CN105840125B - 一种可控反循环结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可控反循环结构，包括：上接头、剪钉、钢球、滑套、阀座、内筒、滤芯、上通道、外筒和下通道；其中，上接头的上部配置有用于连接上部钻杆的接头扣，上接头的中间形成水眼通道以便钻井液和钢球通过；上接头的下部内外分别设有外螺纹和内螺纹，外螺纹与外筒的上端螺纹配合连接，内螺纹与滑套配合连接；阀座上部与滑套滑动密封，阀座的内部空间轮廓结构为与钢球配合的锥面，阀座的下部与外筒形成密封；其中，剪钉分别与滑套和阀座连接，其中当阀座上部的向下的压力达到阈值压力时，所述向下的压力使得剪钉断裂；内套上部与阀座密封连接，内套下部与外筒内壁焊接在一起以形成整体；滤芯与内筒可拆卸地固定连接。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气开采发生事故打捞作业时使用的一些反循环工具，尤其涉及反循环工具的一种改进的可控反循环结构。
背景技术
随着能源需求不断增大，油气资源越来越匮乏，开发难度也随之不断增大，事故率随之也增高，其中关于井底落物打捞的作业常常发生，如随钻打捞、磨铣打捞、反循环打捞等。反循环打捞工艺的发展带动了修井工具的进步和发展。由于反循环打捞工艺的发展进步,对反循环类工具的要求也越来越严格，要求工具的功能性、使用性、安全性、适用性等随打捞工艺技术而一起发展。以往在实际应用中很多反循环打捞工具的反循环结构一直存在一些问题，无法满足适用水平井打捞工艺、在可靠性上也存在一些问题。例如，传统反循环打捞工具在直井中执行打捞任务时，投入钢球前有一部分钻井液受反循环机构的通道限制，出现侧漏现象，至使井底细沙无法得到完全冲洗，在水平井中打捞时，投入钢球后，钢球受重力影响无法正确进入喇叭口与阀座形成配合密封，而导致工具无法实现井底钻井液的反循环功能。
传统反循环工具的反循环结构主要由上接头1、外筒2、杯体3、杯座5、内筒6、上通道7、下通道8、钢球4组成(详见图1)。其工作方式是：从井口投入相应规格的钢球4，钢球4在钻井液和重力作用下进入杯体3封堵通道，迫使钻井液从下通道8进入工具外环空，再从工具底部进入内筒6中，最后从上通道7排至外环空直到井口，如此实现钻井液的井底反循环。
对于这种反循环结构，在水平井中工具整体是平躺着的，不投球时钻井液从内筒6和外筒2环空下的通道8泄漏致使钻井液无法完全冲洗井底沉沙或细小碎物，容易导致清理不彻底、重则会出现卡钻事故；投球后钢球4会受重力影响落入入内筒6和外筒2环空内而无法正确进入杯体3中形成封堵效果，致使反循环功能失效。
为了能满足油田生产开发的实际需要，提高水平井反循环打捞工艺的可靠性，就必需有一种能克服传统反循环结构类似缺点的新结构。因此根据油田生产实际需要，发明一种结构简单，维护方便，安全可靠，能用于水平井内反循环工具上的一种可控反循环结构，能解决传统反循环结构的局限性和不可控性。这种反循环结构不仅可以替代以前的反循环打捞篮、反循环强磁打捞篮、反循环一把抓、反循环碎物打捞器等诸多老式的反循环结构的工具中而且还能在不要求反循环时实现正常钻井液循环(即正循环)这种结构对反循环工具以及反循环打捞工艺的发展有着十分重要的意义。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种可控反循环结构，其改进了现有的老式反循环工具中的反循环机构，能够满足水平井、直井等复杂井中反循环应用的可靠性以及可控性问题，能够使用此反循环结构达到反循环目的，而且在不使用时能够保持钻井液的正循环。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于反循环工具的可控反循环结构，其特征在于包括：上接头、剪钉、钢球、滑套、阀座、内筒、滤芯、上通道、外筒和下通道；其中，上接头的上部配置有用于连接上部钻杆的接头扣，上接头的中间形成水眼通道以便钻井液和钢球通过；上接头的下部内外分别设有外螺纹和内螺纹，外螺纹与外筒的上端螺纹配合连接，内螺纹与滑套配合连接；阀座上部与滑套滑动密封，阀座的内部空间轮廓结构为与钢球配合的锥面，阀座的下部与外筒形成密封；其中，剪钉分别与滑套和阀座连接，其中当阀座上部的向下的压力达到阈值压力时，所述向下的压力使得剪钉断裂；内套上部与阀座密封连接，内套下部与外筒内壁焊接在一起以形成整体；滤芯与内筒可拆卸地固定连接。
优选地，所述的可控反循环结构还包括下部打捞器，而且其中外筒下部与下部打捞器可拆卸地固定连接。
优选地，下部打捞器是强磁、捞篮、一把抓、组合打捞器中的一种或多种。
优选地，滤芯外壁均匀分布多个过滤孔，用来过滤岩屑或落物而不影响钻井液正常流通。
优选地，上接头的内螺纹与滑套之间设有密封件以形成密封。
优选地，上接头的外螺纹与外筒之间设有密封件以形成密封。
优选地，阀座上部外周设有密封件以便与滑套滑动密封。
优选地，阀座的下部与外筒之间设有密封件以形成密封。
优选地，在上通道位置处在内套的圆周方向布置有用来连接内筒和外筒的单个或多个支撑块。
优选地，内套上部与阀座通过密封件密封连接。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是传统反循环工具的反循环结构。
图2是根据本发明优选实施例的反循环工具的反循环结构。
需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
图2是根据本发明优选实施例的反循环工具的反循环结构。
具体地，如2图所示，根据本发明优选实施例的反循环工具的反循环结构包括：上接头10、剪钉20、钢球30、滑套40、阀座50、内筒60、滤芯70、上通道80、外筒90、下通道100和下部打捞器110。
其中，上接头10的上部配置有用于连接上部钻杆的接头扣(标准接头扣)，上接头10的中间形成水眼通道以便钻井液和钢球30通过；上接头10的下部内外分别设有外螺纹和内螺纹，外螺纹与外筒90的上端螺纹配合连接，内螺纹与滑套40配合连接。
优选地，例如，上接头10的内螺纹与滑套40之间设有密封件进行密封。优选地，例如，上接头10的外螺纹与外筒90之间设有密封件进行密封。
其中，阀座50上部与滑套40滑动密封，阀座50的内部空间轮廓结构为与钢球30配合的锥面(由此，锥面与钢球30在钻井液压力作用下能形成密封)，阀座50的下部与外筒90形成密封。
优选地，例如，阀座50上部外周设有密封件以便与滑套40滑动密封。优选地，例如，阀座50的下部与外筒90之间设有密封件以形成密封。
其中，剪钉20分别与滑套40和阀座50连接，其中当阀座50上部的向下的压力达到阈值压力时，所述向下的压力使得剪钉20断裂，而且剪钉20断裂后阀座50向下滑动。
其中，内套60上部与阀座50密封连接，内套60下部与外筒90内壁焊接在一起以形成整体。其中例如，可以在上通道80位置处在内套60的圆周方向布置有(例如，焊接有)用来连接内筒60和外筒90的单个或多个支撑块。
优选地，例如，内套60上部与阀座50通过密封件密封连接。
其中，滤芯70与内筒60可拆卸地固定连接(例如，螺纹连接)，滤芯70外壁均匀分布多个细小过滤孔，用来过滤较大岩屑或落物而不影响钻井液正常流通。
其中，外筒90下部与下部打捞器110可拆卸地固定连接(例如，螺纹连接)，根据不同的打捞形式可选择不同种类的打捞器110。
其中，下部打捞器110是根据具体打捞工艺而配套的打捞工具，如：强磁、捞篮、一把抓、组合打捞器等。
在未投入钢球前，钻井液直通阀座50，经过滤芯70流到下部钻具中，形成完整的正循环。投入钢球30后，钢球30在钻井液的带动下准确进入阀座50的锥面，并随着压力的增加钢球30推动阀座50向下移动迫使剪钉20被扯断，阀座50移动到内筒60顶部内，打开水眼通道与内筒60和外筒90之间的环空通道，此时钻井液会从下通道100流到工具与井壁间的外环空，然后从工具底部进入内腔，再通过上通道80反出井壁外环空直到井口，完成反循环。
本发明克服了现有技术不足的缺点,与传统反循环结构相比可控性增加即在不投球时可保证钻井液的正循环，投球后能完全反循环，使反循环工具得到更广的应用，极大化发挥此类反循环工具的经济适用性和可靠性。解决传统反循环结构钢球与球座出现不密封的情况。这种反循环结构可用于多种反循环工具中，如反循环打捞篮、反循环强磁打捞器、反循环多功能打捞器等，这种结构对于此类反循环工具的技术发展和使用价值有着十分重要的意义和经济效益。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于反循环工具的可控反循环结构，其特征在于包括：上接头、剪钉、钢球、滑套、阀座、内筒、滤芯、上通道、外筒和下通道；其中，上接头的上部配置有用于连接上部钻杆的接头扣，上接头的中间形成水眼通道以便钻井液和钢球通过；上接头的下部内外分别设有外螺纹和内螺纹，外螺纹与外筒的上端螺纹配合连接，内螺纹与滑套配合连接；阀座上部与滑套滑动密封，阀座的内部空间轮廓结构为与钢球配合的锥面，锥面与钢球在钻井液压力作用下能形成密封，阀座的下部与外筒形成密封；其中，剪钉分别与滑套和阀座连接，其中当阀座上部的向下的压力达到阈值压力时，所述向下的压力使得剪钉断裂；内套上部与阀座密封连接，内套下部与外筒内壁焊接在一起以形成整体；滤芯与内筒可拆卸地固定连接。
2.如权利要求1所述的可控反循环结构，其特征在于还包括下部打捞器，而且其中外筒下部与下部打捞器可拆卸地固定连接。
3.如权利要求2所述的可控反循环结构，其特征在于，下部打捞器是强磁、捞篮、一把抓、组合打捞器中的一种或多种。
4.如权利要求1至3之一所述的可控反循环结构，其特征在于，滤芯外壁均匀分布多个过滤孔，用来过滤岩屑或落物而不影响钻井液正常流通。
5.如权利要求1至3之一所述的可控反循环结构，其特征在于，上接头的内螺纹与滑套之间设有密封件以形成密封。
6.如权利要求1至3之一所述的可控反循环结构，其特征在于，上接头的外螺纹与外筒之间设有密封件以形成密封。
7.如权利要求1至3之一所述的可控反循环结构，其特征在于，阀座上部外周设有密封件以便与滑套滑动密封。
8.如权利要求1至3之一所述的可控反循环结构，其特征在于，阀座的下部与外筒之间设有密封件以形成密封。
9.如权利要求1至3之一所述的可控反循环结构，其特征在于，在上通道位置处在内套的圆周方向布置有用来连接内筒和外筒的单个或多个支撑块。
10.如权利要求1至3之一所述的可控反循环结构，其特征在于，内套上部与阀座通过密封件密封连接。
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