本發(fā)明涉及鉆井，特別涉及一種用于同心雙管反循環(huán)鉆井的雙封單向閥和鉆井方法。
背景技術(shù)：
1、近些年，頁巖油、頁巖氣、致密油、致密氣等的勘探開發(fā)力度不斷增加，這些油氣開發(fā)基本都是應(yīng)用水平井，輔以后期的大型壓裂進行開發(fā)，而水平井開發(fā)具有水平段延伸困難，斜井段攜巖困難，長水平段水平井泵壓高等難題。
2、同心雙管反循環(huán)鉆井又稱為雙壁反循環(huán)鉆井，雙壁反循環(huán)鉆井技術(shù)采用雙壁鉆桿作為主要的循環(huán)系統(tǒng)，可以使巖屑快速進入雙壁鉆探的中心水眼，避免或減少了巖屑的重復(fù)破碎，延長了鉆頭使用壽命；另外，由于巖屑快速帶出地面，受鉆井液和地層流體的污染較少，錄井資料更加真實，地層判斷更加準(zhǔn)確；雙壁反循環(huán)鉆井技術(shù)清潔巖屑能力得到了較大的提升，避免了斜井段和水平段形成巖屑床，降低了鉆具的摩阻，能保障水平井眼的順利延伸；雙壁反循環(huán)鉆井系統(tǒng)中加入了滑動活塞系統(tǒng)，減少了鉆井液的用量，有效的降低了鉆井液成本；滑動活塞系統(tǒng)還可以輔助鉆頭施加井底鉆壓，有效的增加了水平井眼的延伸長度。
3、雙壁反循環(huán)鉆井技術(shù)應(yīng)用的是雙壁鉆具，其內(nèi)部有兩個通道，常規(guī)的鉆具旋塞閥或井下單流閥僅具備單通道，不能滿足兩個通道的打開和關(guān)閉控制要求。目前現(xiàn)場解決方式為井下安裝雙通道環(huán)形單流閥和井口安裝雙通道單封旋塞閥。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、在雙壁反循環(huán)鉆井技術(shù)中，在井下安裝雙通道環(huán)形單流閥和井口安裝雙通道單封旋塞閥實現(xiàn)對兩個通道的打開和關(guān)閉控制，這種解決方案不僅需要井下和井口分別安裝工具，不能實現(xiàn)自動全封，而且用于關(guān)閉中心水眼的雙通道單封旋塞閥位于井口，一旦出現(xiàn)井涌或井噴不能及時控制，風(fēng)險比較大，無法保證鉆井的安全。
2、鑒于上述問題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種用于同心雙管反循環(huán)鉆井的雙封單向閥和鉆井方法。
3、第一方面，本發(fā)明實施例提供一種用于同心雙管反循環(huán)鉆井的雙封單向閥，其特征在于，包括：本體、位于所述本體內(nèi)依次連接的上內(nèi)管、上閥芯軸和下閥芯軸；所述下閥芯軸與本體之間設(shè)有下閥座，所述下閥芯軸下方設(shè)有復(fù)位彈簧；
4、所述上內(nèi)管設(shè)有上中心流道，下閥芯軸設(shè)有下中心流道，所述上內(nèi)管、上閥芯軸與本體之間設(shè)有環(huán)空流道；所述下閥芯軸與本體之間設(shè)有下環(huán)空；
5、在上中心流道和環(huán)空流道的液體壓力作用下，所述上閥芯軸和下閥芯軸向下移動，所述上中心流道通過本體上的內(nèi)通道外導(dǎo)流孔與外部環(huán)境連通，所述環(huán)空流道通過下環(huán)空、下閥芯軸上的環(huán)空導(dǎo)流孔與下中心流道連通；
6、在無液體壓力作用后，所述上閥芯軸和下閥芯軸在復(fù)位彈簧的作用下向上移動，使內(nèi)通道和外通道關(guān)閉。
7、在一些可選的實施例中，所述本體包括上本體和下本體；
8、所述上內(nèi)管、上閥芯軸安裝在上本體的通孔內(nèi)，所述下閥芯軸上端通過下閥座安裝在上本體內(nèi)，所述下閥芯軸的下端安裝在下本體的通孔中且所述通孔中設(shè)有復(fù)位彈簧。
9、在一些可選的實施例中，所述上本體上端設(shè)有鉆具螺紋，以連接同心雙管鉆具外管，下端設(shè)有鉆具螺紋以連接下本體；所述下本體下端設(shè)有鉆具螺紋以連接下部鉆具。
10、在一些可選的實施例中，所述上內(nèi)管和上本體之間的環(huán)孔內(nèi)設(shè)有擋圈，所述擋圈上設(shè)有用于連通環(huán)空流道的過流通孔。
11、在一些可選的實施例中，所述本體上設(shè)有外通道導(dǎo)流孔和外通道腔，所述本體與上內(nèi)管之間的環(huán)空、所述外通道導(dǎo)流孔、外通道腔、所述本體與上閥芯軸之間的環(huán)空連通形成環(huán)空流道；
12、所述外通道導(dǎo)流孔和內(nèi)通道外導(dǎo)流孔圓周均布設(shè)置，且所述外通道導(dǎo)流孔和內(nèi)通道外導(dǎo)流孔交叉設(shè)置。
13、在一些可選的實施例中，所述下閥芯軸設(shè)有上連接孔，以連接上閥芯軸的下端；
14、所述下閥芯軸下端具有通孔作為下中心流道，所述下中心流道的側(cè)壁上圓周均布設(shè)置多個環(huán)空導(dǎo)流孔。
15、在一些可選的實施例中，所述下閥芯軸上端設(shè)有第一圓錐面，所述下閥座的通孔中設(shè)有第二圓錐面，第一圓錐面和第二圓錐面匹配實現(xiàn)密封。
16、在一些可選的實施例中，所述下閥芯軸與所述上閥芯軸同軸設(shè)置，所述下閥芯軸與所述上閥芯軸之間設(shè)有連接螺套。
17、本發(fā)明實施例提供一種上述的用于同心雙管反循環(huán)鉆井的雙封單向閥在同心雙管反循環(huán)鉆井中的應(yīng)用。
18、本發(fā)明實施例提供一種同心雙管反循環(huán)鉆井方法，其特征在于，使用上述的用于同心雙管反循環(huán)鉆井的雙封單向閥實現(xiàn)，該方法包括：
19、通過上本體連接同心雙管的外管，上內(nèi)管連接同心雙管的內(nèi)管；
20、內(nèi)管液體進入上中心流道，外管液體進入環(huán)空流道后，在上中心流道和環(huán)空流道的液體壓力作用下，所述上閥芯軸和下閥芯軸向下移動，所述上中心流道通過本體上的內(nèi)通道外導(dǎo)流孔與外部環(huán)境連通，所述環(huán)空流道通過下環(huán)空、下閥芯軸上的環(huán)空導(dǎo)流孔與下中心流道連通；使同心雙管內(nèi)外通道一起打開；
21、在無液體壓力作用后，所述上閥芯軸和下閥芯軸在復(fù)位彈簧的作用下向上移動，使內(nèi)通道和外通道一起關(guān)閉。
22、本發(fā)明實施例提供的上述技術(shù)方案的有益效果至少包括：
23、本發(fā)明實施例提供的用于同心雙管反循環(huán)鉆井的雙封單向閥，通過中心流道和環(huán)空流道控制上閥芯軸和下閥芯軸同步移動，實現(xiàn)同步控制同心雙管雙通道的同時開啟和關(guān)閉，該雙封單向閥通過雙閥座和一體式閥芯軸的設(shè)計，僅通過地面開停泵變化就實現(xiàn)井下雙通道打開或關(guān)閉控制，實現(xiàn)了井下雙通道自動同步開關(guān)，提高了作業(yè)的可靠性，提高現(xiàn)場作業(yè)效率和安全。該雙封單向閥既可以是通過環(huán)空液體作用打開，亦可以通過中心水眼液體作用打開，方便實現(xiàn)井下循環(huán)方式的轉(zhuǎn)換。其復(fù)位機構(gòu)設(shè)計有復(fù)位彈簧，當(dāng)井下發(fā)生復(fù)雜情況造成底部液體壓力升高時，也能夠自動推動雙閥芯軸上移實現(xiàn)強力關(guān)閉，確保井下安全。
24、本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
25、下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
1.一種用于同心雙管反循環(huán)鉆井的雙封單向閥，其特征在于，包括：本體、位于所述本體內(nèi)依次連接的上內(nèi)管、上閥芯軸和下閥芯軸；所述下閥芯軸與本體之間設(shè)有下閥座，所述下閥芯軸下方設(shè)有復(fù)位彈簧；
2.如權(quán)利要求1所述的單向閥，其特征在于，所述本體包括上本體和下本體；
3.如權(quán)利要求2所述的單向閥，其特征在于，所述上本體上端設(shè)有鉆具螺紋，以連接同心雙管鉆具外管，下端設(shè)有鉆具螺紋以連接下本體；所述下本體下端設(shè)有鉆具螺紋以連接下部鉆具。
4.如權(quán)利要求1所述的單向閥，其特征在于，所述上內(nèi)管和上本體之間的環(huán)孔內(nèi)設(shè)有擋圈，所述擋圈上設(shè)有用于連通環(huán)空流道的過流通孔。
5.如權(quán)利要求1所述的單向閥，其特征在于，所述本體上設(shè)有外通道導(dǎo)流孔和外通道腔，所述本體與上內(nèi)管之間的環(huán)空、所述外通道導(dǎo)流孔、外通道腔、所述本體與上閥芯軸之間的環(huán)空連通形成環(huán)空流道；
6.如權(quán)利要求1所述的單向閥，其特征在于，所述下閥芯軸設(shè)有上連接孔，以連接上閥芯軸的下端；
7.如權(quán)利要求1所述的單向閥，其特征在于，所述下閥芯軸上端設(shè)有第一圓錐面，所述下閥座的通孔中設(shè)有第二圓錐面，第一圓錐面和第二圓錐面匹配實現(xiàn)密封。
8.如權(quán)利要求1-7任一所述的單向閥，其特征在于，所述下閥芯軸與所述上閥芯軸同軸設(shè)置，所述下閥芯軸與所述上閥芯軸之間設(shè)有連接螺套。
9.一種如權(quán)利要求1-7任一所述的用于同心雙管反循環(huán)鉆井的雙封單向閥在同心雙管反循環(huán)鉆井中的應(yīng)用。
10.一種同心雙管反循環(huán)鉆井方法，其特征在于，使用如權(quán)利要求1-7任一所述的用于同心雙管反循環(huán)鉆井的雙封單向閥實現(xiàn)，該方法包括：