本發(fā)明涉及應(yīng)用于石油、天然氣、頁巖氣以及煤層氣中的閥部件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動旁通閥。

背景技術(shù)：

在進行石油、天然氣、頁巖氣及煤層氣的鉆探過程中，當井下遇到復(fù)雜情況時，如鉆頭水眼堵塞、井下動力鉆具損壞及進行堵漏作業(yè)時，臨時需要進行快速循環(huán)。在建立新的快速循環(huán)時，往往需要頻繁起下鉆，這就造成了泥漿損失大、鉆井周期延長的弊端。同時，也增加了鉆井的風險和成本。

基于對現(xiàn)有技術(shù)的分析，需設(shè)計一種電動旁通閥，當需要快速循環(huán)時，就打開旁通閥，當快速循環(huán)結(jié)束后，就關(guān)閉旁通閥并繼續(xù)鉆進，以減少起下鉆次數(shù)、節(jié)約鉆井成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，根據(jù)本發(fā)明提出了一種電動旁通閥，包括：閥體，在所述閥體的周向上間隔式設(shè)有多個第一過流孔；依次套設(shè)在所述閥體內(nèi)的驅(qū)動電機以及滑套，所述驅(qū)動電機與所述滑套在周向上固定連接，在所述滑套的周向上間隔式設(shè)有多個第二過流孔；其中，當所述驅(qū)動電機按照第一方向進行轉(zhuǎn)動時，以帶動所述滑套沿所述閥體的軸向進行運動，從而使得各所述第一過流孔與相應(yīng)的所述第二過流孔相連通。具體地，啟動驅(qū)動電機，使得該驅(qū)動電機按照第一方向進行轉(zhuǎn)動，從而帶動滑套沿閥體的周向進行轉(zhuǎn)動，同時，該滑套也沿該閥體的軸向朝遠離所述驅(qū)動電機的方向進行運動，當運動到各第一過流孔與相應(yīng)的第二過流孔相連通時，便實現(xiàn)了該電動旁通閥的打開，從而將該閥體內(nèi)部的鉆井液能夠及時地釋放到該閥體的外部。

當快速循環(huán)結(jié)束后，該驅(qū)動電機按照第二方向進行運動，從而帶動該滑套沿閥體的周向進行反向轉(zhuǎn)動，同時，該滑套也沿該閥體的軸向朝靠近該驅(qū)動電機的 方向進行運動，當運動到各第一過流孔與相應(yīng)的第二過流孔不再連通時，便實現(xiàn)了該電動旁通閥的關(guān)閉。由此可見，本申請的實施例中的電動旁通閥能夠在需要快速循環(huán)時打開，當快速循環(huán)結(jié)束后關(guān)閉該電動旁通閥，繼續(xù)正常鉆井。這樣就大大地減少了起下鉆的次數(shù)、節(jié)約了鉆井的成本、無需投球關(guān)閉該電動旁通閥，提高了該電動旁通閥開關(guān)的靈活度。

較佳的，設(shè)置在所述閥體上的所述第一過流孔的孔徑與設(shè)置在所述滑套上的且與所述第一過流孔相對應(yīng)的所述第二過流孔的孔徑相同。這樣，便能夠保證各第一過流孔與相應(yīng)的第二過流孔相連通，避免該第一過流孔和第二過流孔中的任意一個由于口徑過大或過小，造成兩者間無法準確連通的弊端。

較佳的，在所述驅(qū)動電機的周向上設(shè)有第一軸向定位孔，在所述滑套的周向上設(shè)有第二軸向定位孔，所述第一軸向定位孔與所述第二軸向定位孔相連通以形成組合軸向定位孔。該組合軸向定位孔的設(shè)置，可以起到安裝如下所述導(dǎo)向桿的作用。

較佳的，在所述組合軸向定位孔中安裝有導(dǎo)向桿，所述導(dǎo)向桿的一端與所述第一軸向定位孔間隙配合，另一端與所述第二軸向定位孔過盈配合。這樣便實現(xiàn)了該導(dǎo)向桿與該滑套的固定連接，同時，也實現(xiàn)了該導(dǎo)向桿與該驅(qū)動電機在周向上的固定連接。

較佳的，所述電動旁通閥還包括設(shè)置在所述閥體內(nèi)并緊鄰所述驅(qū)動電機的控制組件，所述控制組件與所述驅(qū)動電機電連接。

較佳的，所述控制組件包括依次設(shè)置在所述閥體內(nèi)并且彼此電連接的信號接收器、電機控制器和過載保護器，其中，所述電機控制器和所述過載保護器均與所述驅(qū)動電機電連接。該信號接收器將接收到來自地面的第二信號，以關(guān)閉該驅(qū)動電機。該電機控制器用于控制驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動的圈數(shù)以及正反轉(zhuǎn)的參數(shù)等。該過載保護器用于防止電流、電壓等過大情況下造成該驅(qū)動電機發(fā)生燒損的弊端。

較佳的，所述滑套的外周壁與所述閥體的內(nèi)周壁為可拆卸式連接。這樣，不僅便于該滑套的安裝及固定，同時，在驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)的情況下，通過導(dǎo)向桿的旋轉(zhuǎn)，從而帶動該滑套沿閥體的中心軸線的周向進行旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)的同時，由于該外周壁與該內(nèi)周壁為螺紋連接，從而形成供該滑套沿閥體的軸向進行運動的軌道。

較佳的，在所述信號接收器接收到第一信號后將所述第一信號傳遞給所述電機控制器，以使得所述電機控制器控制所述驅(qū)動電機按照所述第一方向進行轉(zhuǎn)動，從而帶動所述滑套在所述閥體內(nèi)朝遠離所述驅(qū)動電機的方向運動。

較佳的，在所述信號接收器接收到第二信號后將所述第二信號傳遞給所述電機控制器，以使得所述電機控制器控制所述驅(qū)動電機按照所述第二方向進行轉(zhuǎn)動，從而帶動所述滑套在所述閥體內(nèi)朝靠近所述驅(qū)動電機的方向運動。

較佳的，所述電動旁通閥還包括設(shè)置在所述閥體內(nèi)并緊鄰所述信號接收器的電池筒，所述電池筒用以給所述控制組件和所述驅(qū)動電機進行供電。

較佳的，在所述電池筒、所述控制組件、所述驅(qū)動電機以及所述滑套的內(nèi)部均構(gòu)造有通道，各所述通道彼此連通形成流道。

根據(jù)本發(fā)明，該電動旁通閥具有可根據(jù)實際需要來隨時打開和關(guān)閉電動旁通閥以減少起下鉆的次數(shù)的優(yōu)點以及還具有通過機電一體化來實現(xiàn)電動旁通閥的打開和關(guān)閉的優(yōu)點。

該電動旁通閥無需投球便可實現(xiàn)自身的開關(guān)，并且其可打開或關(guān)閉的次數(shù)多，滿足堵漏、壓井、攜巖等多種井下作業(yè)應(yīng)用的需求。

在井下作業(yè)時，堵漏槳、壓井液等材料不通過鉆頭水眼，降低了水眼堵塞的機率。另外，該電動旁通閥還具有結(jié)構(gòu)簡單、操作準確、方便和可靠性高的優(yōu)點。

附圖說明

在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發(fā)明進行更詳細的描述。在圖中：

圖1為本發(fā)明的實施例的電動旁通閥處于關(guān)閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的實施例的電動旁通閥處于打開狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖并未按照實際的比例描繪。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

請參閱圖1和圖2，其為本發(fā)明的實施例的電動旁通閥的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖1示意性地顯示了該電動旁通閥100包括閥體1、驅(qū)動電機2以及滑套3。

在本申請的實施例中，該閥體1大致呈筒狀且內(nèi)部為中空。該閥體1需要長期工作在井下，環(huán)境較為惡劣，故該閥體1應(yīng)當具有一定的耐腐蝕性和抗沖蝕性。 另外，由于該閥體1需要在井下沿自身的軸向或周向進行旋轉(zhuǎn)，因而，該閥體1還應(yīng)當具有一定的抗拉和抗扭的特性。故該閥體1應(yīng)當由抗腐蝕、抗沖蝕、抗拉以及抗扭的金屬材質(zhì)制造而成。

在該閥體1的周向上間隔式設(shè)有多個第一過流孔11，該第一過流孔11的設(shè)置，可以供該閥體1內(nèi)部的鉆井液流出。在本申請的實施例中，該第一過流孔11的個數(shù)以及口徑的大小可根據(jù)在單位時間內(nèi)需要流出的鉆井液的多少來具體確定。

另外，在該閥體1的左右兩端均設(shè)有內(nèi)螺紋孔，以便與其它鉆井部件相連接。容易理解，也可在該閥體1的左右兩端均設(shè)有外螺紋孔。

該驅(qū)動電機2和滑套3依次套設(shè)在閥體1的內(nèi)部，該驅(qū)動電機2與滑套3在周向上固定連接。這樣，在驅(qū)動電機2進行周向旋轉(zhuǎn)時，便可帶動該滑套3也一起進行周向旋轉(zhuǎn)。

如圖2所示，在該滑套3的周向上間隔式設(shè)有多個第二過流孔31，其中，當驅(qū)動電機2按照第一方向進行轉(zhuǎn)動時，以帶動滑套2沿閥體1的軸向進行運動，從而使得各第一過流孔11與相應(yīng)的第二過流孔31相連通。在一個具體的實施例中，當鉆頭水眼堵塞、井下動力鉆具損壞或進行堵漏作業(yè)時，需要進行快速循環(huán)，即需要向該閥體1內(nèi)注入一定體積的鉆井液，以完成堵漏作業(yè)。此時，便可打開該電動旁通閥100。具體地，啟動驅(qū)動電機2，使得該驅(qū)動電機2按照第一方向進行轉(zhuǎn)動，從而帶動滑套3沿閥體1的周向進行轉(zhuǎn)動，同時，該滑套3也沿該閥體1的軸向朝遠離所述驅(qū)動電機2的方向進行運動，當運動到各第一過流孔11與相應(yīng)的第二過流孔31相連通時，便實現(xiàn)了該電動旁通閥100的打開，從而將該閥體1內(nèi)部的鉆井液能夠及時地釋放到該閥體1的外部。

如圖2所示，當快速循環(huán)結(jié)束后，該驅(qū)動電機2按照第二方向進行運動，從而帶動該滑套3沿閥體1的周向進行反向轉(zhuǎn)動，同時，該滑套3也沿該閥體1的軸向朝靠近該驅(qū)動電機2的方向進行運動，當運動到各第一過流孔11與相應(yīng)的第二過流孔31不再連通時(滑套3恢復(fù)到起始位置)，便實現(xiàn)了該電動旁通閥100的關(guān)閉。由此可見，本申請的實施例中的電動旁通閥100能夠在需要快速循環(huán)時打開，當快速循環(huán)結(jié)束后關(guān)閉該電動旁通閥100，繼續(xù)正常鉆井。這樣就大大地減少了起下鉆的次數(shù)、節(jié)約了鉆井的成本、無需投球關(guān)閉該電動旁通閥100，提高了該電動旁通閥100開關(guān)的靈活度。

如圖2所示，在一個優(yōu)選的實施例中，設(shè)置在該閥體1上的該第一過流孔11的孔徑與設(shè)置在該滑套3上的且與該第一過流孔11相對應(yīng)的該第二過流孔31的孔徑相同。這樣，便能夠保證各第一過流孔11與相應(yīng)的第二過流孔31相連通，避免該第一過流孔11和第二過流孔31中的任意一個由于口徑過大或過小，造成兩者間無法準確連通的弊端。

在一個優(yōu)選的實施例中，在驅(qū)動電機2的周向上設(shè)有第一軸向定位孔21，在滑套3的周向上設(shè)有第二軸向定位孔32，該第一軸向定位孔21與第二軸向定位孔32相連通以形成組合軸向定位孔33。該組合軸向定位孔33的設(shè)置，可以起到安裝如下所述導(dǎo)向桿4的作用。進一步地，通過該導(dǎo)向桿4的設(shè)置，可以起到該驅(qū)動電機2和滑套3相連接的作用。

在一個優(yōu)選的實施例中，在該組合軸向定位孔33中安裝有導(dǎo)向桿4，該導(dǎo)向桿4的一端與第一軸向定位孔21間隙配合，另一端與該第二軸向定位孔32過盈配合。具體地，該導(dǎo)向桿4的一端可活動式設(shè)置在該第一軸向定位孔21中，即該導(dǎo)向桿4的一端可在該第一軸向定位孔21中沿軸向進行移動。該導(dǎo)向桿4的另一端與該第二軸向定位孔32為固定連接，例如該導(dǎo)向桿4的另一端可焊接在該第二軸向定位孔32中。這樣便實現(xiàn)了該導(dǎo)向桿4與該滑套3的固定連接，同時，也實現(xiàn)了該導(dǎo)向桿4與該驅(qū)動電機2在周向上的固定連接。

進一步地，當該驅(qū)動電機2進行軸向旋轉(zhuǎn)時，便可帶動各導(dǎo)向桿4也一起進行軸向旋轉(zhuǎn)，從而通過該導(dǎo)向桿4的軸向旋轉(zhuǎn)，帶動該滑套3也一起相對該閥體1的中心軸線進行軸向旋轉(zhuǎn)。另外，該導(dǎo)向桿4可根據(jù)滑套3的旋轉(zhuǎn)沿閥體1的中心軸線進行伸長和縮短。

另外，為保證各導(dǎo)向桿4在隨驅(qū)動電機2進行旋轉(zhuǎn)的過程中，不會發(fā)生變形或損壞，該導(dǎo)向桿4應(yīng)當具有一定的結(jié)構(gòu)強度和硬度，故該導(dǎo)向桿4可由抗扭和抗彎的金屬材質(zhì)制造而成。該金屬材質(zhì)可由當時的實際需要來具體確定。

在一個優(yōu)選的實施例中，該電動旁通閥100還包括設(shè)置在閥體1內(nèi)并緊鄰該驅(qū)動電機2的控制組件5，該控制組件5與驅(qū)動電機2電連接。

在一個優(yōu)選的實施例中，該控制組件5包括依次設(shè)置在閥體1內(nèi)并且彼此電連接的信號接收器51、電機控制器52和過載保護器53，其中，該電機控制器52和過載保護器53均與驅(qū)動電機2電連接。具體地，該信號接收器51用于接收地面?zhèn)鬏數(shù)目刂菩盘枺摽刂菩盘柊ㄈ缦滤龅牡谝恍盘柡偷诙盘?，該第一? 號用以控制該驅(qū)動電機2啟動，該第二信號用以控制該驅(qū)動電機2的關(guān)閉。當需要快速循環(huán)時，則該信號接收器51將接收到來自地面的第一信號，以啟動該驅(qū)動電機2，當快速循環(huán)結(jié)束后，則該信號接收器51將接收到來自地面的第二信號，以關(guān)閉該驅(qū)動電機2。

該電機控制器52用于控制驅(qū)動電機2的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動的圈數(shù)以及正反轉(zhuǎn)的參數(shù)等。

該過載保護器53用于防止電流、電壓等過大情況下造成該驅(qū)動電機2發(fā)生燒損的弊端。

在一個優(yōu)選的實施例中，該滑套3的外周壁34與閥體1的內(nèi)周壁12為可拆卸式連接。例如，該滑套3的外周壁34與閥體1的內(nèi)周壁12可為螺紋連接，即在該外周壁34上設(shè)有外螺紋，在該內(nèi)周壁12上設(shè)有與外螺紋相配合的內(nèi)螺紋或在該外周壁34上設(shè)有內(nèi)螺紋，在該內(nèi)周壁12上設(shè)有與內(nèi)螺紋相配合的外螺紋。這樣，不僅便于該滑套3的安裝及固定，同時，在驅(qū)動電機2旋轉(zhuǎn)的情況下，通過導(dǎo)向桿4的旋轉(zhuǎn)，從而帶動該滑套3沿閥體1的中心軸線的周向進行旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)的同時，由于該外周壁34與該內(nèi)周壁12為螺紋連接，從而形成供該滑套3沿閥體1的軸向進行運動的軌道。進一步地，使得該滑套3在周轉(zhuǎn)的同時，沿該閥體1的軸向(遠離驅(qū)動電機2的方向)進行運動。

在一個優(yōu)選的實施例中，在信號接收器51接收到第一信號后將該第一信號傳遞給電機控制器52，以使得該電機控制器52控制驅(qū)動電機2按照第一方向進行轉(zhuǎn)動，從而帶動該滑套3在閥體1內(nèi)朝遠離驅(qū)動電機2的方向運動，以實現(xiàn)各第一過流孔11與相應(yīng)的第二過流孔31相連通的目的。進一步地，實現(xiàn)該電動旁通閥100的打開，以進行快速循環(huán)。在一個實施例中，該第一信號代表啟動該驅(qū)動電機2的信號，該第一方向代表使得該驅(qū)動電機2正轉(zhuǎn)的方向。

在一個優(yōu)選的實施例中，在信號接收器51接收到第二信號后將該第二信號傳遞給電機控制器52，以使得該電機控制器52控制驅(qū)動電機2按照第二方向進行轉(zhuǎn)動，從而帶動該滑套3在閥體1內(nèi)朝靠近該驅(qū)動電機2的方向運動。從而實現(xiàn)各第一過流孔11與第二過流孔31的不連通，進一步地，實現(xiàn)該電動旁通閥100的關(guān)閉，以結(jié)束快速循環(huán)，繼續(xù)鉆井作業(yè)。

在一個優(yōu)選的實施例中，該電動旁通閥100還包括設(shè)置在閥體1內(nèi)并緊鄰信號接收器51的電池筒6，該電池筒6用以給控制組件5和驅(qū)動電機2進行供電。 在一個具體的實施例中，該電池筒6為圓環(huán)體，內(nèi)部為中空，從而為鉆井液提供流道。

在一個優(yōu)選的實施例中，在電池筒6、控制組件5、驅(qū)動電機2以及滑套3的內(nèi)部均構(gòu)造有通道7，各通道7彼此連通形成供鉆井液流動的流道8。其中，該控制組件5以及驅(qū)動電機2均為圓環(huán)狀，且內(nèi)部為中空。

在本申請的實施例中，在該電池筒6、控制組件5以及驅(qū)動電機2上均裝有相應(yīng)的保護罩(圖中未示出)，該保護罩的設(shè)置，起到了防止鉆井液等液體流入到上述部件中，造成發(fā)生導(dǎo)電或燒損的弊端。

綜上所述，該電動旁通閥100具有可根據(jù)實際需要來隨時打開和關(guān)閉電動旁通閥以減少起下鉆的次數(shù)的優(yōu)點以及還具有通過機電一體化來實現(xiàn)電動旁通閥100的打開和關(guān)閉的優(yōu)點。另外，該電動旁通閥100還具有結(jié)構(gòu)簡單、操作準確、方便和可靠性高的優(yōu)點。

本發(fā)明中的電動旁通閥100適宜安裝在渦輪、螺桿或取芯筒等鉆具上。該電動旁通閥100可以實現(xiàn)不影響鉆進作業(yè)，對鉆壓、排量以及扭矩等鉆井參數(shù)無特殊要求；該電動旁通閥100可實現(xiàn)反復(fù)打開和關(guān)閉，當進行堵漏、壓井等作業(yè)時，需要打開該電動旁通閥100，以建立新的循環(huán)通道；作業(yè)完成后，控制該電動旁通閥100關(guān)閉并恢復(fù)至原來位置。在同一次鉆進中可以實現(xiàn)反復(fù)開關(guān)和關(guān)閉電動旁通閥100，滿足井下復(fù)雜情況的應(yīng)用需求，該電動旁通閥100關(guān)閉后，不影響后續(xù)的鉆井作業(yè)。

雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其進行各種改進并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個實施例中所提到的各項技術(shù)特征均可以任意方式組合起來。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。