CN102808596A - 一种油管井下定压阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种油管井下定压阀，包括阀体和阀芯，阀芯布置在阀体内，阀芯通过弹簧与阀体的中部形成密封，弹簧座落在阀体下部连接的弹簧座上；阀体的上部通过剪切销连接阀帽，阀体的下部设有钻井液循环的水眼；阀帽的上部与油管连接，阀帽的下部连接有承接阀体下落的防掉落帽，阀帽的中部设有被未下落阀体封堵的采气筛孔。本发明通过机械结构实现，它在下油管串时能够有效实现暂堵，确保井内压力不会从油管中泄漏，在油管串下放和到位后都能够有效实现循环作业，在采油树安装完毕后能够有效实现采气作业，无需依赖温度等环境因素，具有设计合理、结构简单、成本低廉、可靠性和稳定性高、操作方便、安全性好、实用性强等特点，有效提高了施工进度。

Description

一种油管井下定压阀
技术领域
本发明涉及井下控制阀，具体是一种油管井下定压阀，它特别适合用作欠平衡钻井的油气开采。
背景技术
近年来，国内外欠平衡钻井技术在降低成本和提高油气层产能上取得了显著效果，已经成为钻井技术发展的必然趋势。但是，常规的欠平衡钻井工艺不能有效解决起下钻、完井等作业过程中井底欠平衡压差的连续保持问题，无法可靠实施全过程的欠平衡作业，使得该项技术的应用受到一定程度的限制。
为了确保井底欠平衡压差的连续保持，目前在全过程欠平衡钻井中下油管串时，在油管串的底端设置有控制阀，要求该控制阀既要在下油管串的时候实现暂堵，防止井内压力从油管中泄漏，又要在油管串到位后实现循环作业，还要在采油树安装完毕后实现采气作业。常规的油管串底端控制阀是通过化学剂实现的，即在油管串的底端连接几根筛管，每根筛管中填满化学剂，该化学剂在常温下表现为固体，能够承受一定的压力，待温度升高后，化学剂溶解，打开钻井液循环通道和采气通道。由于化学剂对温度的高度依赖性，使得这种化学剂控制阀的可靠性和稳定性存在严重缺陷，这直接影响了施工进度，也无法实现下油管串中途的钻井液循环，安全性差。
为此，国内外科研人员大力研发了全过程欠平衡钻井的配套工具，这其中就包括了油管串底端连接的控制阀，这些研究成果在公开出版物上屡见报道，例如中国专利文献公开的“欠平衡井下套管阀”（公开号: CN2697310，公开日:2005.05.04）和“机械式欠平衡井下套管阀”（公开号: CN101818630，公开日:2010.09.01）。这些井下控制阀均能适合用作全过程欠平衡钻井，但至今未见有与本发明结构相同或相近似的井下控制阀。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有化学剂控制阀的不足，提供一种设计合理、结构简单、稳定可靠、实用性强的油管井下定压阀。
本发明采用的技术方案是：一种油管井下定压阀，包括阀体和阀芯，所述阀芯布置在阀体内，阀芯通过弹簧与阀体的中部形成密封，弹簧座落在阀体下部连接的弹簧座上；所述阀体的上部通过剪切销连接阀帽，阀体的下部设有钻井液循环的水眼；所述阀帽的上部与油管连接，阀帽的下部连接有承接阀体下落的防掉落帽，阀帽的中部设有被未下落阀体封堵的采气筛孔。
所述阀体上部具有环形结构的凸出外沿，该凸出外沿的外径大于防掉落帽的内径。
所述阀体内设有钢球承载面，用作承接下落的钢球。
所述弹簧座上设有钻井液循环的水眼。
所述阀芯和阀体以锥面形成接触密封。
本发明的有益效果是：上述定压阀通过机械结构实现，它在下油管串时能够有效实现暂堵，确保井内压力不会从油管中泄漏，在油管串下放和到位后都能够有效实现循环作业，在采油树安装完毕后能够有效实现采气作业，无需依赖温度等环境因素，具有设计合理、结构简单、成本低廉、可靠性和稳定性高、操作方便、安全性好、实用性强等特点，有效提高了施工进度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的一种结构示意图。
图中代号含义：1—阀帽；2—阀体；3—阀芯；4—弹簧；5—弹簧座；6—防掉落帽；7—剪切销；8—筛孔；9—水眼；10—钢球承载面；11—钢球；12—凸出外沿。
具体实施方式
参见图1：本发明包括阀体2和阀芯3。其中，阀芯3布置在阀体2内，阀芯3的上部具有外锥面，阀芯3的下部抵接在弹簧4上，阀体2的中部具有与阀芯3的外锥面相匹配的内锥面，阀芯3在弹簧4的张力作用下，与阀体2的内锥面形成接触密封。弹簧4的底端座落在弹簧座5上，弹簧座5以螺纹方式连接在阀体2的下部，在弹簧座5和阀体2的下部分别设有钻井液循环的水眼9，弹簧座5上的水眼以轴向方向设置，阀体2上的水眼以径向方向设置，油管中的钻井液将阀芯3压下，从水眼9实现循环。阀体2的上部具有环形结构的凸出外沿12，凸出外沿12通过剪切销7连接在阀帽3上，阀帽3的上部以螺纹方式与油管连接，阀帽3的下部以螺纹方式连接有承接阀体2下落的防掉落帽6，防掉落帽6的内径应当小于阀体2上部凸出外沿12的外径，在凸出外沿12与防掉落帽6之间的阀帽3上，径向设有采气的筛孔8，该筛孔8被未下落的阀体2封堵。在阀芯3上方的阀体2内壁面上设有承接下落钢球11的外锥面，即钢球承载面10，下落的钢球11座在钢球承载面10上，憋压剪断剪切销7，使阀体2下落，下落的阀体2落座在防掉落帽6上，从而打开所有的采气筛孔8。

Claims (5)

1. 一种油管井下定压阀，包括阀体（2）和阀芯（3），其特征在于：所述阀芯（3）布置在阀体（2）内，阀芯（3）通过弹簧（4）与阀体（2）的中部形成密封，弹簧（4）座落在阀体（2）下部连接的弹簧座（5）上；所述阀体（2）的上部通过剪切销（7）连接阀帽（3），阀体（2）的下部设有钻井液循环的水眼（9）；所述阀帽（3）的上部与油管连接，阀帽（3）的下部连接有承接阀体（2）下落的防掉落帽（6），阀帽（3）的中部设有被未下落阀体（2）封堵的采气筛孔（8）。
2.根据权利要求1所述油管井下定压阀，其特征在于：所述阀体（2）上部具有环形结构的凸出外沿（12），该凸出外沿（12）的外径大于防掉落帽（6）的内径。
3.根据权利要求1所述油管井下定压阀，其特征在于：所述阀体（2）内设有钢球承载面（10），用作承接下落的钢球（11）。
4.根据权利要求1所述油管井下定压阀，其特征在于：所述弹簧座（5）上设有钻井液循环的水眼（9）。
5.根据权利要求1所述油管井下定压阀，其特征在于：所述阀芯（3）和阀体（2）以锥面形成接触密封。
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