CN107869320B - 一种防返吐洗井阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防返吐洗井阀，包括外筒以及外筒内部中心管，所述外筒和中心管之间形成活塞腔，活塞腔中设置活塞，所述外筒包括自上而下连接的外管和卡套，所述活塞下端侧壁开设径向卡槽，卡槽中设置卡簧，所述卡套开设连通活塞腔的径向孔，该径向孔低于活塞底端面。所述中心管上端连接阀球座，阀球座上坐落阀球。本发明具有初始开启压力较高、开启后的正常反洗井压力较低的优势。反洗井完毕，转入正常注水后，该洗井阀在注水压力的作用下能够实现关闭并回到原始的高压开启状态，能够防止后期停注时地层砂、聚合物返吐进入管柱，并为下次反洗井做好准备。
Description
技术领域
本发明涉及油田注水开发技术，具体地说是一种防返吐洗井阀。
背景技术
在油田开发过程中，分层注水是解决层间矛盾、保持地层能量、维持油田长期稳产高产的重要手段。现有分注井管柱底部均接有洗井阀(或称为反洗阀)，其目的是实现反洗井。
现有洗井阀主要分为两类：一是无压力开启式洗井阀，此类洗井阀内部没有开启弹簧，正常注水时，注水压力使得阀球座在阀座上，实现管柱的密闭。反洗井时，洗井液从洗井阀下部筛管进入，液体压力顶开阀球，使得油套环空与油管内部连同，实现反洗井；二是定压开启式洗井阀，此类洗井阀内部设有开启弹簧，正常注水时，洗井阀处于关闭状态，实现管柱整体的密闭，反洗井时，洗井液从洗井阀下部筛管进入，液体压力依次作用于阀球、弹簧上，当液体压力大于弹簧的下顶力后，阀球往上移动，洗井通道打开，实现反洗井。此两类洗井阀在油田开发中得到广泛的应用，但对于聚合物驱转后续水驱油藏和出砂油藏，却显现出其局限性，在注水井作业、洗井和停注的过程中，地层砂、近井地带聚合物容易通过无压力开启式洗井阀返吐进入管柱内部，造成堵塞井下管柱和注水工具、测试仪器遇阻、遇卡，难以进行井下测试，导致注水井层段合格率低。当采用定压开启式洗井阀时，设计开启力大的弹簧，虽然能防止聚合物返吐进入管柱，但在后期洗井作业时，洗井压力一直很高，给地面施工带来安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防返吐洗井阀，具有较高的初始开启压力，能够防止地层砂、聚合物通过洗井阀返吐进入管柱，反洗井时在地面泵车的配合下实现开启，一旦开启后，此洗井阀的洗井压力较低。反洗井完毕，转入正常注水后，该洗井阀在注水压力的作用下能够实现关闭并回到原始状态，防止后期停注时地层砂、聚合物返吐，并为下次反洗井做好准备。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种防返吐洗井阀，包括外筒以及外筒内部中心管，所述外筒和中心管之间形成活塞腔，活塞腔中设置活塞，所述外筒包括自上而下连接的外管和卡套，所述活塞下端侧壁开设径向卡槽，卡槽中设置卡簧，所述卡套开设连通活塞腔的径向孔，该径向孔低于活塞底端面。
所述中心管上端连接阀球座，阀球座上坐落阀球。
所述中心管上端还连接压帽，所述压帽下端面压住阀球座，压帽内壁为锥形面。
所述活塞上端内壁连接上挡环，上挡环内壁套有下挡环，下挡环能在上挡环内壁上下滑动，下挡环下端放置在阀球上，所述上挡环上端外壁开设上挡台，下挡环下端外壁开设下挡台，上挡台和下挡台之间设置弹簧。
所述外管上端连接上接头，所述卡套下端连接在下接头外壁，中心管下端连接在下接头内壁。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
通过卡簧机构与活塞机构的设计，以及与之配套的卡套与卡槽，实现了洗井阀反洗井时初始开启压力较高的目的，这种高的开启压力能够在注水井停注或作业时，阻止地层聚合物与地层砂返吐进入管柱，防止管柱或注水仪器的堵塞；
同时采用挡环与弹簧配合的机构，实现洗井阀开启后正常反洗井的低压控制，保持反洗井过程中一直处于低压状态，解决了因高压造成的地面管线安全问题；
采用阀球与阀座配合的机构以及活塞机构，实现正常注水时洗井阀的密封。
附图说明
图1为本发明一种防返吐洗井阀的结构示意图。
图中：1-上接头；2-O型密封圈；3-外管；4-上挡环；5-弹簧；6-下挡环；7-活塞；8-阀球；9-压帽；10-O型密封圈；11-阀球座；12-O型密封圈；13-中心管；14-O型密封圈；15-卡套；16-卡簧；17-O型密封圈；18-下接头。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
根据图1，一种防返吐洗井阀，包括外筒以及外筒内部的中心管13，所述外筒和中心管之间形成活塞腔，活塞腔中设置活塞7，所述外筒包括自上而下连接的外管3和卡套15，所述活塞下端侧壁开设径向卡槽，卡槽中设置卡簧16，所述卡簧内端顶在卡槽底部，外端则顶在卡套内壁上，所述卡套15开设连通活塞腔的径向孔，该径向孔低于活塞底端面。所述中心管13上端口连接阀球座11，阀球座上坐落阀球8。所述中心管上端还连接压帽9，所述压帽下端面压住阀球座11，压帽内壁为锥形面。所述活塞上端内壁连接上挡环4，上挡环内壁套有下挡环6，下挡环能在上挡环内壁上下滑动，下挡环下端放置在阀球上，所述上挡环上端外壁开设上挡台，下挡环下端外壁开设下挡台，上挡台和下挡台之间设置弹簧5。所述外管上端连接上接头1，所述卡套下端连接在下接头外壁，中心管下端连接在下接头18内壁。
上接头1与外管3螺纹连接，O型密封圈2放置于上接头1的密封圈槽内，外管3与卡套15螺纹连接，卡套15与下接头18螺纹连接，上挡环4与活塞7螺纹连接，卡簧16放置于活塞7上的卡槽内，O型密封圈12放置于活塞7上的密封圈槽内，中心管13与下接头18螺纹连接，O型密封圈14、17放置于中心管13上的密封圈槽内，阀球座11与中心管13螺纹连接，O型密封圈10放置于阀球座11上的密封圈槽内，压帽9与中心管13螺纹连接，阀球8放置于阀球座11上，下挡环6放置于阀球8上，弹簧5放置于上挡环4与下挡环6之间。
工作过程：防返吐洗井阀下部连接筛管丝堵，按照施工设计下入到井下设计深度，正常注水时，注水压力使得阀球紧密地座在阀球座上，完成洗井阀的密封作用。当需要反洗井时，洗井液通过卡套上的开孔作用于活塞上，推动活塞上行，同时另一部分洗井液通过洗井阀下部的筛管上返作用于阀球上，阀球推动下挡环上移，下挡环压缩弹簧，弹簧推动上挡环，上挡环带动活塞上移，这两部分力共同作用于活塞上，使得活塞上移带动卡簧脱出卡套的卡槽。为防止活塞无限上移，在上接头部位设计了限位机构。当活塞上移到限位机构时，活塞停止上移，此时，洗井液通过阀球与阀座之间的空隙、下档环与上档环之间的空隙上返进入管柱，实现正常的反洗井，此时的洗井压力只是弹簧的下推力，反洗井压力较小。
反洗井完毕，转入正常注水后，阀球在自身重力的作用下座到阀球座上，实现洗井阀的密封，管柱内的水压继续作用于活塞、上档环、下档环，推动活塞、上档环、下档环下移，进而推动卡簧进入卡槽内，实现活塞与卡簧的复位，为下次反洗井做好准备，并防止地层砂、聚合物通过洗井阀返吐进入管柱。
总之，本发明通过在洗井阀内部设计卡簧机构，并配套活塞机构，利用反洗液压力推动活塞，进而带动卡簧脱出卡槽，实现反洗井时初始开启压力较大的目的，利用阀球、挡环、弹簧组合机构，在洗井阀开启后，控制反洗井压力保持低压；洗井完毕正常注水时，注水压力推动活塞使得卡簧复位，形成高开启压力的初始状态，防止洗井后的地层砂、聚合物等通过洗井阀返吐进入管柱；采用阀球与阀座配合的机构，实现正常注水时洗井阀的密封。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。
Claims (3)
1.一种防返吐洗井阀，其特征在于，包括外筒以及外筒内部中心管，所述外筒和中心管之间形成活塞腔，活塞腔中设置活塞，所述外筒包括自上而下连接的外管和卡套，所述活塞下端侧壁开设径向卡槽，卡槽中设置卡簧，卡簧内端顶在活塞下端侧壁开设的径向卡槽底部，外端则顶在卡套内壁上，所述卡套开设连通活塞腔的径向孔，该径向孔低于活塞底端面；所述中心管上端连接阀球座，阀球座上坐落阀球；所述活塞上端内壁连接上挡环，上挡环内壁套有下挡环，下挡环能在上挡环内壁上下滑动，下挡环下端放置在阀球上，所述上挡环上端外壁开设上挡台，下挡环下端外壁开设下挡台，上挡台和下挡台之间设置弹簧。
2.根据权利要求1所述的一种防返吐洗井阀，其特征在于，所述中心管上端还连接压帽，所述压帽下端面压住阀球座，压帽内壁为锥形面。
3.根据权利要求1所述的一种防返吐洗井阀，其特征在于，所述外管上端连接上接头，所述卡套下端连接在下接头外壁，中心管下端连接在下接头内壁。
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