CN106968936B - 一种投球式固定凡尔 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种投球式固定凡尔，包括内部设有连接套筒和球座的本体，连接套筒与本体内壁紧密贴合，球座能拆装地连接于连接套筒下端，本体内壁上位于球座下方处凸设有限位凸台，球座能拉动连接套筒向下运动，且球座能抵靠在限位凸台上；本体侧壁上开设有多个插入孔；连接套筒侧壁上开设有多个穿孔，穿孔能与插入孔连通；各插入孔中均设有插入件，插入件一端设有弹性件。本发明安装在筒式抽油泵作为其底阀，能通过抽油泵进行注气作业，在闷井后不需要起出注气管柱可以直接开始原油生产，有效实现注采一体化，从而能有效保证油井的生产效率；同时，由于不需要起出注气管柱再下入生产管柱，能明显减少作业步骤，从而减轻工作人员的作业强度。

Description

一种投球式固定凡尔

技术领域

本发明涉及采油工程领域的一种固定凡尔，尤其是指一种投球式固定凡尔。

背景技术

目前稠油在辽河油田中的产量占总产油的比重较大，主要采取注蒸汽吞吐的开发方式，由于现有的抽油泵的底阀不能通过抽油泵进行注气作业，目前注汽与开采分两个作业阶段进行。目前的生产顺序是：注入蒸汽-焖井-起注汽管柱-下生产管柱-开井生产，此过程中起注汽管柱耗费了有限的生产时间，导致油井的生产效率受到了一定影响，同时在起注汽管柱的作业过程中容易发生井喷事故，给生产带来不必要的麻烦，同时也加大了作业的劳动强度，给环境带来了污染，不利于当前绿色生产要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种作为筒式抽油泵的底阀的投球式固定凡尔，能通过抽油泵进行注气作业，在闷井后无需进行起注气管柱作业而可以直接开始原油生产，达到注采一体化的目的。

为达到上述目的，本发明提供了一种投球式固定凡尔，其中，所述投球式固定凡尔包括由上至下轴向贯通的本体，所述本体的内部设有连接套筒和球座，所述连接套筒与所述本体的内壁贴合，所述球座能拆装地连接于所述连接套筒的下端，所述本体的内壁上凸设有环形的限位凸台，所述限位凸台位于所述球座的下方，所述球座能拉动所述连接套筒向下运动，且所述球座能抵靠在所述限位凸台上；所述本体的侧壁上开设有多个沿其径向贯通的插入孔，各所述插入孔的轴线均位于所述本体的一径向截面内；所述连接套筒的侧壁上开设有多个沿其径向贯通的穿孔，当所述球座抵靠在所述限位凸台上时，所述穿孔与所述插入孔连通；各所述插入孔中均设有插入件，所述插入件的靠近所述本体的外壁的一端设有弹性件，当所述穿孔与所述插入孔连通时，所述弹性件推抵所述插入件贯穿所述穿孔插入至所述连接套筒的内部。

如上所述的投球式固定凡尔，其中，所述插入孔为台阶孔，所述插入孔的靠近所述本体的外壁的一端为第一端，所述插入孔的靠近所述本体的内壁的一端为第二端，所述插入孔的第一端的内径大于所述插入孔的第二端的内径，所述插入孔的第一端与所述插入孔的第二端之间形成台阶面。

如上所述的投球式固定凡尔，其中，所述插入件包括一体成型连接的插入杆和限位部，所述插入杆与所述限位部均呈柱状，且所述限位部的外径大于所述插入杆的外径，所述限位部位于所述插入杆的靠近所述本体的外壁的一端，且所述限位部与所述插入杆同轴设置，所述插入杆的外径小于所述插入孔的第二端的内径，所述限位部的外径大于所述插入孔的第二端的内径，且所述限位部的外径小于所述插入孔的第一端的内径，当所述穿孔与所述插入孔连通时，所述插入杆的另一端在弹性件的推抵下穿过所述穿孔伸入至所述连接套筒的内部，且所述限位部抵靠在所述台阶面上。

如上所述的投球式固定凡尔，其中，所述插入孔的第一端设有丝堵，所述丝堵封闭所述插入孔的第一端，所述弹性件的一端抵靠在所述限位部上，所述弹性件的另一端抵靠在所述丝堵上。

如上所述的投球式固定凡尔，其中，所述限位部的远离所述插入杆的一侧端面上凹设有凹槽，所述弹性件的另一端卡设于所述凹槽中。

如上所述的投球式固定凡尔，其中，所述连接套筒与所述本体之间为过盈配合。

如上所述的投球式固定凡尔，其中，所述本体的侧壁上沿其径向贯穿设有至少一个紧定销钉，所述紧定销钉与所述本体之间为螺纹连接，且所述紧定销钉位于所述插入孔的下方，所述紧定销钉的端部紧密地靠在所述连接套筒上。

如上所述的投球式固定凡尔，其中，所述连接套筒的上端面为由上至下直径渐缩的环形锥面。

如上所述的投球式固定凡尔，其中，所述本体的上端形成有内螺纹上连接头。

如上所述的投球式固定凡尔，其中，所述本体的下端形成有外螺纹下连接头。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明提供的投球式固定凡尔安装在筒式抽油泵作为其底阀，能通过抽油泵进行注气作业，在闷井后不需要起出注气管柱而可以直接开始原油生产，有效的实现注采一体化，从而能有效保证油井的生产效率；同时，由于不需要起出注气管柱再下入生产管柱，能明显减少作业步骤，从而减轻工作人员的作业强度。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明提供的投球式固定凡尔的结构示意图；

图2是向本发明提供的投球式固定凡尔内部投球并采用柱塞向下推动阀球的动作示意图；

图3是本发明提供的投球式固定凡尔的插入件穿过穿孔伸入至连接套筒内部后的结构示意图。

附图标号说明：

1 本体

11 限位凸台

12 插入孔

2 连接套筒

21 穿孔

22 环形锥面

3 球座

4 插入件

41 插入杆

42 限位部

421 凹槽

5 弹性件

6 丝堵

7 紧定销钉

8 上连接头

9 下连接头

A 阀球

B 柱塞

具体实施方式

为了对本发明的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本发明的具体实施方式。

如图1～图3所示，本发明提供了一种投球式固定凡尔，其中，投球式固定凡尔包括由上至下轴向贯通的本体1，本体1呈上下开口且内部中空的管状结构，本体1的内部设有连接套筒2和球座3，连接套筒2与本体1的内壁紧密贴合，可以理解为连接套筒2与本体1之间通过摩擦力连接，球座3能拆装地连接于连接套筒2的下端，在将本发明竖直放置时，连接套筒2不会由于其自身的重力和球座3的重力而相对于本体1向下运动，只有当施加于连接套筒2上的向下运动的力大于其于本体1之间的摩擦力时，连接套筒2才能向下运动；

其中，连接套筒2的内径大于阀球A的内径，以使得在投球过程中，阀球A能顺利穿过连接套筒2到达球座3处，球座3的内径小于阀球A的内径，以使得投球之后，阀球A会由球座3的上方坐封在球座3上，如此可知，球座3的内径小于连接套筒2的内径；球座3与连接套筒2之间为螺纹连接，且球座3与本体1之间紧密贴合接触，以保证球座3以及连接套筒2在本体1内工作过程中的稳定性，同时防止原油中的砂进入至球座3与本体1之间而对球座3的运动造成影响；

本体1的内壁上位于球座3的下方处凸设有环形的限位凸台11，即本体1的内壁上凸设有环形的限位凸台11，限位凸台11位于球座3的下方，球座3能拉动连接套筒2向下运动，且球座3能抵靠在限位凸台11上；本体1的侧壁上开设有多个沿其径向贯通的插入孔12，各插入孔12的轴线均位于本体1的一径向截面内，各插入孔12沿本体1的周向均匀分布；连接套筒2的侧壁上开设有多个沿其径向贯通的穿孔21，穿孔21与插入孔12一一对应设置，二者的数量相等，当球座3未抵靠在限位凸台11上时，插入孔12与穿孔21相互交错，处于不连通或者部分连通的状态，当球座3抵靠在限位凸台11上时，穿孔21与插入孔12连通，即当球座3抵靠在限位凸台11上时，穿孔21的中心与插入孔12的中心位于本体1的同一条直径上，二者处于完全连通的状态；各插入孔12中均设有插入件4，插入件4的靠近本体1的外壁的一端设有弹性件5，当穿孔21与插入孔12未完全连通时，插入件4无法穿过穿孔21，而是在弹性件5的推抵作用下抵靠在连接套筒2的外壁上，当穿孔21与插入孔12(同心地)连通时，弹性件5推抵插入件4贯穿穿孔21插入至连接套筒2的内部，但请注意的是，插入件4与插入孔12或穿孔21之间能相互卡接，使得弹性件5仅是将插入件4的一端推入连接套筒2的内部，而另一端仍保持在插入孔12中，不会出现插入件4完全掉落至连接套筒2内的情况，从而保证插入件4能在投球后对阀球A进行阻挡，避免出现阀球A从井口弹出的情况；

作为优选，插入孔12设有三个，三个插入孔12沿本体1的周向均匀分布，每个插入孔12中均设有插入件4，且连接套筒2上对应设有三个穿孔21，穿孔21、插入件4及插入孔12一一对应设置，将插入孔12及插入件4均设为三个即能满足对阀球A的阻挡，但需要说明的是，将插入孔12及插入件4均设为三个仅为本发明的较佳实施例，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选定插入孔12及插入件4的个数，本发明并不以此为限。

在使用时，本发明作为抽油泵的底阀，随注气管柱下入至油井内，此时，本发明的本体1、连接套筒2及球座3均为上下开口且内部中空的管状结构，使得本发明整体呈上下开口且内部中空状，向注气管柱中注入的蒸汽能能顺利穿过本发明而到达油井内的指定位置，从而顺利进行注气作业，在注气作业完成后，进行投球，使得阀球A到达连接套筒2的内部并坐封在球座3上，如此可知，在进行注气作业时，本发明的内部并没有阀球A会对注气作业造成阻碍，从而保证注气作业的正常进行。

其中，作为优选，弹性件5是圆柱形弹簧，但需要说明的是，除此之外，弹性件5还可以是由硅胶、橡胶等弹性材料制成的块体，还可以是金属制成的各种其他形状的弹簧，包括压簧、碟簧、箍簧等，只要能起到本发明所要求的对弹性件5施加压力使得弹性件5具有朝向连接套筒2内部运动的趋势即可，本发明并不以此为限。

进一步地，如图1～图3所示，本发明提供了一种投球式固定凡尔，其中，插入孔12为台阶孔，插入孔12的靠近本体1的外壁的一端为第一端，插入孔12的靠近本体1的内壁的一端为第二端，插入孔12的第一端的内径大于插入孔12的第二端的内径，插入孔12的第一端与插入孔12的第二端之间形成台阶面，即沿着由本体1的外侧至本体1的内侧的方向，插入孔12的内径由大变小并形成有台阶面，插入件4在弹性件5的推抵下能穿过穿孔21伸入至连接套筒2的内部，台阶面用于与插入件4之间进行限位卡合，以防止插入件4在穿过穿孔21伸入至连接套筒2的内部时完全掉落至连接套筒2内部而导致无法对阀球A进行阻挡。

需要说明的是，将插入孔12设为台阶孔仅为对插入件4进行限位的一种方式，还可以将插入孔12设为由本体1的外侧至本体1的内侧直径渐缩的锥孔；或者，也可以将穿孔21的内径设置为小于插入孔12的内径，通过穿孔21来限制插入件4，防止插入件4完全掉落至连接套筒2的内部；或者，本领域技术人员还可以选用其他结构或方式来对插入件4进行限位，本发明并不以此为限。

进一步地，如图1～图3所示，本发明提供了一种投球式固定凡尔，其中，插入件4包括一体成型连接的插入杆41和限位部42，插入杆41与限位部42均呈柱状，且限位部42的外径大于插入杆41的外径，限位部42位于插入杆41的靠近本体1的外壁的一端，且限位部42与插入杆41同轴设置，其中，作为优选，插入杆41与限位部42均呈圆柱状，插入杆41较长且较细，限位部42较短且较粗，二者为一体成型连接，可以理解的是，插入件4的结构类似于一个钉子，插入杆41相当于钉子的较为细长的杆部，而限位部42相当于钉子的较为粗短的头部，插入杆41的外径小于插入孔12的第二端的内径，限位部42的外径大于插入孔12的第二端的内径，且限位部42的外径小于插入孔12的第一端的内径，使得插入杆41能顺利穿过插入孔12的第二端伸入至连接套筒2的内部，而限位部42由于其直径小于插入孔12的第一端的内径，使得限位部42被受到台阶面的阻挡，因此无法穿过插入孔12而到达限位套筒的内部；当穿孔21与插入孔12连通时，插入杆41的另一端在弹性件5的推抵下穿过穿孔21伸入至连接套筒2的内部，且限位部42抵靠在台阶面上。

当插入孔12为锥孔时，可以将插入件4也设为锥状，使插入件4的靠近本体1的外壁的一端的外径与插入孔12中间部位的内径相等或与插入孔12的靠近其第二端处的内径相等，以使得锥状的插入件4能部分地穿过穿孔21伸入至连接套筒2的内部，而另一部分仍然留在插入孔12中。

更进一步地，如图1～图3所示，本发明提供了一种投球式固定凡尔，其中，插入孔12的第一端设有丝堵6，丝堵6封闭插入孔12的第一端，弹性件5的一端抵靠在限位部42上，弹性件5的另一端抵靠在丝堵6上。即丝堵6由本体1的外侧封堵插入孔12的第一端，将插入孔12的第一端封闭，将插入件4与弹性件5保持在插入孔12中，防止弹性件5与插入件4通过插入孔12的第一端掉落至本体1的外部，其中丝堵6与插入孔12之间为螺纹连接，能方便的进行拆装，便于工作人员对弹性件5及插入件4进行更换。

作为优选，如图1～图3所示，本发明提供了一种投球式固定凡尔，其中，限位部42的远离插入杆41的一侧端面上凹设有凹槽421，弹性件5的另一端卡设于凹槽421中。其中需要说明的是，凹槽421的形状应当于弹性件5的形状相互配合，例如弹性件5若为圆柱形弹簧，则凹槽421的形状为圆形与弹性件5相互配合，以保持弹性件5的位置，避免弹性件5发生转动位移而失去弹性推抵插入件4的功能，在作业时保证弹性件5能可靠推动插入件4弹出。

作为优选，本发明提供了一种投球式固定凡尔，其中，连接套筒2与本体1之间为过盈配合。将二者之间设为过盈配合，能使连接套筒2与本体1紧紧的结合在一起，只有当施加在球座3上的力足够大，大过连接套筒2与本体1之间的摩擦力时，球座3才能拉动连接套筒2运动与本体1之间产生相对运动，并使穿孔21与插入孔12连通，以便于插入件4穿过插入孔12伸入至连接套筒2的内部。

进一步地，如图1～图3所示，本发明提供了一种投球式固定凡尔，其中，本体1的侧壁上沿其径向贯穿设有至少一个紧定销钉7，紧定销钉7与本体1之间为螺纹连接，且紧定销钉7位于插入孔12的下方，紧定销钉7的端部紧密地靠在连接套筒2上。通过将紧定销钉7朝向进入本体1内部的方向旋紧，能使得进行紧定销钉7的端部越来越紧地抵靠在连接套筒2的内部，并与连接套筒2的外壁之间产生摩擦力，从而增加本体1与连接套筒2之间的连接牢靠度，在由于连接套筒2与本体1之间经过多次摩擦而磨损，使得二者之间的摩擦力变小的情况下保证仍有足够的摩擦力来保持连接套筒2与本体1的相对位置。

进一步地，如图1～图3所示，本发明提供了一种投球式固定凡尔，其中，连接套筒2的上端面为由上至下直径渐缩的环形锥面22。该环形锥面22其实就是相当于在连接套筒2的上端内部形成倒角，以对阀球A进行引导，同时避免连接套筒2的上端与阀球A相互碰撞而对阀球A造成损伤。

进一步地，如图1～图3所示，本发明提供了一种投球式固定凡尔，其中，本体1的上端形成有内螺纹上连接头8，用于连接其他井下工具。

进一步地，如图1～图3所示，本发明提供了一种投球式固定凡尔，其中，本体1的下端形成有外螺纹下连接头9，也是用于连接其他井下工具。

本发明提供的投球式固定凡尔在使用时作为筒式抽油泵的底阀，而抽油泵随着注气管柱的下入至井筒中的指定位置，从井口注入蒸汽开始注气作业，注气作业完成后，向注气管柱内投球，阀球A从本体1的上端进入本体1的内部，并从连接套筒2的上端进入至连接套筒2的内部，并坐封在球座3上，将柱塞B下入注气管柱中，使柱塞B的端部推抵阀球A，逐渐增加推力，当柱塞B通过阀球A施加在球座3上的压力大于连接套筒2与本体1之间的摩擦力时，本体1在球座3的拉动下向下运动，直至穿孔21与插入孔12连通，插入件4在弹性件5的推抵作用下穿过穿孔21伸入至连接套筒2的内部，使多个插入件4的端部横在阀球A的上方，在进行原油生产作业时，阀球A被原油向上推起，不再坐封在球座3上，即阀球A与球座3之间具有空隙供原油通过，于此同时，各插入件4对阀球A进行阻挡，防止阀球A由本体1的上端弹出，接着即可进行采油生产作业，需要说明的是，若原油压力不够，无法保持推起阀球A的状态，则阀球A会下落并重新坐封在球座3上，如此可以有效防止原油倒流。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

本发明提供的投球式固定凡尔，与现有的阀球始终限制在阀座内部的球阀不同，可以根据作业需要再进行投球，将本发明安装在筒式抽油泵作为其底阀，能在投球之前通过抽油泵进行注气作业，在闷井后不需要起出注气管柱，而可以在投球之后直接开始原油生产，有效的实现注采一体化，从而能有效保证油井的生产效率；同时，由于不需要起出注气管柱再下入生产管柱，能明显减少作业步骤，从而减轻工作人员的作业强度。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种投球式固定凡尔，其特征在于，所述投球式固定凡尔包括由上至下轴向贯通的本体，所述本体的内部设有连接套筒和球座，所述连接套筒与所述本体的内壁贴合，所述球座能拆装地连接于所述连接套筒的下端，所述本体的内壁上凸设有环形的限位凸台，所述限位凸台位于所述球座的下方，所述球座能拉动所述连接套筒向下运动，且所述球座能抵靠在所述限位凸台上；所述本体的侧壁上开设有多个沿其径向贯通的插入孔，各所述插入孔的轴线均位于所述本体的一径向截面内；所述连接套筒的侧壁上开设有多个沿其径向贯通的穿孔，当所述球座抵靠在所述限位凸台上时，所述穿孔与所述插入孔连通；各所述插入孔中均设有插入件，所述插入件的靠近所述本体的外壁的一端设有弹性件，当所述穿孔与所述插入孔连通时，所述弹性件推抵所述插入件贯穿所述穿孔插入至所述连接套筒的内部。

2.根据权利要求1所述的投球式固定凡尔，其特征在于，所述插入孔为台阶孔，所述插入孔的靠近所述本体的外壁的一端为第一端，所述插入孔的靠近所述本体的内壁的一端为第二端，所述插入孔的第一端的内径大于所述插入孔的第二端的内径，所述插入孔的第一端与所述插入孔的第二端之间形成台阶面。

3.根据权利要求2所述的投球式固定凡尔，其特征在于，所述插入件包括一体成型连接的插入杆和限位部，所述插入杆与所述限位部均呈柱状，且所述限位部的外径大于所述插入杆的外径，所述限位部位于所述插入杆的靠近所述本体的外壁的一端，且所述限位部与所述插入杆同轴设置，所述插入杆的外径小于所述插入孔的第二端的内径，所述限位部的外径大于所述插入孔的第二端的内径，且所述限位部的外径小于所述插入孔的第一端的内径，当所述穿孔与所述插入孔连通时，所述插入杆的另一端在弹性件的推抵下穿过所述穿孔伸入至所述连接套筒的内部，且所述限位部抵靠在所述台阶面上。

4.根据权利要求3所述的投球式固定凡尔，其特征在于，所述插入孔的第一端设有丝堵，所述丝堵封闭所述插入孔的第一端，所述弹性件的一端抵靠在所述限位部上，所述弹性件的另一端抵靠在所述丝堵上。

5.根据权利要求4所述的投球式固定凡尔，其特征在于，所述限位部的远离所述插入杆的一侧端面上凹设有凹槽，所述弹性件的一端卡设于所述凹槽中。

6.根据权利要求1～5任一项所述的投球式固定凡尔，其特征在于，所述连接套筒与所述本体之间为过盈配合。

7.根据权利要求1～5任一项所述的投球式固定凡尔，其特征在于，所述本体的侧壁上沿其径向贯穿设有至少一个紧定销钉，所述紧定销钉与所述本体之间为螺纹连接，且所述紧定销钉位于所述插入孔的下方，所述紧定销钉的端部紧密地靠在所述连接套筒上。

8.根据权利要求1～5任一项所述的投球式固定凡尔，其特征在于，所述连接套筒的上端面为由上至下直径渐缩的环形锥面。

9.根据权利要求1～5任一项所述的投球式固定凡尔，其特征在于，所述本体的上端形成有内螺纹上连接头。

10.根据权利要求1～5任一项所述的投球式固定凡尔，其特征在于，所述本体的下端形成有外螺纹下连接头。