多次激活旁通阀是如何工作的？

2026-06-11

引言：上一期我们聊到了钻井现场不起钻堵漏、大排量洗井的迫切需求。这一期，我们直接“拆解”这款备受油气工程青睐的利器——天合多次激活旁通阀，带大家看看它的内部构造与精妙的球控运行原理。

一、精密升级：高耐久的内部机械结构

天合多次激活旁通阀属于经典的开关短接系统，通常安装在定向、提速、随钻测井等特殊钻具组合的上部。为了能在高温、强冲刷的极端井下环境中保持长期稳定，天合技术团队对其进行了多项核心材料与结构的优化：

结构核心：主要由上接头、下接头、旁通喷嘴（合金水嘴）、锁销、内部滑套、压簧、球座、球篮以及挡环精密组合而成。
耐冲刷升级：将滑套材料升级为17-4PH（630不锈钢），提高了滑套上旁通孔的耐冲刷能力。同时，将水嘴材料改成YG11C硬质合金，极大提高了上接头旁通孔的耐冲刷能力。
力学与耐温突破：上接头材料改用高强度的4330V，全面提高了仪器的力学性能。控制球体（锁定球、激活球）的材料全面升级为PEEK材料，确保仪器的使用温度可以达到150°C。
密封与维护优化：将滑套和上接头之间的密封由之前的O型圈改成Y型密封圈，大幅提高了密封的稳定性和寿命。在挡环的螺纹两侧增加了O型圈防止泥浆进入，保证在维护保养时挡环容易拆卸。

天合多次激活旁通阀的开关完全不需要外部复杂控制，只需在地面通过简单的“投球+控制泵压”即可精准操控：

第一步：正常泥浆流循环：初始状态下，滑套遮蔽旁通孔，正常泥浆流循环向下输送。
第二步：投入激活球（开启旁通）：向钻柱内投入一个PEEK激活球。激活球落座后推动下滑套，当泵压达到大约0.5-1.0MPa时，旁通孔完全打开，钻井液直接从工具侧面喷入环空。
第三步：投入锁定球与闭合球（准备关闭）：
- 先投入一个锁定球，当其关闭并堵住其中一个旁通孔（水流停止）时及时关闭测试泵，此时未被锁定球堵住的旁通孔仍处于打开状态。
- 随后投入两个GCr15轴承钢闭合球，低泵冲开泵，其中一个闭合球会堵住打开的旁通孔（另外一个旁通孔被锁定球堵住），泵压开始上升。
第四步：增压剪切与复位贯通：
- 当泵压达到大约7-9MPa时，锁定球被剪切穿过旁通孔跑到旁通阀外部（需要记录实际压力），另一个闭合球会迅速补上并堵住这个旁通孔，泵压继续上升。
- 当泵压达到大约10-13MPa时，激活球被剪切后通过上球座（需要记录实际压力），激活球和两个闭合球最终安全掉落进下方的球篮中，旁通阀内部恢复处于贯通状态。此时滑套复位，系统恢复正常泥浆流循环。