阅读说明：本技术 一种用于斜向器的循环阀 (Circulating valve for whipstock ) 是由 刘东明 代刚 陈�峰 张保康 梁聪 王启伟 薛宪波 华泽君 郝建刚 王伟军 何涛 于 2019-09-17 设计创作，主要内容包括：本申请提供了一种用于斜向器的循环阀,循环阀包括阀座、阀芯、水嘴、剪切销钉,所述阀座套设在所述阀芯外侧,且所述阀座与所述阀芯通过所述剪切销钉固定,所述阀芯为中空结构,所述阀芯的一侧的端部设有水嘴,所述阀芯侧面上设有第一连通孔,所述阀芯侧面上还设有第二连通孔,所述阀座对应位置设有第三连通孔,在所述剪切销钉未被剪断时,所述第一连通孔被所述阀座遮挡,所述第二连通孔和第三连通孔连通,所述剪切销钉被剪断时,所述阀芯相对所述阀座移动,所述阀芯内部通过第一连通孔与外部连通。本申请提供的用于斜向器的循环阀,可不限次数进行开泵循环,并在坐挂斜向器后,扩大循环通道实现大排量循环。(The application provides a circulating valve for whipstock, circulating valve include disk seat, case, water injection well choke, shearing pin, the disk seat cover is established the case outside, just the disk seat with the case passes through the shearing pin is fixed, the case is hollow structure, the tip of one side of case is equipped with the water injection well choke, be equipped with first intercommunicating pore on the case side, still be equipped with the second intercommunicating pore on the case side, the disk seat corresponds the position and is equipped with the third intercommunicating pore when the shearing pin is not cut, first intercommunicating pore quilt the disk seat shelters from, second intercommunicating pore and third intercommunicating pore intercommunication, when the shearing pin is cut, the case is relative the disk seat removes, inside first intercommunicating pore and the outside intercommunication of passing through of case. The application provides a circulating valve for whipstock can open the pump circulation unlimited number of times to after hanging the whipstock, enlarge circulation passage and realize the circulation of big discharge capacity.)

一种用于斜向器的循环阀

技术领域

本申请涉及但不限于斜向器领域，特别是一种用于斜向器的循环阀。

背景技术

目前海上油田斜向器开窗使用的循环阀，只能开泵循环5-6次，坐挂斜向器后，需要憋压剪切后才能继续井下磨铣作业。在遇到井下复杂情况时，循环阀开泵5-6次后便不能循环，导致斜向器无法坐挂。需重新起钻并更换工具，耗费大量工期。海上油田钻井平均成本约70万/天，如重新起钻并更换工具至少需要10个小时，直接经济损失30万。

发明内容

本申请提供了一种用于斜向器的循环阀，可不限次数进行开泵循环，并在坐挂斜向器后，扩大循环通道实现大排量循环。

本申请提供了一种用于斜向器的循环阀，循环阀包括阀座、阀芯、水嘴、剪切销钉，

所述阀座套设在所述阀芯外侧，且所述阀座与所述阀芯通过所述剪切销钉固定，所述阀芯为中空结构，所述阀芯的一侧的端部设有水嘴，

所述阀芯侧面上设有第一连通孔，在所述剪切销钉未被剪断时，所述第一连通孔被所述阀座遮挡，所述阀芯侧面上还设有第二连通孔，所述阀座对应位置设有第三连通孔。

相比于现有技术，本申请具有以下有益效果：

与传统的循环阀“需憋压剪切后才能继续井下磨铣作业”不同，本申请提供的用于斜向器的循环阀利用流体流经水嘴时产生压差，并将该压差传导至斜向器的锚定机构，使斜向器实现坐挂，可多次开泵循环，直至斜向器能够以正确角度进行开窗操作为止，避免了中路升井更换循环阀的情况，并且，在坐挂斜向器后，可通过第一连通孔实现大排量循环，便于后续其他井下工作。此外，本申请提供的用于斜向器的循环阀结构相对简单，工作可靠性高，使用寿命长，大大提高了该循环阀的实用性。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例所述的用于斜向器的循环阀(剪切销钉处于未剪断状态)；

图2为本申请实施例所述的用于斜向器的循环阀(剪切销钉处于剪断状态)；

图3为本申请实施例所述的与循环阀连接的斜向器锚定机构的结构示意图。

图示说明：

1-阀座，11-第三连通孔，12-限位部，2-阀芯，21-第一连通孔，22-第二连通孔，23-抵接部，3-水嘴，4-剪切销钉，5-弹性挡圈，6-密封圈，7-密封环，81-卡瓦，82-卡瓦推杆，83-活塞，84-铜销钉，85-销钉剪切盘，86-压缩弹簧，87-节流压差。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本申请实施例提供了一种用于斜向器的循环阀，如图1和图2所示，循环阀包括阀座1、阀芯2、水嘴3、剪切销钉4，阀座1套设在阀芯2外侧，且阀座1与阀芯2通过剪切销钉4固定，阀芯2为中空结构，阀芯2的一侧的端部设有水嘴3，阀芯2侧面上设有第一连通孔21，在剪切销钉4未被剪断时，第一连通孔21被阀座1遮挡，阀芯2侧面上还设有第二连通孔22，阀座1对应位置设有第三连通孔11。

该循环阀的基本工作过程为：如图1所示为循环阀初始状态(正常工作，剪切销钉4未被剪断)，流体由下向上流动，流体在流经水嘴3时会产生一定的压差(流体流经水嘴，由于截面突变，产生局部压力损失，即节流压差)，单喷嘴(水嘴3)压差的计算公式为：

其中，△P为喷嘴(水嘴3)节流压差(Pa)；ρ为喷射流体密度(kg/m³)；Q为排量(m³/s)；C_d为喷嘴流量系数，无因次(即无物理单位)；d为喷嘴直径(m)。通过公式可以看出，只要控制好排量和喷嘴直径，即可获得我们所需要的斜向器坐挂机构激活压力(使斜向器坐挂)，对于不同的情况，可选用不同直径的水嘴3，在选定水嘴3型号后，可通过控制流体排量来控制水嘴3处压差，实现斜向器的坐挂。具体地，水嘴3处的压差与第二连通孔22、第三连通孔11处的压力相同，第三连通孔11外接管路，与斜向器的锚定机构(图3为一示例性的锚定机构示意图)相连，通过将该压差传导至锚定机构从而使斜向器坐挂。斜向器坐挂后，加大流体压力，剪断剪切销钉4，阀芯2(以及水嘴3)相对阀座1向上运动到设定位置后停止(如图2所示)，阀芯2侧面的第一连通孔21不再被阀座1遮挡，第一连通孔21作为新的循环通道，供流体流动实现大排量循环，从而降低流体压力，便于后续其他工作。在坐挂完成后，无需再通过第二连通孔22和第三连通孔11向锚定机构传导压力，因此，阀芯2上移后，第二连通孔22和第三连通孔11位置不再对应，并不会对正常工作产生影响。应当注意的是，剪切销钉4的可承受剪切压力，应大于流体整体通过时的压力，使剪切销钉4不会在正常工作时被意外剪断。

图3所示的锚定机构包括卡瓦81、卡瓦推杆82、活塞83、铜销钉84、销钉剪切盘85和压缩弹簧86，节流压差87处与循环阀的第三连通孔11相连通。

在一示例性实施例中，阀座1和阀芯2一个上设置有限位部12，另一个上设置有抵接部23，限位部12可抵在抵接部23上。在一示例中，阀座1上设置有限位部12，限位部12为螺钉；阀芯2上设置有抵接部23，抵接部23为环形的台阶结构。当限位螺钉运动至抵接部23处时，限位螺钉被台阶结构阻挡，并使阀芯2在该位置处被限位固定。

在一示例性实施例中，螺钉的数量为多个，沿圆周方向间隔设置。抵接部23为环形的台阶结构，螺钉的数量设置为多个，以保证限位的可靠性。

在一示例性实施例中，阀芯2上设置有凹槽，阀座1对应位置上设置有通孔，剪切销钉4穿过通孔***凹槽中，使阀座1和阀芯2相对固定。剪切销钉4的数量为多个，沿圆周方向间隔设置。

剪切销钉4穿过阀座1***阀芯2中，剪切销钉4被剪断时，沿阀座1与阀芯2的接触面处剪断。剪切销钉4根据所需的剪切压力设置为多个，剪切销钉4与阀座1的接触可以是过盈配合，以保证剪切销钉4不会脱出，或者，剪切销钉4以螺纹连接的方式旋入阀座1和阀芯2中进行固定。

在一示例性实施例中，循环阀还包括弹性挡圈5，弹性挡圈5将水嘴3安装在阀芯2的端部。

水嘴3安装在阀芯2端部，水嘴3一端被阀芯2内的阶梯结构限位，另一端通过弹性挡圈5限位，从而将水嘴3固定安装在阀芯2的一端。使用弹性挡圈5固定，方便水嘴3的拆装更换。

在一示例性实施例中，水嘴3与阀芯2之间设置有密封圈6。

水嘴3与阀芯2之间设置有密封圈6，以提高二者之间的密封性能，避免流体从二者之间的间隙处流过，保证水嘴3处压差计算准确。

在一示例性实施例中，第二连通孔22和第三连通孔11的数量相同，且均设置为多个，均沿圆周方向间隔设置。

多个第二连通孔22和第三连通孔11，提高流体流向锚定机构的效率，保证流体流量。

在一示例性实施例中，阀芯2和阀座1之间设置有多个密封环7。

在阀芯2和阀座1之间设置多个密封环7，用以提高二者之间的密封性能，避免流体从二者接触的间隙处流出，影响阀芯2内流体的压力。在图1和图2中，仅对几个密封环进行了示例性标注，并未对全部的密封环进行标示。

在本申请中的描述中，需要说明的是，术语“多个”是指两个或更多个，“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“左”、“右”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”、“安装”应做广义理解，例如，术语“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申请中的具体含义。

本申请描述的实施例是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的技术方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它技术方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的技术方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。