[发明专利]一种能重复开闭的循环短节

说明书

技术领域

本发明属于石油机械技术领域，涉及一种能重复开闭的循环短节。

背景技术

钻井过程中将井眼中的流体分流到井眼环空常常是必须的。例如，当驱动钻井工具的流体流量不足以将井眼环空中的岩屑上返到地面时，就必须实施分流操作。在这些工况下，可以使用循环短节在维持钻井工具正常工作所需最低流量的基础上，使环空中的岩屑上返到地面。

循环短节的分流孔有打开和关闭两种状态。传统的循环短节都是通过投球来控制分流孔是否打开，投球后靠弹簧复位，这种类型的循环短节存在以下不足：1)循环短节只能复位使用一次，如需二次打开分流，必须起钻，取出投球；2)投球后，工具中内部通道不允许电缆、连续油管通过。

以上不足严重影响了循环短节使用的灵活性和广泛性。

发明内容

本发明的目的是提供一种能重复开闭的循环短节，解决了现有技术中循环短节只能复位使用一次，如需二次打开分流，必须起钻，取出投球，影响工作效率的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种能重复开闭的循环短节，壳体沿轴心线开有通孔，通孔包括细孔段和粗孔段，在壳体细孔段管壁径向安装有喷嘴，在壳体粗孔段管壁径向安装有呼吸孔，在壳体的通孔内套装有换位活塞；

换位活塞开有通透的轴心孔，换位活塞的下端设置有台阶面，台阶面的下端面沿圆周设置有多个凸块，台阶面上侧的圆周表面开有多个J型槽，换位活塞的上端径向开有分流孔；

在壳体管壁上沿圆周径向安装有多个导向销及限位销，每个导向销的内端对应插入一个J型槽中；

在壳体管壁下端口内沿安装有下端盖，下端盖中套装有弹簧内筒，弹簧内筒下端头设置有挡圈；弹簧内筒上端头向上插入换位活塞的通孔内，弹簧内筒圆周上套装有弹簧，弹簧上端通过耐磨环与凸块顶接，弹簧下端与下端盖顶接。

本发明的能重复开闭的循环短节，其特点还在于：

换位活塞为大小头结构，大头和小头均设置有密封圈。

壳体上安装有四个均布导向销、四个均布限位销，四个凸块沿90度均布，四个限位销沿90度均布，每个导向销外端通过螺纹固定在壳体上，内端插入换位活塞的J形槽中，每个限位销用于换位活塞下移预定距离时，与凸块顶接。

本发明的有益效果是，通过调节排量使换位活塞在弹簧和导向销、限位销的作用下产生不同的轴向位移，进而控制是否分流，实现对循环短节的打开与关闭，可多次重复打开关闭，不用投球，通过改变流量控制循环短节是否分流，一次下井，不需起钻即可多次重复打开和关闭循环短节，包括以下特点：1)打开和关闭的次数不受限制。2)不需投球，有大的中心通道，可以保持大的排量并且可以允许穿过电缆、连续油管。3)不需起钻即可多次重复打开和关闭循环短节，实现按需分流。4)打开与关闭速度快，受井斜角影响小。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图；

图2是本发明装置中的换位活塞结构示意图；

图3是本发明装置使用过程中，排量与工作状态的关系曲线图。

图中，1.壳体，2.换位活塞，3.喷嘴，4.导向销，5.耐磨环，6.弹簧，7.限位销，8.弹簧内筒，9.下端盖，10.挡圈，11.分流孔，12.凸块，13.台阶面，14.J型槽，15.呼吸孔，16.密封圈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参照图1、图2，本发明装置的结构是，壳体1沿轴心线开有通孔，通孔包括细孔段和粗孔段，在壳体1细孔段管壁径向安装有喷嘴3，在壳体1粗孔段管壁径向安装有呼吸孔15，在壳体1的通孔内套装有换位活塞2；

换位活塞2开有通透的轴心孔，换位活塞2的下端设置有台阶面13，台阶面13的下端面沿圆周设置有多个凸块12，台阶面13上侧的圆周表面开有多个J型槽14，换位活塞2的上端径向开有分流孔11，当换位活塞2下移一定距离时，喷嘴3会与分流孔11径向接通，实现分流；

在壳体1管壁上沿圆周径向安装有多个导向销4及限位销7，每个导向销4的内端对应插入一个J型槽14中，限位销7用于换位活塞2下移预定距离时，与凸块12顶接限制换位活塞2继续下移；

在壳体1管壁下端口内沿安装有下端盖9，下端盖9中套装有弹簧内筒8，弹簧内筒8下端头设置有挡圈10；弹簧内筒8上端头向上插入换位活塞2的通孔内，弹簧内筒8圆周上套装有弹簧6，弹簧6上端通过耐磨环5与凸块12顶接，弹簧6下端与下端盖9顶接；