38.在本具体实施方式中，导流槽7和投砾孔8的数量均为四个，导流槽7与投砾孔8一一对应，导流槽7绕主阀体5的轴线周向均布，投砾孔8绕接头本体1的轴线周向均布，提高砾料投放的均匀性，在本实用新型的其他具体实施方式中，导流槽7和投砾孔8的数量可根据实际施工条件进行调整。
39.更具体地，推送密封头2能够与单向阀4插接相连，避免推动单向阀4时发生错位，提高单向阀4往复运动精确度，同时，推送密封头2与单向阀4插接相连方便封堵单向阀4的中空部。另外，转接头3与主阀体5螺纹连接，连接紧固，拆装方便。
40.本实用新型还提供一种包含上述投砾阀组件100的正向投砾装置，正向投砾装置还包括投砾管6，投砾管6与接头本体1可拆卸连接，且投砾管6的内腔与接头本体1的内腔相连通。在本具体实施方式中，投砾管6与接头本体1螺纹连接，提高施工便捷度。
41.进一步地，正向投砾装置还包括内置过滤器、封隔器13和套管14，其中，内置过滤器包括沉砂管10、主过滤器11、上过滤器短节12以及投砾阀组件100，主过滤器11设置于投砾阀组件100的底部，沉砂管10设置于主过滤器11底部，上过滤器短节12设置于投砾阀组件100的顶部，套管14套装于上过滤器短节12和投砾阀组件100的外部，封隔器13能够封堵内置过滤器与套管14之间的缝隙；上过滤器短节12与转接头3螺纹连接。还需要说明的是，上过滤器短节12与转接头3螺纹连接，转接头3两端均具有锥度的台阶，以实现对接头本体1和单向阀4限位的作用。推送密封头2与单向阀4插接相连时，能够封堵单向阀4，避免砾料通过
单向阀4进入上过滤器短节12中。
42.利用上述的正向投砾装置进行投砾时，将沉砂管10、主过滤器11、投砾阀组件100、上过滤器短节12以及封隔器13依次连接，上过滤器短节12主要作用为投砾过程中水返排至井口，将沉砂管10、主过滤器11、投砾阀组件100、上过滤器短节12以及封隔器13通过钻杆安装到钻孔内的切割矿层段15，封隔器13打压坐封后，提出钻杆及坐封工具；然后将投砾管6和接头本体1连接下入套管14，使推送密封头2与单向阀4相连封堵单向阀4的通孔，并推送单向阀4下行，单向阀4下行导流槽7彻底露出用于投放石英砂砾料；将投砾管6与泥浆泵连接，打开泥浆泵，将粒径为3-5mm的石英砂砾料与水一起泵入投砾管6，砾料经由投砾孔8和导流槽7进入待投空间，而水经由上过滤器短节12返排至井口，投砾工作完成后，关闭泥浆泵，上提投砾管6和接头本体1，单向阀4在弹性件9的作用下上行将导流槽7遮挡住，推送密封头2与单向阀4分离，单向阀4的通孔没有遮挡，抽注液通道通畅。
43.利用本实用新型的正向投砾装置进行投砾施工，投砾管6与投砾阀组件100密封连接，避免砾料进入套管14，增强投砾效果，使用石英砂砾料，相较于pe砾料，降低了施工建设成本；本实用新型利用导流槽7进行投砾操作，实现了均匀投砾，提高了投砾施工工作效率。
44.本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。