CN103541685A - 可开关式反循环阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可开关式反循环阀，包括第一接头、芯管、外筒、弹簧、阀管、球座和第二接头，外筒的两端分别与第一接头和第二接头固定连接，外筒内依次设有芯管、阀管和球座，球座与第二接头固定连接，芯管的一端与第一接头滑动密封配合，阀管具有外径不等的两段，芯管的另一端与阀管的外径较大的一段固定连接，阀管的外径较大的一段与外筒之间滑动密封连接，弹簧套在芯管的外部，弹簧的两端分别作用于第一接头和阀管，芯管上径向开设有传压孔，球座的端部形成内球面，阀管的端部具有与内球面相配合的外球面，外筒上开有径向通孔，第一接头与外筒之间以及球座与第二接头之间通过O形圈密封。本发明可反复实现作业要求，提高生产了效率。

Description

可开关式反循环阀

技术领域

本发明涉及一种可开关式反循环阀，属于油气井井下工具技术领域。

背景技术

为了提高油、气采收率，国内油田越来越看重水平井的钻井方式，而在水平井的完井方式上，很多井又选择水平井分段酸化压裂裸眼完井方式，在实施酸化压裂增产施工过程中，反循环阀用于深井压裂后的反循环洗井的工具，它是为了既能够保证在正循环过程中的循环密封，同时又能够满足反循环洗井的要求。传统的反循环阀是在实施油气井井下作业时，主要用于直井或水平井裸眼完井分段增产改造过程。当完成投球压裂后，进行生产过程中，出现砂堵，通过环空打压使反循环阀上的剪钉剪断，座封后露出循环通道，使环空与油管内建立连通的作用。可以实现解除砂堵的目的，但是无法保证连续作业的要求，需要重新换接管柱，因而还需要提高生产效率和可靠性。

鉴于上述现有的反循环阀在使用中存在的问题和缺陷，本发明人积极加以研究和创新，以发明一种可开关式反循环阀，消除现有技术存在的缺陷，使其更加具有实用性。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种可开关式反循环阀，可以满足在不起管柱的情况下，可以多次反复的实现作业要求，大大减少了作业周期及成本，提高生产了效率。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

可开关式反循环阀，包括：第一接头、芯管、外筒、弹簧、阀管、球座和第二接头，其中外筒的两端分别与第一接头和第二接头固定连接，且所述第一接头和第二接头分别伸入所述外筒内，所述外筒内自第一接头至第二接头方向依次为芯管、阀管和球座，所述球座与所述第二接头固定连接，所述芯管的一端插入第一接头内且与第一接头滑动密封配合，所述阀管具有外径不等的两段，所述芯管的另一端与阀管的外径较大的一段固定连接，所述阀管的外径较大的一段与外筒之间滑动密封连接，所述弹簧套在芯管的外部，且弹簧的两端分别作用于所述第一接头和所述阀管，所述芯管上径向开设有传压孔，所述传压孔连通芯管内部与芯管和外筒之间的环空部分，所述球座的端部形成内球面，所述阀管的外径较小一段的端部具有与所述球座的内球面相配合的外球面，所述外筒上开有径向通孔，所述径向通孔对应于所述阀管的外径较小的一段，所述第一接头与外筒之间以及球座与第二接头之间通过O形圈密封。

作为优选，所述外筒的两端分别与第一接头和第二接头螺纹连接。

作为优选，所述外筒与第一接头和第二接头通过固定螺钉固定。

作为优选，所述芯管与所述阀管之间密封连接。

作为优选，所述传压孔开设于芯管靠近阀管一侧。

作为优选，所述第一接头具有用于与其他管件连接的内螺纹，第二接头具有用于与其他管件连接的外螺纹。

作为优选，所述第一接头的外壁面及内壁面上分别开有环形密封槽，环形密封槽内分别设置用于第一接头与外筒及芯管之间密封的O形圈。

作为优选，所述球座的外壁面上开有环形密封槽，所述环形密封槽内设置用于第二接头与球座之间密封的O形圈。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的可开关式反循环阀是利用了阀管与球座的密封方式，合理充分的利用了弹簧和油压的功能，通过芯管上的传压孔将油管压力作用到阀管上，将阀管推向球座处，使阀管的外球面与球座的内球面密闭接触，关闭循环通道，其特点就是油管压力越高，密封性能越好。套管压力通过外筒上的径向通孔可以让套管压力作用于阀管上。当套管压力作用于阀管上的轴向力大于油管压力及弹簧共同作用于阀管上的轴向力时，压力通过外筒上的径向通孔将阀管与球座分离开，形成循环通道。所以本发明可以满足反复开关循环的要求，是一种安全可靠的新型产品。

附图说明

图1为本发明的可开关式反循环阀结构半剖图。

图2为图1中A部放大图。

图3为阀管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

图1为本发明的可开关式反循环阀结构半剖图。图2为图1中A部放大图。图3为阀管的结构示意图。如图1至图3所示，可开关式反循环阀，包括：第一接头1、芯管2、外筒3、弹簧4、阀管5、球座6和第二接头7，其中外筒3的两端分别与第一接头2和第二接头7固定连接，且第一接头1和第二接头7分别伸入外筒3内，外筒3内自第一接头1至第二接头7方向依次为芯管2、阀管5和球座6，球座6与第二接头7固定连接，芯管2的一端插入第一接头1内且与第一接头1滑动密封配合，阀管5具有外径不等的两段，形成受力面积差，芯管2的另一端与阀管5的外径较大的一段501固定连接，阀管5的外径较大的一段501与外筒3之间滑动密封连接，弹簧4套在芯管2的外部，即弹簧4位于外筒3与芯管2形成的环空8内，且弹簧4的两端分别作用于第一接头1和阀管5，芯管2上径向开设有传压孔201，传压孔201连通芯管2内部与芯管2与外筒3之间的环空8，球座6的端部形成内球面，阀管5的外径较小一段502的端部具有与球座6的内球面相配合的外球面503，外筒3上开有径向通孔301，径向通孔301对应于阀管5的外径较小的一段502，第一接头1与外筒3之间以及球座5与第二接头7之间通过O形圈9密封。外筒3上的径向通孔301在外筒3周向上均匀分布。图1中虚线圆表示阀管5端部的外球面503所在的圆。本发明的阀管5的外径不等的两段之间形成台阶504。

外筒3的两端分别与第一接头1和第二接头7通过螺纹固定连接。为进一步增加连接的稳固性，外筒3与第一接头1和第二接头7再通过固定螺钉10固定。当然，外筒3的两端与第一接头1和第二接头也可采用其他方式固定连接。

芯管2与阀管5之间也密封连接。本发明中各部件之间的密封可以是通过O形圈密封，也可以是通过部件之间的配合或其他方式实现密封。当采用O形圈密封时，可以在相连接的两个部件中的一个或两个上开环形密封槽，然后将O形圈设于环形密封槽内。比如在第一接头1的外壁面及内壁面上分别开设环形密封槽，环形密封槽内分别设置O形圈用于第一接头1与外筒3及芯管2之间密封。在球座6的外壁面上开有环形密封槽，环形密封槽内设置O形圈用于第二接头7与球座6之间的密封。

传压孔201开设于芯管2靠近阀管5一侧。这样即使芯管与阀管一同沿轴向运动，传压孔201始终能实现芯管2内部与环空8之间的连通。传压孔201在芯管2周向上均匀分布。本实施例中传压孔201呈两排均匀分布。

第一接头1具有用于与其他管件连接的内螺纹，即第一接头1为母接头，第二接头7具有用于与其他管件连接的外螺纹，即第二接头为公接头。

本发明的可开关式反循环阀利用了阀管与球座的密封方式，合理充分的利用了弹簧和油压的功能，通过外筒上的径向通孔与芯管上的传压孔，可以让套管压力和油管压力作用到阀管上。当套管压力作用于阀管台阶上的轴向力大于油管压力及弹簧作用于阀管端部的轴向力时，阀管与球座分离开，形成循环通道。当油管压力及弹簧作用于阀管端部的轴向力大于套管压力作用于阀管台阶上的轴向力时，轴向的力将阀管推回到球座处，关闭循环通道，其特点就是油管压力越高，阀管与球座之间的密封性能越好。本发明可以满足反复开关循环的要求，是一种安全可靠的新型产品。

本发明的可以通过如下步骤组装：

先将O形圈安装到相应的密封槽内，然后将第一接头1与外筒3先连接，然后将芯管2与阀管5连接为一体，将弹簧4套在芯管2的外部，将其整体装入到外筒3内，将球座6与第二接头7连接为一体，再将第二接头与其外筒3连接使芯管伸入第一接头内，将第一接头1和第二接头7与外筒3之间的螺纹上紧后，最后并分别在第一接头1和第二接头7上打上4个M10固定螺钉，进一步将第一接头1和第二接头7分别与外筒3固定，即装配完成。

本产品装配简单方便容易操作，利用弹簧压缩的弹力，在自由状态下将阀管紧推与球座密封配合，通过套管压力与油管内部压力的变化实现阀管与球座之间的分合即实现循环通道的导通和封闭。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.可开关式反循环阀，其特征在于，包括：第一接头、芯管、外筒、弹簧、阀管、球座和第二接头，其中外筒的两端分别与第一接头和第二接头固定连接，且所述第一接头和第二接头分别伸入所述外筒内，所述外筒内自第一接头至第二接头方向依次为芯管、阀管和球座，所述球座与所述第二接头固定连接，所述芯管的一端插入第一接头内且与第一接头滑动密封配合，所述阀管具有外径不等的两段，所述芯管的另一端与阀管的外径较大的一段固定连接，所述阀管的外径较大的一段与外筒之间滑动密封连接，所述弹簧套在芯管的外部，且弹簧的两端分别作用于所述第一接头和所述阀管，所述芯管上径向开设有传压孔，所述传压孔连通芯管内部与芯管和外筒之间的环空部分，所述球座的端部形成内球面，所述阀管的外径较小一段的端部具有与所述球座的内球面相配合的外球面，所述外筒上开有径向通孔，所述径向通孔对应于所述阀管的外径较小的一段，所述第一接头与外筒之间以及球座与第二接头之间通过O形圈密封。

2.根据权利要求1所述的可开关式反循环阀，其特征在于，所述外筒的两端分别与第一接头和第二接头螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的可开关式反循环阀，其特征在于，所述外筒与第一接头和第二接头通过固定螺钉固定。

4.根据权利要求1所述的可开关式反循环阀，其特征在于，所述芯管与所述阀管之间密封连接。

5.根据权利要求1所述的可开关式反循环阀，其特征在于，所述传压孔开设于芯管靠近阀管一侧。

6.根据权利要求1所述的可开关式反循环阀，其特征在于，所述第一接头具有用于与其他管件连接的内螺纹，第二接头具有用于与其他管件连接的外螺纹。

7.根据权利要求1所述的可开关式反循环阀，其特征在于，所述第一接头的外壁面及内壁面上分别开有环形密封槽，环形密封槽内分别设置用于第一接头与外筒及芯管之间密封的O形圈。

8.根据权利要求1所述的可开关式反循环阀，其特征在于，所述球座的外壁面上开有环形密封槽，所述环形密封槽内设置用于第二接头与球座之间密封的O形圈。

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