CN105443074B - 一种单流阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单流阀，与堵塞器下端连接，单流阀包括：圆柱筒状的本体、网状的凡尔罩、爪式锁扣、凡尔座、密封胶圈、凡尔球和滤网。本发明通过在堵塞器底部设置一个由本体、凡尔罩、爪式锁扣、凡尔座、密封胶圈、凡尔球和滤网组合构成的单流阀，代替原来堵塞器底部的滤网，当正常注水时，凡尔球被高压水柱的压力压迫至凡尔罩下方，水经过滤网、凡尔座、凡尔罩流到堵塞器的本体内腔，再从堵塞器注入油层，实现正常注水；停止注水时，本发明上部压力大与下部压力，迫使凡尔球穿过爪式锁扣落到凡尔座上，将其堵住不能导通，油层内液体不能反吐进来，即避免了油层的反吐现象，因此避免反吐现象影响其它油层的注水作业和其反吐的液体对仪器的损害。

Description

一种单流阀

技术领域

本发明涉及油井注水领域，特别涉及一种单流阀。

背景技术

在油田开采过程中，原油采出后，油层压力降低，出油压差减小，影响原油产量，因此，需要通过专门的注水井将高压水柱注入油层，增大油层压力，使之有较强的驱动力，以提高油层的开采速度和采收率。现今常用偏心配水器向油层注水以及测试各注水油层的压力，偏心配水器包括工作筒和堵塞器，堵塞器位于工作筒内，工作筒上设置有进水口和出水口，堵塞器与二者导通，高压水依次通过进水口、堵塞器、出水口注入油层。

堵塞器外壁上设置有水嘴，正对着工作筒的出水口，堵塞器的底部只有滤网，与工作筒的进水口导通，高压水柱从注水油管注入偏心配水器，在配水器内经由进水口、堵塞器底部滤网进入堵塞器内部，并从水嘴和出水口注入油层；当停止注水时，没有高压水柱的压力，偏心配水器内压力小于油层的压力，油层内液体常常会从油层返回堵塞器，由于堵塞器底部只有滤网，所以这些液体就会穿过滤网进入偏心配水器、注水油管内，这就是油层反吐现象。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有的堵塞器底部只有滤网，当注水停止时，油层反吐，滤网阻隔不了油层液体通过堵塞器底部反吐回偏心配水器内腔、注水油管内，这些液体会经由注水油管流往其它油层，扰乱其它油层的压力，从而影响其它油层的实际注水量，给注水工作带来很大麻烦；而且，油层反吐回偏心配水器内的液体一般都带有许多具有腐蚀性的杂质，不但容易堵塞仪器内的各个孔道，还会腐蚀破坏仪器，影响其使用寿命，危害较大。

发明内容

为了解决现有技术的堵塞器滤网不能阻止油井反吐的问题，本发明实施例提供了一种单流阀。所述技术方案如下：

一种单流阀，与堵塞器下端连接，所述单流阀包括：圆柱筒状的本体、网状的凡尔罩、爪式锁扣、凡尔座、密封胶圈、凡尔球和滤网；

所述凡尔罩罩装在所述本体上端，所述爪式锁扣设置在所述本体内部，且所述爪式锁扣与所述凡尔罩下端连接，所述凡尔座设置在所述本体下端的内部，所述凡尔座外壁与所述本体内壁螺纹连接，且所述本体下端的外壁上设置有所述密封胶圈，所述凡尔座的下端与所述滤网螺纹连接，所述凡尔球位于所述本体的内部，且所述凡尔球可在所述凡尔罩与所述凡尔座之间上下活动；

所述爪式锁扣包括至少三个弹性的夹持片，每个夹持片的上端与所述凡尔罩下端连接，所述夹持片均与所述本体的中心轴平行设置，且所有夹持片围绕所述本体的中心轴均匀设置，每个夹持片的下端设置有朝向所述本体中心轴的突起，所述夹持片的长度大于所述凡尔球的半径，所述突起到所述本体的中心轴的最小距离小于所述凡尔球的半径；

工作时，当所述凡尔球上下压差大于0.5Mpa时，所述凡尔球可挤压所述夹持片，且所述凡尔球穿过所有夹持片围绕的空间上下活动。

进一步地，当所述夹持片与所述本体的中心轴平行时，所述夹持片与所述本体内壁之间的距离大于等于1mm。

进一步地，所述凡尔座的上端到所述突起的距离大于所述凡尔球的半径。

作为优选，所述凡尔罩的厚度为2mm。

作为优选，所述滤网为倒锥形。

进一步地，所述本体上端设置有外螺纹，所述本体通过所述外螺纹与所述堵塞器螺纹连接。

作为优选，所述爪式锁扣与所述凡尔球均采用合金材料。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明通过在堵塞器底部设置一个由本体、凡尔罩、爪式锁扣、凡尔座、密封胶圈、凡尔球和滤网组合构成的单流阀，代替原来堵塞器底部的滤网，当正常注水时，凡尔球被高压水柱的压力压迫向凡尔罩方向移动，水经过滤网、凡尔座、凡尔罩流到堵塞器的内部，经由堵塞器的水嘴注入油层，实现正常注水；当停止注水时，油层压力大于偏心配水器内部压力，压迫凡尔球穿过爪式锁扣落到凡尔座上，使凡尔座堵住不能导通，油层内液体不能通过凡尔座进入偏心配水器内，即避免了油层的反吐现象，因此避免了反吐现象影响其它油层的注水作业以及反吐的液体对仪器的损害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的单流阀的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的爪式锁扣的俯视图；

图3是本发明实施例提供的爪式锁扣的侧视图；

图4是本发明实施例提供的偏心配水器的工作示意图。

其中：1凡尔罩，2本体，3爪式锁扣，31夹持片，32突起，4凡尔球，5凡尔座，6密封胶圈，7滤网，8堵塞器，9偏心配水器，10密封筒，11测试仪，12导压孔，13水嘴，14进水口，15出水口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，也可参见图2和图3，本发明实施例提供了一种单流阀，与堵塞器8下端连接，所述单流阀包括：圆柱筒状的本体2、网状的凡尔罩1、爪式锁扣3、凡尔座5、密封胶圈6、凡尔球4和滤网7；

所述凡尔罩1罩装在所述本体2上端，所述爪式锁扣3设置在所述本体2内部，且所述爪式锁扣3与所述凡尔罩1下端连接，所述凡尔座5设置在所述本体2下端的内部，所述凡尔座5外壁与所述本体2内壁螺纹连接，且所述本体2下端的外壁上设置有所述密封胶圈6，所述凡尔座5的下端与所述滤网7螺纹连接，所述凡尔球4位于所述本体2的内部，且所述凡尔球4可在所述凡尔罩1与所述凡尔座5之间上下活动；

所述爪式锁扣3包括至少三个弹性的夹持片31，每个夹持片31的上端与所述凡尔罩1下端连接，所述夹持片31均与所述本体2的中心轴平行设置，且所有夹持片31围绕所述本体2的中心轴均匀设置，每个夹持片31的下端设置有朝向所述本体2中心轴的突起32，所述夹持片31的长度大于所述凡尔球4的半径，所述突起32到所述本体2的中心轴的最小距离小于所述凡尔球4的半径；

工作时，当所述凡尔球4上下压差大于0.5Mpa时，所述凡尔球4可挤压所述夹持片31，且所述凡尔球4穿过所有夹持片31围绕的空间上下活动。

其中，爪式锁扣3包括至少三个等长的夹持片31，所有夹持片31围绕本体2的中心轴在同一个圆周上均匀设置，而且其上端都固定在凡尔罩1的下表面上，且所有夹持片31均与本体2的中心轴平行设置，一般为竖直设置，从而围绕形成一个空间，凡尔球4可以在此空间运动；夹持片31的下端朝向本体2的中心轴方向上都有一个突起32，所有夹持片31的长度要大于凡尔球4的半径，而每个夹持片31底端的突起32到本体2的中心轴的最小距离要小于凡尔球4的半径，如此设置，能够使得凡尔球4在不受外力的情况下，几个夹持片31能够对凡尔球4形成夹持，夹持片31下端的突起32对凡尔球4形成卡位支撑，使其静止不动，只有凡尔球4在一定的压强差下，即大于0.5Mpa时，才能够撑开各夹持片31，穿过爪式锁扣3的夹持片31上下自由活动；各夹持片31的长度都大于凡尔球4的半径，使凡尔球4坐落在爪式锁扣3上时，不会顶到凡尔罩1下端，也便于夹持片31对凡尔球4进行夹持；各夹持片31的突起32到凡尔座5上端的距离大于凡尔球4的半径，使凡尔球4能正常坐落在凡尔座5上，不会顶到爪式锁扣3的下端形成干涉；以上所述的各个设置，使得凡尔球4可以有三种静止的状态，分别是贴在凡尔罩1下表面、落在凡尔座5上和坐落在爪式锁扣3上由夹持片31的各突起32承接；

网状的凡尔罩1能阻止凡尔球4被高压水柱冲出单流阀本体2内，且同时又不影响正常的水流通过，还起到过滤的作用；凡尔座5的中间是一个漏斗状的球孔，其直径小于凡尔球4直径，凡尔球4落在该球孔上时，球与孔的严密配合能使凡尔座5上下不通，导致液体不能从上往下流通；

本发明实施例中，可将密封胶圈6设置在本发明的本体2下端的外壁上，与堵塞器8上端的密封胶圈6一起，在堵塞器8上形成一个密闭空间，将堵塞器8的水嘴13、偏心配水器9的工作筒上的出水口15与工作筒内其它空间隔离，使工作筒上的进水口14、堵塞器8底部的单流阀、堵塞器8上部的水嘴13和工作筒上的出水口15，形成注水通道；

当正常注水时，高压水柱从本发明底部冲向堵塞器8上部的水嘴13，凡尔球4上下水压差大于0.5Mpa，这时候，凡尔球4在高压水柱的压力的推动下，往上移动，撑开爪式锁扣3的夹持片31，穿过爪式锁扣3，移动至凡尔罩1的下方，由于凡尔罩1是网状结构，故不影响其正常的水流，从而实现正常注水；

当注水停止时，没有高压水柱的压力，偏心配水器9的内部压力就小于油层压力，即本发明上部压强大于下部压强，且这时候的油层压强与偏心配水器9内压强的差大于0.5Mpa，所以，凡尔球4会在本发明上下的压强差以及其本身的重力作用下，往凡尔座5方向走，撑开夹持片31，穿过爪式锁扣3，移动至凡尔座5中心的漏斗状球孔上，将球孔封堵住，使凡尔座5上边的液体不能流往凡尔座5下边，也就是油层内的液体不能够经由注水通道反向流回偏心配水器9内，从而解决了注水停止时的油层反吐的问题，因此避免了油层反吐的液体造成的设备腐蚀损失，和反吐现象对其它油层注水量的影响，使注水作业能够正常进行，不用反复投仪器下井进行测试和调整，节约了时间成本，缩短了作业周期；

如图4所示，偏心配水器9内用于测压的测试仪11侧壁上的导压孔12与进水口14导通，当正常注水的状况下需要对油层进行验封和测压作业时，导压孔12上下的密封筒10张开，使导压孔12、进水口14与偏心配水器9内其它空间隔离，而进水口14通过堵塞器8、出水口15与油层导通，使得测试仪11、堵塞器8与油层为同一个压力系统，即本发明内上下压强差为零，凡尔球4在重力作用下，落到爪式锁扣3上，由于凡尔球4上下压强差加上重力产生的压强都达不到0.5Mpa，故而凡尔球4无法撑开爪式锁扣3，而是停留在爪式锁扣3上，这时候，本发明内的上下之间导通，即油层与测试仪11之间导通，压力相等，从而实现注水时测试仪11对油层压力的测试；

本发明同时满足正常注水、防止油层反吐和验封、测压的需求，扩展了堵塞器8的功能，非常具有实用价值；而且其构造简单，各零件都可以在现有技术当中直接选用，十分便捷；安装本发明后的堵塞器8，可在井上直接将其坐入偏心配水器9的工作筒内，而不用去反复进行投捞作业，节省时间和工作量，缩短作业周期。

如图1所示，也可参见图2和图3，进一步地，当所述夹持片31与所述本体2的中心轴平行时，所述夹持片31与所述本体2内壁之间的距离大于等于1mm。

如图1所示，进一步地，所述凡尔座5的上端到所述突起32的距离大于所述凡尔球4的半径。

其中，当爪式锁扣3不被凡尔球4撑开时，各夹持片31的状态是平行于本体2的中心轴，上端垂直固定在凡尔罩1下表面，当凡尔球4位置在各夹持片31底部的突起32围绕成的圆周处时，凡尔球4外径比各夹持片31的突起32围绕成的圆周的外径要大，于是凡尔球4撑开各夹持片31，然后穿过各夹持片31围绕成的空间，即穿过爪式锁扣3，各夹持片31在竖直状态时距离本体2的内壁大于等于1mm，为各夹持片31被凡尔球4撑开提供扩张空间；各夹持片31到凡尔座5上端的距离大于凡尔球4的半径，使凡尔球4能正常坐落在凡尔座5上，而不会顶到爪式锁扣3的下端。

作为优选，所述凡尔罩1的厚度为2mm。

其中，当凡尔球4被高压水柱压迫向凡尔罩1下方移动时，凡尔罩1会承受一定的冲击力，因此，将凡尔罩1的厚度优选设置为2mm，使凡尔罩1的强度能够在正常注水时不会被凡尔球4冲撞得变形或破损。

作为优选，所述滤网7为倒锥形。

其中，由于堵塞器8需要通过一个孔隙坐入偏心配水器9的工作筒内，将滤网7设置为倒锥形，更容易对准孔隙，方便堵塞器8坐入工作筒内，而且，倒锥形的滤网7更有利于高压水柱从底部注入，结构更结实耐用。

进一步地，所述本体2上端设置有外螺纹，所述本体2通过所述外螺纹与所述堵塞器8螺纹连接。

其中，本单流阀的总长与堵塞器8底部原来的滤网长度相等，且本体2上端设置有与堵塞器8连接的外螺纹，因此，只要将现有的堵塞器8底部原来的滤网摘除，将本单流阀拧上堵塞器8底部即可，安装替换起来十分方便，不用将原来的堵塞器8进行尺寸和结构上的改变，且替换原来的滤网后的堵塞器8总长度还是和原来一样，不影响其正常坐入偏心配水器9的工作筒内；单流阀本体2与堵塞器8、凡尔座5与本体2之间的螺纹连接选用丝扣胶进行密封和紧固，防止螺纹松动，确保螺纹连接处的牢固。

作为优选，所述爪式锁扣3与所述凡尔球4均采用合金材料。

其中，爪式锁扣3与凡尔球4之间摩擦频繁，故而优选强度高的合金材料，比如MH系列耐腐合金等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种单流阀，与堵塞器下端连接，其特征在于，所述单流阀包括：圆柱筒状的本体、网状的凡尔罩、爪式锁扣、凡尔座、密封胶圈、凡尔球和滤网；

所述凡尔罩罩装在所述本体上端，所述爪式锁扣设置在所述本体内部，且所述爪式锁扣与所述凡尔罩下端连接，所述凡尔座设置在所述本体下端的内部，所述凡尔座外壁与所述本体内壁螺纹连接，且所述本体下端的外壁上设置有所述密封胶圈，所述凡尔座的下端与所述滤网螺纹连接，所述凡尔球位于所述本体的内部，且所述凡尔球可在所述凡尔罩与所述凡尔座之间上下活动；

所述爪式锁扣包括至少三个弹性的夹持片，每个夹持片的上端与所述凡尔罩下端连接，所述夹持片均与所述本体的中心轴平行设置，且所有夹持片围绕所述本体的中心轴均匀设置，每个夹持片的下端设置有朝向所述本体中心轴的突起，所述夹持片的长度大于所述凡尔球的半径，所述突起到所述本体的中心轴的最小距离小于所述凡尔球的半径；

所述凡尔座的上端到所述突起的距离大于所述凡尔球的半径；

工作时，当所述凡尔球上下压差大于0.5Mpa时，所述凡尔球可挤压所述夹持片，且所述凡尔球穿过所有夹持片围绕的空间上下活动。

2.根据权利要求1所述的单流阀，其特征在于，当所述夹持片与所述本体的中心轴平行时，所述夹持片与所述本体内壁之间的距离大于等于1mm。

3.根据权利要求1所述的单流阀，其特征在于，所述凡尔罩的厚度为2mm。

4.根据权利要求1所述的单流阀，其特征在于，所述滤网为倒锥形。

5.根据权利要求1所述的单流阀，其特征在于，所述本体上端设置有外螺纹，所述本体通过所述外螺纹与所述堵塞器螺纹连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的单流阀，其特征在于，所述爪式锁扣与所述凡尔球均采用合金材料。