旋塞与顶驱考克分析研究

张亮

（大庆钻探工程公司钻井工程技术研究院欠平衡钻井技术研究所，黑龙江大庆163413）

1 概述

方钻杆旋塞是钻柱循环系统中的手动控制阀，起到切断钻柱内部通道，实现高压（35/70/105MPa）密封防止井涌或井喷发生的作用。方钻杆旋塞阀分为方钻杆上旋塞阀和方钻杆下旋塞阀。方钻杆上旋塞阀为左旋连接;方钻杆下旋塞阀为右旋连接。方钻杆上旋塞阀接于水龙头下端与方钻杆上端之间。方钻杆下旋塞阀接于方钻杆下端与钻杆保护接头的上端之间[1]。顶驱考克是顶驱主机循环系统中的手动和自动控制阀，其压力等级和基本作用与方钻杆旋塞一致。顶驱考克分为上、下考克，上下考克连接在一起，置于顶驱主轴和顶驱保护接头之间。

2 方钻杆旋塞结构特点介绍

通过调研，国内绝大部分方钻杆旋塞采用如图1所示的结构。主要由阀本体、上下阀座、旋钮、阀球、挡圈、弹簧等组成，旋塞阀本体采用整体式结构，侧面开有旋钮孔。该结构有以下特点[2]：

图1 方钻杆旋塞典型结构

（1）核心机构采用常规球阀式结构，旋钮与球采用镶嵌式拼盘键连接结构；

（2）球阀与阀座之间采用金属密封，通过配合研磨实现球面啮合；

（3）内球座安装波形弹簧，实现弹簧预紧力辅助密封；

（4）可以实现最大0.5MPa背压下手动的带压打开，最大2MPa背压下遥控打开。井涌或有排量时可以正常关闭。

由于旋塞阀工作环境特殊，还要求旋塞阀体具有以下特点：

（1）由于球与阀座之间采用金属对金属的密封，从顶部来的压力在下阀座与浮球之间形成密封，从井下来的压力在上阀座与浮球之间以及下阀座与浮球之间形成密封，利用多重密封保证密封的可靠性。……