CN107503711A - 一种套管完井用箭型回压阀及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种套管完井用箭型回压阀及方法。其技术方案是：外壳与密封座通过螺纹连接固定在外壳的内壁，通过多组密封圈实施密封；密封座的下端与密封箭体配合，在密封座上面设有导流孔，所述密封箭体上设有导向头和过液通孔；弹簧套装在密封箭体下台阶外侧与外壳的内壁之间的空腔内；下接头通过螺纹与外壳相连接，并对弹簧起到压紧作用。本发明是在现有回压阀的基础上采用密封箭体密封，预设密封座和密封箭体之间的过液通孔，该过液通孔根据密封箭体的受压情况打开和关闭；既能保证泥浆、冲洗液、水泥浆等入井液体的正常循环，又能防止固井顶替碰压后套管外高压流体倒流入套管内，使之互相隔离，降低固井风险，提高固井质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油井下工具及方法，特别涉及一种套管完井用箭型回压阀及方法。
背景技术
目前，在油田钻完井下套管作业施工中，回压阀作为一种重要的内防喷工具，相当于单流阀，防止固井后水泥浆回流以保证套管外水泥浆的上返高度，回压阀一般在技术套管和油层套管中使用。目前现场多数在使用球座式回压凡尔，球座式回压凡尔采用的是胶木球或尼龙球，在现场施工时胶木球或尼龙球在高压时发生塑性变形，不能承受高压，适应性不强，不利于固井质量的提高。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种套管完井用箭型回压阀及方法，该机构结构简单、现场使用安全，且设计具有单相导通性、反向密封性，能够长时间经受流体的冲击而不损坏。
本发明提到的一种套管完井用箭型回压阀，其技术方案是：包括外壳（1）、密封圈（2）、密封座（3）、密封胶皮（4）、密封箭体（5）、弹簧（6）、下接头（7），所述外壳（1）与密封座（3）通过螺纹连接固定在外壳（1）的内壁，通过多组密封圈（2）实施密封；密封座（3）的下端与密封箭体（5）配合，在密封座（3）上面设有导流孔（9），所述密封箭体（5）上设有导向头（8）和过液通孔（10）；弹簧（6）套装在密封箭体（5）下台阶外侧与外壳（1）的内壁之间的空腔内；下接头（7）通过外螺纹（7.4）与外壳（1）相连接，并对弹簧（6）起到压紧作用。
上述的密封箭体（5）的上端设有导向头（8），中间为主筒体（5.2），导向头（8）与主筒体（5.2）的顶部通过锥形面（5.1）连接，在主筒体（5.2）的外壁设有一圈台阶（5.3），台阶（5.3）的下侧为弹簧腔（5.4），台阶（5.3）的上侧设有多个过液通孔（10）。
上述的台阶（5.3）的外部设置有两组密封圈，上密封圈与外壳（1）的内壁配合，下密封圈和下接头（7）的内壁相配合。
上述密封箭体（5）的顶部带有导向头（8）方便其受交变压力时上下运动，台阶（5.3）的上侧外环空加工有6个过液通孔（10），台阶下侧的弹簧腔（5.4）通过弹簧（6）定位；所述导向头（8）下压时，密封座（3）与密封箭体（5）之间的通道打开，密封座（3）的导流孔（9）与过液通孔（10）之间连通，形成水泥浆流动通道；导向头（8）通过弹簧（6）回位时，则密封座（3）与密封箭体（5）之间的通道关闭。
上述的密封座（3）的下端设有密封胶皮（4），通过密封胶皮（4）与密封箭体（5）的锥形面（5.1）配合。
下接头（7）包括下接头主体（7.1）、外凸台（7.2）和内凸台（7.3），所述内凸台（7.3）与密封箭体（5）配合，外凸台（7.2）通过外螺纹（7.4）与外壳（1）的下端配合连接。
在下接头（7）的外凸台（7.2）上侧设有O型密封圈，下接头（7）的内部设有的内凸台（7.3），对密封箭体（5）起到扶正和下行限位作用。
本发明提到的一种套管完井用箭型回压阀的使用方法，包括以下步骤：
a套管完井用箭型回压阀的外壳上端设有套管螺纹，通过套管螺纹与上部套管柱连接，作为井下管柱的一部分，随同套管一起下井；
b套管全部入井后，用固井车向套管内注水泥浆，高压水泥浆流体作用在密封箭体的上表面，推动密封箭体压缩弹簧向下运动，密封座（3）与密封箭体（5）之间的通道打开，密封座（3）的导流孔（9）与过液通孔（10）之间连通，形成水泥浆流动通道，这时水泥浆就通过密封箭体充填到套管外和裸眼井壁的环空空间；
c注水泥浆过程结束后，固井车停泵，此时由于套管外的压力高于套管内压力，水泥浆由于自重会有倒流到套管内的趋势，且密封箭体通过弹簧（6）回位，密封座（3）与密封箭体（5）之间的通道关闭；此时，当液体水泥浆压力作用到密封箭体的内表面时，水泥浆会把密封箭体往上顶，在密封胶皮的作用下，此处形成密封屏障，防止其倒流到套管内，实现完井。
本发明的有益效果是：油气井注水泥及替浆碰压结束后，由于套管外的水泥浆与套管内的钻井液密度的不同，因而管外液柱压力高于套管内液柱压力，水泥浆有从套管外流向套管内的趋势，此时由于箭型回压阀作用在套管底部，有效防止套管外的水泥浆倒流入套管内；
另外，本发明是在现有回压阀的基础上采用密封箭体密封，预设密封座和密封箭体之间的过液通孔，该过液通孔根据密封箭体的受压情况打开和关闭；既能保证泥浆、冲洗液、水泥浆等入井液体的正常循环，又能防止固井顶替碰压后套管外高压流体倒流入套管内，使之互相隔离，降低固井风险，提高固井质量。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图；
附图2是密封箭体的结构示意图；
附图3是下接头的结构示意图；
附图4是密封座的俯视图；
附图5是密封座的局部放大图；
上图中：外壳1、密封圈2、密封座3、密封胶皮4、密封箭体5、弹簧6、下接头7、导向头8、导流孔9、过液通孔10；
锥形面5.1、主筒体5.2、台阶5.3、弹簧腔5.4，下接头主体7.1、外凸台7.2和内凸台7.3。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
参照附图1，本发明提到的一种套管完井用箭型回压阀，其技术方案是：包括外壳1、密封圈2、密封座3、密封胶皮4、密封箭体5、弹簧6、下接头7，所述外壳1与密封座3通过螺纹连接固定在外壳1的内壁，通过多组密封圈2实施密封；密封座3的下端与密封箭体5配合，在密封座3上面设有导流孔9，所述密封箭体5上设有导向头8和过液通孔10；弹簧6套装在密封箭体5下台阶外侧与外壳1的内壁之间的空腔内；下接头7通过外螺纹7.4与外壳1相连接，并对弹簧6起到压紧作用。
参照附图2，密封箭体5的上端设有导向头8，中间为主筒体5.2，导向头8与主筒体5.2的顶部通过锥形面5.1连接，在主筒体5.2的外壁设有一圈台阶5.3，台阶5.3的下侧为弹簧腔5.4，台阶5.3的上侧设有多个过液通孔10。
上述的台阶5.3的外部设置有两组密封圈，上密封圈与外壳1的内壁配合，下密封圈和下接头7的内壁相配合。
上述密封箭体5的顶部带有导向头8方便其受交变压力时上下运动，台阶5.3的上侧外环空加工有6个过液通孔10，台阶下侧的弹簧腔5.4通过弹簧6定位；所述导向头8下压时，密封座3与密封箭体5之间的通道打开，密封座3的导流孔9与过液通孔10之间连通，形成水泥浆流动通道；导向头8通过弹簧6回位时，则密封座3与密封箭体5之间的通道关闭。
参照附图4和5，密封座3的下端设有密封胶皮4，通过密封胶皮4与密封箭体5的锥形面5.1配合。
参照附图3，本发明的下接头7包括下接头主体7.1、外凸台7.2和内凸台7.3，所述内凸台7.3与密封箭体5配合，外凸台7.2通过外螺纹7.4与外壳1的下端配合连接。在下接头7的外凸台7.2上侧设有O型密封圈，下接头7的内部设有的内凸台7.3，对密封箭体5起到扶正和下行限位作用。
本发明提到的一种套管完井用箭型回压阀的使用方法，包括以下步骤：
a套管完井用箭型回压阀的外壳上端设有套管螺纹，通过套管螺纹与上部套管柱连接，作为井下管柱的一部分，随同套管一起下井；
b套管全部入井后，用固井车向套管内注水泥浆，高压水泥浆流体作用在密封箭体的上表面，推动密封箭体压缩弹簧向下运动，密封座3与密封箭体5之间的通道打开，密封座3的导流孔9与过液通孔10之间连通，形成水泥浆流动通道，这时水泥浆就通过密封箭体充填到套管外和裸眼井壁的环空空间；
c注水泥浆过程结束后，固井车停泵，此时由于套管外的压力高于套管内压力，水泥浆由于自重会有倒流到套管内的趋势，且密封箭体通过弹簧6回位，密封座3与密封箭体5之间的通道关闭；此时，当液体水泥浆压力作用到密封箭体的内表面时，水泥浆会把密封箭体往上顶，在密封胶皮的作用下，此处形成密封屏障，防止其倒流到套管内，实现完井，本发明可以有效降低固井风险，提高固井质量。
以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种套管完井用箭型回压阀，其特征是：包括外壳（1）、密封圈（2）、密封座（3）、密封胶皮（4）、密封箭体（5）、弹簧（6）、下接头（7），所述外壳（1）与密封座（3）通过螺纹连接固定在外壳（1）的内壁，通过多组密封圈（2）实施密封；密封座（3）的下端与密封箭体（5）配合，在密封座（3）上面设有导流孔（9），所述密封箭体（5）上设有导向头（8）和过液通孔（10）；弹簧（6）套装在密封箭体（5）下台阶外侧与外壳（1）的内壁之间的空腔内；下接头（7）通过外螺纹与外壳（1）相连接，并对弹簧（6）起到压紧作用。
2.根据权利要求1所述的套管完井用箭型回压阀，其特征是：所述的密封箭体（5）的上端设有导向头（8），中间为主筒体（5.2），导向头（8）与主筒体（5.2）的顶部通过锥形面（5.1）连接，在主筒体（5.2）的外壁设有一圈台阶（5.3），台阶（5.3）的下侧为弹簧腔（5.4），台阶（5.3）的上侧设有多个过液通孔（10）。
3.根据权利要求2所述的套管完井用箭型回压阀，其特征是：所述的台阶（5.3）的外部设置有两组密封圈，上密封圈与外壳（1）的内壁配合，下密封圈和下接头（7）的内壁相配合。
4.根据权利要求2所述的套管完井用箭型回压阀，其特征是：所述密封箭体（5）的顶部带有导向头（8）方便其受交变压力时上下运动，台阶（5.3）的上侧外环空加工有6个过液通孔（10），台阶下侧的弹簧腔（5.4）通过弹簧（6）定位；所述导向头（8）下压时，密封座（3）与密封箭体（5）之间的通道打开，密封座（3）的导流孔（9）与过液通孔（10）之间连通，形成水泥浆流动通道；导向头（8）通过弹簧（6）回位时，则密封座（3）与密封箭体（5）之间的通道关闭。
5.根据权利要求1所述的套管完井用箭型回压阀，其特征是：所述的密封座（3）的下端设有密封胶皮（4），通过密封胶皮（4）与密封箭体（5）的锥形面（5.1）配合。
6.根据权利要求1所述的套管完井用箭型回压阀，其特征是：下接头（7）包括下接头主体（7.1）、外凸台（7.2）和内凸台（7.3），所述内凸台（7.3）与密封箭体（5）配合，外凸台（7.2）通过外螺纹（7.4）与外壳（1）的下端配合连接。
7.根据权利要求6所述的套管完井用箭型回压阀，其特征是：在下接头（7）的外凸台（7.2）上侧设有O型密封圈，下接头（7）的内部设有的内凸台（7.3），对密封箭体（5）起到扶正和下行限位作用。
8.一种如权利要求1-7中任一项所述的套管完井用箭型回压阀的使用方法，其特征是包括以下步骤：
a套管完井用箭型回压阀的外壳上端设有套管螺纹，通过套管螺纹与上部套管柱连接，作为井下管柱的一部分，随同套管一起下井；
b套管全部入井后，用固井车向套管内注水泥浆，高压水泥浆流体作用在密封箭体的上表面，推动密封箭体压缩弹簧向下运动，密封座（3）与密封箭体（5）之间的通道打开，密封座（3）的导流孔（9）与过液通孔（10）之间连通，形成水泥浆流动通道，这时水泥浆就通过密封箭体充填到套管外和裸眼井壁的环空空间；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20171222 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |