CN103953313A - 耐冲蚀单流阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐冲蚀单流阀，其连接在油管中间，包括上接头、下接头、连接上接头和下接头的外筒，在外筒内部设置有耐磨冲管，外筒和耐磨冲管之间形成有环形空腔，耐磨冲管外侧的上部和下部与外筒之间分别设置有密封胶圈，使耐磨冲管的内腔与环形空腔密封隔离并能使耐磨冲管沿外筒的内腔上下滑动，在外筒和耐磨冲管的环形空间内设置有控制耐磨冲管上下滑动的复位弹簧，与环形空腔对应的外筒上设有传压孔，使环形空腔与外界相通，在传压孔上装有防砂网，在外筒的下端里侧设置有垂直于耐磨冲管滑动方向的密封翻板，在下接头上设置有密封翻板翻转时容纳密封翻板的空间，使耐磨冲管顺畅滑向下接头。本发明结构简单，操作方便，是一种提高分层压裂效率新工具。

Description

耐冲蚀单流阀

技术领域

本发明涉及一种油气田开发应用的井下工具，尤其适用于油气井多层段压裂工艺的提高压裂效率、降低作业成本实现带压拖动分层压裂工艺的耐冲蚀单流阀。

背景技术

目前水力喷砂封隔器分层压裂技术在低渗透和非常规油气田得到大量应用。但是每层压裂后需要放喷排液、反洗井和拆装井口,存在放喷过程因出砂而卡住工具、频繁拆装井口劳动强度大、施工周期长的缺点。带压拖动分层压裂可以提高分层压裂的效率，但是要实现带压拖动井内管柱，必须要在油管内下入堵塞工具，以隔离油管内部和井内的压力。

现有的油管内堵塞工具，或者操作复杂，或者内通径小，无法满足压裂大排量要求，或者无法经受含砂液体的冲蚀。总之，目前使用的工具无法满足压裂过程中，快捷、有效的隔离油管内部与井内压力的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种实现压裂过程中，油管内流体的单向流动，可用于大排量压裂施工，具有耐冲蚀能力，允许大直径球、棒类工具从其内部通过的耐冲蚀单流阀。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种耐冲蚀单流阀，其连接在油管中间，包括上接头、下接头、连接上接头和下接头的外筒，在外筒内部设置有耐磨冲管，外筒和耐磨冲管之间形成有环形空腔，耐磨冲管外侧的上部和下部与外筒之间分别设置有密封胶圈，使耐磨冲管的内腔与环形空腔密封隔离并能使耐磨冲管沿外筒的内腔上下滑动，在外筒和耐磨冲管的环形空间内设置有控制耐磨冲管上下滑动的复位弹簧，与环形空腔对应的外筒上设有传压孔，使环形空腔与外界相通，在传压孔上装有防砂网，在外筒的下端里侧设置有垂直于耐磨冲管滑动方向的密封翻板，在下接头上设置有密封翻板翻转时容纳密封翻板的空间，使耐磨冲管顺畅滑向下接头。

所述上接头的内径比下接头的内径要大，耐磨冲管的内径与下接头的内径相同，外筒通过内螺纹与上接头连接，通过外螺纹与下接头连接，设置在外筒内部的耐磨冲管的内表面与下接头的内表面位于同一曲面上。

位于下接头的空间的外筒下端固定有翻板座，密封翻板通过翻板轴固定在翻板座上，密封翻板背面有一条凹槽，扭簧套在翻板轴上，扭簧在翻板轴上的扭矩传递和释放，能够确保密封翻板开启和关闭。

所述复位弹簧套在耐磨冲管的外壁上。

本发明的有益效果是：结构简单，操作方便，是一种提高分层压裂效率新工具；内通径大，液体大排量通过时摩阻低，满足压裂要求，可通过球或棒类工具；压裂用砂液混合物冲蚀不会造成密封失效。密封能力强，等级高，经过冲蚀后，密封压力超过35MPa。

附图说明

图1是本发明的耐冲蚀单流阀的打开前状态结构示意图。

图2是本发明的耐冲蚀单流阀的打开后状态结构示意图。

图中：1、上接头；2、外筒；3、耐磨冲管；4、复位弹簧；5、防砂网；6、传压孔；7、密封胶圈；8、翻板轴；9、翻板座；10、扭簧；11、密封翻板；12、下接头；13、环形空腔；14、空间。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

本发明的耐冲蚀单流阀，其连接在油管中间，包括上接头1、下接头12、连接上接头1和下接头12的外筒2，在外筒2内部设置有耐磨冲管3，外筒2和耐磨冲管3之间形成有环形空腔13，耐磨冲管3外侧的上部和下部与外筒2之间分别设置有密封胶圈7，使耐磨冲管3的内腔与环形空腔13密封隔离并能使耐磨冲管3沿外筒2的内腔上下滑动，在外筒2和耐磨冲管3的环形空间内设置有控制耐磨冲管3上下滑动的复位弹簧4，与环形空腔13对应的外筒2上设有传压孔6，使环形空腔13与外界相通，在传压孔6上装有防砂网5，在外筒2的下端里侧设置有垂直于耐磨冲管3滑动方向的密封翻板11，在下接头12上设置有密封翻板11翻转时容纳密封翻板11的空间14，使耐磨冲管3顺畅滑向下接头12。

所述上接头1的内径比下接头12的内径要大，耐磨冲管3的内径与下接头12的内径相同，外筒2通过内螺纹与上接头1连接，通过外螺纹与下接头12连接，设置在外筒2内部的耐磨冲管3的内表面与下接头12的内表面位于同一曲面上。

位于下接头的空间14的外筒2下端固定有翻板座9，密封翻板11通过翻板轴8固定在翻板座9上，密封翻板11背面有一条凹槽，扭簧10套在翻板轴8上，扭簧10在翻板轴8上的扭矩传递和释放，能够确保密封翻板11开启和关闭。

所述复位弹簧4套在耐磨冲管3的外壁上。

本发明考虑油层套管的内径尺寸及入井管串的尺寸，合理设计该耐冲蚀单流阀的内外径尺寸，达到施工目的和性能安全可靠地目的。耐冲蚀单流阀连接在油管上并随油管下入井内，当油管外压力高于管内压力时，自动关闭耐冲蚀单流阀，可实现管内放压为零；当从油管内泵送液体时，自动打开耐冲蚀单流阀；耐冲蚀单流阀经过大量含砂液体冲蚀后，依然保持密封状态，可以反复关闭和开启；耐冲蚀单流阀内通径大，满足大排量压裂的要求，并且能通过小于通径尺寸的各类介质(如胶球)。

下面对本发明的使用过程进行详细说明：

上接头1为油管母扣可以连接上部压裂管柱；外筒2与上接头1、下接头12螺纹连接，内部设计装配其它附件；耐磨冲管3下部外径与外筒2下部内径通过密封胶圈7隔离，确保内压差形成后耐磨冲管3下端顺利开启并下行至下接头12下端，便于压裂用固液混合物冲下并不会造成密封翻板11存积固体颗粒造成卡壳。

复位弹簧4安装在耐磨冲管3与外筒2组成的环形空间内，在耐冲蚀单流阀内部压力释放后，通过自身的反弹力实现耐磨冲管3复位上行，确保密封翻板11能实现回位关闭。

翻板座9与外筒2下端固定为一体，中间嵌装翻板轴8及扭簧10，扭簧10在翻板轴8上的扭矩传递和释放，能够确保密封翻板11开启和关闭。

如图1所示，入井前，耐冲蚀单流阀的密封翻板、翻板座处于密封状态。实现封隔耐冲蚀单流阀内外的作用。

入井时，油管内的压力是始终处于小于等于井筒内压力的，因此耐冲蚀单流阀处于密封关闭状态。

如图2所示，管柱内泵送液体时，密封翻板11开启，同时液体流经耐磨冲管3产生的压力降推动耐磨冲管3向下运动，耐磨冲管下行至下接头12下端，起到保护密封翻板11不受砂子磨蚀的作用。

泵送压力停止后，耐磨冲管3上下流动压差消失，在复位弹簧4的作用下，耐磨冲管3上行复位，密封翻板11在扭簧10的作用下关闭并密封。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (4)

1.一种耐冲蚀单流阀，其特征在于，其连接在油管中间，包括上接头(1)、下接头(12)、连接上接头(1)和下接头(12)的外筒(2)，在外筒(2)内部设置有耐磨冲管(3)，外筒(2)和耐磨冲管(3)之间形成有环形空腔(13)，耐磨冲管(3)外侧的上部和下部与外筒(2)之间分别设置有密封胶圈(7)，使耐磨冲管(3)的内腔与环形空腔(13)密封隔离并能使耐磨冲管(3)沿外筒(2)的内腔上下滑动，在外筒(2)和耐磨冲管(3)的环形空间内设置有控制耐磨冲管(3)上下滑动的复位弹簧(4)，与环形空腔(13)对应的外筒(2)上设有传压孔(6)，使环形空腔(13)与外界相通，在传压孔(6)上装有防砂网(5)，在外筒(2)的下端里侧设置有垂直于耐磨冲管(3)滑动方向的密封翻板(11)，在下接头(12)上设置有密封翻板(11)翻转时容纳密封翻板(11)的空间(14)，使耐磨冲管(3)顺畅滑向下接头(12)。

2.根据权利要求1所述的耐冲蚀单流阀，其特征在于，所述上接头(1)的内径比下接头(12)的内径要大，耐磨冲管(3)的内径与下接头(12)的内径相同，外筒(2)通过内螺纹与上接头(1)连接，通过外螺纹与下接头(12)连接，设置在外筒(2)内部的耐磨冲管(3)的内表面与下接头(12)的内表面位于同一曲面上。

3.根据权利要求1或2所述的耐冲蚀单流阀，其特征在于，位于下接头的空间(14)的外筒(2)下端固定有翻板座(9)，密封翻板(11)通过翻板轴(8)固定在翻板座(9)上，密封翻板(11)背面有一条凹槽，扭簧(10)套在翻板轴(8)上，扭簧(10)在翻板轴(8)上的扭矩传递和释放，能够确保密封翻板(11)开启和关闭。

4.根据权利要求1所述的耐冲蚀单流阀，其特征在于，所述复位弹簧(4)套在耐磨冲管(3)的外壁上。