一种完井关井阀的制作方法

本发明涉及钻井完井工程，尤其涉及一种完井关井阀。

背景技术：

1、完井关井阀主要是应用在石油钻井、地质勘探等钻井的完井固井工作领域。随着石油钻井技术的不断发展,钻井速度的提高对快速完井是石油钻井中需要解决的技术要求，在钻井完井过程中,固井质量是完井中的重中之重。浮箍、浮鞋等单向阀类完井工具是影响固井质量的重要因素之一。

2、现有的钻井生产完井中，套管组合常规情况是：浮鞋+浮箍+套管+扶正器+套管。在完井过程中，水泥浆从套管内部进入，通过浮箍、浮鞋后在水泥浆压力作用下从浮鞋内孔向环空井壁向上返，水泥浆注完后，释放固井胶塞，上面加注清水替水泥量，胶塞碰压后，释放压力，固井工作结束。如果浮鞋、浮箍回压阀密封不严或者失效，在释放压力后，水泥浆从浮鞋、浮箍内孔返回套管内部，俗称水泥返高。水泥返高就是固井没有达到设计要求，属于不合格井，需要将返高水泥塞扫掉，才能达到设计要求。申请人长期从事钻采设备相关的作业，发现现有采用浮箍、浮鞋进行密封的时候，容易出现密封不严或密封失效，造成水泥返高，施工的固井不能满足使用需求的问题。

3、因此，需要针对上述缺陷开发一种完井关井阀。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种完井关井阀，能够解决现有技术采用浮箍、浮鞋密封容易出现密封不严或密封失效，造成水泥返高，施工的固井不能满足使用需求的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明一种完井关井阀，包括阀体、阀座和组合胶塞，所述阀体设置于浮箍与套管之间，所述阀体上设有导流孔、安装孔和容纳孔；所述阀座的一端伸入所述导流孔内，另一端固定安装于所述阀体的所述安装孔内，所述阀座上设有注浆孔、第一连通口和第二连通口，所述注浆孔通过所述第一连通口和所述第二连通口与所述导流孔连通；所述组合胶塞通过卡固件与所述阀座卡合固定，所述组合胶塞的一端贯穿所述容纳孔伸入所述注浆孔内、且封堵所述第一连通口；所述阀座上远离所述组合胶塞的一侧设有单向控制组件，所述单向控制组件用于控制所述第二连通口的通断。

4、进一步的，所述组合胶塞包括插入头和与所述插入头固定连接的固井胶塞；所述卡固件与所述阀座滑动连接、且远离所述阀座的一侧设有第一棘齿；所述插入头上设有与所述第一棘齿卡合的第二棘齿；所述固井胶塞上沿轴向设有若干单向卡台，所述固井胶塞远离所述插入头的一端设有受压孔。

5、进一步的，所述单向控制组件包括翻板、支撑板和弹性体，所述翻板与所述支撑板连接、且与所述支撑板呈一定角度设置，用于封堵所述第二连通口；所述支撑板与所述阀座转动连接；所述弹性体设置于所述支撑板与所述阀座之间，用于提供所述支撑板推动所述翻板与所述阀座相抵的作用力。

6、进一步的，所述组合胶塞包括插入头和与所述插入头固定连接的固井胶塞；所述插入头上还设有用于安装所述卡固件的第一安装槽；所述卡固件为中间设有通孔的圆台状结构；所述卡固件上设有与所述通孔连通的调节开口；所述卡固件靠近所述固井胶塞一侧的外径小于另一侧的外径；所述阀座内设有与所述卡固件适配的限位槽。

7、进一步的，所述阀座远离所述翻板的一端设有与所述注浆孔连通的引导孔，所述引导孔为圆台形，所述引导孔靠近所述容纳孔一侧的内径小于另一侧的内径；所述插入头上设有与所述引导孔适配的密封凸台。

8、进一步的，所述安装孔内靠近所述容纳孔的一端设有与所述阀座适配的内螺纹；所述安装孔的直径大于所述导流孔的直径，小于所述容纳孔的直径。

9、进一步的，所述阀座、所述阀体、所述插入头和所述固井胶塞均同轴设置；所述阀座与所述阀体、所述翻板和所述组合胶塞之间均设有若干密封圈。

10、进一步的，所述阀座上还设有控制槽和嵌合槽，所述嵌合槽同时与所述控制槽和所述第二连通口连通；所述控制槽用于容纳所述单向控制组件；所述嵌合槽为圆台形，所述翻板为与所述嵌合槽适配的结构；所述控制槽的内径大于所述第二连通口的内径；所述嵌合槽上设有用于容纳所述密封圈的第一密封槽。

11、进一步的，所述第一连通口与所述限位槽之间沿所述插入头的轴向并排设有两个所述密封圈，另一侧设有一个所述密封圈；所述插入头上设有与所述密封圈适配的第二密封槽。

12、进一步的，所述阀座上还设有与所述阀体卡合的定位台，所述定位台上沿所述阀座的轴向并排设有两个用于容纳所述密封圈的第三密封槽。

13、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

14、本发明一种完井关井阀，主要是在石油钻井完井过程中，提高固井质量使水泥环更加良好的固围在套管外面与井壁环空中，固井中避免水泥浆由于浮箍、浮鞋封闭不严产生水泥浆倒流使套管内水泥返高的问题。通过增加阀体、阀座和组合胶塞的结构使得钻井完井过程中固井时封固效果更好，操作更简单，使用方便。水泥环固化后环空封闭效果好，完井关井阀与浮箍、浮鞋配合，保证在浮箍、浮鞋密封不好的情况下，在关井阀的作用下水泥浆不会返高。

15、此外，通过组合胶塞、第一连通口、第二连通口和单向控制组件的配合，一方面可以高效的将水泥浆压出注浆孔，另一方面封堵后实现多重密封，将阀体通往套管的通路完全封死，有效避免水泥进入套管。

技术特征：

1.一种完井关井阀，其特征在于：包括阀体(1)、阀座(2)和组合胶塞(3)，所述阀体(1)设置于浮箍与套管之间，所述阀体(1)上设有导流孔(11)、安装孔(12)和容纳孔(13)；所述阀座(2)的一端伸入所述导流孔(11)内，另一端固定安装于所述阀体(1)的所述安装孔(12)内，所述阀座(2)上设有注浆孔(21)、第一连通口(22)和第二连通口(23)，所述注浆孔(21)通过所述第一连通口(22)和所述第二连通口(23)与所述导流孔(11)连通；所述组合胶塞(3)通过卡固件(4)与所述阀座(2)卡合固定，所述组合胶塞(3)的一端贯穿所述容纳孔(13)伸入所述注浆孔(21)内、且封堵所述第一连通口(22)；所述阀座(2)上远离所述组合胶塞(3)的一侧设有单向控制组件(5)，所述单向控制组件(5)用于控制所述第二连通口(23)的通断。

2.根据权利要求1所述的完井关井阀，其特征在于：所述组合胶塞(3)包括插入头(31)和与所述插入头(31)固定连接的固井胶塞(32)；所述卡固件(4)与所述阀座(2)滑动连接、且远离所述阀座(2)的一侧设有第一棘齿；所述插入头(31)上设有与所述第一棘齿卡合的第二棘齿；所述固井胶塞(32)上沿轴向设有若干单向卡台(321)，所述固井胶塞(32)远离所述插入头(31)的一端设有受压孔(322)。

3.根据权利要求1所述的完井关井阀，其特征在于：所述单向控制组件(5)包括翻板(51)、支撑板(52)和弹性体(53)，所述翻板(51)与所述支撑板(52)连接、且与所述支撑板(52)呈一定角度设置，用于封堵所述第二连通口(23)；所述支撑板(52)与所述阀座(2)转动连接；所述弹性体(53)设置于所述支撑板(52)与所述阀座(2)之间，用于提供所述支撑板(52)推动所述翻板(51)与所述阀座(2)相抵的作用力。

4.根据权利要求3所述的完井关井阀，其特征在于：所述组合胶塞(3)包括插入头(31)和与所述插入头(31)固定连接的固井胶塞(32)；所述插入头(31)上还设有用于安装所述卡固件(4)的第一安装槽；所述卡固件(4)为中间设有通孔的圆台状结构；所述卡固件(4)上设有与所述通孔连通的调节开口；所述卡固件(4)靠近所述固井胶塞(32)一侧的外径小于另一侧的外径；所述阀座(2)内设有与所述卡固件(4)适配的限位槽(24)。

5.根据权利要求4所述的完井关井阀，其特征在于：所述阀座(2)远离所述翻板(51)的一端设有与所述注浆孔(21)连通的引导孔(25)，所述引导孔(25)为圆台形，所述引导孔(25)靠近所述容纳孔(13)一侧的内径小于另一侧的内径；所述插入头(31)上设有与所述引导孔(25)适配的密封凸台。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的完井关井阀，其特征在于：所述安装孔(12)内靠近所述容纳孔(13)的一端设有与所述阀座(2)适配的内螺纹；所述安装孔(12)的直径大于所述导流孔(11)的直径，小于所述容纳孔(13)的直径。

7.根据权利要求5所述的完井关井阀，其特征在于：所述阀座(2)、所述阀体(1)、所述插入头(31)和所述固井胶塞(32)均同轴设置；所述阀座(2)与所述阀体(1)、所述翻板(51)和所述组合胶塞(3)之间均设有若干密封圈(6)。

8.根据权利要求7所述的完井关井阀，其特征在于：所述阀座(2)上还设有控制槽(26)和嵌合槽(27)，所述嵌合槽(27)同时与所述控制槽(26)和所述第二连通口(23)连通；所述控制槽(26)用于容纳所述单向控制组件(5)；所述嵌合槽(27)为圆台形，所述翻板(51)为与所述嵌合槽(27)适配的结构；所述控制槽(26)的内径大于所述第二连通口(23)的内径；所述嵌合槽(27)上设有用于容纳所述密封圈(6)的第一密封槽。

9.根据权利要求8所述的完井关井阀，其特征在于：所述第一连通口(22)与所述限位槽(24)之间沿所述插入头(31)的轴向并排设有两个所述密封圈(6)，另一侧设有一个所述密封圈(6)；所述插入头(31)上设有与所述密封圈(6)适配的第二密封槽。

10.根据权利要求9所述的完井关井阀，其特征在于：所述阀座(2)上还设有与所述阀体(1)卡合的定位台(28)，所述定位台(28)上沿所述阀座(2)的轴向并排设有两个用于容纳所述密封圈(6)的第三密封槽。

技术总结本发明公开了一种完井关井阀，包括阀体、阀座和组合胶塞，阀体设置于浮箍与套管之间，阀体上设有导流孔、安装孔和容纳孔；阀座的一端伸入导流孔内，另一端固定安装于阀体的安装孔内，阀座上设有注浆孔、第一连通口和第二连通口，注浆孔通过第一连通口和第二连通口与导流孔连通；组合胶塞通过卡固件与阀座卡合固定，组合胶塞的一端贯穿容纳孔伸入注浆孔内、且封堵第一连通口；阀座上远离组合胶塞的一侧设有单向控制组件，单向控制组件用于控制第二连通口的通断。本发明完井关井阀解决现有技术采用浮箍、浮鞋密封容易出现密封不严或密封失效，造成水泥返高，施工的固井不能满足使用需求的问题。技术研发人员：林庆,庞超群,张富华,赵俊领,王君峰受保护的技术使用者：河间市惠东钻采配件有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17