[发明专利]一种控压钻井免灌浆式钻具止回阀

说明书

本发明提供了一种控压钻井免灌浆式钻具止回阀，包括上滑槽密封装置、锥形密封装置和下滑槽密封装置，在初始状态下，上滑套密封装置的滑块处于上滑槽内，下滑套密封装置的滑块处于下滑槽内，锥形密封装置锥形阀处于打开状态，整个管柱处于连通状态，此时下钻泥浆能够自由地从环空进入钻柱水眼内，实现下钻免灌浆；当地层流体进入钻柱流经上、下滑套后，产生压力差，当压力值达到克服卡接弹簧的弹簧力，推动上滑套或者下滑套移动，进入相应的上止回槽或下止回槽，自动反向关闭管柱通道，实现钻具止回阀的功能，保障井控安全，本发明的多功能止回阀结构简单且可实现一阀多用，实用可靠，具有较高的推广应用价值。

技术领域

本发明涉及石油修井和井下作业技术领域，尤其涉及一种控压钻井免灌浆式钻具止回阀。

背景技术

在石油钻完井、修井作业中，由于地层压力大于液柱压力，地层流体进入井筒内的量增加，泥浆密度降低而发生溢流，随着液柱压力进一步下降，可能导致井涌、甚至井喷事故的发生，使正常作业无法进行。

为了解决上述问题，现有技术中钻井过程中，当井发生溢流井涌时，为了防止地层流体以及钻井液沿钻柱水眼向上喷出损坏水龙带而导致井喷，需要使用钻具内防喷工具来控制钻柱内压力，多为止回阀，而现有的井下钻具止回阀，多是单流阀，在下钻作业时，必须每下3-5柱停止下钻作业向钻具水眼内灌泥浆，以平衡钻柱内外的压力，操作繁琐，并且容易造成止回阀失效，带来井控风险。

故如何提供一种钻具止回阀，用于石油钻完井、修井作业中起下钻作业时，既能够满足无需灌浆、又能够控制地层流体向钻具水眼内流动，保证井控安全，且操作简单、实用可靠，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种控压钻井免灌浆式钻具止回阀，即可保证下钻过程免灌浆，又能在井下遗留时关闭钻具内孔，防止井喷事故发生，结构简单且安装使用便捷。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种控压钻井免灌浆式钻具止回阀，包括阀体和密封系统，所述阀体为中空结构，所述阀体两端分别具有第一连接机构和第二连接机构，密封系统安装于所述中空结构内，所述阀体的中空结构内壁由所述第一连接机构至所述第二连接机构方向依次设置有上滑槽、上止回槽、定位台阶、下止回槽和下滑槽；

所述密封系统由所述第一连接机构至所述第二连接机构方向依次包括上滑套密封系统、锥形密封系统和下滑套密封系统；

所述上滑套密封系统包括上滑套和第一卡接件，所述上滑套外壁开设有第一容纳腔，第一卡接件设置于所述第一容纳腔内，所述上滑套中空结构，轴向具有通孔且底端开口处设置有弧面；

所述下滑套密封系统包括下滑套和第二卡接件，所述下滑套外壁开设有第二容纳腔所述第二卡接件设置于所述下滑套外侧壁且卡接在所述下滑槽内，所述下滑套为中空结构，轴向具有通孔；

所述锥形密封系统包括锥形阀、锥阀丝杆和梅花板；所述锥形阀的锥面与所述第一弧面匹配；所述锥阀丝杆一端连接与所述锥形阀平面，另一端贯穿所述梅花板并在端头处固定限位装置；所述梅花板直径与所述下滑套内壁直径相同且固定于所述下滑套内并覆盖所述下滑套通孔。

进一步的，所述梅花板具有梅花孔和安装孔，梅花孔均布于梅花板上，安装孔位于梅花板中心位置，所述锥阀丝杆贯穿所述安装孔。

进一步的，所述密封系统还包括：环形压板，所述上滑套和所述下滑套的通孔均为台阶孔，所述第一容纳腔与所述第二容纳腔均开设于台阶孔的台阶处，所述环形压板覆盖台阶孔的台阶。

上述进一步技术方案的有益效果是：将通孔设置为台阶孔，在台阶孔开设槽式容纳腔，之后采用环形压板覆盖于台阶上形成孔式容纳腔，相较于直接在滑套侧壁开孔式容纳腔，工艺简便易控，节省成本。