[发明专利]用于确保钻井中连续循环的装置

说明书

一种用于确保钻井中连续循环的装置(1)，包括管状体(2)，其具有轴向通道(2)，该轴向通道(2)具有能被可拆卸的塞子(5)关闭的侧向开口(3)。所述轴向通道中设置有管状支撑件(9)，其支撑通过保持元件(14)保持在适当位置的截流构件(6)。有利的是，所述装置(1)包括一调节环形螺母(50)，其在所述保持元件(14)和所述管状支撑件(9)之间施加压力，以迫使所述管状支撑件(9)在一轴向限位停止位置抵靠定位和定心装置(11)，从而能恢复在将所述管状支撑件(9)以及由其支撑的阀装置(6)设置到所述管状体(2)的内部的过程中产生的间隙。

技术领域

本发明涉及如权利要求1的前序部分所限定的、用于确保钻井过程中，尤其是在用于油气勘探和生产的井中插入或移除钻柱过程中的连续循环的装置。

为简单起见，本发明将在不受到具体涉及插入新的钻柱步骤限制的情况下进行，同样的考虑也可适用于必须从井中移除钻井头，例如进行更换时的钻柱移除步骤。

背景技术

油气钻井时，需要插入钻柱的操作以提高钻井深度。

在插入新的钻柱过程中，必须确保钻井泥浆在整个过程中的连续循环，直至获得完整的管道，并恢复整个液压回路。事实上，已经发现泥浆循环过程中的压力下降或变化将在所钻的井中造成相当大的结构应力，这将导致所钻的井的未固化结构的崩塌。

为了确保钻井泥浆在整个钻井过程中以及在插入新的钻柱或移除现有的钻柱的步骤期间的连续循环，长久以来提供了一种装置，以确保即便是在钻柱的插入或是移除期间，所述钻井泥浆的稳定循环。

现有技术文献US3298385中公开了上述类型的装置。具体地，该现有技术文献中公开了使用具有单个截流构件的挡板阀，以用于选择性地调节钻井泥浆通过所述阀的中心轴向通道的流通，或者可选地，通过插入在所述阀的相对端部之间的侧向通道的可能性。

使用单个截流构件以提供上述选择性调节钻井泥浆通过阀的中心轴向通道，或是可选地通过侧向通道的技术方案优于例如，在现有技术文献US7845433中所公开的使用两个不同的截流构件，此外，还由于单个截流构件所假定的关闭位置没有不确定性的事实。

然而，应当注意的是，尽管使用单个截流构件交替地关闭阀的中心轴向通道或是插入在所述阀的相对端部之间的上述侧向通道在操作方面提供了优点，但是造成了关于所述截流构件的主体在所述阀的中心轴向通道内的适当定位和定中心的问题。这是因为单个截流构件必须能确保紧密的密封效果，无论是在第一角度位置还是在第二角度位置，其中，在第一角度位置，所述截流构件的座横向于所述阀的轴线定位，而在所述第二角度位置，所述截流构件的座沿着所述阀的轴线纵向延伸。因此，相对于所述阀主体，即使是较小的角度或是轴向定位误差也可能导致所述截流构件在所述截流构件的两个座中的至少一个中的不完全的密封作用，这与所述钻井泥浆的高压力不兼容。

具体地，所述截流构件的主体和其铰接到所述阀体的点的适当的轴向定位是有问题的。为了解决这个问题，形成所述移动截流组件的阀体和部件应该以非常严格的加工公差形成，但是有时这种情况实际上并不足够。在所述阀和移动截流部件的组装过程中，各部件的加工公差可累加，且有时会导致所述截流构件在所述截流构件的两个座中的不完全关闭。

由于上述原因，所述单个截流构件的这些阀在该领域尚未取得成功。

因此，不考虑由于已经形成的各种连接的公差的总和而导致在组装过程中可能遇到的任何特定的临界状况，确保所述截流构件在两个关闭位置中的适当关闭操作是无法实现的。

发明内容

本发明是基于设想一种用于确保钻井，尤其是用于油气勘探和生产的井中插入或移除钻柱过程中的连续循环的装置的问题，其具有能满足上述需求的结构和功能特征，而不受上述现有技术问题的影响。

该问题通过如权利要求1所限定的用于确保钻井中的连续循环的装置来解决。

附图说明