CN104514517A - 隔离阀 - Google Patents

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CN104514517A
CN104514517A CN201310448335.5A CN201310448335A CN104514517A CN 104514517 A CN104514517 A CN 104514517A CN 201310448335 A CN201310448335 A CN 201310448335A CN 104514517 A CN104514517 A CN 104514517A
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CN201310448335.5A
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彭志刚
李国锋
许婵婵
徐鑫
董恩博
张磊
邹晓敏
赵勇
马明新
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China Petrochemical Corp
Drilling Technology Research Institute of Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp
Original Assignee
China Petrochemical Corp
Drilling Technology Research Institute of Sinopec Shengli Petroleum Engineering Corp
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/12—Packers; Plugs

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Abstract

一种隔离阀，包括中心管和球座，中心管上、下分别设有上、下接头，其中：中心管为上半段内径略大、下半段内径缩小的筒状体；球座上部与中心管上半段轴向滑动密封配合，球座下部外径缩小至与中心管下半段轴向滑动密封配合，球座顶端沿轴向向下加工有一个倒圆锥形盲孔，盲孔下端延伸至球座外径缩小段，球座下部外径缩小段设有连通盲孔与球座外部的径向出液孔；球座通过环周布置的销钉固定在中心管上半段通道内。该隔离阀可有效防止液体倒流及井下流体中脏物岩屑等返涌进管道，防止球座投球坐封后倒退，防止坐封前被异物；整体结构简单，使用安全可靠。

Description

隔离阀
技术领域
本发明涉及一种石油钻完井领域用钻完井密封工具。
背景技术
压裂是低渗油气藏有效地增产改造措施。隔离阀多用于压裂管串末端，在管串下入过程中，可以进行循环，下放到位后，可通过投球等措施形成密封，在管串内形成密闭压力。
专利号为201220523712.8的实用新型专利公开了一种井下隔离阀，包括外管、流通管和球座，管串下入过程中，球座和流通管上的流通孔对应连通来实现循环，管串下入到位后通过投球打压，球座下移，球座与流通管的流通孔错开，流通阻断，管内外隔离。同时球座下方装有防倒环防止球座倒退上移，流通管下方有球座挡套。该工具结构具有自锁功能，提高隔离的可靠性，并且能防止防止环空流体倒返。但是由于多采用了与外管密封流通管结构，如果密封失效，将会影响隔离效果。另外防倒环在球座下方，若沾染井底脏物，将会影响球座下行。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种可以减少密封失效的问题，并防止脏物进入球座，使管串内形成良好密封，且结构简单的井底管串用的隔离阀。
本发明的技术方案如下：
该隔离阀，包括中心管和球座，中心管上、下分别设有上、下接头，其中：中心管为上半段内径略大、下半段内径缩小的筒状体；球座上部与中心管上半段轴向滑动密封配合，球座下部外径缩小至与中心管下半段轴向滑动密封配合，球座顶端沿轴向向下加工有一个倒圆锥形盲孔，盲孔下端延伸至球座外径缩小段，球座下部外径缩小段设有连通盲孔与球座外部的径向出液孔；球座通过环周布置的销钉固定在中心管上半段通道内。
上述方案还包括：
球座和中心管之间还设有阻止球座上行的止退机构。
所述的止退机构为在球座上部外表面加工止退齿，止退齿下方的中心管内壁上安装止退环。
上述方案进一步包括：
所述的中心管外部在上接头和下接头中间还安装有外管，所述的出液孔为3~8个周向均匀分布。
球座上部和下部与中心管上部和下部分别通过密封槽圈形成轴向滑动密封配合。
中心管与球座缩径处均设有一环形台阶。
本发明的优点是：该隔离阀球座井底出口通道为侧开通孔，可有效防止液体倒流及井下流体中脏物岩屑等返涌进管道，同时球座止退机构在出口上方，可防止球座投球坐封后倒退，同时能防止坐封前被异物卡主；整体结构简单，使用安全可靠。
附图说明
图1为该隔离阀在初始状态下的结构示意图。
图2是该隔离阀在封闭状态下的结构示意图。
图中，1是上接头，2是止退环，3是销钉，4是球座，5是出液孔，6是外管，7是中心管，8是下接头，9是球。
具体实施方式
下面结合附图1和2对本发明进行详细说明。
实施例1
该隔离阀，包括中心管7和球座4，中心管7上、下分别设有上接头1、下接头8，其中：中心管7为上半段内径略大、下半段内径缩小的筒状体；球座4上部与中心管7上半段轴向滑动密封配合，球座4下部外径缩小至与中心管7下半段轴向滑动密封配合，球座4顶端沿轴向向下加工有一个倒圆锥形盲孔，盲孔下端延伸至球座外径缩小段，球座4下部外径缩小段设有连通盲孔与球座外部的径向出液孔5；球座4通过环周布置的销钉3固定在中心管7上半段通道内。
实施例2
对照附图1和2，该隔离阀主要由中心管7、球座4和外管6构成，外管6顶部连接上接头1，底部连接下接头8，可以分别和上部和下部管材通过丝扣连接。上接头1和下接头8的中间夹有中心管7。中心管7依据内径大小可分为两段，上半段（接近上接头1部分）内径略大，下半段（远离上接头1部分）内径缩小，缩径处为一圈倒角台阶。
球座4上部（靠近上接头1部分）外径与中心管7上半段内径相配合，并由密封部件进行密封。球座4下部（远离上接头1部分）外径缩小至可与中心管7下半段内径密封配合，缩径处为一圈台阶。球座4顶端（靠近上接头1端）沿轴向向下加工有一个倒圆锥形盲孔作为投球坐封面，盲孔下端延伸至球座4外径缩小部分。球座4下部外径缩小段还开有周向均匀布置的3~8个径向通孔出液孔5。出液孔5将倒圆锥形盲孔与球座4外部相连通。
施工前，如图1所示，将球座4通过环周布置的销钉3固定在中心管7通道内靠近上接头一端，保证球座4底端处于中心管7上半段内径较大处，并和中心管7缩径处的台阶保持一定距离，这样球座4下部与中心管7内壁便围出一圈环形出液通道。将该隔离阀串接在管串末端，管串上下连通，可以正常循环作业。
需要关闭隔离阀使管串内部形成密闭腔时，向管内投球9，小排量推球9进入球座4内，然后升压至销钉剪断压力，球座4下行至球座4缩径处的台阶落坐在中心管7缩径处台阶上。如图2，出液孔5被封闭，隔离阀上部管串内形成密封腔。
实施例3
在实施例2的基础上进一步优化，即在球座4和中心管7之间增加阻止球座上行的止退机构。其中一种方法如图1所示，在球座4上部外表面加工止退齿，在止退齿下方的中心管7内壁合适位置安装止退环2。球座4下行到位后，止退齿与止退环2相啮合，防止球座4倒退上行。
实施例4
该实施例为实施例2或实施例3的一种简化方案，即外管6和上接头1、下接头8均与中心管7成为一体结构，统称为中心管7。中心管7内通道结构及球座4结构不变。

Claims (6)

1.隔离阀，包括中心管和球座，中心管上、下分别设有上、下接头，其特征是：中心管为上半段内径略大、下半段内径缩小的筒状体；球座上部与中心管上半段轴向滑动密封配合，球座下部外径缩小至与中心管下半段轴向滑动密封配合，球座顶端沿轴向向下加工有一个倒圆锥形盲孔，盲孔下端延伸至球座外径缩小段，球座下部外径缩小段设有连通盲孔与球座外部的径向出液孔；球座通过环周布置的销钉固定在中心管上半段通道内。
2.根据权利要求1所述的隔离阀，其特征是：球座和中心管之间还设有阻止球座上行的止退机构。
3.根据权利要求2所述的隔离阀，其特征是：所述的止退机构为在球座上部外表面加工止退齿，止退齿下方的中心管内壁上安装止退环。
4.根据权利要求1或2、3所述的隔离阀，其特征是：所述的中心管外部在上接头和下接头中间还安装有外管，所述的出液孔为3~8个周向均匀分布。
5.根据权利要求1或2、3所述的隔离阀，其特征是：球座上部和下部与中心管上部和下部分别通过密封槽圈形成轴向滑动密封配合。
6.根据权利要求1或2、3所述的隔离阀，其特征是：中心管与球座缩径处均设有一环形台阶。
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