CN102628348A - 管捅式油管浮阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及欠平衡完井下油管作业中的油管内防喷装置技术领域，是一种管捅式油管浮阀，其包括上接头、定位锁紧装置、下接头和阀芯总成；下接头的内壁上部有下接环形凹槽，上接头下部固定安装在下接环形凹槽上部，能够装入开阀芯管并保持开启状态的阀芯总成固定安装在下接环形凹槽下部，上接头的内腔通过阀芯总成与下接头的内腔下部相连通，上接头的内腔壁上固定有能够锁定开阀芯管位置的定位锁紧装置。本发明结构合理而紧凑，是用方便，有效的防止了高压油气流通过油管喷出，减少了欠平衡下油管作业中可能产生的井控事故；完善带压下油管内防喷工具，实现操作程序简单、使用便利、费用低廉、安全可靠的目的。

Description

管捅式油管浮阀

技术领域

本发明涉及欠平衡完井下油管作业中的油管内防喷装置技术领域，是一种管捅式油管浮阀。

背景技术

在实施欠平衡完井下油管作业时，井底液柱压力小于地层孔隙流体压力，地层流体控制性地进入井筒，油气从油管内或油套环形空间返出，环空有旋转控制头或旋转防喷器控制流体上返，油管内若不采取防喷措施，轻则影响正常施工，重则出现井控事故。修井作业中的带压下油管工艺技术飞速发展，各油田对带压下油管技术比较青睐，然而目前带压油管使用的油管堵塞器样式单一、结构复杂、费用昂贵、工序繁琐，严重制约着带压下管柱技术的发展。

发明内容

本发明提供了一种管捅式油管浮阀，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决目前带压油管样式单一、结构复杂、费用昂贵、工序繁琐、制约着带压下管柱技术发展的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种管捅式油管浮阀，包括上接头、定位锁紧装置、下接头和阀芯总成；下接头的内壁上部有下接环形凹槽，上接头下部固定安装在下接环形凹槽上部，能够装入开阀芯管并保持开启状态的阀芯总成固定安装在下接环形凹槽下部，上接头的内腔通过阀芯总成与下接头的内腔下部相连通，上接头的内腔壁上固定有能够锁定开阀芯管位置的定位锁紧装置。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述上接头的上部内壁上可有定位凹槽，锁簧卡座外侧固定安装在定位凹槽的上部内壁上，锁簧卡座的下端面上分布有不少于一个的锁定簧片，锁定簧片的下端位于定位凹槽的底面内侧并能够被挤压容纳于定位凹槽的下部内腔内。

上述阀芯总成可包括阀芯锁紧套、阀芯活门座、活门和扭力弹簧，下接环形凹槽下方的下接头内壁上有阀座安装凹槽，阀芯活门座套装在阀座安装凹槽内，阀座安装凹槽的上部内壁上固定安装有阀芯锁紧套，阀芯锁紧套的下端面压紧在阀芯活门座的上端面上，阀芯活门座的内壁下部有上窄下宽的阀座锥面，活门右部通过铰轴铰接在阀芯活门座上，活门上部外侧有与阀座锥面相配合的锥形面，铰轴上安装有扭力弹簧，扭力弹簧的一端顶紧在阀芯活门座的下端面上，扭力弹簧的另一端顶紧在活门的下端面上并使活门的锥形面压紧在阀座锥面上。

上述上接头的内腔中可固定安装有开阀芯管，在定位凹槽下方的上接头内壁上有内径小于定位凹槽内径的芯管安装凹槽，芯管安装凹槽的下端面为上宽下窄的导向锥面，开阀芯管的上部外侧有芯管外凸台，芯管外凸台的下端有上宽下窄的锥面并压紧在导向锥面上，开阀芯管的下部套装在阀芯活门座的内腔内并将活门推至阀芯活门座下方，锁定簧片的下端位于芯管安装凹槽内侧并顶紧在开阀芯管的上端面上。

上述在开阀芯管的内腔上部可安装有芯管打捞装置，芯管打捞装置包括打捞矛接头、打捞卡爪套和卡爪连接套；打捞矛接头的上部有打捞矛上螺纹，打捞矛接头下部固定安装在卡爪连接套的内腔上部；卡爪连接套的外径大于或等于芯管外凸台的上端外径，卡爪连接套的下部内壁上有接套内环台；打捞卡爪套上部外侧有爪套外环台，打捞卡爪套的下端分布有开口朝下的分瓣槽，相邻两个分瓣槽之间的打捞卡爪套形成打捞爪，爪套外环台套装在卡爪连接套的内腔下部，打捞矛接头下端压紧在爪套外环台上，爪套外环台下端压紧在接套内环台上端面上，爪套外环台下方的打捞卡爪套套装在接套内环台内腔内；卡爪连接套上部套装在锁簧卡座内腔内，卡爪连接套外侧下部压紧锁定簧片下端，卡爪连接套下端坐在开阀芯管的上端面上，开阀芯管的内壁上部有芯管内环台，芯管内环台上端有上宽下窄的芯管上锥面，芯管上锥面的上端与开阀芯管的上端面相交，接套内环台的下端面为与芯管上锥面相配合的锥面，接套内环台通过锥面压紧在芯管上锥面上，打捞爪套装在芯管内环台的内腔内，对应芯管内环台下端位置的打捞爪外侧固定有能够卡在芯管内凸台下端面上的卡块。

上述卡块的外侧下端有上宽下窄的导入锥面。

上述下接环形凹槽的下端面可为上宽下窄的下接环槽锥面，阀芯活门座的外侧下部有与下接环槽锥面相配合的锥面。

上述阀芯活门座的外壁与下接环形凹槽的内壁之间可固定安装有密封圈，活门的外壁与阀座锥面的内表面之间固定安装有密封圈。

上述上接头的下部可有上接轴颈，上接轴颈通过螺纹固定安装在下接环形凹槽上部，定位凹槽的内壁与锁簧卡座的外壁可通过螺纹固定安装在一起，阀芯锁紧套的外壁与下接环形凹槽的内壁可通过螺纹固定安装在一起，卡爪连接套可通过螺纹固定安装在打捞矛接头的下部外侧。

本发明结构合理而紧凑，是用方便，有效的防止了高压油气流通过油管喷出，减少了欠平衡下油管作业中可能产生的井控事故；完善带压下油管内防喷工具，实现操作程序简单、使用便利、费用低廉、安全可靠的目的。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的主视局剖视结构示意图。

附图2为本发明中安装芯管的主视局剖视结构示意图。

附图3为本发明中安装芯管、打捞上接头和卡爪连接套的主视局部剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为上接头，2为上接轴颈，3为下接头，4为下接环形凹槽，5为锁簧卡座，6为锁定簧片，7为定位凹槽，8为阀芯锁紧套，9为阀芯活门座，10为活门，11为扭力弹簧，12为阀座锥面，13为开阀芯管，14为芯管安装凹槽，15为芯管外凸台，16为导向锥面，17为打捞矛接头，18为打捞卡爪套，19为卡爪连接套，20为接套内环台，21为打捞爪，22为芯管内环台，23为导入锥面，24为密封圈，25为卡块。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1、2、3所示，该管捅式油管浮阀包括上接头1、定位锁紧装置、下接头3和阀芯总成；下接头3的内壁上部有下接环形凹槽4，上接头1下部固定安装在下接环形凹槽4上部，能够装入开阀芯管13并保持开启状态的阀芯总成固定安装在下接环形凹槽4下部，上接头1的内腔通过阀芯总成与下接头3的内腔下部相连通，上接头1的内腔壁上固定有能够锁定开阀芯管13位置的定位锁紧装置。

可根据实际需要，对上述管捅式油管浮阀作进一步优化或/和改进：

如附图1、2、3所示，定位锁紧装置包括锁簧卡座5和锁定簧片6，上接头1的上部内壁上有定位凹槽7，锁簧卡座5外侧固定安装在定位凹槽7的上部内壁上，锁簧卡座5的下端面上分布有不少于一个的锁定簧片6，锁定簧片6的下端位于定位凹槽7的底面内侧并能够被挤压容纳于定位凹槽7的下部内腔内。

如附图1、2、3所示，阀芯总成包括阀芯锁紧套8、阀芯活门座9、活门10和扭力弹簧11，下接环形凹槽4下方的下接头3内壁上有阀座安装凹槽，阀芯活门座9套装在阀座安装凹槽内，阀座安装凹槽的上部内壁上固定安装有阀芯锁紧套8，阀芯锁紧套8的下端面压紧在阀芯活门座9的上端面上，阀芯活门座9的内壁下部有上窄下宽的阀座锥面12，活门10右部通过铰轴铰接在阀芯活门座9上，活门10上部外侧有与阀座锥面12相配合的锥形面，铰轴上安装有扭力弹簧11，扭力弹簧11的一端顶紧在阀芯活门座9的下端面上，扭力弹簧11的另一端顶紧在活门10的下端面上并使活门10的锥形面压紧在阀座锥面12上。平衡完井下油管作业中，将管捅式油管浮阀安装于油管串底部合适位置，可暂时性封堵油管内通道，管外采用旋转控制头或旋转防喷器控制油气上窜，可在井下欠平衡、井口带压状态下完成下油管作业；当下钻至一定井深需循环时，活门10完全打开，循环毫无阻碍，流动阻力小，循环一旦停止，活门10在扭力弹簧11的作用下自动关闭，防止了高压油气回流。

如附图2、3所示，上接头1的内腔中固定安装有开阀芯管13，在定位凹槽7下方的上接头1内壁上有内径小于定位凹槽7内径的芯管安装凹槽14，芯管安装凹槽14的下端面为上宽下窄的导向锥面16，开阀芯管13的上部外侧有芯管外凸台15，芯管外凸台15的下端有上宽下窄的锥面并压紧在导向锥面16上，开阀芯管13的下部套装在阀芯活门座9的内腔内并将活门10推至阀芯活门座9下方，锁定簧片6的下端位于芯管安装凹槽14内侧并顶紧在开阀芯管13的上端面上。开阀芯管13的下部将活门10顶开，通过芯管外凸台15座挂在芯管安装凹槽14上使开阀芯管13安装在上接头1的内腔中，通过锁定簧片6下端顶紧开阀芯管13的上端防止开阀芯管13从上接头1内腔中脱出；油管下钻至井底座封油管挂、采油（气）树后，投入开阀芯管13打开活门10，同时芯管外凸台15座挂在芯管安装凹槽14上使开阀芯管13安装在上接头1的内腔中，实现管内外长时间连通，油气井自喷投产。

如附图3所示，在开阀芯管13的内腔上部安装有芯管打捞装置，芯管打捞装置包括打捞矛接头17、打捞卡爪套18和卡爪连接套19；打捞矛接头17的上部有打捞矛上螺纹，打捞矛接头17下部固定安装在卡爪连接套19的内腔上部；卡爪连接套19的外径大于或等于芯管外凸台15的上端外径，卡爪连接套19的下部内壁上有接套内环台20；打捞卡爪套18上部外侧有爪套外环台，打捞卡爪套18的下端分布有开口朝下的分瓣槽，相邻两个分瓣槽之间的打捞卡爪套18形成打捞爪21，爪套外环台套装在卡爪连接套19的内腔下部，打捞矛接头17下端压紧在爪套外环台上，爪套外环台下端压紧在接套内环台20上端面上，爪套外环台下方的打捞卡爪套18套装在接套内环台20内腔内；卡爪连接套19上部套装在锁簧卡座5内腔内，卡爪连接套19外侧下部压紧锁定簧片6下端，卡爪连接套19下端坐在开阀芯管13的上端面上，开阀芯管13的内壁上部有芯管内环台22，芯管内环台22上端有上宽下窄的芯管上锥面，芯管上锥面的上端与开阀芯管13的上端面相交，接套内环台20的下端面为与芯管上锥面相配合的锥面，接套内环台20通过锥面压紧在芯管上锥面上，打捞爪21套装在芯管内环台22的内腔内，对应芯管内环台22下端位置的打捞爪21外侧固定有能够卡在芯管内凸台20下端面上的卡块25。自喷采油后期须转抽时，下入芯管打捞装置捞出开阀芯管13暂时性关闭浮阀，然后将开阀芯管13、打捞矛接头17连接于抽油泵底部，在不压井状态下下入油管，抽油泵碰泵的同时开阀芯管13打开活门10建立管内外连通通道；抽吸采油后期须检修抽油泵和油管时，在井口带压作业装备的辅助下将抽油泵提离泵座，同时管捅式浮阀被关闭，即可在不压井的条件下完成起下抽油泵、油管等作业。

如附图3所示，卡块25的外侧下端有上宽下窄的导入锥面23。

如附图2、3所示，下接环形凹槽4的下端面为上宽下窄的下接环槽锥面，阀芯活门座9的外侧下部有与下接环槽锥面相配合的锥面。下接环形凹槽4的下端面与阀芯活门座9的外侧下端面相配，便于安装。

如附图1、2、3所示，为了增加密封性，阀芯活门座9的外壁与下接环形凹槽4的内壁之间固定安装有密封圈24，活门10的外壁与阀座锥面12的内表面之间固定安装有密封圈24。

如附图3所示，上接头1的下部有上接轴颈2，上接轴颈2通过螺纹固定安装在下接环形凹槽4上部，定位凹槽7的内壁与锁簧卡座5的外壁通过螺纹固定安装在一起，阀芯锁紧套8的外壁与下接环形凹槽4的内壁通过螺纹固定安装在一起，卡爪连接套19通过螺纹固定安装在打捞矛接头17的下部外侧。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本发明最佳实施例的使用过程：管捅式油管浮阀一般安装在完井油管串的泵座与防砂筛管之间，在旋转控制装置和带压下管串装置等装备的辅助下完成欠平衡（带压）下油管作业；油管串下至预定位置，座封油管挂、采油（气）树，投入开阀芯管13打开活门10，同时开阀芯管13座挂在芯管安装凹槽14上，实现管内外长时间连通，油气井自喷投产；自喷转抽时，下入打捞矛接头17捞出芯管暂时性关闭浮阀，再将开阀芯管13、打捞矛接头17连接于抽油泵底部，在不压井状态下下入抽油泵，抽油泵碰泵的同时开阀芯管13打开活门10建立管内外连通通道；当不压井检泵及检油管时，在井口带压作业装备的辅助下将抽油泵提离泵座，同时管捅式浮阀被关闭，即可在不压井的条件下完成起下抽油泵、油管等作业，阀件出井后经清洁、检修、保养及重新组装后可二次入井，方可继续使用。

Claims (9)

1.一种管捅式油管浮阀，其特征在于包括上接头、定位锁紧装置、下接头和阀芯总成；下接头的内壁上部有下接环形凹槽，上接头下部固定安装在下接环形凹槽上部，能够装入开阀芯管并保持开启状态的阀芯总成固定安装在下接环形凹槽下部，上接头的内腔通过阀芯总成与下接头的内腔下部相连通，上接头的内腔壁上固定有能够锁定开阀芯管位置的定位锁紧装置。

2.根据权利要求1所述的管捅式油管浮阀，其特征在于上接头的上部内壁上有定位凹槽，锁簧卡座外侧固定安装在定位凹槽的上部内壁上，锁簧卡座的下端面上分布有不少于一个的锁定簧片，锁定簧片的下端位于定位凹槽的底面内侧并能够被挤压容纳于定位凹槽的下部内腔内。

3.根据权利要求2所述的管捅式油管浮阀，其特征在于阀芯总成包括阀芯锁紧套、阀芯活门座、活门和扭力弹簧，下接环形凹槽下方的下接头内壁上有阀座安装凹槽，阀芯活门座套装在阀座安装凹槽内，阀座安装凹槽的上部内壁上固定安装有阀芯锁紧套，阀芯锁紧套的下端面压紧在阀芯活门座的上端面上，阀芯活门座的内壁下部有上窄下宽的阀座锥面，活门右部通过铰轴铰接在阀芯活门座上，活门上部外侧有与阀座锥面相配合的锥形面，铰轴上安装有扭力弹簧，扭力弹簧的一端顶紧在阀芯活门座的下端面上，扭力弹簧的另一端顶紧在活门的下端面上并使活门的锥形面压紧在阀座锥面上。

4.根据权利要求3所述的管捅式油管浮阀，其特征在于上接头的内腔中固定安装有开阀芯管，在定位凹槽下方的上接头内壁上有内径小于定位凹槽内径的芯管安装凹槽，芯管安装凹槽的下端面为上宽下窄的导向锥面，开阀芯管的上部外侧有芯管外凸台，芯管外凸台的下端有上宽下窄的锥面并压紧在导向锥面上，开阀芯管的下部套装在阀芯活门座的内腔内并将活门推至阀芯活门座下方，锁定簧片的下端位于芯管安装凹槽内侧并顶紧在开阀芯管的上端面上。

5.根据权利要求4所述的管捅式油管浮阀，其特征在于在开阀芯管的内腔上部安装有芯管打捞装置，芯管打捞装置包括打捞矛接头、打捞卡爪套和卡爪连接套；打捞矛接头的上部有打捞矛上螺纹，打捞矛接头下部固定安装在卡爪连接套的内腔上部；卡爪连接套的外径大于或等于芯管外凸台的上端外径，卡爪连接套的下部内壁上有接套内环台；打捞卡爪套上部外侧有爪套外环台，打捞卡爪套的下端分布有开口朝下的分瓣槽，相邻两个分瓣槽之间的打捞卡爪套形成打捞爪，爪套外环台套装在卡爪连接套的内腔下部，打捞矛接头下端压紧在爪套外环台上，爪套外环台下端压紧在接套内环台上端面上，爪套外环台下方的打捞卡爪套套装在接套内环台内腔内；卡爪连接套上部套装在锁簧卡座内腔内，卡爪连接套外侧下部压紧锁定簧片下端，卡爪连接套下端坐在开阀芯管的上端面上，开阀芯管的内壁上部有芯管内环台，芯管内环台上端有上宽下窄的芯管上锥面，芯管上锥面的上端与开阀芯管的上端面相交，接套内环台的下端面为与芯管上锥面相配合的锥面，接套内环台通过锥面压紧在芯管上锥面上，打捞爪套装在芯管内环台的内腔内，对应芯管内环台下端位置的打捞爪外侧固定有能够卡在芯管内凸台下端面上的卡块。

6.根据权利要求5所述的管捅式油管浮阀，其特征在于卡块的外侧下端有上宽下窄的导入锥面。

7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的管捅式油管浮阀，其特征在于下接环形凹槽的下端面为上宽下窄的下接环槽锥面，阀芯活门座的外侧下部有与下接环槽锥面相配合的锥面。

8.根据权利要求7所述的管捅式油管浮阀，其特征在于阀芯活门座的外壁与下接环形凹槽的内壁之间固定安装有密封圈，活门的外壁与阀座锥面的内表面之间固定安装有密封圈。

9.根据权利要求8所述的管捅式油管浮阀，其特征在于上接头的下部有上接轴颈，上接轴颈通过螺纹固定安装在下接环形凹槽上部，定位凹槽的内壁与锁簧卡座的外壁通过螺纹固定安装在一起，阀芯锁紧套的外壁与下接环形凹槽的内壁通过螺纹固定安装在一起，卡爪连接套通过螺纹固定安装在打捞矛接头的下部外侧。

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