CN103939052A - 一种液压式不压井井下开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压式不压井井下开关，用于不压井采油(气)及其它的不压井井下作业。它主要由上接头、下接头、外筒、轨道中心筒、轨道销钉、轨道销钉固定环、推杆、上单流阀和下单流阀组成，所述外筒和上接头通过螺纹固定连接，弹簧座和外筒、下接头也通过螺纹固定连接；上单流阀、轨道中心筒和推杆装在外筒内；轨道销钉固定环通过紧定销钉固定在外筒上，轨道中心筒上的轨道槽能限定轨道中心筒的运动轨迹；轨道槽的上下止点能使轨道中心筒被锁定在上下限定位置。本发明结构简单、性能可靠、操作简便、可重复性好，能降低生产成本，可以重复实现开关开闭状态的转换，从而实现二次井下作业，提高油(气)井的产量。

Description

一种液压式不压井井下开关

技术领域

本发明涉及一种液压式不压井井下开关，用于不压井采油(气)及其它的不压井井下作业，属于石油天然气井下作业设备技术领域。

技术背景

由于油(气)井中的油(气)层压力，常规的石油(天然气)开采作业中，常需要将一定比重的泥浆或水注入井下进行压井。压井作业会造成油层污染、堵塞地层的有效孔隙和减少渗流面积，降低油(气)井产量。同样，常规的修井工艺都要进行压井工序，也会破坏油(气)层，影响石油(天然气)的开采。在我国现有的油(气)层保护技术中，大都是从优化压井液方面来减少对油(气)层的损害；而不压井技术是指在不用循环液压井的条件下，用专用的不压井设备对高压油(气)井进行作业，它能避免压井液对产层的污染，使油(气)井的开采潜能和产量得到最大程度的保护。如果有一种井下开关，能够在石油(天然气)开采过程中很轻易地实现不压井采油(气)，并且能够很方便的实现开关开闭状态的转换来进行二次井下作业，就能够节约大量成本，带来可观的经济效益。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种液压式不压井井下开关，其结构简单、性能可靠、操作简便、可重复性好，用于不压井采油(气)及其它的不压井作业。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一种液压式不压井井下开关，主要由上接头、下接头、外筒、轨道中心筒、轨道销钉、轨道销钉固定环、推杆、上单流阀和下单流阀组成，所述外筒和上接头通过螺纹固定连接，弹簧座和外筒、下接头也通过螺纹固定连接；上单流阀、轨道中心筒和推杆装在外筒内，并可以沿外筒内壁上下滑动；轨道销钉固定环通过紧定销钉固定在外筒上，从而使轨道销钉固定不动；轨道中心筒上的轨道槽能限定轨道中心筒的运动轨迹，轨道槽的上下止点能使轨道中心筒被锁定在上下限定位置；上单流阀阀罩和外筒之间以及轨道中心筒和外筒之间分别通过O型密封圈密封。

在石油(天然气)开采下入管柱的过程中，开关处于关闭状态，此时由于油(气)层压力的作用，会使下单流阀钢球紧压在下单流阀阀座上，下单流阀关闭(轨道槽下止点A和轨道销钉接触)，截断了油(气)流通道，从而防止石油(天然气)从油管中喷出井口。由于单流阀的结构特征，油(气)层压力越大，下入管柱过程中开关的关闭状态越可靠。下入管柱后，要进行石油(天然气)开采时，只需从油管中打压，打入的高压液体会作用于上单流阀钢球，使上单流阀关闭，并推动整个上单流阀带动轨道中心筒和推杆向下运动，直至轨道槽上死点B和轨道销钉接触；然后泄压，作用于下单流阀钢球上的油层压力会推动下单流阀钢球带动推杆、轨道中心筒和上单流阀向上运动，直至轨道槽C点和轨道销钉接触，此时开关处于稳定的开启状态，油(气)流通道打开，可以正常地进行石油(天然气)开采。当需要关闭开关进行二次井下作业时，只需再次从油管中打压，打入的高压液体会使上单流阀关闭，并推动上单流阀、轨道中心筒和推杆向下运动，直至轨道中心筒上轨道槽的上止点D和轨道销钉接触；然后泄压，油层压力会推动下单流阀钢球带动推杆、轨道中心筒和上单流阀向上运动，直至轨道中心筒上轨道槽的下止点E和轨道销钉接触，整个开关处于稳定的关闭状态，可以进行相应的二次井下作业。如果以后还需要开启或关闭开关时，只需重复上述的打压——泄压操作即可。

本发明的优点在于：结构简单、性能可靠、操作简便、可重复性好，能降低生产成本，可以重复实现开关开闭状态的转换，从而实现二次井下作业，提高油(气)井的产量。

附图说明

图1是本发明一种液压式不压井井下开关处于关闭状态的结构示意图；

图2是本发明处于开启状态的结构示意图；

图3是本发明的中轨道中心筒外壁上的轨道槽示意图。

图中：1.上接头，2.外筒，3.O型密封圈，4.O型密封圈，5.上单流阀阀罩，6.上单流阀钢球，7.上单流阀阀座，8.轨道中心筒，9.O型密封圈，10.轨道槽，11.轨道销钉固定环，12.轨道销钉，13.紧定销钉，14.O型密封圈，15.推杆，16.下单流阀阀座，17.下单流阀钢球，18.扶正环，19.弹簧，20.弹簧座，21.下接头，22.上单流阀，23.下单流阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作具体描述：

如图1、图2、图3所示，本发明一种液压式不压井井下开关，主要由上接头1、下接头21、外筒2、轨道中心筒8、轨道销钉12、紧定销钉13、轨道销钉固定环11、推杆15、上单流阀22和下单流阀23组成，所述外筒2和上接头1通过螺纹固定连接；弹簧座20和外筒2、下接头21也通过螺纹固定连接；上单流阀22、轨道中心筒8和推杆15装在外筒2内，并可以沿外筒2内壁上下滑动；轨道销钉固定环11通过紧定销钉13固定在外筒2上，从而使轨道销钉12固定不动；轨道中心筒8上的轨道槽10能限定轨道中心筒8的运动轨迹，轨道槽10的上下止点能使轨道中心筒8被锁定在上下限定位置；上单流阀阀罩5和外筒2之间通过O型密封圈(3、4)密封；轨道中心筒8和外筒2之间通过O型密封圈(9、14)密封。

上接头1的下端面台肩和外筒2下部的变径部分会将上单流阀22、轨道中心筒8和推杆15的上下滑动限定在一定的范围内，从而提高开关开闭状态的转换效率。

下单流阀钢球17下端放置有扶正环18，从而防止下单流阀钢球17在开关开闭状态转换过程中出现严重偏移而影响开关的开闭。

在进行不压井采油(气)时，下入管柱的过程中，由于油(气)层压力的作用，会使下单流阀钢球17紧压在下单流阀阀座16上，下单流阀23关闭(轨道槽10下止点A(如图3所示)和轨道销钉12接触)，此时整个开关处于关闭状态(如图1所示)，截断了油(气)流通道，从而防止了石油(天然气)从油管中喷出井口。下入管柱后，需要进行石油(天然气)开采时，从油管中打压，打入的高压液体会作用于上单流阀钢球6，导致上单流阀钢球6紧压在上单流阀阀座7上，使上单流阀22关闭，高压液体无法通过上单流阀22，转而推动整个上单流阀22带动轨道中心筒8和推杆15向下运动，直至轨道中心筒8上的轨道槽10的上死点B和轨道销钉12接触时，无法再向下运动；然后泄压，作用于下单流阀钢球17上的油(气)层压力会推动下单流阀钢球17带动推杆15、轨道中心筒8和上单流阀22向上运动，直至轨道中心筒8上的轨道槽10的C点和轨道销钉12接触，此时开关处于稳定的开启状态，油(气)流通道打开，石油(天然气)从弹簧座20的底部通孔中流入，流过下单流阀阀座16的中心孔，经推杆15的导流孔和轨道中心筒8的中心孔，顺着上单流阀22流入到油管中。当需要关闭开关进行二次井下作业时，只需再次从油管打压，打入的高压液体无法通过上单流阀22，而是推动上单流阀22带动轨道中心筒8和推杆15向下运动，直至轨道中心筒8上轨道槽10的上止点D和轨道销钉12接触，无法再向下运动；然后泄压，油(气)层压力会推动下单流阀钢球17带动推杆15、轨道中心筒8和上单流阀22向上运动，直至轨道槽10下止点E和轨道销钉12接触，此时整个开关处于稳定的关闭状态，可以进行相应的二次井下作业。若以后还需开启或关闭开关，只需重复上述的打压——泄压操作即可。

Claims (3)

1.一种液压式不压井井下开关，主要由上接头(1)、下接头(21)、外筒(2)、轨道中心筒(8)、轨道销钉(12)、紧定销钉(13)、轨道销钉固定环(11)、推杆(15)、上单流阀(22)和下单流阀(23)组成，其特征在于：所述外筒(2)和上接头(1)通过螺纹固定连接，弹簧座(20)和外筒(2)、下接头(21)也通过螺纹固定连接；上单流阀(22)、轨道中心筒(8)和推杆(15)装在外筒(2)内，并可以沿外筒(2)内壁上下滑动；轨道销钉固定环(11)通过紧定销钉(13)固定在外筒(2)上，从而使轨道销钉(12)固定不动；轨道中心筒(8)上的轨道槽(10)能限定轨道中心筒(8)的运动轨迹，轨道槽(10)的上下止点能使轨道中心筒(8)被锁定在上下限定位置；上单流阀阀罩(5)和外筒(2)之间通过O型密封圈(3、4)密封，轨道中心筒(8)和外筒(2)之间通过O型密封圈(9、14)密封。

2.根据权利要求1所述的一种液压式不压井井下开关，其特征在于：上接头(1)的下端面台肩和外筒(2)下部的变径部分会将上单流阀(22)、轨道中心筒(8)和推杆(15)的上下滑动限定在一定的范围内，从而提高了开关开闭状态的转换效率。

3.根据权利要求1所述的一种液压式不压井井下开关，其特征在于：下单流阀钢球(17)下端放置有扶正环(18)，从而防止下单流阀钢球(17)在开关开闭状态转换过程中出现严重偏移而影响开关的开闭。