CN102337864B - 管内安全阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管内安全阀，包括从上至下依次连接的上接头、安全阀本体和下接头；上接头、安全阀本体和下接头共同形成贯通的主中空结构；主中空结构内在上台阶和下台阶之间从上至下依次设置有活塞总成、阀板总成和第一弹簧；在活塞总成的上方在主中空结构内形成有注液通道；在活塞总成的外围设有桥式通道；阀板总成封闭在桥式通道的下端。本发明通过在上端部形成中心注液通道，采用液压推动活塞总成，活塞总成推动阀板总成，打开产液侧出通道，使产液进入大小径油管之间形成采油通道，在采油的同时，在小径油管内循环高温液体，通过热传导将热量传递给产液，使产液温度高于结蜡温度，达到彻底清防蜡目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种安全阀，特别是涉及一种井下油管内使用的安全阀。
背景技术
油管结蜡是含蜡油井生产过程中发生的问题，严重影响了油井的正常生产，油管内壁结蜡会使原油粘度增大，增加开采难度。目前主要采用化学防蜡、机械清蜡和物理防蜡，这些方法在现场的应用表现效果不同，适用情况不同。但在海上油田生产中应用上述清防蜡方法存在以下的问题：(1)海上平台进行修井作业费用高，无修井机的平台修井作业费用更昂贵；(2)清防蜡不彻底，需要不断地进行作业，不能从根本上解决结蜡问题。针对以上问题，现已开发了一种节能、环保、作业成本低的清防蜡采油工艺，该工艺需要在原有油管(大径油管)内下入小径油管，从大、小两套油管形成的环空中采油。在海上油井采油，井下需要安全阀进行井控，但现有的井下安全阀不能适用于上述清防蜡采油工艺，所以需要设计一种能够适用于上述清防蜡采油工艺的管内安全阀。
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管内安全阀，该管内安全阀用于大径油管内，能够适用于从大小径油管形成的环空中采油的清防蜡采油工艺。
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：一种管内安全阀，包括从上至下依次连接的上接头、安全阀本体和下接头；
所述上接头、所述安全阀本体和所述下接头共同形成贯通的主中空结构，所述主中空结构设有上台阶和下台阶，所述上台阶设在上接头内，所述下台阶设在下接头内；
所述主中空结构内在所述上台阶和下台阶之间从上至下依次设置有活塞总成、阀板总成和第一弹簧；
在所述活塞总成的上方在所述主中空结构内形成有中心注液通道，所述中心注液通道底部设有侧出液孔；
在所述活塞总成的外围和下接头中间设有桥式通道，
所述桥式通道的上部为小径段，下部为大径段，中心处设有用于容纳所述活塞总成的中空结构；
所述小径段的外圆周面与所述安全阀本体的内腔侧壁密封固定连接，所述大径段的上端部外圆周面与所述下接头的内腔侧壁密封连接，在所述大径段上端部以下的外圆周面与所述下接头的内腔侧壁之间形成有与所述下接头的下端中空结构贯通的过液环空；
所述桥式通道中空结构的内侧壁与活塞总成的下端密封总成密封连接；
在所述大径段上沿长度方向设有过流通道；所述大径段的上部设有与所述过流通道不干扰的侧出液孔，所述大径段侧出液孔与过液环空连通；
所述下接头上设有与所述过流通道相通的侧出流孔；
所述安全阀本体内的中空结构中部设有缩径段；
所述活塞总成设有上端密封总成和所述下端密封总成；
在初始状态，所述活塞总成上端密封总成位于所述安全阀本体内中空结构缩径段的上方，与所述安全阀本体的中部缩径段分离，且在所述活塞总成与安全阀本体的中空结构之间形成与所述注液通道侧出液孔连通的第一环形过液通道；在所述活塞总成和所述桥式通道的中空结构之间形成与所述第一环形过液通道连通的第二环形过液通道，所述第二环形过液通道与所述大径段侧出液孔连通；所述阀板总成封闭在所述桥式通道的下端；
所述活塞总成下端密封总成密封在所述桥式通道中空结构的内侧壁上；
在正常生产作业状态，所述活塞总成上端密封总成下移至所述安全阀本体中空结构的缩径段内，形成密封连接，所述第一环形过液通道封闭；所述活塞总成推动所述阀板总成离开所述桥式通道，所述过流通道与所述下接头下端的中空结构连通，形成采油通道。
所述注液通道内设有与所述上台阶相邻接触的弹性爪套和弹性爪，所述弹性爪套套装在所述弹性爪外面，所述弹性爪的下端与所述活塞总成的上端螺纹连接，所述弹性爪通过连接销钉与所述安全阀本体连接。
所述阀板总成由上下两体通过螺纹连接而成，并形成有中空结构，所述阀板总成中空结构的中部设置有大径段；
平衡销轴向滑动地装在所述阀板总成中空结构内，所述平衡销中部设置有大径段；所述平衡销大径段位于所述阀板总成中空结构大径段内，在所述平衡销大径段的底端和所述中空结构大径段的底面之间夹压有套装在所述平衡销上的第三弹簧，在所述第三弹簧处于初始状态时，所述平衡销大径段的顶端封闭在所述阀板总成中空结构大径段的顶面上，所述平衡销的上端凸出在所述阀板总成的上面。
所述活塞总成的底部设有复位筒，所述复位筒套装在所述活塞总成的底端，并在侧壁上沿长度方向设有长孔，所述长孔内设有插装在所述活塞总成内的固定销钉；所述复位筒的上方设有固接在所述活塞总成上的弹簧定位环，在所述弹簧定位环和所述套筒之间夹压有套装在所述活塞总成外的第二弹簧。
所述阀板总成的上体下面设有保护套。
所述过流通道的横截面为月牙形。
本发明具有的优点和积极效果是：通过在上端部形成中心注液通道，采用液压推动活塞总成，活塞总成推动阀板总成，打开产液侧出通道，使产液进入大小径油管之间形成的采油通道，在从大小径油管之间形成的采油通道将油采出的同时，在小径油管内循环高温液体，通过热传导将热量传递给产液，使产液温度高于结蜡温度，达到彻底清防蜡目的。
附图说明
图1为本发明初始状态的结构示意图；
图2为本发明正常生产作业状态的结构示意图；
图3为图1的A-A剖视放大图；
图4为本发明桥式通道的结构示意图；
图5为图4的A-A剖视图。
图中：1、上接头，1-1、上台阶，2、弹性爪套，3、弹性爪，4、连接销钉，5、活塞总成，5-1、上端密封总成，5-2、下端密封总成，5-3、侧出液孔，6、安全阀本体，7、注液通道，8、第一环形过液通道，9、弹簧定位环，10、第二弹簧，11、复位筒，11-1、长孔，12、固定销钉，13、桥式通道，13-1、侧出液孔，13-2、过流通道，14、阀板总成，15、保护套，16、第三弹簧，17、平衡销，18、第一弹簧，19、下接头，19-1、下台阶，19-2、侧出流孔，20、第二环形过液通道，21、过液环空。
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：
新的清防蜡采油工艺要求在在大径油管内下入小径油管，大径油管套在小径油管的外面，大小径两套油管之间形成采油通道。在小径油管的下端连接本发明提供的管内安全阀，管内安全阀的下端安装封隔系统。采油时，在小径油管内循环高温液体，通过热传导将热量传递给产液，使产液温度高于结蜡温度，达到彻底清防蜡的目的。
请参阅图1～图5，图中实心箭头示出的是注入液体的流向；空心箭头示出的是采出产液的流向。
上述管内安全阀，包括从上至下依次连接的上接头1、安全阀本体6和下接头19。
上接头1、安全阀本体6和下接头19共同形成贯通的主中空结构，主中空结构设有上台阶1-1和下台阶19-1，上台阶1-1设在上接头1内，下台阶19-1设在下接头19内。
主中空结构内在上台阶1-1和下台阶19-1之间从上至下依次设置有弹性爪套2、弹性爪3、活塞总成5、阀板总成14和第一弹簧18。
在活塞总成5的外围设有与其密封连接的桥式通道13，桥式通道13的上部为小径段，下部为大径段，中心处设有用于容纳活塞总成5的中空结构。
小径段的外圆周面与安全阀本体6的内腔侧壁密封固定连接，大径段的上端部外圆周面与下接头19的内腔侧壁密封连接，大径段的上端部以下的外圆周面与下接头19的内腔侧壁之间形成与下接头19的下端中空结构贯通的过液环空21。
桥式通道中空结构的内侧壁与活塞总成5的下端密封总成5-2密封连接；在大径段上沿长度方向设有过流通道13-2，过流通道13-2的横截面为月牙形；大径段的上部设有与过流通道13-2不干扰的侧出液孔13-1，侧出液孔13-1与过液环空21连通。
下接头19上设有与过流通道13-2相通的侧出流孔19-2。
在第一弹簧18处于初始状态时，阀板总成14封闭在桥式通道13的下端形成密封机构。
弹性爪套2由两瓣形成，在内腔中部设有缩径段。
弹性爪套2套装在弹性爪3的外面，初始状态，弹性爪3的爪首穿过弹性爪套2的缩径段并凸出在缩径段的上面。
安全阀本体6的中空结构中部设有缩径段。
活塞总成5设有上端密封总成5-1和下端密封总成5-2。
在初始状态，上端密封总成5-1位于安全阀本体6中空结构缩径段的上方，与安全阀本体6的内壁分离，设有间隙；在活塞总成5与安全阀本体6之间形成与注液通道7的侧出液孔5-3连通的第一环形过液通道8；在活塞总成5和桥式通道13的中空结构之间形成与第一环形过液通道8连通的第二环形过液通道20，第二环形过液通道20与桥式通道13上部的侧出液孔13-1连通。下端密封总成5-2始终密封在桥式通道13中空结构的内侧壁上。
在活塞总成5的上面设置弹性爪3和弹性爪套2，在管内安全阀完成其上下空间的沟通后，能够确保活塞总成5的上密封总成5-1位于安全阀本体6的缩径段内。
弹性爪3与活塞总成5螺纹连接；弹性爪3与安全阀本体6之间设有连接销钉4。
上接头1、弹性爪套2、弹性爪3和活塞总成5的上部中空结构共同形成中心注液通道7，活塞总成5上部中空结构的下端设有与中心注液通道7相通的侧出液孔5-3。
在活塞总成5的底部设有复位筒11，复位筒11套装在活塞总成5的底端，并在侧壁上沿长度方向设有长孔11-1，长孔11-1内设有插装在活塞总成5内的固定销钉12；复位筒11的上方设有固接在活塞总成5上的弹簧定位环9，在弹簧定位环9和复位筒11之间夹压有套装在活塞总成5外的第二弹簧10。上述结构便于活塞总成5与阀板总成14分离。
为了便于阀板总成14的打开，在阀板总成14内设有平衡销17，阀板总成14由上下两体通过螺纹连接而成，并形成有中空结构，中空结构的中部设置有大径段。
平衡销17轴向滑动地装在阀板总成14的中空结构内，平衡销17中部设置有大径段。平衡销17的大径段位于阀板总成14中空结构的大径段内，在平衡销17大径段的底端和中空结构大径段的底面之间夹压有套装在平衡销17上的第三弹簧16，在第三弹簧16处于初始状态时，平衡销17大径段的顶端封闭在阀板总成14中空结构大径段的顶面上，平衡销17的上端凸出在阀板总成14的上面。
为了延长阀板总成14的使用寿命，在阀板总成14的上体下面设有保护套15，用于保护上体，减少生产过程中油气对其产生的冲蚀。
开始生产作业时，首先向小油管内灌注初始液，初始液沿其通道进入封隔系统，沟通阀板的上下部空间，请参见图1，图1中示出了初始液的流向；通过小油管内施压，驱使弹性爪3下移，剪断连接销钉5，离开弹性爪套2的缩径部，并带动活塞总成5的上端密封总成5-1下移至安全阀本体6中空结构的缩径段内，形成密封连接，关闭第一环形过液通道；小油管内继续施压，推动活塞总成5继续下移，该过程，活塞总成5的上端密封总成5-1保持密封在弹性爪套2的缩径部，活塞总成5推动阀板总成14，使其与桥式通道13分开，从而使油路开通，请参见图2，图2中示出了注入的高温循环液体的流向和采出液的流向。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种管内安全阀，其特征在于，包括从上至下依次连接的上接头、安全阀本体和下接头；
所述上接头、所述安全阀本体和所述下接头共同形成贯通的主中空结构，所述主中空结构设有上台阶和下台阶，所述上台阶设在上接头内，所述下台阶设在下接头内；
所述主中空结构内在所述上台阶和下台阶之间从上至下依次设置有活塞总成、阀板总成和第一弹簧；
在所述活塞总成的上方在所述主中空结构内形成有中心注液通道，所述中心注液通道底部设有侧出液孔；
在所述活塞总成的外围和所述下接头中间设有桥式通道，
所述桥式通道的上部为小径段，下部为大径段，中心处设有用于容纳所述活塞总成的中空结构；
所述小径段的外圆周面与所述安全阀本体的内腔侧壁密封固定连接，所述大径段的上端部外圆周面与所述下接头的内腔侧壁密封连接，在所述大径段上端部以下的外圆周面与所述下接头的内腔侧壁之间形成有与所述下接头的下端中空结构贯通的过液环空；
所述桥式通道中空结构的内侧壁与活塞总成的下端密封总成密封连接；
在所述大径段上沿长度方向设有过流通道；所述大径段的上部设有与所述过流通道不干扰的侧出液孔，所述大径段侧出液孔与过液环空连通；
所述下接头上设有与所述过流通道相通的侧出流孔；
所述安全阀本体内的中空结构中部设有缩径段；
所述活塞总成设有上端密封总成和所述下端密封总成；
在初始状态，所述活塞总成上端密封总成位于所述安全阀本体内中空结构缩径段的上方，与所述安全阀本体的中部缩径段分离，且在所述活塞总成与安全阀本体的中空结构之间形成与所述注液通道侧出液孔连通的第一环形过液通道；在所述活塞总成和所述桥式通道的中空结构之间形成与所述第一环形过液通道连通的第二环形过液通道，所述第二环形过液通道与所述大径段侧出液孔连通；所述阀板总成封闭在所述桥式通道的下端；
所述活塞总成下端密封总成密封在所述桥式通道中空结构的内侧壁上；
在正常生产作业状态，所述活塞总成上端密封总成下移至所述安全阀本体中空结构的缩径段内，形成密封连接，所述第一环形过液通道封闭；所述活塞总成推动所述阀板总成离开所述桥式通道，所述过流通道与所述下接头下端的中空结构连通，形成采油通道；
所述注液通道内设有与所述上台阶相邻接触的弹性爪套和弹性爪，所述弹性爪套套装在所述弹性爪外面，所述弹性爪的下端与所述活塞总成的上端螺纹连接，所述弹性爪通过连接销钉与所述安全阀本体连接；
所述活塞总成的底部设有复位筒，所述复位筒套装在所述活塞总成的底端，并在侧壁上沿长度方向设有长孔，所述长孔内设有插装在所述活塞总成内的固定销钉；所述复位筒的上方设有固接在所述活塞总成上的弹簧定位环，在所述弹簧定位环和所述复位筒之间夹压有套装在所述活塞总成外的第二弹簧。
2.根据权利要求1所述的管内安全阀，其特征在于，所述阀板总成由上下两体通过螺纹连接而成，并形成有中空结构，所述阀板总成中空结构的中部设置有大径段；
平衡销轴向滑动地装在所述阀板总成中空结构内，所述平衡销中部设置有大径段；所述平衡销大径段位于所述阀板总成中空结构大径段内，在所述平衡销大径段的底端和所述中空结构大径段的底面之间夹压有套装在所述平衡销上的第三弹簧，在所述第三弹簧处于初始状态时，所述平衡销大径段的顶端封闭在所述阀板总成中空结构大径段的顶面上，所述平衡销的上端凸出在所述阀板总成的上面。
3.根据权利要求2所述的管内安全阀，其特征在于，所述阀板总成的上体下面设有保护套。
4.根据权利要求1所述的管内安全阀，其特征在于，所述过流通道的横截面为月牙形。
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Granted publication date: 20140312 Termination date: 20180909 |