CN100537998C

CN100537998C - 井用弹簧式“y”形接头

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Publication number: CN100537998C
Application number: CNB2005100643666A
Authority: CN
Inventors: 杨进; 刘书杰; 杨立平; 苏杰; 陈建兵; 于小龙; 于海永; 刘开忠
Original assignee: China University of Petroleum Beijing
Current assignee: China University of Petroleum Beijing
Priority date: 2005-04-14
Filing date: 2005-04-14
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2025-04-14
Also published as: CN1847608A

Abstract

一种井用弹簧式“Y”形接头，包括产油和井下测试通道、并下测试通道和电泵抽油通道，其中，所述产油和井下测试通道、井下测试通道和电泵抽油通道大致呈一“Y”形，在所述电泵抽油和井下测试通道的接口处设置可转换的密封装置，在油井生产状态，密封井下测试通道，打开电泵抽油通道，在油井停止生产状态，密封电泵抽油通道，打开井下测试通道。本发明克服了公知技术存在的缺陷，在油田的生产过程中可随时调整生产层位和进行生产测试及修井作业，而不需要常规“Y”形接头的钢丝作业，既满足生产要求，又简化了作业程序，大大减少了作业工作量，进一步节约作业费用，为降低油田的开发成本、高效地开发油气田提供技术保障。

Description

井用弹簧式“Y”形接头

技术领域

本发明涉及到一种井下生产工具，尤其是一种在石油天然气等领域广泛使用的井用弹簧式“Y”形接头，它用于解决石油生产过程中频繁作业的电泵井“Y”形接头中的问题，它具有使用寿命长，作业简单、方便、快捷等特点。

背景技术

在石油开采生产过程中，广泛采用电泵井开采石油，但由于井况复杂，一般电泵井不能满足测试、测井条件。因此，电泵井的“Y”型接头测试管柱应运而生，它解决了油田生产动态监测技术中的某些问题，能测取压力、产液剖面、吸水剖面及分层生产资料数据等各项油井动静态参数，既满足生产要求，又能为及时了解生产井的各种动态数据、科学地进行油田动态管理及生产技术参数调整提供依据。

公知的“Y”形接头工作原理是：

在油井正常生产时，用钢丝作业把堵塞器9下入到“Y”形接头处，把测试通道2堵塞住。这样油气在电泵4作用下通过电泵抽油通道3向上流动。由于堵塞器9的存在，流体只能向上流动，从而经过产油和井下测试通道1被举升至地面(见图3)。图3为电泵正常生产状态下生产堵塞器情况。

在停产进行修井作业时，利用钢丝作业把堵塞器9起出产油和井下测试通道1(井筒)，将井下测试通道2打开，再下入作业工具进行井下修井作业。图4为进行井下测试时的“Y”接头结构示意图。

公知技术中，在进行油井生产时，必须用钢丝作业把堵塞器9下入到“Y”形接头处，把井下测试管道2堵塞住，再进行开泵生产。而在停产进行井下修井作业时，必须利用钢丝作业把堵塞器9起出井筒，才能进行修井作业。在目前油田生产状况下，频繁的进行这样的钢丝作业，占据了大量的作业时间，大大减少了油井的正常生产时间。所以，为了减少钢丝作业的工作量，需要寻找一种能够减少钢丝作业的井下工具，为稳定和提高油田产量提供保障。

本发明人根据多年来在本领域的研发，提出本发明的井用弹簧式“Y”形接头，以克服现有技术中存在的缺陷，满足生产实际的需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：在于针对现有技术的不足，而提供一种井用弹簧式“Y”形接头，使油田在生产过程中可随时调整生产层位和进行生产测试及修井作业，而不需要如上述公知的“Y”形接头的钢丝作业，既满足生产要求，又简化了修井作业程序，大大减少了修井作业工作量，进一步节约作业费用，从而降低油田的开发成本、高效地开发油气田。

为此，本发明的一种井用弹簧式“Y”形接头，包括产油和井下测试通道、井下测试通道和电泵抽油通道，其中，所述产油和井下测试通道、井下测试通道和电泵抽油通道大致呈一“Y”形，在所述电泵抽油和井下测试通道的接口处设置可转换的密封装置，在油井生产状态，密封井下测试通道，打开电泵抽油通道，在油井停止生产状态，密封电泵抽油通道，打开井下测试通道。

如上所述的井用弹簧式“Y”形接头，其中，所述密封装置包括设置在井下测试通道、电泵抽油通道与上述产油和井下测试通道构成的大致“Y”形通道的连接处，靠近井下测试通道一侧的第一密封座和靠近电泵抽油通道一侧的第二密封座；一密封板固定在电泵抽油通道出口的下沿处，绕固定轴可以发生转动；并设置一复位弹簧，使所述密封板在所述复位弹簧作用下常闭于电泵抽油通道。

如上所述的井用弹簧式“Y”形接头，其中，所述复位弹簧固定在所述密封板和通道本体之间。

如上所述的井用弹簧式“Y”形接头，其中，所述第一密封座、第二密封座为分别固定在所述井下测试通道和电泵抽油通道的内周壁面。

如上所述的井用弹簧式“Y”形接头，其中，所述密封板的面积为可以有效地密封第一密封座和第二密封座。

如上所述的井用弹簧式“Y”形接头，其中，所述密封板的形状与所述第一、第二密封座相匹配，构成一密封配合结构。

如上所述的井用弹簧式“Y”形接头，其中，所述密封板、第一密封座和第二密封座的形状均为椭圆形。

如上所述的井用弹簧式“Y”形接头，其中，复位弹簧的扭力最佳为出口油气冲击力的1/3。

如上所述的井用弹簧式“Y”形接头，其中，井下测试通道与产油和井下测试通道同轴同径设置。

如上所述的井用弹簧式“Y”形接头，其中，所述密封装置包括设置在井下测试通道、电泵抽油通道与上述产油和井下测试通道构成的大致“Y”形通道的连接处，靠近井下测试通道一侧的第一密封座和靠近电泵抽油通道一侧的第二密封座；一密封板固定在电泵抽油通道出口的下沿处，绕固定轴可以发生转动；并设置一复位弹簧，使所述密封板在所述复位弹簧作用下常闭于电泵抽油通道；所述复位弹簧固定在所述密封板和通道本体之间，密封板形状、第一密封座和第二密封座的形状为椭圆形，井下测试通道与产油和井下测试通道同轴同径设置，复位弹簧的扭力最佳为出口油气冲击力的1/3。

本发明的井用弹簧式“Y”形接头与现有技术相比，具备以下的优点和特点：

1、本发明的井用弹簧式“Y”形接头结构简单、合理，具有较长的使用寿命。在油井生产时，电泵工作，密封板可密封住油管的测试通道。在油井停止生产时，电泵停止工作，密封板在复位弹簧的作用下，打开测试通道，为后面的井下修井作业提供畅通的通道。这样就避免了使用常规的“Y”形接头而带来的频繁钢丝作业。

2、本发明的井用弹簧式“Y”形接头，克服了公知技术存在的缺陷，在油田的生产过程中可随时调整生产层位和进行生产测试及修井作业，而不需要常规“Y”形接头的钢丝作业，既满足生产要求，又简化了作业程序，大大减少了作业工作量，进一步节约作业费用，为降低油田的开发成本、高效地开发油气田提供技术保障。

3、在油气生产过程中可以省掉公知技术中的钢丝作业时间，大大减少了修井作业对油井生产的影响，为稳定和提高油田产量提供了保障。

附图说明

图1为本发明的井用弹簧式“Y”形接头结构示意图(生产状态)；

图2为本发明的井用弹簧式“Y”形接头结构示意图(测试作业状态)；

图3为公知技术中常规电泵井“Y”形接头生产状态结构示意图；

图4为公知技术中常规电泵井“Y”形接头在测试状态结构示意图。

图中标号：

1、产油和井下测试通道 2、井下测试通道 3、电泵抽油通道

8、密封板 5、复位弹簧 6、密封座A 7、密封座B

10、接头本体 9、堵塞器 4、电泵

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、特征和效果更加显而易见，现结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。在以下的说明中，与图3、4中公知技术相同的部分采用相同的标号。

参见图1、图2，它们分别为本发明的井用弹簧式“Y”形接头结构生产状态下和测试作业状态下的示意图。本发明的井用弹簧式“Y”形接头本体10包括：产油和井下测试通道1、井下测试通道2和电泵抽油通道3，所述产油和井下测试通道1、井下测试通道2和电泵抽油通道3大致呈一“Y”。在所述电泵抽油通道3和井下测试通道2的接口处设置可转换的密封装置。该密封装置在油井生产时，密封井下测试通道2，开启电泵抽油通道3。在油井停止生产时，密封电泵抽油通道3，开启井下测试通道2。

在本实施例中，井下测试通道2与产油和井下测试通道1同轴同径设置。所述密封装置包括一设置在井下测试通道2、电泵抽油通道3与上述产油和井下测试通道1构成的大致“Y”通道的连接处，靠近井下测试通道2一侧的密封座6和靠近电泵抽油通道3一侧的密封座7；一密封板8固定在电泵抽油通道出口的下沿处，绕固定轴可以发生转动；并设置一复位弹簧5，该复位弹簧5固定在密封板8下侧的固定轴(未示出)上，使密封板8在复位弹簧5的作用下呈向电泵抽油通道3方向施力。即，在不受外力的作用状态下，在复位弹簧5的作用下，所述密封板8常闭于电泵抽油通道3。

所述密封板8的面积为可以有效地密封密封座6和密封座7，该密封座6、7为分别固定在所述井下测试通道2和电泵抽油通道3的内周壁面。所述密封板8和密封座6、7的形状可以是椭圆形，当然，也可以采用其它适当的形状。在复位弹簧5的选用上，复位弹簧5应具有使用寿命长、使用过程中扭力损失小、耐腐蚀等特点，如在本实施例中，复位弹簧5可为高性能的弹簧钢材料，具有在使用过程中扭力损失小，扭力降低小于5％的特点。

产油和井下测试通道1上端部、井下测试通道2和电泵抽油通道3的下端部丝扣类型皆为API标准油管螺纹扣。

本发明的井用弹簧式“Y”形接头的工作原理是：

在油井生产时，在电泵4的作用下油气通过电泵抽油通道3向上流动，油气冲击密封板8，密封板8转动到达图1中所示的位置B处，即密封座6处，从而密封住油管的井下测试通道2。这时复位弹簧5承受着扭力，油气的冲击力大于弹簧扭力，所以密封板8被压在密封座6上，起到密封井下测试通道2作用。

在油井停止生产时，电泵4停止工作，油气停止向上流动，油气对密封板8的冲击力消失，密封板8在复位弹簧5的作用下从位置B处转动到位置A处，即从密封座6处回位到密封座7处。从而打开井下测试通道2，为后面的井下修井作业提供畅通的通道。这样就避免了使用常规的“Y”形接头而带来的频繁钢丝作业。

在本发明的井用弹簧式“Y”形接头中，提高复位弹簧5的性能和合理的扭力大小选择可改善井用弹簧式“Y”形接头的使用寿命和密封性，合理的扭力选择可根据生产井电泵的排量来确定，复位弹簧5扭力大小的选择根据电泵出口排量的大小，通过计算得到出口油气的冲击力，根据冲击力的大小来选择复位弹簧5扭力的大小。在本实施例中，复位弹簧5的扭力较佳选择为出口油气冲击力的1/3大小。

当然本发明并不局限于此，如上述的产油和井下测试通道1与井下测试通道2，可根据实际作业情况设置为不同直径，不同轴。

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

1、一种井用弹簧式“Y”形接头，包括产油和井下测试通道、井下测试通道和电泵抽油通道，

所述产油和井下测试通道、井下测试通道和电泵抽油通道大致呈一“Y”形，在所述电泵抽油和井下测试通道的接口处设置可转换的密封装置，在油井生产状态，密封井下测试通道，打开电泵抽油通道，在油井停止生产状态，密封电泵抽油通道，打开井下测试通道，其特征在于：

所述密封装置包括设置在井下测试通道、电泵抽油通道与上述产油和井下测试通道构成的大致“Y”形通道的连接处，靠近井下测试通道一侧的第一密封座和靠近电泵抽油通道一侧的第二密封座；一密封板固定在电泵抽油通道出口的下沿处，绕固定轴可以发生转动；并设置一复位弹簧，使所述密封板在所述复位弹簧作用下常闭于电泵抽油通道。

2、如权利要求1所述的井用弹簧式“Y”形接头，其特征在于：所述复位弹簧固定在所述密封板和通道本体之间。

3、如权利要求1所述的井用弹簧式“Y”形接头，其特征在于：所述第一密封座、第二密封座为分别固定在所述井下测试通道和电泵抽油通道的内周壁面。

4、如权利要求1所述的井用弹簧式“Y”形接头，其特征在于：所述密封板的面积为可以有效地密封第一密封座和第二密封座。

5、如权利要求1至4任一项所述的井用弹簧式“Y”形接头，其特征在于：所述密封板的形状与所述第一、第二密封座相匹配，构成一密封配合结构。

6、如权利要求5所述的井用弹簧式“Y”形接头，其特征在于：所述密封板、第一密封座和第二密封座的形状均为椭圆形。

7、如权利要求1至4任一项所述的井用弹簧式“Y”形接头，其特征在于：复位弹簧的扭力最佳为出口油气冲击力的1/3。

8、如权利要求1所述的井用弹簧式“Y”形接头，其特征在于：井下测试通道与产油和井下测试通道同轴同径设置。

9、如权利要求1所述的井用弹簧式“Y”形接头，其特征在于：所述复位弹簧固定在所述密封板和通道本体之间，密封板形状、第一密封座和第二密封座的形状为椭圆形，井下测试通道与产油和井下测试通道同轴同径设置，复位弹簧的扭力最佳为出口油气冲击力的1/3。