[发明专利]开关式钻具旁通阀

说明书

技术领域

本发明涉及钻井技术领域，具体涉及一种开关式钻具旁通阀。

背景技术

在进行石油、天然气、页岩气及煤层气的钻探过程中，当井下遇到复杂情况 时，如发生钻头水眼封堵，需进行堵漏、压井、提高携岩效率等作业时，临时需 要进行快速循环，而在建立新的循环时，往往需要频繁起下钻，造成钻井周期延 长，增加了钻井风险和成本。

为了及时有效的处理井下的复杂情况，目前国内外已研发了多种可开关式钻 具旁通阀。

专利200720090026.5中公布一种井下可控式钻具旁通阀，它的主要特点：第 一次投球时在旁通阀内部产生憋压，在流体的压力作用下推动活塞移动，打开旁 通孔并压缩弹簧，从而建立新的循环；结束循环时关泵，弹簧弹力推动活塞复位， 旁通孔关闭，第二次投球开泵憋压，在流体压力作用下第二个球推挤第一个球穿 过球座，钻具内部流道被重新打开。

专利200420061962.x中公布了一种旁通阀通过阀芯的节流作用产生的压差 或者投球后密封，推动阀芯向下运动剪切销钉，打开旁通孔，而阀芯进入下部的 空仓中。

以上现有技术存在的缺点是：通过投球和憋压的方式来实现旁通阀的开启， 在遇到复杂情况时，不能及时地打开和关闭旁通阀。另外，由于采用的是机械的 方式，使用后旁通阀会受损，例如销钉被剪断，因此可使用和开关的次数有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能及时开关和反复开关的开关式钻 具旁通阀。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的开关式钻具旁通阀，包 括：

阀体；

动力单元，与阀体连接；

与地面的控制器电连接的控制单元，其与动力单元电连接，用于接收地面的 控制信号并控制动力单元的动作；和

执行单元，其设在阀体内，与动力单元连接，开启或关闭旁通阀。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果。本发明的开关式钻具旁通阀由 于是通过电控的控制单元来控制执行单元的动作从而实现阀体的开启和关闭，而 且不需要破坏其中的某些零部件就能实现旁通阀的开启，例如不需要憋压剪断剪 钉等，关闭后该旁通阀可恢复到初始状态，因此可实现反复打开和关闭。

当需要进行堵漏、压井等作业时，控制单元控制动力单元从而可及时快速地 开启旁通阀，建立新的循环通道。在作业完成后，控制单元控制旁通阀关闭并恢 复至初始位置。同一趟钻中可以实现反复打开和关闭旁通阀作业，满足井下复杂 情况应用要求。在旁通阀关闭后，也不影响后续钻井作业。因此可以实现减少起 下钻次数，减轻工人劳动强度，节约钻井成本的目的。

在一个实施例中，所述执行单元包括推杆、滑块和复位组件，所述推杆、滑 块和复位组件均设在阀体内，在所述阀体上设有旁通孔，在所述推杆伸出到滑块 位置时封堵并推动所述滑块下移，旁通阀开启；当所述推杆缩回时，滑块在复位 组件的作用下复位到初始封堵旁通孔的位置，旁通阀关闭。推杆动作即可实现旁 通阀的开启或关闭，因此只要控制推杆就能实现旁通阀及时的开启或关闭。这种 结构简单，容易实现。

在一个实施例中，所述推杆包括与动力单元连接的连接杆和设在连接杆下端 的带锥形面的密封块，所述滑块的上端面设有锥形口，当推杆向下运动时，所述 密封块与锥形口配合密封并推动滑块向下运动从而开启旁通孔。带锥形面的密封 块与滑块的锥形口配合能起到更好的密封效果。

在一个实施例中，所述滑块上端比下端大的中部带通孔的T型柱状结构，在 初始位置时，滑块的大端封堵旁通孔，滑块的小端套接在复位组件内。T型柱状 结构容易实现与复位组件的配合与连接。

在一个优选的实施例中，所述复位组件包括弹性件和支撑座，所述弹性件套 接在滑块的小端，弹性件的一端抵在滑块的大端的下端面，弹性件的另一端抵在 支撑座中部的阶梯孔的台肩上，所述支撑座与阀体内壁固定连接。推杆推动滑块 向下运动时，滑块的大端向下压缩弹性件。复位时，推杆上移离开滑块，滑块在 弹性件的作用下复位到初始位置。另外，滑块的大端与阀体内壁之间为动密封。 支撑座的中部设有阶梯孔，该阶梯孔设置成允许滑块的小端从中穿过。