[发明专利]联动式连续循环阀

说明书

技术领域

本发明涉及连续循环钻井领域，特别是涉及一种联动式连续循环阀。

背景技术

连续循环钻井技术能够实现钻井循环介质在接卸单根或立柱时的不间断循环，有效解决钻井介质循环中断引起的井底压力波动、岩屑沉积、井壁坍塌及溢流等钻井事故复杂，该技术在油气勘探开发中得到了广泛应用。

连续循环钻井技术主要有连续循环钻井装置和阀式连续循环钻井系统。受技术发展限制，目前，阀式连续循环钻井系统是实现连续循环钻井的主要方式，而连续循环阀是阀式连续循环钻井系统的核心工具。目前，连续循环阀主要有三通球阀、双板阀和球阀-板阀等结构形式，其结构存在以下问题：

1、受结构构件影响，无法实现全通径循环，测斜工具下入受阻；

2、阀板利用复位弹簧关闭，开启时需要消耗部分水力能量；

3、阀板冲蚀严重；

4、复位弹簧易疲劳损坏。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷和不足，本发明提供一种能够快速切换主通路和旁通路、有效降低旁通循环时的压降和避免阀板冲蚀以及复位弹簧的损坏的联动式连续循环阀。

为此，本发明所采取的技术方案如下：

一种联动式连续循环阀，包括阀体和安装在该阀体内的球阀，还包括旋钮、旁通堵头以及由上至下依次安装在所述阀体内的主动齿轮、从动齿轮滑套和旁通滑套。

所述旋钮和主动齿轮固定连接，旋钮外端安装在所述阀体上形成的孔内，旋钮内端与所述球阀的阀芯固定连接，用于旋转所述阀芯。

所述主动齿轮为锥齿轮；所述从动齿轮滑套安装在所述阀芯的下部，从动齿轮滑套的上端面为与所述主动齿轮相配合的锥齿轮，从动齿轮滑套的下端局部向下延伸并插入所述旁通滑套上端外周面上形成的凹槽内，以便带动旁通滑套转动。

在所述旁通滑套的侧壁上形成有第1旁通孔，在所述阀体下部与第1旁通孔相应的位置处开有第2旁通孔，所述旁通堵头封堵在所述第2旁通孔内；

当所述阀芯打开，使阀体内的主通路打开时，所述第2旁通孔和第1旁通孔错开，使第1旁通孔封闭；转动所述旋钮时，所述主动齿轮旋转，进而带动所述从动齿轮滑套和旁通滑套绕其中心轴旋转。

所述球阀包括由上至下依次安装在所述阀体内的卡环、弹簧、上阀座、所述阀芯和下阀座，在所述卡环内安装有孔挡圈，所述下阀座安装在从动齿轮滑套内，下阀座下端坐靠在阀体内壁上形成的台阶上，从动齿轮滑套能相对于阀体和下阀座旋转。

所述上阀座和阀体之间、所述下阀座和从动齿轮滑套之间、所述旁通滑套上下端与阀体之间以及所述旁通堵头和阀体之间均安装有密封圈。

所述主动齿轮的小端直径大于所述第1旁通孔的直径。

所述第1旁通孔周围的旁通滑套外壁与阀体之间为金属密封。

所述主动齿轮和从动齿轮滑套上端的锥齿轮的轴交角为90°。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、能够在关闭/打开主通路时，同时打开/关闭旁通路，从而实现接卸单根或立柱期间的钻井液循环流动；

2、阀体内流体通道为全通径，方便井下仪器的下入；

3、滑套式的旁通结构，能够有效降低旁通循环时的压降，同时避免阀板和密封圈的冲蚀以及复位弹簧的损坏。

附图说明

图1为本发明的联动式连续循环阀的剖面结构示意图；

图2为图1中主动齿轮和从动齿轮滑套啮合时状态的局部结构示意图。

图中：

1、阀体；2、下阀座；3、阀芯；4、上阀座；5、弹簧；6、卡环；

7、孔挡圈；8、母扣；10、旋钮；11、主动齿轮；12、从动齿轮滑套；

13、旁通滑套；14、旁通堵头；15、公扣。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的联动式连续循环阀的结构进行详细说明。

本发明所提供的联动式连续循环阀如图1和图2所示，包括：主通路和旁通路。阀体1上的母扣8用于与上部钻具的公扣连接，阀体1下部的公扣15用于与下部钻具的母扣连接。取下旁通堵头14后，阀体1上的旁通孔与旁通路管线连接，通过球阀实现主通路的启闭，通过旁通滑套13实现旁通路的启闭。

具体地说，该联动式连续循环阀包括阀体、安装在该阀体内的球阀、旋钮10、旁通堵头14以及由上至下依次安装在所述阀体1内的主动齿轮11、从动齿轮滑套12和旁通滑套13。