随钻主动降温制冷工质“充-排”气快速转换活接头装置的制作方法

本发明涉及钻探，尤其涉及一种随钻主动降温制冷工质“充-排”气快速转换活接头装置。

背景技术：

1、油气井井眼的形成，是通过钻柱旋转或是井下动力钻具带动钻头切削地下岩层而产生的。为保障安全、高效钻井施工，需要在钻进的同时，连续不断地检测近钻头处的钻压、扭矩、环空水眼压力、温度等工程参数和电阻率、孔隙度、随钻伽马等地质参数。而为实现这些随钻工程参数和地质参数的获取，需要在钻柱底部、近钻头附近安装各种参数测量电路或传感器。

2、随着对能源需求的增大，深层、超深层油气资源的勘探开发已成为增储上产的重要领域。但是，在向深层、超深层钻进过程中，地层高温超过了随钻测控系统各类元器件或传感器的温度上限，使其发生故障、甚至失效。一般来说，高温诱发随钻测控系统各类元器件或传感器失效有两种模式：1)当元器件或传感器工作时，自身温升产生的热应力降低了其使用寿命；2)当深层、超深层环境温度达到一个临界值时，随钻测控系统各类元器件或传感器就会发生破坏。由过热引发的失效，不仅导致更换失效元器件或传感器增加成本，而且缺乏耐高温的电子元器件，无法应对更深层油气资源的勘探开发需求。

3、当前，油气井井下工具抗高温技术为突破深层、超深层油气资源高效勘探和效益开发的关键核心技术。因此，攻克抗高温随钻测控系统的相关核心模块技术是重要的、也是迫切需求的。现阶段进行了一种随钻主动降温装置的前沿研究，是对随钻测控系统增加主动降温核心模块，以实现其“抗高温”的功能。

4、由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种随钻主动降温制冷工质“充-排”气快速转换活接头装置，以克服现有技术的缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种随钻主动降温制冷工质“充-排”气快速转换活接头装置，通过调节通道的开闭实现快速对随钻主动降温装置系统内部进行抽真空、置换和充装制冷工质的操作。

2、本发明的目的是这样实现的，一种随钻主动降温制冷工质“充-排”气快速转换活接头装置，包括第一阀体、第二阀体和第三阀体，所述第一阀体和所述第三阀体呈能沿轴向移动的对接设置，所述第一阀体和所述第三阀体的外侧密封套设连接所述第二阀体；所述第一阀体上沿轴向贯通设置第一通道孔，所述第三阀体上沿轴向贯通设置第三通道孔，所述第三通道孔与所述第一通道孔呈贯通设置；所述第一阀体和所述第三阀体的相邻端面之间构成能开闭的调节通道，所述第二阀体上设置第二通道孔，所述第二通道孔能通过所述调节通道连通所述第三通道孔和所述第一通道孔。

3、在本发明的一较佳实施方式中，所述第一阀体的第一端密封插设于所述第二阀体内形成圆柱副连接，所述第三阀体的第一端密封插设于所述第二阀体内形成圆柱副连接，所述第一阀体的第一端和所述第三阀体的第一端之间插接形成平面副连接，所述第一阀体的第一端和所述第三阀体的第一端之间的平面间隙构成所述调节通道。

4、在本发明的一较佳实施方式中，所述第一阀体的第一端设置外凸柱，所述第三阀体的第一端设置内凹槽，所述外凸柱能滑动地套设于所述内凹槽内，且所述外凸柱的侧壁与所述内凹槽的侧壁之间呈间隙设置。

5、在本发明的一较佳实施方式中，所述第一阀体的外壁和所述第二阀体的内壁之间设置第一径向密封元件，所述第三阀体的外壁和所述第二阀体的内壁之间设置第二径向密封元件，所述第一阀体和所述第三阀体的相连端面之间设置端面密封元件。

6、在本发明的一较佳实施方式中，所述第三阀体的外壁上设置环形槽，所述环形槽用于连通所述第二通道孔和所述调节通道。

7、在本发明的一较佳实施方式中，所述第一阀体的第二端和所述第二阀体的第一端之间能通过第一阀体用连接螺钉连接紧固，所述第一阀体的第二端还穿设连接第一阀体用紧定螺钉，所述第一阀体用紧定螺钉的第一端贴合顶紧所述第二阀体的第一端的端面；

8、所述第三阀体的第二端和所述第二阀体的第二端之间能通过第三阀体用连接螺钉连接紧固，所述第三阀体的第二端还穿设连接第三阀体用紧定螺钉，所述第三阀体用紧定螺钉的第一端贴合顶紧所述第二阀体的第二端的端面；

9、通过调整第一阀体用连接螺钉、第一阀体用紧定螺钉、第三阀体用紧定螺钉和第三阀体用连接螺钉调整所述调节通道的通流横截面尺寸。

10、在本发明的一较佳实施方式中，所述第一阀体的第二端设置第一光孔，所述第二阀体的第一端设置第一螺纹连接孔，所述第一阀体用连接螺钉穿过所述第一光孔后连接于所述第一螺纹连接孔内；所述第一阀体的第二端还设置第二螺纹连接孔，所述第一阀体用紧定螺钉穿设通过所述第二螺纹连接孔后贴合顶紧所述第二阀体的第一端的端面；

11、所述第三阀体的第二端设置第二光孔，所述第二阀体的第二端设置第三螺纹连接孔，所述第三阀体用连接螺钉穿过所述第二光孔后连接于所述第三螺纹连接孔内；所述第三阀体的第二端还设置第四螺纹连接孔，所述第三阀体用紧定螺钉穿设通过所述第四螺纹连接孔后贴合顶紧所述第二阀体的第二端的端面。

12、在本发明的一较佳实施方式中，所述第三阀体的第二端和所述第二阀体的第二端之间能通过第三阀体用连接螺钉连接紧固，所述第一阀体上连接直线驱动部，所述直线驱动部能驱动所述第一阀体沿轴向移动。

13、在本发明的一较佳实施方式中，所述第一阀体的第二端和所述第二阀体的第一端之间能通过第一阀体用连接螺钉连接紧固，所述第三阀体上连接直线驱动部，所述直线驱动部能驱动所述第三阀体沿轴向移动。

14、在本发明的一较佳实施方式中，所述直线驱动部为人力式、机械式或自动化式驱动结构。

15、由上所述，本发明的随钻主动降温制冷工质“充-排”气快速转换活接头装置具有如下有益效果：

16、本发明的随钻主动降温制冷工质“充-排”气快速转换活接头装置能使随钻主动降温装置能够实现模块化、单元化，通过调节通道的开闭实现快速对随钻主动降温装置系统内部进行抽真空、置换和充装制冷工质的操作。

技术特征：

1.一种随钻主动降温制冷工质“充-排”气快速转换活接头装置，其特征在于，包括第一阀体、第二阀体和第三阀体，所述第一阀体和所述第三阀体呈能沿轴向移动的对接设置，所述第一阀体和所述第三阀体的外侧密封套设连接所述第二阀体；所述第一阀体上沿轴向贯通设置第一通道孔，所述第三阀体上沿轴向贯通设置第三通道孔，所述第三通道孔与所述第一通道孔呈贯通设置；所述第一阀体和所述第三阀体的相邻端面之间构成能开闭的调节通道，所述第二阀体上设置第二通道孔，所述第二通道孔能通过所述调节通道连通所述第三通道孔和所述第一通道孔。

2.如权利要求1所述的随钻主动降温制冷工质“充-排”气快速转换活接头装置，其特征在于，所述第一阀体的第一端密封插设于所述第二阀体内形成圆柱副连接，所述第三阀体的第一端密封插设于所述第二阀体内形成圆柱副连接，所述第一阀体的第一端和所述第三阀体的第一端之间插接形成平面副连接，所述第一阀体的第一端和所述第三阀体的第一端之间的平面间隙构成所述调节通道。

3.如权利要求2所述的随钻主动降温制冷工质“充-排”气快速转换活接头装置，其特征在于，所述第一阀体的第一端设置外凸柱，所述第三阀体的第一端设置内凹槽，所述外凸柱能滑动地套设于所述内凹槽内，且所述外凸柱的侧壁与所述内凹槽的侧壁之间呈间隙设置。

4.如权利要求2所述的随钻主动降温制冷工质“充-排”气快速转换活接头装置，其特征在于，所述第一阀体的外壁和所述第二阀体的内壁之间设置第一径向密封元件，所述第三阀体的外壁和所述第二阀体的内壁之间设置第二径向密封元件，所述第一阀体和所述第三阀体的相连端面之间设置端面密封元件。

5.如权利要求1所述的随钻主动降温制冷工质“充-排”气快速转换活接头装置，其特征在于，所述第三阀体的外壁上设置环形槽，所述环形槽用于连通所述第二通道孔和所述调节通道。

6.如权利要求1所述的随钻主动降温制冷工质“充-排”气快速转换活接头装置，其特征在于，所述第一阀体的第二端和所述第二阀体的第一端之间能通过第一阀体用连接螺钉连接紧固，所述第一阀体的第二端还穿设连接第一阀体用紧定螺钉，所述第一阀体用紧定螺钉的第一端贴合顶紧所述第二阀体的第一端的端面；

7.如权利要求6所述的随钻主动降温制冷工质“充-排”气快速转换活接头装置，其特征在于，所述第一阀体的第二端设置第一光孔，所述第二阀体的第一端设置第一螺纹连接孔，所述第一阀体用连接螺钉穿过所述第一光孔后连接于所述第一螺纹连接孔内；所述第一阀体的第二端还设置第二螺纹连接孔，所述第一阀体用紧定螺钉穿设通过所述第二螺纹连接孔后贴合顶紧所述第二阀体的第一端的端面；

8.如权利要求1所述的随钻主动降温制冷工质“充-排”气快速转换活接头装置，其特征在于，所述第三阀体的第二端和所述第二阀体的第二端之间能通过第三阀体用连接螺钉连接紧固，所述第一阀体上连接直线驱动部，所述直线驱动部能驱动所述第一阀体沿轴向移动。

9.如权利要求1所述的随钻主动降温制冷工质“充-排”气快速转换活接头装置，其特征在于，所述第一阀体的第二端和所述第二阀体的第一端之间能通过第一阀体用连接螺钉连接紧固，所述第三阀体上连接直线驱动部，所述直线驱动部能驱动所述第三阀体沿轴向移动。

10.如权利要求8或9所述的随钻主动降温制冷工质“充-排”气快速转换活接头装置，其特征在于，所述直线驱动部为人力式、机械式或自动化式驱动结构。

技术总结
本发明为一种随钻主动降温制冷工质“充‑排”气快速转换活接头装置，包括第一阀体、第二阀体和第三阀体，第一阀体和第三阀体呈能沿轴向移动的对接设置，第一阀体和第三阀体的外侧密封套设连接第二阀体；第一阀体上沿轴向贯通设置第一通道孔，第三阀体上沿轴向贯通设置第三通道孔，第三通道孔与第一通道孔呈贯通设置；第一阀体和第三阀体的相邻端面之间构成能开闭的调节通道，第二阀体上设置第二通道孔，第二通道孔能通过调节通道连通第三通道孔和第一通道孔。本发明通过调节通道的开闭实现快速对随钻主动降温装置系统内部进行抽真空、置换和充装制冷工质的操作。

技术研发人员：刘珂,苏义脑,高文凯,窦修荣
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23