[实用新型]一种钻井自控凡尔接头

说明书

本实用新型涉及一种石油地质勘探钻井用凡尔装置，钻进过程中它可直接接在方钻杆下，停钻井泵卸方钻杆后用来阻止方钻杆与水龙带中留有的钻井液的自然流出。

石油钻井过程中，每次钻完一单根都要停掉钻井泵卸下方钻杆接单根，此时留在方钻杆及水龙带等内的钻井液在方钻杆卸下后就会自然流出，使得钻台面工作环境变差，大大影响石油工人的工作，不利于安全生产，并造成钻井液的非正常损耗。目前国内主要采用两种方法为了阻止钻井液在方钻杆卸下后的自然流出：一种叫方钻杆下旋塞，它接在方钻杆下端，需要人工通过手动扳手来转动旋塞中的球型阀芯而达到旋塞的开启和关闭，易发生蹩泵等不安全现象；另一种是采用弹簧由下向上压迫挡板(或阀芯)堵塞钻井液流道(如方钻杆防漏接头，设计人：张春阳，专利号：94205186.6)，此方法对弹簧性能要求特别高，压力损耗大，工具寿命短，阀芯易被杂物卡住不起作用，另外由于此类装置实际上是一个单流阀，它在钻头水眼被堵后无法放回流，从而使得钻具内蹩有高压，此时卸开方钻杆是非常危险的，而且由于现场使用效果不太理想而未能推广应用。

本实用新型的目的在于提供一种安全可靠、自动控制接于方钻杆下的凡尔接头，达到停泵卸方钻杆后自动关闭、有效阻止方钻杆与水龙带中留有的钻井液的自然流出，开泵后自动打开，从而减少钻井液的非正常性损耗和改善钻井工作环境之目的。

本实用新型的目的是这样实现的；本实用新型由凡尔总成、接头体两部分组成，凡尔总成坐于接头体之内，其中凡尔总成：主要由阀芯、阀体、阀座、阀芯下压机构组成，阀体与阀座之间通过丝扣连接置于接头体内，阀体与接头体之间的环空作为钻井液流道，阀体下端开有多个孔眼，阀芯安装在阀体内，具有一定的上下活动行程，阀芯之上装有一下压机构，用于钻井泵停歇后驱使阀芯下行。接头体：是将原有的配合接头经镗孔而得，扣型不变，仍可兼作配合接头。

本实用新型的工作原理如下：在钻井泵停歇时，阀芯之上的下压机构就会克服作用于阀芯之上的方钻杆及水龙带内的钻井液静液柱压力，驱使阀芯下行至下死点坐于阀座之上，阀芯与阀座之间通过端面密封，从而关闭止流阀，切断了钻井液下行的通道，当方钻杆卸下后方钻杆与水龙带中的钻井液就不会再自然流出，而当方钻杆接上后开泵，由于泵压力远大于阀芯之上的下压机构作用于阀芯之上的力，因而此时阀芯就能在泵压力的作用下克服受压气体与弹簧两者共同对它的作用而上行，其上行至一定程度后，受到阀体内限位台肩的限制停止上行(此为阀芯的上死点)，止流阀处于全开状态，钻井液由方钻杆经阀体和接头体两者之间的环空经阀体下端的孔眼流入阀体下端，依次经阀座水眼、接头体水眼以及下面的保护接头水眼而继续下行。保证了钻井过程中钻井液的正常循环。

本实用新型具有以下优点：1)止流阀的关闭和开启可自动控制，不需用人去操作，提高了安全系数；2)密封性能好，这是影响停泵后装置的密封效果一个很重要因素，是作用于阀芯使其关闭的力与作用于阀芯的方钻杆及水龙带内的钻井液静液柱压力两者之间差值的大小，对于背景技术中所述的采用由下向上压迫挡板(或阀芯)堵塞钻井液流道方法的结构来讲，由于钻井液静液柱压强一定，而水眼因考虑到钻进时压力损耗不可能过小，因此要增加两者之间的差值，只能采取增大作用于阀芯使其关闭的力的方法，这样加大了对机构性能的要求，而对于本实用新型，由于采用下压阀芯的方法，在作用于阀芯使其关闭的力一定的情况下，就可以通过减小阀芯下部受力面积来减小作用于阀芯之上的方钻杆及水龙带内的钻井液静液柱压力，从而增大两者之间的差值来增强密封性能，另外减小阀芯下部受力面积又可以增大阀芯与阀座的接触面积，也起到增强密封性能的效果，并且这样做不会引起钻进时压力损耗的增大；3)因有限位台肩的存在，阀芯被顶到一定程度后不再继续上行，避免阀芯之上的下压机构因受压过甚造成损坏；4)阀芯在钻进时处于上死点，不在迎着钻井液流动的方向上，减少了钻井液对阀芯密封端面的冲蚀，增加了阀芯的使用寿命；5)使用端面密封，增强了密封性能；6)阀体上开孔在钻井过程中可以起到滤网的作用，挡住一些杂物，避免钻头水眼受堵而不能钻进被迫起钻。

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

图1为采用气室和弹簧共同作用结构作下压结构的本实用新型的结构示意图；

图2为采用气囊和弹簧共同作用结构作下压结构的本实用新型的结构示意图；

图3为单一采用气囊结构作下压结构的本实用新型的结构示意图；

图4为采用弹簧结构作下压结构的本实用新型的结构示意图；

图5为阀体结构剖示图。