專利名稱：具有自控、手控雙控功能的復式密封旋塞閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油鉆井修井的井控內(nèi)防噴裝置，特別是指一種具有自控、手控雙控功能的復式密封旋塞閥。
背景技術(shù)：
在石油鉆井、井修時，由于油氣層中油壓氣壓高于鉆井泥漿壓力時產(chǎn)生井涌井噴，造成人身傷亡和重大經(jīng)濟損失，當井涌井噴時旋塞閥可以控制內(nèi)防噴。以前在井涌井噴時全靠手動關(guān)閉，由于鉆柱位置關(guān)閉不方便、關(guān)閉不及時經(jīng)常有失控現(xiàn)象，并且在正常鉆井時由于旋塞閥關(guān)閉，忘記打開旋塞閥造成泥漿泵開啟時，壓力升高，漲破泥漿管帶，產(chǎn)生傷人事故。更主要是在井控作業(yè)時不知上下兩端壓力差，盲目打開旋塞閥也可能造成井噴，自控只有上端壓力高于下端壓力才能自動打開旋塞閥進行壓井作業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種具有自控、手控雙控功能的復式密封旋塞閥，當開泵鉆井時自動打開旋塞閥，當井涌井噴時下部泥漿油氣壓力超過泥漿泵的壓力時，旋塞閥自動關(guān)閉，并且單向閥密封件封閉，通過復式密封進一步有效控制內(nèi)防噴，并且在特殊情況下也可手控。本發(fā)明提出的一種具有自控、手控雙控功能的復式密封旋塞閥，該復式密封旋塞閥包括有旋塞體，旋塞體的上部外側(cè)通過螺紋連接有旋塞上接頭，旋塞體的內(nèi)腔中順次設(shè)置有上環(huán)形密封座、中孔環(huán)形密封球、下環(huán)形密封座。所述的旋塞體的側(cè)壁中具有與旋塞體的內(nèi)腔相平行的活塞缸，該活塞缸的頂部設(shè)置有工藝堵，該活塞缸的底部通過第一通孔與旋塞體的下部內(nèi)腔連通。所述的活塞缸中設(shè)置有與所述的中孔環(huán)形密封球連接的拔塞開關(guān)軸齒輪，且該活塞缸的側(cè)壁上設(shè)置有與拔塞開關(guān)軸齒輪相嚙合的活塞齒條；所述的工藝堵下方設(shè)置有與旋塞體的上部內(nèi)腔相連通的第二通孔，所述的工藝堵與活塞齒條之間設(shè)置有上壓力傳遞活塞，且該上壓力傳遞活塞與活塞齒條之間充有壓力傳遞液體物質(zhì)；在活塞齒條與活塞缸底部之間設(shè)置有下壓力傳遞活塞，該下壓力傳遞活塞與活塞齒條之間充有壓力傳遞液體物質(zhì)。所述的下環(huán)形密封座下方設(shè)置有單向閥密封件，該單向閥密封件的下方連接有單向閥支撐座，該單向閥支撐座具有彈簧支撐體，通過該彈簧支撐體與單向閥密封件的底部連接。所述的下壓力傳遞活塞的高度大于第一通孔的直徑。所述的上壓力傳遞活塞的高度大于第二通孔的直徑。所述的壓力傳遞液體物質(zhì)為液壓油。所述的單向閥支撐座的中心具有導向孔，導向孔的外側(cè)設(shè)置有鉆井液環(huán)形通孔。本發(fā)明具有的優(yōu)點在于本發(fā)明一種具有自控、手控雙控功能的復式密封旋塞閥，用于石油鉆井、修井的井控內(nèi)防噴裝置，能自動控制或手控完成旋塞閥開啟和關(guān)閉?？朔诉^去因為旋塞閥關(guān)閉，而漲破泥漿帶，從而發(fā)生的人身傷亡事故。在井涌井噴時單向閥密封件先期封閉過后旋塞閥再進行關(guān)閉，進而形成了復式密封的功能，井控安全可靠，并且在特殊情況下也可手控。


圖I是本發(fā)明提出的一種具有自控、手控雙控功能的復式密封旋塞閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明中活塞齒條和拔塞開關(guān)軸齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明中單向閥支撐座的平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明中單向閥支撐座的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中
I-旋塞體；2-工藝槽；3-上環(huán)型密封座；4-中孔環(huán)型密封球；5-下環(huán)型密封座；6-單向閥密封件；7-單向閥支撐座；8-旋塞上接頭；9-工藝堵；10-第二通孔；11-上壓力傳遞活塞；12、15-壓力傳遞液體物質(zhì)；13-活塞齒條；14-拔塞開關(guān)軸齒輪；16-下壓力傳遞活塞；17-第一通孔；18-下接頭螺紋；701-導向孔；702-鉆井液環(huán)形通孔。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。本實施例提供一種具有自控、手控雙控功能的復式密封旋塞閥，用于石油鉆井、修井的井控內(nèi)防噴裝置，能自動控制或手控完成旋塞閥開啟和關(guān)閉。當鉆井、修井泥漿泵開泵鉆井時，鉆井液的壓力自動打開旋塞閥，使鉆井液通過旋塞閥。正常進行鉆井、修井，當井涌、井噴時，由于旋塞閥下部的鉆井液和石油、天然氣的壓力升高，高于泥漿泵鉆井的壓力時，旋塞閥自動關(guān)閉，控制井涌井噴防止出現(xiàn)井噴事故。本發(fā)明提出的具有自控、手控雙控功能的復式密封旋塞閥，該復式密封旋塞閥包括有旋塞體1，旋塞體I的上部外側(cè)通過螺紋連接有旋塞上接頭8，旋塞體I的內(nèi)腔的中間順次設(shè)置有上環(huán)形密封座3、中孔環(huán)形密封球4、下環(huán)形密封座5，上環(huán)形密封座3上方的旋塞體內(nèi)腔為旋塞體上部內(nèi)腔，下環(huán)形密封座5下方的旋塞體內(nèi)腔稱為旋塞體下部內(nèi)腔。旋塞體I的側(cè)壁上軸向設(shè)置有與旋塞體I的內(nèi)腔相平行的活塞缸，該活塞缸在對應中孔環(huán)形密封球4的位置處設(shè)置有與中孔環(huán)形密封球4連接的拔塞開關(guān)軸齒輪14，且該活塞缸的兩平行側(cè)壁上設(shè)置有對應拔塞開關(guān)軸齒輪14轉(zhuǎn)動相嚙合的活塞齒條13，活塞齒條13可以移動，以便拔塞 開關(guān)軸齒輪14能夠通過活塞齒條13的移動進而進行嚙合轉(zhuǎn)動，如圖2所示，該拔塞開關(guān)軸齒輪14的位置固定，但可以在活塞齒條13移動的帶動下實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，并且拔塞開關(guān)軸齒輪14通過在活塞齒條13帶動下的嚙合轉(zhuǎn)動實現(xiàn)控制中孔環(huán)形密封球4的轉(zhuǎn)動。位于拔塞開關(guān)軸齒輪14和活塞齒條13上方的活塞缸稱為上部活塞缸，位于拔塞開關(guān)軸齒輪14和活塞齒條13下方的活塞缸稱為下部活塞缸。上部活塞缸的頂部設(shè)置有工藝堵9，在工藝堵9的下方設(shè)置有與旋塞體上部內(nèi)腔相連通的第二通孔17，下部活塞缸的底部通過第一通孔10與旋塞體下部內(nèi)腔連通。在工藝堵9與活塞齒條13之間設(shè)置有上壓力傳遞活塞11，并且該上壓力傳遞活塞11與活塞齒條13之間充有壓力傳遞液體物質(zhì)12，在活塞齒條13與下部活塞缸底部之間設(shè)置有下壓力傳遞活塞16，并且該下壓力傳遞活塞16的高度高于第一通孔17的直徑，以免下壓力傳遞活塞16與活塞齒條13之間的壓力傳遞液體物質(zhì)15流入第一通孔17中，同理上壓力傳遞活塞11的高度高于第二通孔10的直徑。在旋塞體下部內(nèi)腔中設(shè)置有單向閥密封件6，該單向閥密封件6的下方設(shè)置有單向閥支撐座7，該單向閥支撐座具有彈簧支撐體，通過該彈簧支撐體與單向閥密封件6的底部連接。該單向閥支撐座與旋塞體下部內(nèi)腔通過螺紋連接。如圖3和圖4所示，其中該單向閥支撐座的中心具有導向孔701，導向孔的外側(cè)設(shè)置有鉆井液環(huán)形通孔702，該鉆井液環(huán)形通孔702可以根據(jù)需要設(shè)置多個，也可以根據(jù)需要設(shè)計所需尺寸大小。旋塞體I的另一側(cè)側(cè)壁上可以設(shè)置有工藝槽2，并且旋塞體的下部可以通過下接頭螺紋18與旋塞下接頭連接。在鉆井過程中，產(chǎn)生井涌井噴時，旋塞閥下端的鉆井液、石油、天然氣推起單向閥密封件6封閉，先期井控防止井噴，但壓力升高，這時鉆井液、石油、天然氣通過第一通孔17通孔進入活塞缸下部，推動下壓力傳遞活塞16，下壓力傳遞活塞16推動壓力傳遞液體物質(zhì)16，通過壓力傳遞液體物質(zhì)使活塞齒條13移動，進而使拔塞開關(guān)軸齒輪14轉(zhuǎn)動90°，進而關(guān)閉旋塞閥控制井涌井噴。通過本發(fā)明克服井涌井噴時因旋塞閥位置關(guān)閉不方便帶來的操作不便，從而避免了旋塞閥關(guān)閉不及時造成的井控失控，進而造成事故。本發(fā)明在井涌井噴時單向閥密封件6先期封閉過后旋塞閥進行關(guān)閉，進而形成了復式密封的功能，使井控安全可靠。正常鉆井，如果旋塞閥關(guān)閉狀態(tài)，泥漿泵開啟后泥漿壓力升高，并通過上壓力傳遞活塞11處的第二通孔10，泥漿進入活塞缸，推動上壓力傳遞活塞11，上壓力傳遞活塞11推動上壓力傳遞液體物質(zhì)12，上壓力傳遞液體物質(zhì)12推動活塞齒條13，活塞齒條13移動，帶動拔塞開關(guān)軸齒輪14轉(zhuǎn)動，拔塞開關(guān)軸齒輪14轉(zhuǎn)動帶動中孔環(huán)形密封球4轉(zhuǎn)動90°，從關(guān)閉到打開，這個過程為自控。在正常鉆井時旋塞閥是開著的，當這時井涌井噴時，泥漿(鉆井液)或者石油、天然氣向上涌向上噴，這時單向閥密封件6在向上的壓力傳遞液體物質(zhì)15推動下，向上與旋塞體的內(nèi)錐孔(旋塞體下部內(nèi)腔)部分堵塞密封，并且泥漿、石油天、然氣通過第一通孔17，進入活塞缸下部，推動下壓力傳遞活塞16，下壓力傳遞活塞16推動壓力傳遞液體物質(zhì)15 (液壓油)，壓力傳遞液體物質(zhì)15推動齒條活塞13，齒條活塞13向上移動，帶動拔塞開關(guān)軸齒輪14轉(zhuǎn)動，拔塞開關(guān)軸齒輪14撥著中孔環(huán)形密封球4轉(zhuǎn)動90°，從開的位置轉(zhuǎn)到關(guān)閉位置，控制井涌井噴，這個過程也稱之為自控。自控的動力完全來自鉆井液的向下或向上的壓力，通過壓力控制活塞齒條13向下或向上移動，控制拔塞開關(guān)軸齒輪14轉(zhuǎn)動，使中孔環(huán)形密封球4轉(zhuǎn)動開或關(guān)。并且在拔塞開關(guān)軸齒輪14中心有一四方孔或其他形狀的孔，便于實現(xiàn)手動控制，如圖2所示，用四方扳手或其他扳手轉(zhuǎn)動，通過拔塞開關(guān)軸齒輪14帶動中孔環(huán)形密封球4轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)開啟或關(guān)閉，供特殊情況使用和保養(yǎng)時使用。以上所述實施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實施例，本發(fā)明的保護范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書為準。
權(quán)利要求
1.一種具有自控、手控雙控功能的復式密封旋塞閥，該復式密封旋塞閥包括有旋塞體，旋塞體的上部外側(cè)通過螺紋連接有旋塞上接頭，旋塞體的內(nèi)腔中順次設(shè)置有上環(huán)形密封座、中孔環(huán)形密封球、下環(huán)形密封座，其特征在于 所述的旋塞體的側(cè)壁中具有與旋塞體的內(nèi)腔相平行的活塞缸，該活塞缸的頂部設(shè)置有工藝堵，該活塞缸的底部通過第一通孔與旋塞體的下部內(nèi)腔連通； 所述的活塞缸中設(shè)置有與所述的中孔環(huán)形密封球連接的拔塞開關(guān)軸齒輪，且該活塞缸的側(cè)壁上設(shè)置有與拔塞開關(guān)軸齒輪相嚙合的活塞齒條；所述的工藝堵下方設(shè)置有與旋塞體的上部內(nèi)腔相連通的第二通孔，所述的工藝堵與活塞齒條之間設(shè)置有上壓力傳遞活塞，且該上壓力傳遞活塞與活塞齒條之間充有壓力傳遞液體物質(zhì)；在活塞齒條與活塞缸底部之間設(shè)置有下壓力傳遞活塞，該下壓力傳遞活塞與活塞齒條之間充有壓力傳遞液體物質(zhì)； 所述的下環(huán)形密封座下方設(shè)置有單向閥密封件，該單向閥密封件的下方連接有單向閥支撐座，該單向閥支撐座具有彈簧支撐體，通過該彈簧支撐體與單向閥密封件的底部連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有自控、手控雙控功能的復式密封旋塞閥，其特征在于所述的下壓力傳遞活塞的高度大于第一通孔的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有自控、手控雙控功能的復式密封旋塞閥，其特征在于所述的上壓力傳遞活塞的高度大于第二通孔的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有自控、手控雙控功能的復式密封旋塞閥，其特征在于所述的壓力傳遞液體物質(zhì)為液壓油。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有自控、手控雙控功能的復式密封旋塞閥，其特征在于所述的單向閥支撐座的中心具有導向孔，導向孔的外側(cè)設(shè)置有鉆井液環(huán)形通孔。
全文摘要
本發(fā)明提出一種具有自控、手控雙控功能的復式密封旋塞閥，旋塞體的側(cè)壁具有與旋塞體的內(nèi)腔相平行的活塞缸，活塞缸中設(shè)置有與所述的中孔環(huán)形密封球連接的拔塞開關(guān)軸齒輪，且活塞缸的側(cè)壁上設(shè)置有與拔塞開關(guān)軸齒輪相嚙合的活塞齒條；工藝堵與活塞齒條之間設(shè)置有上壓力傳遞活塞，且上壓力傳遞活塞與活塞齒條之間充有壓力傳遞液體物質(zhì)；在活塞齒條與活塞缸底部之間設(shè)置有下壓力傳遞活塞，該下壓力傳遞活塞與活塞齒條之間充有壓力傳遞液體物質(zhì)。本發(fā)明能夠在井涌井噴時單向閥密封件先期封閉過后旋塞閥再進行關(guān)閉，進而形成了復式密封的功能，使井控安全可靠。
文檔編號E21B34/02GK102877814SQ20121039668
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者蒙善祥 申請人:蒙善祥