一种双通道可过球式反向单流阀
技术领域
本发明属于油气田储层阀门改造技术领域,尤其涉及一种双通道可过球式反向单流阀,用于连续油管施工作业中实现井底内防喷。
背景技术
国内外油服公司研发应用的连续油管带底封分段压裂作业管柱的结构从下至上基本上均采取如下结构:扶正头+定位器+封隔器+喷射器+安全接头+连续油管连接器,入井的工具管串至少从喷射器以上管内外始终自由连通。当起连续油管或拖动管柱调整钻具位置的时候,一旦起出防喷管的连续油管出现破损情况,井内高压就会从破损位置喷出失控,将无法继续起管柱,存在极高的井控风险。遇到这种情况时,如果我们能够在作业管柱上预先设计有应急关井措施,就可以实现在井底关井,阻止井内高压经过连续油管窜出。目前,连续油管作业井底防喷技术及工具主要有两种:一种是双瓣单流阀,其一般用于钻磨管柱、冲砂管柱,其优点是正循环能保持较大且完整顺畅的内通径,可投球,缺点是耐冲蚀性能差,循环液体不能是携砂液,并且始终只能正循环。另一种是抗冲蚀单流阀,目前只见技术介绍,未有实际应用,其优点是抗冲蚀性能强,较之双瓣单流阀可以正循环携砂液,缺点是流道较复杂,不能投球通过,并且也始终只能正循环。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供一种双通道可过球式反向单流阀,克服了现有技术中1:单流阀耐冲蚀性能差,2:不能投球通过,3:始终只能正循环,不能反循环等问题。
为了解决技术问题,本发明的技术方案是:一种双通道可过球式反向单流阀,包括下接头、下衬套、内衬套、钢球、上衬套、内滑套和上接头,其中下接头、下衬套、内衬套、上衬套、内滑套和上接头均为中空壳体,所述下接头和上接头端部连接后中间形成空腔,其中空腔内设有下衬套、内衬套、钢球、上衬套和内滑套,所述下衬套一端面靠近下接头,其中下衬套另一端面连接内衬套,所述内衬套另一端面连接上衬套,其中上衬套另一端面与上接头端部相邻,所述内滑套设置于上衬套和上接头内腔,所述内衬套内腔设有隔断将内衬套隔开形成两个通道,其中钢球可在内衬套两个通道和内滑套之间的区域移动并且不能移动出内衬套和内滑套。
优选的,所述内衬套靠近下衬套一端的空腔直径小于内衬套靠近上衬套一端的空腔直径,所述隔断靠近上衬套一端尺寸小于隔断靠近下衬套一端的尺寸,其中内衬套靠近上衬套一端的空腔被隔断隔开形成两个球座,所述钢球卡在球座处。
优选的,所述内滑套靠近上衬套一端的内腔为锥面内腔,其中锥面内腔的尺寸随着靠近上衬套逐渐增大,所述锥面内腔靠近钢球一端的尺寸大于钢球的尺寸,其中锥面内腔远离钢球一端的尺寸小于钢球的尺寸。
优选的,所述下衬套和上衬套的内腔为锥面内腔,其中下衬套内腔尺寸大的一端连接内衬套,其中上衬套内腔尺寸大的一端连接内衬套,所述下衬套与内衬套连接处的内腔尺寸相同,所述内衬套与上衬套连接处的内腔尺寸相同。
优选的,所述下接头和上接头通过螺纹连接,其中下接头一端为螺母,其中上接头一端为螺纹,所述上接头一端的螺纹与下接头一端的螺母配合,当上接头一端螺纹旋转进入下接头后,所述上接头螺纹的端部与上衬套相邻。
优选的,所述上衬套与上接头的相邻处设有卡簧,所述内滑套外壁设有凹槽。
优选的,所述内滑套与上接头通过剪切销钉固定,所述剪切销钉上端通过固紧螺钉固定。
优选的,所述上接头靠近上衬套的一端设有限位台阶,其中内滑套靠近上接头的一端设有凸起,当剪断剪切销钉时,所述内滑套在压力作用下向上衬套一端滑移,所述内滑套的凸起卡在上接头内部的限位台阶处,所述卡簧卡在内滑套外壁的凹槽内。
优选的,所述下接头与上接头通过止退螺钉固定。
优选的,所述下衬套、内衬套、上衬套和内滑套均采用高硬度轴承钢加工而成,所述下接头和上接头均进行表面渗氮处理。
相对于现有技术,本发明的优点在于:
(1)本发明采用了双通道设计,钢球处于任一通道都可实现从上接头到下接头的正循环畅通,内部关键零件均采用高硬度轴承钢加工而成,保证了良好的抗冲蚀性能,下接头和上接头等外部零件进行了表面渗氮处理,提升了整体的抗冲刷性能,使得该双通道可过球式反向单流阀能够适应连续油管压裂施工的环境,同时作为管柱的一部分随管柱一起下入井内,可在井底实时关闭油放通道,有效降低连续油管破损造成的井控风险,实现了连续油管施工中井底内防喷功能;
(2)本发明采用压差滑套的结构设计,通过投球打压的方式剪断剪切销钉,内滑套在压力作用下向上衬套一端滑移,所述内滑套的凸起卡在上接头内部的限位台阶处,所述卡簧卡在内滑套外壁的凹槽内,这时钢球被推入球座中,解除反向截止的功能,还可以实现从下接头到上接头的反循环,并且循环畅通;
(3)本发明结构流畅,并且通道较宽,因此在确保正循环和反循环畅通的同时可允许投球穿过,循环液体可为携砂液,能满足压裂施工要求。
附图说明
图1、本发明的第一种半剖结构示意图;
图2、本发明的第二种半剖结构示意图;
图3、本发明的第三种半剖结构示意图。
附图标记说明:
1-下接头,2-下衬套,3-内衬套,4-钢球,5-上衬套,6-卡簧,7-固紧螺钉,8-剪切销钉,9-止退螺钉,10-内滑套,11-上接头,12-隔断,13-球座,14-凹槽,15-限位台阶,16-凸起。
具体实施方式
下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式:
需要说明的是,本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
如图1~3所示,本发明公开了一种双通道可过球式反向单流阀,包括下接头1、下衬套2、内衬套3、钢球4、上衬套5、内滑套10和上接头11,其中下接头1、下衬套2、内衬套3、上衬套5、内滑套10和上接头11均为中空壳体,所述下接头1和上接头11端部连接后中间形成空腔,其中空腔内设有下衬套2、内衬套3、钢球4、上衬套5和内滑套10,所述下衬套2一端面靠近下接头1,其中下衬套2另一端面连接内衬套3,所述内衬套3另一端面连接上衬套5,其中上衬套5另一端面与上接头11端部相邻,所述内滑套10设置于上衬套5和上接头11内腔,所述内衬套3内腔设有隔断12将内衬套3隔开形成两个通道,其中钢球4可在内衬套3两个通道和内滑套10之间的区域移动并且不能移动出内衬套3和内滑套10。
实施例2
如图1~3所示,本发明公开了一种双通道可过球式反向单流阀,包括下接头1、下衬套2、内衬套3、钢球4、上衬套5、内滑套10和上接头11,其中下接头1、下衬套2、内衬套3、上衬套5、内滑套10和上接头11均为中空壳体,所述下接头1和上接头11端部连接后中间形成空腔,其中空腔内设有下衬套2、内衬套3、钢球4、上衬套5和内滑套10,所述下衬套2一端面靠近下接头1,其中下衬套2另一端面连接内衬套3,所述内衬套3另一端面连接上衬套5,其中上衬套5另一端面与上接头11端部相邻,所述内滑套10设置于上衬套5和上接头11内腔,所述内衬套3内腔设有隔断12将内衬套3隔开形成两个通道,其中钢球4可在内衬套3两个通道和内滑套10之间的区域移动并且不能移动出内衬套3和内滑套10。
所述下接头1和上接头11为中空的圆柱形壳体,其中下接头1和上接头11通过螺纹连接。
如图1~3所示,优选的,所述内衬套3靠近下衬套2一端的空腔直径小于内衬套3靠近上衬套5一端的空腔直径,所述隔断12靠近上衬套5一端尺寸小于隔断12靠近下衬套2一端的尺寸,其中内衬套3靠近上衬套5一端的空腔被隔断12隔开形成两个球座13,所述钢球4卡在球座13处。
实施例3
如图1~3所示,本发明公开了一种双通道可过球式反向单流阀,包括下接头1、下衬套2、内衬套3、钢球4、上衬套5、内滑套10和上接头11,其中下接头1和上接头11均为中空的圆柱形壳体,所述下接头1和上接头11端部连接后中间形成空腔,其中空腔内设有下衬套2、内衬套3、钢球4、上衬套5和内滑套10,所述下衬套2一端面靠近下接头1,其中下衬套2另一端面连接内衬套3,所述内衬套3另一端面连接上衬套5,其中上衬套5另一端面与上接头11端部相邻,所述内滑套10设置于上衬套5和上接头11内腔,所述内衬套3内腔设有隔断12将内衬套3隔开形成两个通道,其中钢球4可在内衬套3两个通道和内滑套10之间的区域移动并且不能移动出内衬套3和内滑套10。
如图1~3所示,优选的,所述内衬套3靠近下衬套2一端的空腔直径小于内衬套3靠近上衬套5一端的空腔直径,所述隔断12靠近上衬套5一端尺寸小于隔断12靠近下衬套2一端的尺寸,其中内衬套3靠近上衬套5一端的空腔被隔断12隔开形成两个球座13,所述钢球4卡在球座13处。
如图1~3所示,优选的,所述内滑套10靠近上衬套5一端的内腔为锥面内腔,其中锥面内腔的尺寸随着靠近上衬套5逐渐增大,所述锥面内腔靠近钢球4一端的尺寸大于钢球4的尺寸,其中锥面内腔远离钢球4一端的尺寸小于钢球4的尺寸。
所述钢球4被高压液体上涌推动顶在内滑套10下端的锥面内腔上,液体自下而上的流动通道关闭。
实施例4
如图1~3所示,本发明公开了一种双通道可过球式反向单流阀,包括下接头1、下衬套2、内衬套3、钢球4、上衬套5、内滑套10和上接头11,其中下接头1、下衬套2、内衬套3、上衬套5、内滑套10和上接头11均为中空壳体,所述下接头1和上接头11端部连接后中间形成空腔,其中空腔内设有下衬套2、内衬套3、钢球4、上衬套5和内滑套10,所述下衬套2一端面靠近下接头1,其中下衬套2另一端面连接内衬套3,所述内衬套3另一端面连接上衬套5,其中上衬套5另一端面与上接头11端部相邻,所述内滑套10设置于上衬套5和上接头11内腔,所述内衬套3内腔设有隔断12将内衬套3隔开形成两个通道,其中钢球4可在内衬套3两个通道和内滑套10之间的区域移动并且不能移动出内衬套3和内滑套10。
如图1~3所示,优选的,所述内衬套3靠近下衬套2一端的空腔直径小于内衬套3靠近上衬套5一端的空腔直径,所述隔断12靠近上衬套5一端尺寸小于隔断12靠近下衬套2一端的尺寸,其中内衬套3靠近上衬套5一端的空腔被隔断12隔开形成两个球座13,所述钢球4卡在球座13处。
如图1~3所示,优选的,所述内滑套10靠近上衬套5一端的内腔为锥面内腔,其中锥面内腔的尺寸随着靠近上衬套5逐渐增大,所述锥面内腔靠近钢球4一端的尺寸大于钢球4的尺寸,其中锥面内腔远离钢球4一端的尺寸小于钢球4的尺寸。
如图1~3所示,优选的,所述下衬套2和上衬套5的内腔为锥面内腔,其中下衬套2内腔尺寸大的一端连接内衬套3,其中上衬套5内腔尺寸大的一端连接内衬套3,所述下衬套2与内衬套3连接处的内腔尺寸相同,所述内衬套3与上衬套5连接处的内腔尺寸相同。
实施例5
如图1~3所示,本发明公开了一种双通道可过球式反向单流阀,包括下接头1、下衬套2、内衬套3、钢球4、上衬套5、内滑套10和上接头11,其中下接头1、下衬套2、内衬套3、上衬套5、内滑套10和上接头11均为中空壳体,所述下接头1和上接头11端部连接后中间形成空腔,其中空腔内设有下衬套2、内衬套3、钢球4、上衬套5和内滑套10,所述下衬套2一端面靠近下接头1,其中下衬套2另一端面连接内衬套3,所述内衬套3另一端面连接上衬套5,其中上衬套5另一端面与上接头11端部相邻,所述内滑套10设置于上衬套5和上接头11内腔,所述内衬套3内腔设有隔断12将内衬套3隔开形成两个通道,其中钢球4可在内衬套3两个通道和内滑套10之间的区域移动并且不能移动出内衬套3和内滑套10。
如图1~3所示,优选的,所述内衬套3靠近下衬套2一端的空腔直径小于内衬套3靠近上衬套5一端的空腔直径,所述隔断12靠近上衬套5一端尺寸小于隔断12靠近下衬套2一端的尺寸,其中内衬套3靠近上衬套5一端的空腔被隔断12隔开形成两个球座13,所述钢球4卡在球座13处。
如图1~3所示,优选的,所述内滑套10靠近上衬套5一端的内腔为锥面内腔,其中锥面内腔的尺寸随着靠近上衬套5逐渐增大,所述锥面内腔靠近钢球4一端的尺寸大于钢球4的尺寸,其中锥面内腔远离钢球4一端的尺寸小于钢球4的尺寸。
如图1~3所示,优选的,所述下衬套2和上衬套5的内腔为锥面内腔,其中下衬套2内腔尺寸大的一端连接内衬套3,其中上衬套5内腔尺寸大的一端连接内衬套3,所述下衬套2与内衬套3连接处的内腔尺寸相同,所述内衬套3与上衬套5连接处的内腔尺寸相同。
如图1~3所示,优选的,所述下接头1和上接头11通过螺纹连接,其中下接头1一端为螺母,其中上接头11一端为螺纹,所述上接头11一端的螺纹与下接头1一端的螺母配合,当上接头11一端螺纹旋转进入下接头1后,所述上接头11螺纹的端部与上衬套5相邻。
实施例6
如图1~3所示,本发明公开了一种双通道可过球式反向单流阀,包括下接头1、下衬套2、内衬套3、钢球4、上衬套5、内滑套10和上接头11,其中下接头1、下衬套2、内衬套3、上衬套5、内滑套10和上接头11均为中空壳体,所述下接头1和上接头11端部连接后中间形成空腔,其中空腔内设有下衬套2、内衬套3、钢球4、上衬套5和内滑套10,所述下衬套2一端面靠近下接头1,其中下衬套2另一端面连接内衬套3,所述内衬套3另一端面连接上衬套5,其中上衬套5另一端面与上接头11端部相邻,所述内滑套10设置于上衬套5和上接头11内腔,所述内衬套3内腔设有隔断12将内衬套3隔开形成两个通道,其中钢球4可在内衬套3两个通道和内滑套10之间的区域移动并且不能移动出内衬套3和内滑套10。
如图1~3所示,优选的,所述内衬套3靠近下衬套2一端的空腔直径小于内衬套3靠近上衬套5一端的空腔直径,所述隔断12靠近上衬套5一端尺寸小于隔断12靠近下衬套2一端的尺寸,其中内衬套3靠近上衬套5一端的空腔被隔断12隔开形成两个球座13,所述钢球4卡在球座13处。
如图1~3所示,优选的,所述内滑套10靠近上衬套5一端的内腔为锥面内腔,其中锥面内腔的尺寸随着靠近上衬套5逐渐增大,所述锥面内腔靠近钢球4一端的尺寸大于钢球4的尺寸,其中锥面内腔远离钢球4一端的尺寸小于钢球4的尺寸。
如图1~3所示,优选的,所述下衬套2和上衬套5的内腔为锥面内腔,其中下衬套2内腔尺寸大的一端连接内衬套3,其中上衬套5内腔尺寸大的一端连接内衬套3,所述下衬套2与内衬套3连接处的内腔尺寸相同,所述内衬套3与上衬套5连接处的内腔尺寸相同。
如图1~3所示,优选的,所述下接头1和上接头11通过螺纹连接,其中下接头1一端为螺母,其中上接头11一端为螺纹,所述上接头11一端的螺纹与下接头1一端的螺母配合,当上接头11一端螺纹旋转进入下接头1后,所述上接头11螺纹的端部与上衬套5相邻。
如图1~3所示,优选的,所述上衬套5与上接头11的相邻处设有卡簧6,所述内滑套10外壁设有凹槽14。
如图1~3所示,优选的,所述内滑套10与上接头11通过剪切销钉8固定,所述剪切销钉8上端通过固紧螺钉7固定。
如图1~3所示,优选的,所述上接头11靠近上衬套5的一端设有限位台阶15,其中内滑套10靠近上接头11的一端设有凸起16,当剪断剪切销钉8时,所述内滑套10在压力作用下向上衬套5一端滑移,所述内滑套10的凸起16卡在上接头11内部的限位台阶15处,所述卡簧6卡在内滑套10外壁的凹槽14内。
所述剪切销钉8的材质较软,当打压时剪切销钉8将断开,即被剪断,所述内滑套10在压力作用下向上衬套5一端滑移。
实施例7
如图1~3所示,本发明公开了一种双通道可过球式反向单流阀,包括下接头1、下衬套2、内衬套3、钢球4、上衬套5、内滑套10和上接头11,其中下接头1、下衬套2、内衬套3、上衬套5、内滑套10和上接头11均为中空壳体,所述下接头1和上接头11端部连接后中间形成空腔,其中空腔内设有下衬套2、内衬套3、钢球4、上衬套5和内滑套10,所述下衬套2一端面靠近下接头1,其中下衬套2另一端面连接内衬套3,所述内衬套3另一端面连接上衬套5,其中上衬套5另一端面与上接头11端部相邻,所述内滑套10设置于上衬套5和上接头11内腔,所述内衬套3内腔设有隔断12将内衬套3隔开形成两个通道,其中钢球4可在内衬套3两个通道和内滑套10之间的区域移动并且不能移动出内衬套3和内滑套10。
如图1~3所示,优选的,所述内衬套3靠近下衬套2一端的空腔直径小于内衬套3靠近上衬套5一端的空腔直径,所述隔断12靠近上衬套5一端尺寸小于隔断12靠近下衬套2一端的尺寸,其中内衬套3靠近上衬套5一端的空腔被隔断12隔开形成两个球座13,所述钢球4卡在球座13处。
如图1~3所示,优选的,所述内滑套10靠近上衬套5一端的内腔为锥面内腔,其中锥面内腔的尺寸随着靠近上衬套5逐渐增大,所述锥面内腔靠近钢球4一端的尺寸大于钢球4的尺寸,其中锥面内腔远离钢球4一端的尺寸小于钢球4的尺寸。
如图1~3所示,优选的,所述下衬套2和上衬套5的内腔为锥面内腔,其中下衬套2内腔尺寸大的一端连接内衬套3,其中上衬套5内腔尺寸大的一端连接内衬套3,所述下衬套2与内衬套3连接处的内腔尺寸相同,所述内衬套3与上衬套5连接处的内腔尺寸相同。
如图1~3所示,优选的,所述下接头1和上接头11通过螺纹连接,其中下接头1一端为螺母,其中上接头11一端为螺纹,所述上接头11一端的螺纹与下接头1一端的螺母配合,当上接头11一端螺纹旋转进入下接头1后,所述上接头11螺纹的端部与上衬套5相邻。
如图1~3所示,优选的,所述上衬套5与上接头11的相邻处设有卡簧6,所述内滑套10外壁设有凹槽14。
如图1~3所示,优选的,所述内滑套10与上接头11通过剪切销钉8固定,所述剪切销钉8上端通过固紧螺钉7固定。
如图1~3所示,优选的,所述上接头11靠近上衬套5的一端设有限位台阶15,其中内滑套10靠近上接头11的一端设有凸起16,当剪断剪切销钉8时,所述内滑套10在压力作用下向上衬套5一端滑移,所述内滑套10的凸起16卡在上接头11内部的限位台阶15处,所述卡簧6卡在内滑套10外壁的凹槽14内。
如图1~3所示,优选的,所述下接头1与上接头11通过止退螺钉9固定。所述止退螺钉9用于防止下接头1与上接头11因为压力断开。
实施例8
如图1~3所示,本发明公开了一种双通道可过球式反向单流阀,包括下接头1、下衬套2、内衬套3、钢球4、上衬套5、内滑套10和上接头11,其中下接头1、下衬套2、内衬套3、上衬套5、内滑套10和上接头11均为中空壳体,所述下接头1和上接头11端部连接后中间形成空腔,其中空腔内设有下衬套2、内衬套3、钢球4、上衬套5和内滑套10,所述下衬套2一端面靠近下接头1,其中下衬套2另一端面连接内衬套3,所述内衬套3另一端面连接上衬套5,其中上衬套5另一端面与上接头11端部相邻,所述内滑套10设置于上衬套5和上接头11内腔,所述内衬套3内腔设有隔断12将内衬套3隔开形成两个通道,其中钢球4可在内衬套3两个通道和内滑套10之间的区域移动并且不能移动出内衬套3和内滑套10。
如图1~3所示,优选的,所述内衬套3靠近下衬套2一端的空腔直径小于内衬套3靠近上衬套5一端的空腔直径,所述隔断12靠近上衬套5一端尺寸小于隔断12靠近下衬套2一端的尺寸,其中内衬套3靠近上衬套5一端的空腔被隔断12隔开形成两个球座13,所述钢球4卡在球座13处。
如图1~3所示,优选的,所述内滑套10靠近上衬套5一端的内腔为锥面内腔,其中锥面内腔的尺寸随着靠近上衬套5逐渐增大,所述锥面内腔靠近钢球4一端的尺寸大于钢球4的尺寸,其中锥面内腔远离钢球4一端的尺寸小于钢球4的尺寸。
如图1~3所示,优选的,所述下衬套2和上衬套5的内腔为锥面内腔,其中下衬套2内腔尺寸大的一端连接内衬套3,其中上衬套5内腔尺寸大的一端连接内衬套3,所述下衬套2与内衬套3连接处的内腔尺寸相同,所述内衬套3与上衬套5连接处的内腔尺寸相同。
如图1~3所示,优选的,所述下接头1和上接头11通过螺纹连接,其中下接头1一端为螺母,其中上接头11一端为螺纹,所述上接头11一端的螺纹与下接头1一端的螺母配合,当上接头11一端螺纹旋转进入下接头1后,所述上接头11螺纹的端部与上衬套5相邻。
如图1~3所示,优选的,所述上衬套5与上接头11的相邻处设有卡簧6,所述内滑套10外壁设有凹槽14。
如图1~3所示,优选的,所述内滑套10与上接头11通过剪切销钉8固定,所述剪切销钉8上端通过固紧螺钉7固定。
如图1~3所示,优选的,所述上接头11靠近上衬套5的一端设有限位台阶15,其中内滑套10靠近上接头11的一端设有凸起16,当剪断剪切销钉8时,所述内滑套10在压力作用下向上衬套5一端滑移,所述内滑套10的凸起16卡在上接头11内部的限位台阶15处,所述卡簧6卡在内滑套10外壁的凹槽14内。
如图1~3所示,优选的,所述下接头1与上接头11通过止退螺钉9固定。
如图1~3所示,优选的,所述下衬套2、内衬套3、上衬套5和内滑套10均采用高硬度轴承钢加工而成,保证了良好的抗冲蚀性能,所述下接头1和上接头11均进行表面渗氮处理,进一步提升了双通道可过球式反向单流阀的整体抗冲刷性能。
本发明的工作原理如下:
如图1所示,在下钻、水力喷砂射孔及压裂施工作业等工况时,在液柱压力作用下,钢球4坐落于内衬套3双通道其中一个通道的球座13位置,此时,另一个通道仍然保持畅通,单流阀内部从上接头11到下接头1的正向液流通道保持畅通,单流阀处于正循环畅通状态;
如图2所示,在连续油管起钻或调整钻具位置过程中,井底存在高压时,管内高压液体上涌推动钢球4上移,顶在内滑套10下端锥面内腔上,液体自下而上的流动通道关闭,此时,单流阀处于反向截止状态,钢球4阻止井底高压液体上涌,避免出现连续油管破裂起出防喷管时导致井喷失控现象发生;
如图3所示,当需要反洗作业时,通过投球打压的方式剪断剪切销钉8,内滑套10在压力作用下向下(向上衬套5方向)滑移,内滑套10的凸起16坐落在上接头11内部的限位台阶15上,同时,上衬套5与上接头11之间设置有卡簧6,随着内滑套10的滑移使卡簧6卡入凹槽14,这样使内滑套10在受力后不会再向上滑移,钢球4卡在内滑套10下端与内衬套3之间的球座13空间内,这样可以保证单流阀从下接头1到上接头11的反向液流通道保持畅通,反循环畅通,并且反向截止功能解除。
本发明在连续油管底封拖动压裂管柱上设计增加井底防喷工具,实现了可在井底实时关闭油放通道的功能,有效降低了连续油管破损造成的井控风险,该反向单流阀保留了球座式单向阀简单可靠的结构设计,采用双通道结构设计,允许投球穿过,具有正向畅通、反向截止的功能,同时,压差滑套的结构设计能够在需要时解除单向阀作用,即必要时亦可实现反循环畅通。另外,在有密封需求的部位均设置了密封结构,采用了耐高温高压密封圈作为密封元件,增强了该单流阀的耐温耐压性能。由于水力喷砂射孔工况对单流阀双通道结构、衬套及内滑套等内部关键零件耐冲蚀性能要求较高,该单流阀内部关键零件均采用高硬度轴承钢加工而成,保证了良好的抗冲蚀性能,同时,对上接头和下接头等外部零件进行了表面渗氮处理,进一步提升了双通道可过球式反向单流阀的整体抗冲刷性能,其整体设计克服了目前现有单流阀技术的不足,满足了连续油管底封拖动分段压裂施工中井底防喷技术的要求。
本发明采用了双通道设计,钢球处于任一通道都可实现从上接头到下接头的正循环畅通,内部关键零件均采用高硬度轴承钢加工而成,保证了良好的抗冲蚀性能,下接头和上接头等外部零件进行了表面渗氮处理,提升了整体的抗冲刷性能,使得该双通道可过球式反向单流阀能够适应连续油管压裂施工的环境,同时作为管柱的一部分随管柱一起下入井内,可在井底实时关闭油放通道,有效降低连续油管破损造成的井控风险,实现了连续油管施工中井底内防喷功能;本发明采用压差滑套的结构设计,通过投球打压的方式剪断剪切销钉,内滑套在压力作用下向上衬套一端滑移,所述内滑套的凸起卡在上接头内部的限位台阶处,所述卡簧卡在内滑套外壁的凹槽内,这时钢球被推入球座中,解除反向截止的功能,还可以实现从下接头到上接头的反循环,并且循环畅通;本发明在确保正循环和反循环畅通的同时可允许投球穿过,循环液体可为携砂液,能满足压裂施工要求。
上面结合附图对本发明优选实施方式作了详细说明,但是本发明不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解,本发明不限于特定的实施方式,本发明的范围由所附权利要求限定。