一种石油钻井用注油浮阀

技术领域

本发明涉及钻井用具技术领域，更具体地说，涉及一种石油钻井用注油浮阀。

背景技术

在石油、天然气及其他钻井和修井作业中，为防止在接单根或起下钻时，环空里的泥浆返至钻柱内而喷洒到钻台上，同时为了防止底层流体在地底压力的作用下进入钻具发生溢流、井涌或井喷的情况发生，而在钻柱底部连接一个钻具浮阀。

目前常用的钻具在使用时，泥浆直接冲击封盖，同时弹簧也得不到有效的保护，在使用时很容易会出现，封盖和弹簧受损，使得阀芯被卡主，导致在关闭泥浆通道是，弹簧无法复位，从而影响到钻具的正常实用，同时也存在诸多安全隐患。

除此之外，现有技术中，如CN110671066B为采用台阶式注油活塞7和节流密封环14固定一体的方案，当打开泥浆泵时，台阶式注油活塞7和节流密封环14同时下降，使得节流密封环14与主密封12始终处于脱离状态，泥浆通道处于打开状态，该压差、弹簧5的压缩量与节流密封环14距离主密封12的间隙随泥浆泵排量的增加而增大，实现泥浆的通路，而这种方式存在一下问题，1.节流密封环14卡接在主密封12上，泥浆直接对阀芯进行冲击，导致阀芯易被损坏，且随着节流密封环的反复实用，虽然实用弹性记忆复合材料，但是密封效果也将逐渐降低；2.该技术方案无法根据泥浆的压力大小控制通孔的开启和关闭，泥浆的压力只需大于某个值即可实现泥浆通道的开启，而这个值是很难调节；3.该现有技术在关闭泥浆，回位弹簧回弹时，没有辅助装置，影响回位弹簧回弹的效率和使用寿命。为了解决这一问题提出了一种石油钻井用注油浮阀。

本发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种石油钻井用注油浮阀，它可以实现防止了封盖被泥浆直接冲击，同时保护了弹簧不被损坏提高使用寿命，能够控制泥浆通过的最大压力，使得在关闭泥浆通道时，弹簧可以正常复位，提高了钻具的安全性。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

一种石油钻井用注油浮阀，包括注油浮阀外壳，所述注油浮阀外壳内开凿有第三安装槽，所述第三安装槽的下内壁开凿有第一安装槽，所述第一安装槽内固定连接有限位套筒，所述第三安装槽的内之间固定连有隔板，所述隔板固定连接于限位套筒的表面，所述限位套筒内活动插接有阀芯主体，所述阀芯主体的表面固定连接有第二连接板，所述第二连接板滑动连接于第三安装槽内，所述第二连接板的下端固定连接有多个分布均匀的固定杆，所述第三安装槽内滑动连接有第一连接板，多个所述固定杆的下端均固定连接于第一连接板的上端，所述注油浮阀外壳内开凿有第四安装槽，所述第四安装槽位于第三安装槽的上侧，所述阀芯主体位于第三安装槽和第四安装槽内，所述第四安装槽的下内壁固定连接有第二密封圈，所述第二密封圈滑动连接于阀芯主体的表面，所述阀芯主体的圆周表面上部开凿有多个分布均匀的注浆孔，所述第四安装槽中部滑动连接有密封板，所述阀芯主体的表面滑动连接有密封套环，所述密封板与套环底部固定连接，所述密封板通过弹簧与第二密封圈弹性连接，所述密封板底部固定连接有电磁铁一，所述第二密封圈顶部固定连接有与电磁铁一磁极相反的电磁铁二，所述阀芯主体的上端安装有封盖主体，所述第四安装槽内滑动连接有顶板，所述顶板的上端开凿有多个分布均匀的引流孔，所述第四安装槽内壁设置有电磁铁一和电磁铁二的开关，所述顶板向下运动时，开关打开，所述顶板向上运动时，开关关闭，所述第一连接板的下端固定连接有回位弹簧，所述回位弹簧的另一端固定连接于隔板的上端，所述限位套筒位于回位弹簧内，所述注油浮阀外壳内设置有辅助滑动机构，最终可以实现防止了封盖被泥浆直接冲击，同时保护了弹簧不被损坏，使得在关闭泥浆通道时，弹簧可以正常复位，提高了钻具的安全性。

作为本发明的一种优选方案，所述辅助滑动机构包括四个滑槽和四个滑块，四个所述滑槽均开凿于第三安装槽的圆周内壁，四个所述滑块分别固定连接于第一连接板的圆周表面，四个所述滑块分别滑动连接于四个滑槽内。

作为本发明的一种优选方案，所述第三安装槽的下内壁固定连接有第一密封圈，所述第一密封圈位于隔板的下侧，所述第一密封圈固定连接于限位套筒的表面。

作为本发明的一种优选方案，所述限位套筒的上端固定连接有第四密封圈，所述第四密封圈滑动连接于阀芯主体的表面。

作为本发明的一种优选方案，所述注油浮阀外壳内开凿有第二安装槽，所述第二安装槽内固定连接有第三密封圈。

作为本发明的一种优选方案，所述注油浮阀外壳的下端固定连接有安装套筒，所述安装套筒的表面刻有外螺纹。

作为本发明的一种优选方案，所述注油浮阀外壳的上端开凿有安装孔，所述安装孔内刻有内螺纹。

作为本发明的一种优选方案，多个所述注浆孔设置为六个。

作为本发明的一种优选方案，多个所述引流孔设置为六个。

作为本发明的一种优选方案，多个所述注浆孔的直径均小于多个所述引流孔的直径。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案当使用本装置时，将安装孔和安装套筒分别连接进钻柱，此时泥浆通道连接完成，在钻井作业时，打开泥浆泵，泥浆从上部进入注油浮阀外壳内，泥浆进入第四安装槽内，泥浆进入第四安装槽内时，泥浆的冲击力会之间冲击像顶板的表面，此时顶板在泥浆冲击力的作用下向下移动，顶板的向下移动使得阀芯主体向下移动，顶板在向下移动的过程中，打开开关，使得电磁铁一和电磁铁二通电，电磁铁一和电磁铁二磁极相反，相互吸引，使得密封板和密封环下降，注浆孔打开，根据需要打开注浆孔的压力不同，可以调节开关的位置。此外单独控制注浆孔的开合能够使得注浆孔的打开无需受泥浆冲击力的限制。

(2)本方案当使用本装置时，阀芯主体的向下移动使得第二连接板向下移动，第二连接板的向下移动使得多个固定杆向下移动，多个固定杆的向下移动带动了第一连接板向下移动，第一连接板的向下移动使得回位弹簧被压缩，冲击顶板的泥浆通过多个引流孔流入顶板的下侧，当阀芯主体向下移动至，多个注浆孔与顶板下侧的泥浆相接触时，阀芯主体停止移动，这是因为此时顶板下侧的泥浆会通过多个注浆孔流入阀芯主体内，阀芯主体内的泥浆通过限位套筒继续向下流动，最终顺利从注油浮阀外壳内通过，当关闭泥浆泵时，顶板失去的泥浆冲击力的作用后，回位弹簧复位，回位弹簧的复位使得第一连接板向上移动，第一连接板的向上移动使得多个固定杆向上移动，多个固定杆的向上移动使得第二连接板向上移动，第二连接板的向上移动使得阀芯主体复位，阀芯主体的复位使得顶板复位，最终可以实现防止了封盖被泥浆直接冲击，同时保护了弹簧不被损坏，使得在关闭泥浆通道时，弹簧可以正常复位，提高了钻具的安全性。当泥浆压力减小时，带给顶板向上运动的过程中，关闭开关，电磁铁一和电磁铁二断电，在弹簧的作用下，密封板和密封环上升，注浆孔关闭。

(3)本方案中，辅助滑动机构包括四个滑槽和四个滑块，四个滑槽均开凿于第三安装槽的圆周内壁，四个滑块分别固定连接于第一连接板的圆周表面，四个滑块分别滑动连接于四个滑槽内，四个滑槽的开凿是为了便于四个滑块滑动的，四个滑块是为了便于和四个滑槽相互配合的，是为了便于辅助第一连接板在第三安装槽内上下滑动的。

(4)本方案中，第三安装槽的下内壁固定连接有第一密封圈，第一密封圈位于隔板的下侧，第一密封圈固定连接于限位套筒的表面，第一密封圈是为了便于提高注油浮阀外壳下部的密封性的，是为了防止泥浆从注油浮阀外壳的下部回流进入第三安装槽内，从而导致回位弹簧损坏，提高了本装置的安全性，限位套筒的上端固定连接有第四密封圈，第四密封圈滑动连接于阀芯主体的表面，第四密封圈是为了便于提高限位套筒和阀芯主体插接处的密封性的，是为了防止阀芯主体和限位套筒内泥浆流通时，泥浆会沿着限位套筒和阀芯主体的插接处进入第三安装槽内的，第四安装槽的下内壁固定连接有第二密封圈，第二密封圈滑动连接于阀芯主体的表面，注油浮阀外壳内开凿有第二安装槽，第二安装槽内固定连接有第三密封圈，第二密封圈的固定是为了防止第四安装槽内的泥浆通过阀芯主体的上下移动将泥浆带入第三安装槽内的，进一步提高了本装置的密封性，第二安装槽的开凿是为了防止泥浆回流将安装孔堵住的。

(5)本方案中，注油浮阀外壳的下端固定连接有安装套筒，安装套筒的表面刻有外螺纹，安装套筒的固定是为了便于刻有外螺纹，外螺纹的刻有是为了便于连接钻柱，注油浮阀外壳的上端开凿有安装孔，安装孔内刻有内螺纹，安装孔的开凿是为了便于内螺纹的刻有，内螺纹的刻有也是为了便于连接钻柱的。

(6)本方案中，多个注浆孔设置为六个，设置为六个是为了便于泥浆流入阀芯主体内的，多个引流孔设置为六个，设置为六个是为了便于泥浆流入顶板的下侧的，多个注浆孔的直径均小于多个引流孔的直径，注浆孔的直径小于引流孔的直径是为了便于防止在关闭泥浆泵时，阀芯主体内的泥浆会回流的。

附图说明

图1为本发明的一种石油钻井用注油浮阀的爆炸图；

图2为本发明的一种石油钻井用注油浮阀的外部结构立体图；

图3为本发明的一种石油钻井用注油浮阀的内部结构立体图；

图4为本发明的一种石油钻井用注油浮阀的立体剖视图。

图中标号说明：

1、注油浮阀外壳；2、安装孔；3、安装套筒；4、限位套筒；5、第一密封圈；6、隔板；7、第三安装槽；8、回位弹簧；9、第一连接板；10、滑槽；11、滑块；12、第四安装槽；13、阀芯主体；14、第二连接板；15、注浆孔；16、固定杆；17、第二密封圈；18、封盖主体；19、顶板；20、引流孔；21、第三密封圈；22、第四密封圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参阅图1-4，一种石油钻井用注油浮阀，包括注油浮阀外壳1，注油浮阀外壳1内开凿有第三安装槽7，第三安装槽7的下内壁开凿有第一安装槽，第一安装槽内固定连接有限位套筒4，第三安装槽7的内之间固定连有隔板6，隔板6固定连接于限位套筒4的表面，限位套筒4内活动插接有阀芯主体13，阀芯主体13的表面固定连接有第二连接板14，第二连接板14滑动连接于第三安装槽7内，第二连接板14的下端固定连接有多个分布均匀的固定杆16，第三安装槽7内滑动连接有第一连接板9，多个固定杆16的下端均固定连接于第一连接板9的上端，注油浮阀外壳1内开凿有第四安装槽12，第四安装槽12位于第三安装槽7的上侧，阀芯主体13位于第三安装槽7和第四安装槽12内，限位套筒4的上端固定连接有第四密封圈22，第四密封圈22滑动连接于阀芯主体13的表面；阀芯主体13的圆周表面上部开凿有多个分布均匀的注浆孔15，第四安装槽12中部滑动连接有密封板，阀芯主体13的表面滑动连接有密封套环，密封板与套环底部固定连接，密封板通过弹簧与第二密封圈17弹性连接，密封板底部固定连接有电磁铁一，第二密封圈17顶部固定连接有与电磁铁一磁极相反的电磁铁二，阀芯主体13的上端安装有封盖主体18，第四安装槽12内滑动连接有顶板19，顶板19的上端开凿有多个分布均匀的引流孔20，第四安装槽12内壁设置有电磁铁一和电磁铁二的开关，顶板19向下运动时，开关打开，顶板19向上运动时，开关关闭，第一连接板9的下端固定连接有回位弹簧8，回位弹簧8的另一端固定连接于隔板6的上端，限位套筒4位于回位弹簧8内，注油浮阀外壳1内设置有辅助滑动机构。

本实施例中，第三安装槽7的开凿是为了便于固定隔板6的，第一安装槽的开凿是为了便于固定限位套筒4的，限位套筒4是为了便于阀芯主体13插接的，隔板6是为了便于固定回位弹簧8的，回位弹簧8是为了便于通过弹性作用使阀芯主体13复位的，阀芯主体13是为了便于固定第二连接板14的，限位套筒4的上端固定连接有第四密封圈22，第四密封圈22滑动连接于阀芯主体13的表面，第四密封圈22是为了便于提高限位套筒4和阀芯主体13插接处的密封性的，是为了防止阀芯主体13和限位套筒4内泥浆流通时，泥浆会沿着限位套筒4和阀芯主体13的插接处进入第三安装槽7内的；第二连接板14是为了便于固定多个固定杆16的，多个固定杆16是为了便于连接第一连接板9的，第四安装槽12的开凿是为了便于容纳泥浆的，多个注浆孔15是为了便于第四安装槽12被的泥浆进入的，封盖主体18是为了便于防止泥浆回流的，顶板19是为了便于通过泥浆的冲击力推动阀芯主体13向下移动的，多个引流孔20的开凿是为了便于引导泥浆流入顶板19下侧的，当顶板19向下移动时，位于第四安装槽12内壁上的开关打开通电，电磁铁一和电磁铁二打开，然后通过多个注浆孔15流入阀芯主体13内，最终通过限位套筒4完成泥浆的顺利流通，辅助滑动机构是为了便于辅助第一连接板9在第三安装槽7内滑动的。

具体的，请参阅图4，辅助滑动机构包括四个滑槽10和四个滑块11，四个滑槽10均开凿于第三安装槽7的圆周内壁，四个滑块11分别固定连接于第一连接板9的圆周表面，四个滑块11分别滑动连接于四个滑槽10内。

本实施例中，辅助滑动机构包括四个滑槽10和四个滑块11，四个滑槽10均开凿于第三安装槽7的圆周内壁，四个滑块11分别固定连接于第一连接板9的圆周表面，四个滑块11分别滑动连接于四个滑槽10内，四个滑槽10的开凿是为了便于四个滑块11滑动的，四个滑块11是为了便于和四个滑槽10相互配合的，是为了便于辅助第一连接板9在第三安装槽7内上下滑动的。

具体的，请参阅图1-4，第三安装槽7的下内壁固定连接有第一密封圈5，第一密封圈5位于隔板6的下侧，第一密封圈5固定连接于限位套筒4的表面。

本实施例中，第三安装槽7的下内壁固定连接有第一密封圈5，第一密封圈5位于隔板6的下侧，第一密封圈5固定连接于限位套筒4的表面，第一密封圈5是为了便于提高注油浮阀外壳1下部的密封性的，是为了防止泥浆从注油浮阀外壳1的下部回流进入第三安装槽7内，从而导致回位弹簧8损坏，提高了本装置的安全性。

具体的，请参阅图4，第四安装槽12的下内壁固定连接有第二密封圈17，第二密封圈17滑动连接于阀芯主体13的表面，注油浮阀外壳1内开凿有第二安装槽，第二安装槽内固定连接有第三密封圈21。

本实施例中，第四安装槽12的下内壁固定连接有第二密封圈17，第二密封圈17滑动连接于阀芯主体13的表面，注油浮阀外壳1内开凿有第二安装槽，第二安装槽内固定连接有第三密封圈21，第二密封圈17的固定是为了防止第四安装槽12内的泥浆通过阀芯主体13的上下移动将泥浆带入第三安装槽7内的，进一步提高了本装置的密封性，第二安装槽的开凿是为了防止泥浆回流将安装孔2堵住的。

具体的，请参阅图1，注油浮阀外壳1的下端固定连接有安装套筒3，安装套筒3的表面刻有外螺纹。

本实施例中，注油浮阀外壳1的下端固定连接有安装套筒3，安装套筒3的表面刻有外螺纹，安装套筒3的固定是为了便于刻有外螺纹，外螺纹的刻有是为了便于连接钻柱。

具体的，请参阅图1，注油浮阀外壳1的上端开凿有安装孔2，安装孔2内刻有内螺纹。

本实施例中，注油浮阀外壳1的上端开凿有安装孔2，安装孔2内刻有内螺纹，安装孔2的开凿是为了便于内螺纹的刻有，内螺纹的刻有也是为了便于连接钻柱的。

具体的，请参阅图1，多个注浆孔15设置为六个。

本实施例中，多个注浆孔15设置为六个，设置为六个是为了便于泥浆流入阀芯主体13内的。

具体的，请参阅图1，多个引流孔20设置为六个。

本实施例中，多个引流孔20设置为六个，设置为六个是为了便于泥浆流入顶板19的下侧的。

具体的，请参阅图1，多个注浆孔15的直径均小于多个引流孔20的直径

本实施例中，多个注浆孔15的直径均小于多个引流孔20的直径，注浆孔15的直径小于引流孔20的直径是为了便于防止在关闭泥浆泵时，阀芯主体13内的泥浆会回流的。

工作原理：当使用本装置时，将安装孔2和安装套筒3分别连接进钻柱，此时泥浆通道连接完成，在钻井作业时，打开泥浆泵，泥浆从上部进入注油浮阀外壳1内，泥浆进入第四安装槽12内，泥浆进入第四安装槽12内时，泥浆的冲击力会之间冲击像顶板19的表面，此时顶板19在泥浆冲击力的作用下向下移动，顶板19的向下移动使得阀芯主体13向下移动，顶板在向下移动的过程中，打开开关，使得电磁铁一和电磁铁二通电，电磁铁一和电磁铁二磁极相反，相互吸引，使得密封板和密封环下降，注浆孔打开，根据需要打开注浆孔的压力不同，可以调节开关的位置。此外单独控制注浆孔的开合能够使得注浆孔的打开无需受泥浆冲击力的限制。阀芯主体13的向下移动使得第二连接板14向下移动，第二连接板14的向下移动使得多个固定杆16向下移动，多个固定杆16的向下移动带动了第一连接板9向下移动，第一连接板9的向下移动使得回位弹簧8被压缩，冲击顶板19的泥浆通过多个引流孔20流入顶板19的下侧，当阀芯主体13向下移动至，多个注浆孔15与顶板19下侧的泥浆相接触时，阀芯主体13停止移动，这是因为此时顶板19下侧的泥浆会通过多个注浆孔15流入阀芯主体13内，阀芯主体13内的泥浆通过限位套筒4继续向下流动，最终顺利从注油浮阀外壳1内通过，当关闭泥浆泵时，顶板19失去的泥浆冲击力的作用后，回位弹簧8复位，回位弹簧8的复位使得第一连接板9向上移动，第一连接板9的向上移动使得多个固定杆16向上移动，多个固定杆16的向上移动使得第二连接板14向上移动，第二连接板14的向上移动使得阀芯主体13复位，阀芯主体13的复位使得顶板19复位，最终可以实现防止了封盖被泥浆直接冲击，同时保护了弹簧不被损坏，使得在关闭泥浆通道时，弹簧可以正常复位，提高了钻具的安全性。当泥浆压力减小时，带给顶板向上运动的过程中，关闭开关，电磁铁一和电磁铁二断电，在弹簧的作用下，密封板和密封环上升，注浆孔关闭。此外该弹簧能够通过密封板和密封环对顶板产生向上的弹力，辅助回位弹簧回位的效率和使用寿命。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。