CN100354499C - 油井用自动切换三通循环接头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油井用自动切换三通循环接头，包括在三通循环接头本体内上部设置油管内通道、反循环通道和三通短接上出口，三通循环接头本体内下部设置三通短接下入口，三通短接上出口与反循环通道连通，反循环通道与环空连通，三通短接下入口与三通短接上出口连通，形成三通循环通道，在三通循环接头内设有密封塞移动通道体，密封塞移动通道体内设置密封塞装置，密封塞移动通道体下端与固定板固定，在密封塞移动通道体的周壁上分布有通道槽口。优点在于：可方便地实现油井生产、反循环作业和正循环作业三种作业方式通道的自由切换；简化了作业程序，特别适合于黏度大的稠油油井使用。降低作业费用，具有广阔的市场发展前景。

Description

油井用自动切换三通循环接头

技术领域

本发明属于石油、天然气井井下生产工具，特别是涉及一种作业简单、快捷且使用寿命长的适于石油生产过程中频繁改变生产作业方式的油井用自动切换三通循环接头。

背景技术

在石油开采生产过程中，广泛采用电泵井采油，但由于井况复杂，一般在生产过程中要进行井下循环作业或洗井作业，在循环作业时需要采用正循环作业，有时需要采用反循环作业，面目前公知的油井用循环接头是利用钢丝作业和起下管柱作业，其工作原理是：在油井正常生产时，从电泵出口的原油通过单向阀流入上部油管内通道，从而进行正常原油生产；当油井停产需要进行井下循环作业时，必须采用钢丝作业把循环通道销钉剪断，将循环接头连同油管由井下提出，更换剪切销钉，把循环接头重新关闭后再连同油管送入井内方能再次使用，此时先打开井下循环通道，再进行循环作业。在正循环时，循环液由油管内通道经过循环通道，进入环空，而形成正循环作业通道。在反循环时，循环液由环空经过循环通道，进入油管内通道，形成反循环作业通道。当再次恢复原油生产时，还必须通过起下管柱作业下入新的循环接头，才能进行原油生产作业，不仅给井下循环作业和洗井作业带来极大的不便，而且频繁的进行这样的钢丝作业和起下管柱作业，占据了大量的作业时间，对油井的生产也带来了不利影响。此外，井下作业、洗井作业时采用机械方式切断剪切销钉打开循环接头，在黏度大的稠油井中其操作是非常困难的，不仅费时费力，而且作业费用也高，不利于油井生产成本的降低。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种作业简单、快捷且使用寿命长的适于石油生产过程中频繁改变生产作业方式的油井用自动切换三通循环接头。

本发明提供一种油井用自动切换三通循环接头，其主要原理是：

利用原油、环空循环液的压力驱动密封塞移动，通过密封塞的上下移动，可在三通短接上出口、三通短接下入口和反循环通道之间形成三通循环通道，可方便地在油田生产过程中随时改变生产和循环作业方式，实现油井生产、反循环作业和正循环作业三种作业方式通道的自由切换，为降低油田的开发成本、高效地开发油气田提供技术保障。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

油井用自动切换三通循环接头，包括三通循环接头本体，在三通循环接头本体内上部设置油管内通道、反循环通道和三通短接上出口，三通循环接头本体内下部设置三通短接下入口，所述三通短接上出口与反循环通道连通，反循环通道与环空连通，三通短接下入口通过通道槽口与三通短接上出口连通，形成本三通循环接头的三通循环通道，在三通循环接头内部中间位置设有密封塞移动通道体，密封塞移动通道体内设置有可移动的密封塞装置，密封塞移动通道体下端与固定连接在三通循环接头本体内的固定板固定，在密封塞移动通道体的周壁上分布有通道槽口，所述密封塞设计为圆柱体，其两端部设计呈梯形形状，密封塞的长度大于通道槽口的长度。

本发明还可以采用如下技术措施：

所述油井用自动切换三通循环接头的三通循环通道是：

a.当油井生产时，原油推动密封塞从密封塞移动通道体内下部向上移动，当密封塞向上移过通道槽口时，通道槽口打开，原油从通道槽口流出，经三通短接上出口进入油管内通道，流到地面油井口，密封塞移动至密封塞移动通道体上部，密封反循环通道，形成正常生产通道。

b.当油井停止生产进行正循环作业时，循环液从环空经过反循环通道进入密封塞移动通道体，推动密封塞从密封塞移动通道体上部向下移动，当密封塞向下移动至通道槽口时，通道槽口打开，循环液从通道槽口流出，经三通短接上出口，进入油管内通道，经油管内通道流到地面油井口，这时密封塞移动至密封塞移动通道体下部，将三通短接下入口密封，形成反循环作业通道。

c.当油井停止生产进行正循环作业时，先进行反循环作业，密封塞从密封塞移动通道体上部移动至下部，密封三通短接下入口，再正循环作业，正循环作业时，循环液从油管内通道经三通短接上出口向下流动，再经过通道槽口流入密封塞移动通道体内，循环液从密封塞移动通道体向上流动，经反循环通道和环空流到地面油井口，密封塞处于密封塞移动通道体下部，密封三通短接下入口，形成正循环作业通道。

所述密封塞选用耐腐蚀的尼龙材料制成。

所述密封塞移动通道体的上部和下部均设计有与密封塞两端部梯形相吻合的梯形面。

所述通道槽口均匀分布在密封槽移动通道体上，沿密封槽移动通道体圆周方向至少设置有6个条形通道槽口，通道槽口长度应小于密封塞长度。

在三通循环接头本体的上下两端均制有便于与油管连接的标准油管蠕纹扣。

本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明利用原油、环空循环液的压力驱动，通过密封塞的上下移动，可在三通循环接头的三通短接上出口、三通短接下入口和反循环通道之间形成三通循环通道，并可方便地实现油井生产、反循环作业和正循环作业三种作业方式通道的自由切换；克服了公知技术存在的缺陷，在油田的生产过程中可随时改变生产和循环作业方式，因而不需要常规循环形接头的钢丝作业和起下管柱作业，特别适合于黏度大的稠油油井使用。采用本技术方案后，既可满足生产要求，又能简化了作业程序，这样不仅大大减少了作业工作量和修井作业对油井生产的影响，同时又能进一步节约作业费用，为降低油田的开发成本、稳定和提高油田产量提供了保障。此外，本实用新型结构设计简单、合理，具有较长的使用寿命，具有广阔的市场发展前景。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A-A剖面图；

图3是本发明处于生产状态示意图；

图4是本发明处于反循环状态示意图；

图5是本发明处于正循环状态示意图。

图中：1油管内通道、2三通循环接头本体、3反循环通道、4环空、5三通短接上出口、6套管、7密封塞、8通道槽口、9密封塞移动通道体、10固定板、11三通短接下入口。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1和图2，油井用自动切换三通循环接头，包括三通循环接头本体2，在三通循环接头本体2内上部设置油管内通道1、反循环通道3和三通短接上出口5，三通循环接头本体内下部设置三通短接下入口11，所述三通短接上出口5与反循环通道3连通，反循环通道与环空4连通，三通短接下入口11通过通道槽口8与三通短接上出口5连通，形成本三通循环接头的三通循环通道，在三通循环接头内部中间位置设有密封塞移动通道体9，密封塞移动通道体内设置有可移动的密封塞7，该密封塞7可在密封塞移动通道体内上下自由移动。所述密封塞设计为圆柱体，其两端部设计呈梯形形状，整个密封塞的其长度应稍大于通道槽口8的长度，密封塞优选用耐腐蚀的尼龙材料制成。所述密封塞移动通道体9的上部和下部均设计有与密封塞7两端部梯形形状相吻合的梯形面。密封塞移动通道体下端与固定连接在三通循环接头本体内的固定板10固定，在密封塞移动通道体的周壁上分布有通道槽口8。所述通道槽口8均匀分布在密封槽移动通道体上，沿密封槽移动通道体圆周方向至少设置有6个条形通道槽口8，通道槽口8的长度应小于密封塞7长度。在三通循环接头本体的上下两端均制有标准油管螺纹扣。

在本发明的油井用自动切换三通循环接头中，为提高密封塞的耐腐蚀性和机械强度，改善其使用寿命和密封性，在本实施例中，密封塞材料优选高性能的尼龙材料是指尼龙6即聚酰胺。

请参阅图3-图5，在本实施例中，当油井正常生产时，密封塞7处于密封塞移动通道体9的上部；当油井停止生产而进行反循环作业时，密封塞处于密封塞移动通道体9的下部；当油井停止生产而进行正循环作业时，密封塞处于密封塞移动通道体9的下部。

本发明的工作原理为：

在油井生产状态，原油在电泵的驱动下向上流动，推动密封塞7向上移动，密封塞从密封塞移动通道体9下部向上移动，当密封塞移过通道槽口8时，通道槽口8打开，原油就会从通道槽口8流出，流到三通短接上出口5，进而流入油管内通道1，通过油管内通道1流到地面井口。这时密封塞7移动到密封塞移动通道体9的上部，从而把反循环通道3密封，形成正常生产通道。

在油井停止生产进行反循环作业时，循环作业液从环空4通过反循环通道3进入密封塞移动通道9，推动密封塞7向下移动，密封塞7从密封塞移动通道9上部向下移动，当密封塞7向下移过通道槽口8时，通道槽口打开，循环作业液就会从通道槽口8流出，流向三通短接上出口5，进而流入油管内通道1，通过油管内通道1流到地面井口。这时密封塞7移动到密封塞移动通道体9的下部，从而把三通短接下入口11密封，形成反循环作业通道。

在油井停止生产进行正循环作业时，首先进行反循环作业操作，使密封塞7从密封塞移动通道体9上部移动到下部，将三通短接下入口11密封，然后再进行正循环作业。在正循环作业时，循环作业液从油管内通道1通过三通短接上出口5向下流动，循环作业液通过通道槽口8流入密封塞移动通道9，循环作业液从密封塞移动通道9向上流动，经过反循环通道3流入环空4，循环作业液再通过环空4流到地面井口。这时密封塞7处于密封塞移动通道9的下部，从而将三通短接下入口11密封，形成正循环作业通道。

当然本发明并不局限于此，如上述的三通短接上出口5、反循环通道3、通道槽口8、密封塞移动通道体9和短接三通下入口11，可根据实际作业情况设置为不同直径，不同大小尺寸。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种油井用自动切换三通循环接头，其特征在于：包括三通循环接头本体，在三通循环接头本体内上部设置油管内通道、反循环通道和三通短接上出口，三通循环接头本体内下部设置三通短接下入口，所述三通短接上出口与反循环通道连通，反循环通道与环空连通，三通短接下入口通过通道槽口与三通短接上出口连通，形成本三通循环接头的三通循环通道，在三通循环接头内部中间位置设有密封塞移动通道体，密封塞移动通道体内设置有可移动的密封塞装置，密封塞移动通道体下端与固定连接在三通循环接头本体内的固定板固定，在密封塞移动通道体的周壁上分布有通道槽口，所述密封塞为圆柱体，其两端部呈梯形形状，密封塞的长度大于通道槽口的长度。

2.根据权利要求1所述的油井用自动切换三通循环接头，其特征在于：所述三通循环接头的三通循环通道是：

a.当油井生产时，原油推动密封塞从密封塞移动通道体内下部向上移动，当密封塞向上移过通道槽口时，通道槽口打开，原油从通道槽口流出，经三通短接上出口和反循环通道进入油管内通道，流到地面油井口，密封塞移动至密封塞移动通道体上部，密封反循环通道，形成正常生产通道；

b.当油井停止生产进行正循环作业时，循环液从环空经过反循环通道进入密封塞移动通道体，推动密封塞从密封塞移动通道体上部向下移动，当密封塞向下移动至通道槽口时，通道槽口打开，循环液从通道槽口流出，经三通短接上出口，进入油管内通道，经油管内通道流到地面油井口，这时密封塞移动至密封塞移动通道体下部，将三通短接下入口密封，形成反循环作业通道；

c.当油井停止生产进行正循环作业时，先进行反循环作业，密封塞从密封塞移动通道体上部移动至下部，密封三通短接下入口，再正循环作业，正循环作业时，循环液从油管内通道经三通短接上出口向下流动，再经过通道槽口流入密封塞移动通道体内，循环液从密封塞移动通道体向上流动，经反循环通道和环空流到地面油井口，密封塞处于密封塞移动通道体下部，密封三通短接下入口，形成正循环作业通道。

3.根据权利要求1所述的油井用自动切换三通循环接头，其特征在于：所述密封塞选用耐腐蚀的尼龙材料制成。

4.根据权利要求1所述的油井用自动切换三通循环接头，其特征在于：所述密封塞移动通道体的上部和下部均设有与密封塞两端部梯形形状相吻合的梯形面。

5.根据权利要求1所述的油井用自动切换三通循环接头，其特征在于：所述通道槽口均匀分布在密封塞移动通道体上，沿密封塞移动通道体圆周方向至少设置有6个条形通道槽口，通道槽口长度小于密封塞长度。

6.根据权利要求1所述的油井用自动切换三通循环接头，其特征在于：在三通循环接头本体的上下两端均制有标准油管螺纹扣。

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