[实用新型]井下工具恒压信号阀

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及到钻井、采油等井下工具状态信号发生装置，尤其是对所用液体的流量或压力敏感的信号阀装置。具体而言是一种井下工具恒压信号阀。

(二)背景技术

在石油、探矿、采煤层气等钻采作业中，有许多井下工具(如变径稳定器、套管断铣器、尾管悬挂器、扩孔器等)在发生动作(即状态变化)，以实现某种特定的功能。井下工具发生了状态变化，就由其信号发生装置向地面发出相应信号，使地面操作人员随时了解井下工具的工作动态。压力信号阀就是某些井下工具的信号发生装置，它只能产生一种压力信号(高或低)。原有的压力信号阀由孔板和蘑菇头(或针阀)组成，改变孔板与蘑菇头二者间隙或距离，即可改变过流面积，产生高、低压力信号。但是一定直径的板孔与蘑菇头配合，在不同的钻井液密度、流量时压降不同。这个压降太大或太小都不允许，只得多次更换不同直径的孔板(或蘑菇头)，来获得适中的压降，这就必须加工配备大量的不同直径的孔板。然而更换孔板和调整间距非常复杂和困难，并且传出的信号不够清晰、精确。还由于此处过流间隙较小，当发生井漏进行堵漏作业时，封堵材料会在此处堵塞不能循环，引发井下安全事故。经检索专利文献，未发现相关对比文件。

(三)发明内容

本实用新型的目的就在于自主创新，研制和提供一种井下工具恒压信号阀。克服原有压力信号阀的上述缺点。只需一种直径的孔板及蘑菇头就能获得大小适中而恒定的压降，并且能使堵漏材料顺利通过。

上述目的是由下述技术方案实现的：

井下工具恒压信号阀，包括孔板总成和蘑菇头总成两部分，上部为孔板总成，下部为蘑菇头总成。其特征是孔板总成由孔板座和孔板组成。蘑菇头总成由蘑菇头、过流架和恒压弹簧组成。孔板装在孔板座的下半部内腔。蘑菇头的下半部装在过流架的轴向中心盲孔上半部，恒压弹簧装在过流架的轴向中心盲孔下半部。蘑菇头上端部伸入到孔板下半部的喇叭口内。蘑菇头与孔板二者之间隙的大小可以改变。

上述井下工具恒压信号阀中的孔板座，其外形为圆柱体形状，其上半部为六方柱形，其内腔下端部为喇叭口形。

上述井下工具恒压信号阀中的孔板，其上半部外径小于下半部外径，其内腔下半部为喇叭口形。

上述井下工具恒压信号阀中的蘑菇头，其上端部为圆锥形粗头，其余部分为圆柱体长杆。

上述井下工具恒压信号阀中的过流架，其外形为圆柱体形状，内有三个圆周均布的径向筋板，构成三个圆周均布的轴向过流孔腔，中心圆柱体内有轴向盲孔。盲孔以下的中心圆柱体下端部为圆锥头形状。

该井下工具恒压信号阀，结构简单而巧妙，加工制造成本低，安装使用很方便，工作安全又可靠。每口井只需要一个恒压信号阀，就能获得恒定的压力信号，不必多次更换选配孔板。既能节省作业成本和工时，又能使传出的压力信号清晰、准确，还能使堵漏材料顺利通过，防止此处发生堵塞事故。

(四)附图说明

附图1是本实用新型的高压信号状态结构示意图

附图2是本实用新型的低压信号状态结构示意图。

附图3是图2的B-B剖面示意图。

(五)具体实施方式

结合附图说明一个实施例：

附图1～3中，1是孔板座，2是孔板，3是蘑菇头，4是过流架，5是恒压弹簧，A是过流孔腔，C是过流间隙。

由图1、2所示，井下工具恒压信号阀，包括孔板总成和蘑菇头总成两部分，上部为孔板总成，下部为蘑菇头总成。其特征是孔板总成由孔板座1和孔板2组成。蘑菇头总成由蘑菇头3、过流架4和恒压弹簧5组成。孔板2装在孔板座1的下半部内腔。蘑菇头3的下半部装在过流架4的轴向中心盲孔上半部，恒压弹簧5装在过流架4的轴向中心盲孔下半部。蘑菇头3上端部伸入到孔板2下半部的喇叭口内。蘑菇头3与孔板二者之间隙C的大小可以改变。

由图1、2所示，孔板座1外形为圆柱体形状，其上半部为六方柱形，其内腔下端部为喇叭口形。

由图1、2所示，孔板2上半部外径小于下半部外径，其内腔下半部为喇叭口形。

由图1、2所示，蘑菇头3上端部为圆锥形粗头，其余部分为圆柱体长杆。

由图1、2、3所示，过流架4外形为圆柱体形状，内有三个圆周均布的径向筋板，由此构成三个圆周均布的轴向过流孔腔A，中心圆柱体内有轴向盲孔，盲孔以下的中心圆柱体下端部为圆锥头形状。

井下工具恒压信号阀工作原理说明：将该恒压信号阀的上、下两部分分别安装在井下工具有相对运动(状态改变)的不同部件上。例如：孔板总成安装在套管断铣器的芯轴上，蘑菇头总成安装在套管断铣器的壳体上。当芯轴与壳体产生相对运动(有状态改变)时，孔板总成与蘑菇头总成二者间距也有改变。当二者间距变大时(如图2)，过流间隙C处的过流面积变大，地面显示低压信号；当二者间距变小时(如图1)，过流间隙C处的过流面积变小，地面显示高压信号。由压力信号的高、低得知井下工具的动作状态。只要其高、低压信号差值明显，就会准确无误。由于本实用新型采有了“弹簧预压，自动调节过流面积”的新方法，不论钻井液密度、排量大小，都可以产生几乎恒定的、预先设定大小的压力信号，所以只需要一种尺寸规格的板孔2和蘑菇头3，就能适应各种井眼尺寸的井下工具及各种钻井工况。由于弹簧5可随压力的大小伸缩，因此发生井漏时堵漏材料也不会在此信号阀处堵塞循环通道。这就是本实用新型与众不同的创新之处。