CN108119077B - 一种带压作业洗井阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带压作业洗井阀。带压作业洗井阀包括：管体(100)；设置于所述管体(100)内的上阀座(13)；位于所述上阀座(13)上的并可沿所述管体(100)轴向运动的上阀芯(200)；设置于所述管体(100)内的下阀座(18)；位于所述下阀座(18)上的阀球(16)。本发明提供的一种带压作业洗井阀采用上阀芯密封和阀球密封的双阀结构，可以有效地防止注水底阀漏失，从而顺利地实现分层注水，并具有反循环洗井功能。

Description

一种带压作业洗井阀

技术领域

本发明涉及油田注采技术领域，特别涉及一种带压作业洗井阀。

背景技术

带压作业技术能够最大限度的实现作业过程中对油气层的保护，有利于油气水井修复后的稳产和提高注水实效。对注水井而言，在不放喷，不压井的情况下带压作业，注水井不需要卸压的同时解决了地面污水排放问题，避免了地层污染，同时能保持整个注采井网地层压力系统不受破坏，更好地保证注水开发效果。带压作业具有保存地下能量和保护地上环境的双重优点，在许多油田得到推广应用。

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：

在注水井带压完井过程中，通常是在管柱尾部安装油管堵塞装置，在下管柱过程中，管柱尾部密封，下管柱完成后通过投捞取出油管堵塞装置，再进行注水。然而，该方法存在密封性差，封堵压力低，投捞堵塞装置工序繁琐和部分井难以捞出等缺点。

另外，目前分层注水管柱常用固定球座做为注水底阀，固定球座不具备带压作业功能，由于腐蚀、结垢及地层出砂等原因，固定球座多数存在封闭不严的现象，导致管柱不同程度漏失甚至工作失效问题，严重影响注水效果。

中国专利文献CN201460800U公开了一种可回收式油管堵塞阀。该可回收式油管堵塞阀通过下入专门的取送工具，实现对油管的堵塞和连通。该可回收式油管堵塞阀虽然密封性较好，但是仍然存在打捞或取出堵塞失败的问题。

发明内容

本发明提供一种带压作业洗井阀，用以解决现有的固定球座阀封闭不严的问题。

本发明提供了一种带压作业洗井阀，包括：

管体；

设置于所述管体内的上阀座；

位于所述上阀座上的并可沿所述管体轴向运动的上阀芯；

设置于所述管体内的下阀座；

位于所述下阀座上的阀球。

优选地，该带压作业洗井阀还包括：设置于所述管体内的，可沿所述管体的轴向运动并支撑所述阀球且可卡在所述下阀座的下端面的底堵；所述底堵通过销钉与所述管体固定。

更优选地，所述底堵的横截面为倒“T”形。

具体地，所述管体包括：从上到下依次连接的上接头、连接管、中接头和下接头；所述上阀座设置在所述中接头的内部；所述下阀座设置在所述下接头的内部。

具体地，所述上阀芯包括：阀轴，所述阀轴为异径圆柱体；设置于所述阀轴的大径端的横截面为“十”字形的挡叉；以及设置于所述阀轴的大径端的并用于固定所述挡叉的螺母；所述阀轴的大径端的下端面为圆弧形，可与所述上阀座紧密贴合。

优选地，所述上阀芯还包括：设置在所述阀轴上的用于固定所述阀轴与所述螺母的开口销。

更优选地，所述阀轴的大径端设置有环形凸起，所述环形凸起的下端面为圆弧面可与所述上阀座内表面的锥面部分形成密封；所述上阀芯还包括：设置在所述挡叉与所述环形凸起之间的上压环和下压环，以及设置在所述上压环和所述下压环之间的沿所述阀轴的轴向交错排布的横截面为“T”形的密封圈和横截面为“T”形的压环。

更优选地，在所述上接头和所述连接管之间设置有用于阻止所述上阀芯向上运动的第一挡环；在所述阀球上方设置有用于阻止所述阀球向上运动的第二挡环。

更优选地，所述上阀座与所述中接头之间设置有O形密封圈；所述下阀座与所述下接头之间设置有O形密封圈。

更优选地，所述连接管与所述中接头的连接处设置有O形密封圈；所述中接头与所述下接头的连接处设置有O形密封圈。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：本发明提供的一种带压作业洗井阀采用上阀芯密封和阀球密封的双密封阀结构，可以有效地防止注水底阀漏失，从而顺利地实现分层注水，并具有反循环洗井功能。

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为本发明一示例性实施例提供的一种带压作业洗井阀的结构示意图；

图2为本发明一示例性实施例提供的一种带压作业洗井阀的分层注水状态图；

图3为图2的局部放大图；

图4为本发明一示例性实施例提供的一种带压作业洗井阀中上阀芯的结构示意图；

图5为图4沿A-A向的剖面图；

图6为本发明一示例性实施例提供的一种带压作业洗井阀的连接状态图；

图中的附图标记分别表示：

1、上接头；2、第一挡环；3、连接管；4、开口销；5、螺母；6、挡叉；7、上压环；8、横截面为“T”形的密封圈；9、横截面为“T”形的压环；10、O形密封圈；11、下压环；12、阀轴；1201环形凸起；13、上阀座；14、第二挡环；15、中接头；16、阀球；17、下接头；18、下阀座；19、销钉；20、底堵；21、油管、22、水力锚；23、配水器；24、封隔器；25、带压作业洗井阀；26、筛管；27、丝堵；100、管体；200、上阀芯。

具体实施方式

为使本发明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。

图1为本发明一示例性实施例提供的一种带压作业洗井阀的结构示意图。参见图1，本发明提供的一种带压作业洗井阀，至少包括：

管体100；

设置于管体100内的上阀座13；

位于上阀座13上的并可沿管体100轴向运动的上阀芯200；

设置于管体100内的下阀座18；

位于下阀座18上的阀球16。

在完井时，如图6所示，将油管21的下端依次连接水力锚22、配水器23、封隔器24，其中每个注水层都配有配水器23和封隔器24，最下方的注水层的配水器23与该带压作业洗井阀25连接，再依次连接筛管26和丝堵27。如图2和图3所示，该带压作业洗井阀的上阀芯200坐落在上阀座13上，阀球16坐落在下阀座18上。地面操作打开配水器23的注水通道，向井筒的油管21内注入高压水，受上部高压影响，该带压作业洗井阀构成双重复合密封，实现了注水过程中油管21正向密封严密不漏失，保证了注水压力，顺利地实现来水转注到各个注水层中。

在反循环洗井时，洗井液从套管通过筛管26进入该带压作业洗井阀内，洗井液将阀球16和上阀芯200顶起，从而实现发循环洗井。

本领域技术人员可以根据管体100的轴向长度来设计上阀座13和下阀座18在管体100内的位置。

在实际应用中，在完井下管柱时，为了防止地层带压流体进入完井管柱的现象的发生，需要对完井管柱尾部进行密封。如图1所示，本发明的带压作业洗井阀还包括：设置于管体100内的，可沿管体100的轴向运动并顶起阀球16且可卡在下阀座18的下端面的底堵20；底堵20通过销钉19与管体100固定。相对于现有技术中的在下管柱时和完成后需要投捞油管堵塞装置，本发明的带压作业洗井阀操作更简便，而且不存在打捞油管堵塞装置失败的可能性。在地面油管打压的过程中，压力增加到预设压力时，高压水可将固定底堵20的销钉19剪断，如图2和图3所示，上阀芯200坐落在上阀座13上，阀球16坐落在下阀座18上，从而顺利地实现来水转注。在实现反洗井功能时，套管内洗井液通过销钉19所在的销钉孔进入到该带压作业洗井阀中，将阀球16和上阀芯200顶起，从而进入油管中，提高了反洗井效率。

在实际应用中，固定底堵20的销钉19为多个，例如4个、6个或8个，沿管体100的径向均匀分布。这样，与销钉19配合的销钉孔个数与销钉20个数相同，并沿管体100的径向均匀分布。

从上述的带压作业洗井阀结构可知，销钉19位于下阀座18的下方，因此，与销钉19配合的销钉孔不会影响该带压作业洗井阀在注水时的密封性能。

在底堵20的一种实现方式中，底堵20的横截面可以为倒“T”形。本领域技术人员可以理解的是，底堵20分为大径端和小径端，大径端可卡在下阀座18的下端面处，小径端可伸出下阀座18支撑阀球16。

下述将对管体100的结构进行详细介绍。

在管体100的一种实现方式中，为了方便该带压作业洗井阀拆装，管体100可由多个部分拼接而成，从上到下依次连接的上接头1、连接管3、中接头15和下接头17；上阀座13设置在中接头15的内部；下阀座18设置在下接头17的内部。

上接头1、连接管3、中接头15和下接头17可通过螺纹连接。

上接头1、中接头15和下接头17的内部分别设置有台阶，且皆具有内径最小处，在上接头1的内径最小处的下方与连接管3的直径最小处的上方可设置用于阻止上阀芯200继续上行的第一挡环2；在中接头15的内径最小处的下方可设置用于阻止阀球16继续上行的第二挡环14，并且第二挡环14可沿中接头15的轴向运动。

为了使下阀座18与下接头17固定地更加牢靠，如图1所示，中接头15的下端面抵住下阀座18的上端面，下阀座18的上端面则卡在下接头17的内径最小处的上端面上。

在实际应用中，第一挡环2和第二挡环14可以为具有通孔的圆片，也可以为圆形的筛板。

下述将对上阀芯200的结构进行详细介绍。

在上阀芯200的一种实现方式中，如图4所示，上阀芯200包括：阀轴12，阀轴12为上粗下细的异径圆柱体。

进一步地，如图4和图5所示，上阀芯200还包括：设置于阀轴12的大径端的横截面为“十”字形的挡叉6，以及设置于阀轴12的大径端的用于固定挡叉6的螺母5。挡叉6用于阻止上阀芯200在上行至连接管3的上端面时仍继续上行，在具有第一挡环2的结构中，挡叉6与第一挡环2配合阻止上阀芯200继续上行。

为了防止螺母5相对于阀轴12旋转，上阀芯200还包括：设置在阀轴12上的用于固定阀轴12与螺母5的开口销4。

更进一步地，在阀轴12为上粗下细的异径圆柱体的基础上，阀轴12的大径端的下端面为圆弧形，可与上阀座13内表面的锥面部分配合，起到密封作用。

为了使上阀芯200与上阀座13贴合更严密，密封性更好，优选地，阀轴12的大径端设置有环形凸起1201，环形凸起1201的下端圆弧面可与上阀座13内表面的锥面形成线性密封；上阀芯200还包括：设置在挡叉6与环形凸起1201之间的上压环7和下压环11，以及设置在上压环7和下压环11之间的沿阀轴12的轴向交错排布的横截面为“T”形的密封圈8和横截面为“T”形的压环9。

在实际应用中，上压环7和下压环11的横截面可以为“L”形，对称设置。

还有，横截面为“T”形的密封圈8和横截面为“T”形的压环9沿阀轴12的轴向交错排布，紧紧扣在一起，并受环形凸起1201和螺母5挤压。

本领域技术人员可以理解的是，横截面为“T”形的密封圈8与上阀座13为过盈配合，通过横截面为“T”形的密封圈8与上阀座13接触挤压实现弹性密封，增强该带压作业洗井阀的密封效果。

本领域技术人员可以理解的是，由于底堵20卡在下阀座18的下端面上，因此，来自地层的向上压力作用于底堵20后向上传递到油管管柱，底堵20不会向上运动，使得销钉19不受力，销钉19不受地层压力剪切。

为了进一步提高该带压作业洗井阀的密封性能，在各个零部件的连接处设置密封圈，具体可以为：上阀座13与中接头15之间设置有O形密封圈；下阀座18与下接头17之间设置有O形密封圈10。连接管3与中接头15的连接处设置有O形密封圈10；中接头15与下接头17的连接处设置有O形密封圈10。

由上述实施例可知，本发明提供的一种带压作业洗井阀采用上阀芯处和阀球处的双密封阀结构，并设置多重密封部位，杜绝了注水底阀漏失，从而顺利地实现了分层注水和反循环洗井功能。不但如此，该带压作业洗井阀在完井时具有尾管密封功能。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，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 (9)

1.一种带压作业洗井阀，其特征在于，包括：

管体(100)；

设置于所述管体(100)内的上阀座(13)；

位于所述上阀座(13)上的并可沿所述管体(100)轴向运动的上阀芯(200)；

设置于所述管体(100)内的下阀座(18)；

位于所述下阀座(18)上的阀球(16)；

还包括：设置于所述管体(100)内的，可沿所述管体(100)的轴向运动并支撑所述阀球(16)且可卡在所述下阀座(18)的下端面的底堵(20)；所述底堵(20)通过销钉(19)与所述管体(100)固定；

在地面油管打压的过程中,压力增加到预设压力时，所述销钉(19)剪断；在反洗井过程中，洗井液通过所述销钉(19)所在的销钉孔进入所述带压作业洗井阀中。

2.根据权利要求1所述的带压作业洗井阀，其特征在于，所述底堵(20)的横截面为倒“T”形。

3.根据权利要求1所述的带压作业洗井阀，其特征在于，所述管体(100)包括：从上到下依次连接的上接头(1)、连接管(3)、中接头(15)和下接头(17)；所述上阀座(13)设置在所述中接头(15)的内部；所述下阀座(18)设置在所述下接头(17)的内部。

4.根据权利要求1所述的带压作业洗井阀，其特征在于，所述上阀芯(200)包括：阀轴(12)，所述阀轴(12)为异径圆柱体；设置于所述阀轴(12)的大径端的横截面为“十”字形的挡叉(6)；以及设置于所述阀轴(12)的大径端的，用于固定所述挡叉(6)的螺母(5)；所述阀轴(12)的大径端的下端面为圆弧形，可与所述上阀座(13)紧密贴合。

5.根据权利要求4所述的带压作业洗井阀，其特征在于，所述上阀芯(200)还包括：设置在所述阀轴(12)上的用于固定所述阀轴(12)与所述螺母(5)的开口销(4)。

6.根据权利要求4所述的带压作业洗井阀，其特征在于，所述阀轴(12)的大径端设置有环形凸起(1201)，所述环形凸起(1201)的下端面为圆弧形，可与所述上阀座(13)内表面的锥面部分配合形成密封；所述上阀芯(200)还包括：设置在所述挡叉(6)与所述环形凸起(1201)之间的上压环(7)和下压环(11)，以及设置在所述上压环(7)和所述下压环(11)之间的沿所述阀轴(12)的轴向交错排布的横截面为“T”形的密封圈(8)和横截面为“T”形的压环(9)。

7.根据权利要求3所述的带压作业洗井阀，其特征在于，在所述上接头(1)和所述连接管(3)之间设置有用于阻止所述上阀芯(200)向上运动的第一挡环(2)；在所述阀球(16)上方设置有用于阻止所述阀球(16)向上运动的第二挡环(14)。

8.根据权利要求3所述的带压作业洗井阀，其特征在于，所述上阀座(13)与所述中接头(15)之间设置有O形密封圈；所述下阀座(18)与所述下接头(17)之间设置有O形密封圈(10)。

9.根据权利要求3所述的带压作业洗井阀，其特征在于，所述连接管(3)与所述中接头(15)的连接处设置有O形密封圈(10)；所述中接头(15)与所述下接头(17)的连接处设置有O形密封圈。

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