[发明专利]双壁钻杆内防喷双浮动阀

说明书

技术领域

本发明是关于一种双壁钻杆钻井作业内防喷工具，尤其涉及一种双壁钻杆内防喷双浮动阀。

背景技术

双壁钻杆钻井方法就是用双壁钻杆及其它辅助钻井设备进行钻井的方法。双壁钻杆的内管和外管形成的环形空间为流体流动提供了另一个通道(流道)，在双壁钻杆反循环钻井方法中，钻进时，钻井液经双壁钻杆内管和外管之间的流道注入井内，从钻头喷出清洗井眼，携带岩屑的钻井液通过流通转换接头，经双壁钻杆内管的中心过流通道向上返回地面的泥浆处理系统。

由于双壁钻杆反循环钻井方法工艺复杂，对钻井设备的密封、配套和设计有全新的要求，尤其在防止井涌、井喷方面；现有的双浮动阀为球阀式，在双浮动阀上下压差的作用下，定位套筒沿双壁钻杆轴线运动，带动旋转销旋转，旋转销带动球形阀芯同步转动，从而实现双浮动阀的开启与关闭。但是，该种现有旋塞式双浮动阀在井下高温、高压的工况下容易出现密封失效、卡死、关闭不严、带压关闭困难等问题，影响了双壁钻杆反循环钻井方法的实际应用。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种双壁钻杆内防喷双浮动阀，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双壁钻杆内防喷双浮动阀，该双浮动阀的开启或关闭由双浮动阀上、下钻井液的压差提供动力，在双浮动阀上、下钻井液的压力对比发生变化时，实现双浮动阀的自动开启或关闭，从而及时控制双壁钻杆中心过流通道和环空过流通道的开启或关闭，在遇到井喷高压流体时及时关闭中心过流通道和环空过流通道，防止井喷、井涌事故的发生。

本发明的目的是这样实现的，一种双壁钻杆内防喷双浮动阀，所述双浮动阀包括有上阀座、下阀座和同轴滑设于上、下阀座之间的浮动阀芯；上阀座中心贯通设有第一轴向通孔，下阀座中心贯通设有第二轴向通孔，所述浮动阀芯包括有同轴密封滑设于上、下阀座外壁的外层定位套筒，外层定位套筒内部横向密封设有分隔板，由该分隔板将外层定位套筒分隔为上部空间和下部空间；在所述分隔板的中心处向上部空间凸设有一柱形封堵，在分隔板上且围绕所述柱形封堵环设有多个透孔，所述多个透孔与下阀座中的第二轴向通孔导通；位于柱形封堵外侧且在上阀座与分隔板之间设有弹性元件；在上、下阀座和浮动阀芯外侧呈间隙地同轴设有一阀套，所述间隙构成一环形过流通道。

在本发明的一较佳实施方式中，所述外层定位套筒顶端的外壁周向形成上小下大的第一阶梯部；所述阀套的内壁与所述第一阶梯部相对位置形成上小下大的第二阶梯部。

在本发明的一较佳实施方式中，所述柱形封堵的顶部设有一圆台状堵头，该堵头的外侧设有减震套；所述第一阶梯部的外侧也设有减震套。

在本发明的一较佳实施方式中，所述外层定位套筒内壁与上、下阀座外壁的滑动连接部位之间分别设有密封圈。

在本发明的一较佳实施方式中，所述双浮动阀的上端连接于一第一双壁钻杆，双浮动阀的下端连接于一流动转换接头。

在本发明的一较佳实施方式中，所述阀套的上端外壁与第一双壁钻杆的外管内壁为螺纹连接，阀套的下端内壁与流动转换接头的上部外侧为螺纹连接；所述上阀座的顶端密封插设于第一双壁钻杆的内管中，所述环形过流通道与第一双壁钻杆的内、外管之间的流道导通，所述第一轴向通孔与第一双壁钻杆的内管导通，所述下阀座的底端密封插设于流动转换接头的上部内侧；所述流动转换接头内分别设有与第二轴向通孔导通的钻井液返流通道和与环形过流通道导通的钻井液注入通道。

在本发明的一较佳实施方式中，所述上阀座的顶端与第一双壁钻杆的内管之间设有密封圈；所述下阀座的底端与流动转换接头的上部内侧之间设有密封圈。

在本发明的一较佳实施方式中，所述双浮动阀的上端连接于一第一双壁钻杆，双浮动阀的下端连接于一第二双壁钻杆。

在本发明的一较佳实施方式中，所述阀套的上端外壁与第一双壁钻杆的外管内壁为螺纹连接，阀套的下端内壁与第二双壁钻杆的外管外壁为螺纹连接，所述上阀座的顶端密封插设于第一双壁钻杆的内管中，所述第一轴向通孔与第一双壁钻杆的内管导通，所述下阀座的底端密封插设于第二双壁钻杆的内管中，所述第二轴向通孔与第二双壁钻杆的内管导通，所述环形过流通道分别与第一、第二双壁钻杆的内、外管之间的流道导通。

在本发明的一较佳实施方式中，所述上阀座的顶端与第一双壁钻杆的内管之间设有密封圈；所述下阀座的底端与第二双壁钻杆的内管之间设有密封圈。