本申請涉及測井用工具，尤其涉及一種彈簧式循環(huán)閥。

背景技術(shù)：

1、彈簧式循環(huán)閥是一種在起下鉆過程中輔助封隔器完成坐封和解封的測試類工具，是對現(xiàn)有循環(huán)類工具的補充和擴展，主要作用是：封隔器下井過程中，由于其具有坐封膠筒類構(gòu)件，而該坐封膠筒類構(gòu)件通常外徑比較大，與套管之間隙比較小，因而在套管內(nèi)膠筒時上下井液相互流動緩慢，形成的阻力給封隔器的起下鉆及坐封造成困難，因而通過循環(huán)閥將封隔器膠筒下部的液體進(jìn)入封隔器通徑后，再通過循環(huán)閥循環(huán)至膠筒上端的環(huán)空中(上提時井液則反向流動)，降低井下液阻對封隔器的影響。

2、傳統(tǒng)輔助封隔器的循環(huán)閥常用的主要有兩種：一種是機械式的rtts循環(huán)閥，一種是具有延時功能的液壓循環(huán)閥。rtts循環(huán)閥主要是通過在工具內(nèi)部設(shè)計有沿一定軌跡運動的軌道槽，通過心軸上的凸耳在軌道槽中滑動，從而控制循環(huán)孔的開啟與關(guān)閉；液壓循環(huán)閥主要通過壓力觸發(fā)內(nèi)部延時機構(gòu)控制延時時間的長短來控制循環(huán)孔開啟和關(guān)閉。兩種結(jié)構(gòu)的循環(huán)閥在使用的過程中其自身都有各自不可克服的缺點，其主要局限性有以下：

3、1)、rtts循環(huán)閥雖然結(jié)構(gòu)簡單但是操作比較復(fù)雜，循環(huán)孔的打開和關(guān)閉，需要通過提放和旋轉(zhuǎn)操作才可以實現(xiàn)，在水平井和大斜度井中扭矩很難從井口傳遞到工具所在處的管柱；

4、2)、其自身軌道槽結(jié)構(gòu)的限制，在下鉆的過程中凸耳有出槽的可能性，增加了意外關(guān)閉循環(huán)孔的風(fēng)險，以上因素均增加了作業(yè)的難度；

5、3)、液壓循環(huán)閥通過上提下放的方式開啟和關(guān)閉循環(huán)孔，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部的延時結(jié)構(gòu)比較精密，一旦出現(xiàn)故障，循環(huán)孔將無法關(guān)閉，導(dǎo)致此次作業(yè)失敗，作業(yè)活動對工具的穩(wěn)定性要求比較高；

6、4)、液壓循環(huán)閥復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，無論是采購成本還是維修保養(yǎng)成本與其它工具相比高出許多；

7、5)、液壓循環(huán)閥是通過驅(qū)動液壓油的方式實現(xiàn)延時，故在使用之前必須先清洗干凈油室后才可以加裝液壓油，并且油品要求較高，尤其溫度對液壓油的運動粘度影響越小越好，因此，作業(yè)之前準(zhǔn)備工作較為繁瑣。

8、因此，根據(jù)作業(yè)現(xiàn)場人員的反饋，需要一種與傳統(tǒng)循環(huán)閥功能一致，且操作簡單，性能穩(wěn)定，價格低廉，維護(hù)和保養(yǎng)便利的循環(huán)類工具顯得十分必要和迫切。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述存在的問題，本申請旨在提供一種彈簧式循環(huán)閥，其主要減小封隔器在下鉆和坐封過程的液阻，有效的解決了傳統(tǒng)循環(huán)閥功能性不足。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本申請所采用的技術(shù)方案如下：一種彈簧式循環(huán)閥，包括上接頭和下接頭，其特征在于：在上接頭至下接頭之間依次連接有花鍵芯軸、花鍵外筒及循環(huán)外筒，在所述花鍵芯軸底端且位于循環(huán)外筒內(nèi)側(cè)還設(shè)置有循環(huán)芯軸，所述循環(huán)外筒與循環(huán)芯軸對應(yīng)位置開設(shè)有相互貫通的第一循環(huán)孔及第二循環(huán)孔，且所述第二循環(huán)孔與第一循環(huán)孔可錯位封堵，并在循環(huán)芯軸上接有移位緩沖機構(gòu)。

3、優(yōu)選的，所述移位緩沖機構(gòu)包括在花鍵芯軸與花鍵外筒之間共同設(shè)置構(gòu)成緩沖腔室，以及在該緩沖腔室中設(shè)置的緩沖彈簧。

4、優(yōu)選的，在所述花鍵外筒與循環(huán)芯軸的端部之間還活動嵌入有鎖緊活塞，所述循環(huán)外筒位于鎖緊活塞的頂端處開設(shè)有外環(huán)孔，而在與鎖緊活塞內(nèi)側(cè)底部相對的花鍵芯軸上開設(shè)有內(nèi)環(huán)孔。

5、優(yōu)選的，在所述花鍵外筒底部環(huán)周向開設(shè)有與緩沖腔室貫通的排液孔。

6、本申請的有益效果是：該彈簧式循環(huán)閥結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠高，可通過直接上提和下放管柱的方式關(guān)閉和打開循環(huán)通道，并解決了以下三點問題：

7、第一，使用的油氣井的范圍更加的廣泛。采用上提下放開關(guān)循環(huán)通道的方法，既滿足垂直度較好的豎井要求，也可以滿足大斜井度井及水平井的使用要求；

8、第二，采用了彈簧的阻尼模式。一方面，可以直接下壓管柱關(guān)閉循環(huán)孔，另一方面彈簧的阻力可以防止循環(huán)孔在下鉆過程中因為輕微遇阻意外關(guān)閉；在關(guān)閉的循環(huán)孔的過程中對花鍵心軸起到緩沖的作用，防止因為慣性劇烈的磕碰；

9、第三，工具前期的準(zhǔn)備工作大大減少，機構(gòu)簡單，操作簡單，可靠性更高。本工具無延時機構(gòu)，在下井之前不用裝液壓油，只需有可靠的密封即可，無需旋轉(zhuǎn)操作，保養(yǎng)及采購成本低廉。

技術(shù)特征：

1.一種彈簧式循環(huán)閥，包括上接頭(1)和下接頭(10)，其特征在于：在上接頭(1)至下接頭(10)之間依次連接有花鍵芯軸(4)、花鍵外筒(3)及循環(huán)外筒(9)，在所述花鍵芯軸(4)底端且位于循環(huán)外筒(9)內(nèi)側(cè)還設(shè)置有循環(huán)芯軸(8)，所述循環(huán)外筒(9)與循環(huán)芯軸(8)對應(yīng)位置開設(shè)有相互貫通的第一循環(huán)孔(a1)及第二循環(huán)孔(a2)，且所述第二循環(huán)孔(a2)與第一循環(huán)孔(a1)可錯位封堵，并在循環(huán)芯軸(8)上接有移位緩沖機構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈簧式循環(huán)閥，其特征在于：所述移位緩沖機構(gòu)包括在花鍵芯軸(4)與花鍵外筒(3)之間共同設(shè)置構(gòu)成緩沖腔室(b)，以及在該緩沖腔室(b)中設(shè)置的緩沖彈簧(6)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的彈簧式循環(huán)閥，其特征在于：在所述花鍵外筒(3)與循環(huán)芯軸(8)的端部之間還活動嵌入有鎖緊活塞(7)，所述循環(huán)外筒(9)位于鎖緊活塞(7)的頂端處開設(shè)有外環(huán)孔(c1)，而在與鎖緊活塞(7)內(nèi)側(cè)底部相對的花鍵芯軸(4)上開設(shè)有內(nèi)環(huán)孔(c2)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的彈簧式循環(huán)閥，其特征在于：在所述花鍵外筒(3)底部環(huán)周向開設(shè)有與緩沖腔室(b)貫通的排液孔(d)。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種彈簧式循環(huán)閥，包括上接頭、下接頭、花鍵芯軸、花鍵外筒、循環(huán)外筒及循環(huán)芯軸，而循環(huán)外筒與循環(huán)芯軸對應(yīng)位置開設(shè)有相互貫通的第一循環(huán)孔及第二循環(huán)孔，且第二循環(huán)孔與第一循環(huán)孔可通過膠件及輔助密封件錯位封堵，并在花鍵芯軸與花鍵外筒上設(shè)有移位緩沖機構(gòu)及防循環(huán)孔意外關(guān)閉功能。通過循環(huán)通道在起下鉆過程中一方面平衡封隔器膠筒上下壓力，另一方面循環(huán)通道在將通徑的液體排入環(huán)空后，避免在膠筒上端環(huán)空處出現(xiàn)負(fù)壓，造成活塞效應(yīng)，減少了起下鉆和坐封膠筒時的阻力作用。通過緩沖彈簧對下壓力進(jìn)行有效的緩沖，進(jìn)而避免對循環(huán)芯軸造成磕傷損壞的問題。在下鉆的過程中，緩沖彈簧的反作用力還可以避免封隔器或者管柱因輕微卡阻。

技術(shù)研發(fā)人員：萬文超,趙亮,羅偉波,張錦錦,景建平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寶雞暢油石油設(shè)備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240819
技術(shù)公布日：2025/5/19