一种防止气体回流的井下工具制造技术

本实用新型专利技术涉及一种防止气体回流的井下工具，包括外壳、导气组件和活塞组件，外壳中的上壳体与下壳体经螺纹连接，下壳体内设有集渣腔；导气组件中的外筒与上壳体之间通过胶圈密封，外筒上设有进气口，内筒扣接于外筒内部；活塞组件设置于内筒中，阀轴四周与内筒壁贴合，阀轴与内筒的间隙间还设有高强度弹簧，阀轴下部塞柱分别穿过内筒和外筒底部的活塞孔，当阀轴在内筒中运动至最上部时，内筒与外筒之间形成密封腔体。本实用新型专利技术通过在下壳体引入集渣腔和在外筒底部穿过塞柱，在防止空气回流的同时，有效地阻止了随空气运动的回流残渣进入装置当中，避免装置因吸入回流残渣导致的活动构件卡死及管路阻塞，确保了装置的正常运行。

A downhole tool to prevent gas backflow

【技术实现步骤摘要】
一种防止气体回流的井下工具
本技术涉及石油天然气钻探
，特别是一种防止气体回流的井下工具。
技术介绍
空气钻井是利用空气作为洗井液对地层进行钻探的一种手段，有钻速快，延长钻具寿命，减少地层损害等优点，在目前的开采钻探工艺中得到了越来越广泛的应用。空气钻井是一种欠平衡钻井技术，这决定了此方法受地层流体压力变化的影响较大，当注入的空气压力发生变化时，有可能引起空气回流，引起回流空气携带破碎岩屑导致钻柱污染和堵塞，因此需要一种能够防止气体回流的装置。公开号为CN201720354392.0的中国专利公开了一种防止气体回流的新型井下工具，通过在装置壳体和流通筒体中引入阀轴和弹簧，结合特定位置的气体流道，使回流状态下的气体无法进入钻柱管线内，从而起到防止气体回流的作用。但该装置结构设计有一定缺陷，阀轴和弹簧与内外筒体的结构中存在较多间隙，并直接暴露在空气回流的方向上，缺少相应的隔离或收集组件，在封堵空气进口时，漏出的间隙极易被回流空气中携带的碎岩屑和泥沙堵塞，引起构件卡死，使得装置失灵，进而导致整个管路堵塞。
技术实现思路
为解决上述技术问题，提出了一种防止气体回流的井下工具。一种防止气体回流的井下工具，包括外壳、导气组件和活塞组件，所述外壳包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体经螺纹连接，所述下壳体中部设有集渣腔；所述导气组件包括进气口、外筒、内筒，所述进气口设在内筒的上方，并与外筒壁相接触，所述外筒与上壳体接触，两者之间使用胶圈进行密封，外筒底部设有流道和活塞孔，所述内筒扣接于外筒内部，内筒壁上开设有气流孔，内筒底部开有活塞孔；所述活塞组件包括阀轴与高强度弹簧，所述阀轴设在内筒内部，与内筒壁相接触，阀轴底部的塞柱分别穿过内筒与外筒底部的活塞孔，所述高强度弹簧设置在阀轴下部与内筒壁形成的间隙中，并缠绕在阀轴上。优选的，所述气流孔为8个，两两一组，呈竖直状上下分布于内筒壁的一侧。优选的，所述流道数为4个，环绕活塞孔中轴呈直角对称分布。优选的，所述气流孔环绕内筒中轴呈直角对称分布。阀轴处于止流位置时，上端与进气口形状紧密贴合，侧面与内筒接触部分封堵住内筒壁上的气流孔，阀轴下端塞柱封堵住外筒底部流道。注入气体时，压缩空气从上壳体上的主管路中经进气口进入内筒内部，推动阀轴向下移动压缩高强度弹簧，并使内筒壁上的气流孔与主管路连通，此时阀轴下端的塞柱在内筒与外筒底部的活塞孔中向下移动，进入工作位置，使外筒底部的流道与下壳体中的管路连通，从而使得主管路与内筒外筒之间的空腔和下壳体管路连通，形成完整的气流通道，保证钻井的正常进行。当气体发生回流时，携带有碎屑泥沙的回流气体首先进入集渣腔中，大部分碎屑泥沙在集渣腔中受重力和涡流作用落回管路底部，此时阀轴在受压弹簧的复位作用和回流气体对塞柱的推动作用下向上移动至止流位置，阀轴本体封闭气流孔，塞柱封闭流道，使得剩余的经过集渣腔的碎屑泥沙被隔绝在活塞组件之外。综上，本技术的有益效果是：1、通过设置进气口、轴阀、弹簧、内外筒，并使用相应的孔洞设计，有效地防止气体回流的发生。2、集渣腔和塞柱的使用，有效地阻止了回流气体携带的碎屑泥沙进入活塞组件中，避免了装置因构件间的间隙被碎屑泥沙堵塞而出现卡死，确保了设备的正常运行。附图说明图1是本技术剖面结构示意图；图2是本技术的止流状态剖面结构示意图；图中1上壳体，2进气口，3胶圈，4外筒，5内筒，6阀轴，7下壳体，8气流孔，9高强度弹簧，10流道，11集渣腔。具体实施方式下面结合实施例及附图，对本技术作进一步地的详细说明，但本技术的实施方式不限于此。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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技术和简化描述，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技术的限制。实施例：参照图1、图2，上壳体1和下壳体7经螺纹连接，下壳体7中部设有集渣腔11，进气口2设在内筒5的上方，并与外筒4壁相接触，外筒4与上壳体1接触，两者之间使用胶圈3进行密封，外筒4底部设有流道10和活塞孔，内筒5扣接于外筒4内部，内筒5壁上开设有气流孔8，内筒5底部开有活塞孔，阀轴6设在内筒5内部，与内筒5壁相接触，阀轴6底部的塞柱分别穿过内筒5与外筒4底部的活塞孔，高强度弹簧9设置在阀轴6下部与内筒5壁形成的间隙中，并缠绕在阀轴6上。本技术的使用步骤为：由管路向上壳体1中注入压缩空气，阀轴6向下压缩高强度弹簧9，进气口2、气流孔8、流道10变为连通状态，气流经以上构件的顺序进入下壳体7底部。气体回流发生时，高强度弹簧9发生复位，阀轴6底部柱塞受回流空气推动对阀轴6施加相同的复位推力，当高强度弹簧9完全复位时，柱塞将流道10封闭，阀轴6侧面将气流孔8封闭，阀轴6上部与进气口2紧密结合，回流空气被阻挡在外筒4外部，大部分碎屑泥沙在集渣腔11中受自身重力和涡流作用作用落回下壳体7底部，少部分被塞柱阻挡在外筒4外部。本实施例中，通过在外筒4底部设置流道10，并在阀轴下部6缠绕高强度弹簧9和设置经过外筒4和内筒5底部活塞孔的塞柱，使装置在发生气体回流的时候的时候，将各构件与碎屑泥沙隔离开，而设置集渣腔11，起到了很好的减少泥沙碎屑的作用，在有效地阻止气体回流的同时，也解决了装置被回流气体中的泥沙碎屑堵塞导致的卡死问题，确保了装置的正常使用。以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本技术实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防止气体回流的井下工具，包括外壳、导气组件和活塞组件，所述外壳包括上壳体(1)和下壳体(7)，所述上壳体(1)和下壳体(7)经螺纹连接，其特征在于：所述下壳体(7)中部设有集渣腔(11)；所述导气组件包括进气口(2)、外筒(4)、内筒(5)，所述进气口(2)设在内筒(5)的上方，并与外筒(4)壁相接触，所述外筒(4)与上壳体(1)接触，两者之间使用胶圈(3)进行密封，外筒(4)底部设有流道(10)和活塞孔，所述内筒(5)扣接于外筒(4)内部，内筒(5)壁上开设有气流孔(8)，内筒(5)底部开有活塞孔；所述活塞组件包括阀轴(6)与高强度弹簧(9)，所述阀轴(6)设在内筒(5)内部，与内筒(5)壁相接触，阀轴(6)底部的塞柱分别穿过内筒(5)与外筒(4)底部的活塞孔，所述高强度弹簧(9)设置在阀轴(6)下部与内筒(5)壁形成的间隙中，并缠绕在阀轴(6)上。/n

【技术特征摘要】
1.一种防止气体回流的井下工具，包括外壳、导气组件和活塞组件，所述外壳包括上壳体(1)和下壳体(7)，所述上壳体(1)和下壳体(7)经螺纹连接，其特征在于：所述下壳体(7)中部设有集渣腔(11)；所述导气组件包括进气口(2)、外筒(4)、内筒(5)，所述进气口(2)设在内筒(5)的上方，并与外筒(4)壁相接触，所述外筒(4)与上壳体(1)接触，两者之间使用胶圈(3)进行密封，外筒(4)底部设有流道(10)和活塞孔，所述内筒(5)扣接于外筒(4)内部，内筒(5)壁上开设有气流孔(8)，内筒(5)底部开有活塞孔；所述活塞组件包括阀轴(6)与高强度弹簧(9)，所述阀轴(6)设在内筒(5)内部，与内筒(5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永强，杨国栋，李鹤，
申请(专利权)人：重庆腾钢机械有限责任公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50