[发明专利]弹簧式自动灌浆阀

说明书

技术领域

本发明涉及在石油钻井下套管过程中不停止下套管作业采取人工灌浆的方式，可自动灌浆。同时也可保证在发生管内井涌、井喷及固井注浆作业结束泄压候凝时即起到单流阀的作用，避免管内井喷、水泥浆倒返以保证固井质量。

背景技术

在石油钻井下套管过程中因现场常用的浮箍、浮鞋、内管注水泥装置只起到单流阀的作用，且因其承压能力和套管抗挤强度的限制，下套管到一定井深时为防止浮箍(浮鞋或内管注水泥装置)因承受的压力过大导致失效时易引发管内井涌甚至井喷事故、防套管被挤毁及引发其它复杂套管事故等原因，必须停止下套管作业往套管内灌注泥浆，以避免上述诸多复杂和事故的发生。另外因单流阀的存在，套管下放过程中为了避免因套管闭排造成的环空高返速引起过大的激动压力导致井漏等复杂情况的发生而控制套管下放速度。这不仅耽误了大量的下套管时间，增加了工人的劳动强度，还有可能停止下套管作业往套管内灌泥浆时因套管活动不及时导致的压差卡套管事故，延缓油气勘探进度。

发明内容

针对现场浮箍、浮鞋、内管注水泥装置上述存在的诸多问题，本发明的目的旨在提供了一种不停止下套管作业采取人工灌浆而实现自动灌浆的方式。同时也可保证在发生管内井涌、井喷、固井结束管内外达到一定压差形成一定流速时起到单流阀的作用，防止管内井涌、井喷事故及注水泥结束后水泥浆倒返的问题。

该弹簧式自动灌浆阀的原理是依据弹簧可伸缩及弹力可调的原理平衡流体往套管内流动时流体作用在半球阀芯下平面的力，实现自动灌浆的目的，当流体往套管内流动的流速达到一定值时流体作用在阀芯下平面的力大于弹簧力时及时关闭阀体，起到单流阀的目的，避免现用浮箍、浮鞋及内管注水泥装置的诸多弊端。

本发明的目的是这样完成的：

弹簧式自动灌浆阀主要由套管短节、下阀座体[导向座]、半球导向杆、塑性弹簧、上阀座体[导向座]组成。

下阀座体[导向座]与套管短节内部的下部丝扣连接，半球导向杆的下杆插入下阀座体[导向座]的导向孔中，塑性弹簧套在半球导向杆的上端、顶在上阀座体[导向座]上形成支撑，半球导向杆的上杆插入上阀座体[导向座]的导向孔中，上阀座体[导向座]与套管短节内部的上部也用丝扣连接。

本发明的优点和产生的有益效果是：

1、本发明结构简单，采用常规件组装，易于加工。塑性弹簧支撑在上阀座体[导向座]与半球导向杆之间形成流体通道，达到自动灌浆的目的。当管内发生井涌、井喷及固井替泥浆完泄压水泥浆倒流时，高速流动的流体作用在半球导向杆半球的下平面上，塑性弹簧被压缩或挤压断后半球导向杆的球面与上阀座体[导向座]的锥面形成密封，起到单流阀的作用。结构合理而紧凑，使用方便，且安全可靠。

2、本发明现场试验成功后，推广应用时不仅不停止下套管作业进行灌浆作业，还可加快套管下放速度。这不仅可节约大量的时间，还可避免因停止下套管作业活动不及时发生的卡套管事故。

3、本发明的单流阀采用的是塑性弹簧，也是可钻性材料，所以所有套管附件都是可钻的，节约钻井周期，大大降低岗位工人的劳动强度，加快油气勘探进度。

附图说明

图1为本发明剖视图。

具体实施方式

如图1所示，一种弹簧式自动灌浆阀主要由套管短节1、下阀座体[导向座]2、半球导向杆3、塑性弹簧4、上阀座体[导向座]5组成。

塑性弹簧4支撑在上阀座体[导向座]5与半球导向杆3之间形成流体通道，达到自动灌浆的目的。当管内发生井涌、井喷及固井替泥浆完泄压水泥浆倒流时，高速流动的流体作用在半球导向杆3半球的下部平面上，塑性弹簧4被压缩或被挤压断，半球导向杆3的半球面在导向杆的引导下与上阀座体[导向座]5的锥面紧密接触形成密封，起到单流阀的作用。