CN109356540A - 一种循环洗井阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种循环洗井阀，包括上接头、中心管、连接管、过滤底盘、下接头、滤砂管、防砂挡板和锥阀组件；连接管一端与上接头连接，连接管另一端与下接头的一端连接，下接头的另一端与滤砂管连接；中心管设置在上接头的内腔中，并延伸至连接管的内腔中，中心管的尾端上设有过滤底盘；中心管与连接管之间还设有可开闭第一连接孔；锥阀组件设置在下接头中，并可在下接头内腔中的第一位置和第二位置之间切换。本发明提供的循环洗井阀通过具有可开闭功能的中心管以及位置结构可变换的锥阀组件，能够通过一个设备实现正洗井和反洗井两种操作，持续提供足够的洗井液进行冲砂，对正、反洗井进行持续供液，提高了洗井效率。

Description

一种循环洗井阀

技术领域

本发明涉及石油开采辅助设备领域，特别是涉及一种循环洗井阀。

背景技术

石油工业是一个高风险产业，油井安全生产具有十分重要的意义，伴随着石油开采面积和产量的增加，在开发过程中经常会遇到地层出砂问题，地层砂沉降在井筒内形成砂柱、砂床，堵塞射孔孔眼及近井壁地层孔道，使井底流体流动阻力增大，产量下降，严重时将影响油井的正常生产。另外，许多油井处于超负荷状态，加上老化的问题，因此必须进行系统性的洗井。然而，在油田开采力度的不断增大，油田的自身能量越来越亏虚，油井处于负压状态，由于内外的压力差，使得储存在地下的大量原油开采不出来，导致开采率比较低。为了解决原油的开采使得地下压力亏空的问题，以及处理套管内壁、注水管柱内壁的污物，让油层恢复到原有的压力或者提高到更大的压力，使油田一直处于高产、量产的一种状态，努力达到更高的开采率并相应的降低开采成本，需要在注水的过程中解决相关问题，从而满足上述要求。

发明内容

基于此，有必要针对上述提到的至少一个问题，提供一种循环洗井阀。

一种循环洗井阀，包括上接头、中心管、连接管、过滤底盘、下接头、滤砂管、防砂挡板和锥阀组件；所述连接管一端与所述上接头连接，所述连接管另一端与所述下接头的一端连接，所述下接头的另一端与所述滤砂管连接，所述滤砂管的尾端连接所述防砂挡板；所述中心管设置在所述上接头的内腔中，并延伸至所述连接管的内腔中，所述中心管的尾端上设有所述过滤底盘；所述中心管上设有可开闭侧孔，所述中心管与所述连接管之间还设有可开闭第一连接孔；所述锥阀组件设置在所述下接头中，并可在所述下接头内腔中的第一位置和第二位置之间切换，所述第一位置下，所述锥阀组件底端与所述下接头内腔连通，所述第二位置下，所述锥阀组件顶端与所述滤砂管连通。

在其中一个实施例中，所述中心管上套设有第一弹簧，所述中心管上均匀设有若干侧通孔，所述侧通孔附近的中心管上还设有一具有预定宽度的颈环，所述颈环和所述第一弹簧之间的中心管上设有活塞环，所述颈环和所述连接管内腔壁之间设有预定间隙，所述活塞环可封闭所述侧通孔。

在其中一个实施例中，所述中心管的首端通过若干流孔与所述上接头的内腔连通。

在其中一个实施例中，所述中心管的尾端内腔中还设有锥形防砂漏斗；所述过滤底盘通过螺栓与所述锥形防砂漏斗连接，所述锥形防砂漏斗和所述过滤底盘均设置在所述中心管内腔中。

在其中一个实施例中，所述锥阀组件包括阀盖、阀芯和阀座；所述阀盖包括同轴心的活塞筒和圆筒，所述阀座开口端抵接在所述活塞筒端面上，所述活塞筒设置在所述下接头的内腔中，并可在所述内腔中左右移动；所述圆筒悬置在所述阀座的内腔中，所述圆筒上套设有第二弹簧，所述第二弹簧一端抵接在所述活塞筒上，另一端抵接在所述阀芯内腔壁上，所述阀芯可贴合在所述阀座内腔壁上；所述阀芯与所述阀座内腔壁贴合部分上设有若干漏孔，所述活塞筒上设有若干侧向通孔；所述第一位置处，所述侧向通孔与下接头内腔连通，所述漏孔的孔口贴合在所述阀座内腔壁上，所述第二位置处，所述侧向通孔与所述滤砂管连通，所述侧向通孔的孔口与所述下接头内腔壁贴合。

进一步的，所述阀芯与所述阀座内腔壁贴合部分设为锥形端头，所述漏孔设置在所述锥形端头的倾斜侧端面上。

进一步的，所述活塞筒与所述连接管之间设有第三弹簧。

进一步的，所述活塞筒处的所述下接头内腔壁为一倾斜面内壁，所述第一位置处，所述侧向通孔的孔口与所述斜面内壁具有间隙。

在其中一个实施例中，所述滤砂管与所述防砂挡板螺纹连接，所述滤砂管上均匀设有若干滤孔，所述滤砂管的内径大于所述防砂挡板的外径，所述防砂挡板上设有若干滤砂长孔。

本发明提供的循环洗井阀通过具有可开闭功能的中心管以及位置结构可变换的锥阀组件，能够通过一个设备实现正洗井和反洗井两种操作，持续提供足够的洗井液进行冲砂，对正、反洗井进行持续供液，提高了洗井效率。

附图说明

图1为本发明一实施例中循环洗井阀的剖面结构示意图；

图2为本发明一实施例中连接管的剖面结构示意图；

图3为本发明一实施例中下接头的剖面结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明一实施例中提供了一种循环洗井阀，如图1所示，其至少包括上接头100、中心管200、连接管300、过滤底盘400、下接头500、滤砂管600、防砂挡板700和锥阀组件800，应用场景中还包括相关紧固件和连接件。连接管300一端与上接头100连接，该连接管300另一端与下接头500的一端连接，下接头500的另一端与滤砂管600连接，滤砂管600的尾端连接防砂挡板700，上接头100、中心管200、连接管300、下接头500都是中空结构，根据需要设置各自在连接处的具体结构。中心管200设置在上接头100的内腔中，并延伸至连接管300的内腔中，也即中心管200贯通上接头100和连接管300，上接头100与连接管300并不直接连通，而是通过中心管200连通，并且中心管200的尾端上设有过滤底盘400。中心管200上设有可开闭侧孔210，该中心管200与连接管300之间还设有可开闭第一连接孔311，可开闭侧孔210可采用电控的开闭式阀门，或者采用机械收缩式孔盖结构。另外，锥阀组件800设置在下接头500中，并可在下接头500内腔中的第一位置和第二位置之间切换，在第一位置下，锥阀组件800底端与下接头500内腔连通，而在第二位置下，锥阀组件800顶端与滤砂管600连通。通过在锥阀组件800内设置可左右运动的机构，实现锥阀组件800在第一位置和第二位置之间的切换，既可采用内置活塞连杆机构，也可采用利用外力的正反向往复推顶机构。优选的，中心管200的首端通过若干流孔220与上接头100的内腔连通，通过设置流孔220，初步过滤洗井液中可能存在的大颗粒砂砾。另外，中心管200的尾端内腔中还设有锥形防砂漏斗410，过滤底盘400通过螺栓与锥形防砂漏斗410连接，锥形防砂漏斗410和过滤底盘400均设置在中心管200内腔中，洗井液流经中心管200，经锥形防砂漏斗410和过滤底盘400对洗井液起到进一步的过滤作用。

作为一个优选的方案，如图1和图2所示，上接头100中的机械收缩式孔盖结构具体可采用如下方式：中心管200上套设有第一弹簧230，而中心管200上均匀设有若干侧通孔，并且侧通孔附近的中心管200上还设有一具有预定宽度的颈环310，该颈环310和第一弹簧230之间的中心管200上设有活塞环240，活塞环240可在中心管200上的一定范围内往复运动，活塞环240可封闭侧通孔，并且上述颈环310和连接管300内腔壁之间设有预定间隙，该预定间隙即为第一连接孔311。当然，该颈环310也可设置在连接管300内壁上，同样用于阻挡活塞环240，使活塞环240限定在一定范围内。当弹簧被压缩，活塞环240离开上述的预定间隙一侧，并进一步露出侧通孔，实现侧通孔与预定间隙，也即第一连接孔311的连通，实现连接管300与中心管200由侧通孔的连通，反之，在弹簧的推顶下，活塞环240被抵接在颈环310一侧，封闭预定间隙，同时封闭侧通孔。

作为一个优选的方案，如图1和图3所示，前述的锥阀组件800具体包括阀盖810、阀芯820和阀座830。其中阀盖810包括同轴心设置的活塞筒811和圆筒812，当然阀盖810也是中空结构，阀座830开口端抵接在所述活塞筒811端面上，而活塞筒811设置在下接头500的内腔中，并可在下接头500内腔中左右移动，即活塞筒811与下接头500接触的部分设置成一段缸体320，圆筒812悬置在阀座830的内腔中，圆筒812上套设有第二弹簧821，第二弹簧821一端抵接在活塞筒811上，另一端抵接在阀芯820内腔壁上，该阀芯820可贴合在阀座830内腔壁上。阀芯820与阀座830内腔壁贴合部分上设有若干漏孔821，而活塞筒811上设有若干侧向通孔811a，当锥阀组件800处于第一位置处，具体为活塞筒811处于第一位置处，侧向通孔811a与下接头500内腔连通，而漏孔821的孔口贴合在阀座830内腔壁上，第二位置处，侧向通孔811a与滤砂管600连通，侧向通孔811a的孔口与下接头500内腔壁贴合。进一步的，阀芯820与阀座830内腔壁贴合部分设为锥形端头，漏孔821设置在锥形端头的倾斜侧端面上，由于阀芯820设置为锥形端头，因此，当阀芯820退出阀座830内腔时，即可在倾斜侧端面与阀座830内腔壁之间形成间隙，使漏孔821打开，实现漏孔821与滤砂管600连通。进一步优选的，活塞筒811与连接管300之间设有第三弹簧(图中未示出)，该弹簧可实现阀盖810整体自动复位。进一步优选的，活塞筒811处的下接头500内腔壁为一倾斜面内壁，并且在第一位置处，侧向通孔811a的孔口与斜面内壁具有间隙，即在此位置处，阀盖810的内腔通过该间隙与下接头500内腔连通。

作为一个优选的方案，滤砂管600与防砂挡板700螺纹连接，滤砂管600上均匀设有若干滤孔610，滤砂管600的内径大于防砂挡板700的外径，防砂挡板700上设有若干滤砂长孔710。防砂挡板700应当便于更换，能够过滤砂砾尺寸较大的杂质。

为便于理解本发明提供的循环洗井阀，下面列举其完整工作过程：

正洗井时，洗井液经上接头100注入，经过流孔220进入中心管200，此时中心管200上的可开闭侧孔210处于关闭状态，洗井液会流经锥形防砂漏斗410和过滤底盘400并流出至锥阀组件800的起始端，此时锥阀组件800位于第一位置，活塞筒811上的侧向通孔811a与下接头500连通，洗井液会经侧向通孔811a流入到下接头500中，再经下接头500与滤砂管600之间的预留间隙520流入到滤砂管600中，再经滤砂管600和防砂挡板700流出至井底，对井底砂砾进行冲击清洗。当需要进行反洗井时，洗井液经工具与井壁之间形成的环形空间510注入井内，洗井液经防砂挡板700和滤砂管600进入该循环洗井阀内，在防砂挡板700和滤砂管600的过滤作用下将砂石过滤掉，洗井液冲击锥阀组件800的阀芯820，对阀芯820产生轴向力，使阀芯820向锥阀组件800的起始端移动，作用在第二弹簧821上，第二弹簧821推动阀盖810轴向移动，使得阀盖810的活塞筒811上的侧向通孔811a被下接头500内腔壁封闭，因此洗井液只能经阀芯820上的漏孔821流经锥阀组件800，流入至连接管300内，此时部分携细砂液流经过滤底盘400和锥形防砂漏斗410流进中心管200返出至地面，另一部分洗井液则作用在活塞环240上，对活塞环240产生轴向力，使其向上接头100方向移动，此时中心管200的侧孔与连接管300与中心管200形成的环形流道之间连通，这部分洗井液经中心管200上的侧孔进入中心管200内，也并返出至地面。

该循环洗井阀结构简单，利用各零件自身的内部结构实现正反洗循环的设定。正、反洗井过程中都设有过滤装置，从而将较大的颗粒杂质排出在外，从而保证锥阀的正常运动，延长了锥阀的寿命，提高了循环洗井周期，从而提高相应的洗井效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种循环洗井阀，其特征在于，包括上接头、中心管、连接管、过滤底盘、下接头、滤砂管、防砂挡板和锥阀组件；所述连接管一端与所述上接头连接，所述连接管另一端与所述下接头的一端连接，所述下接头的另一端与所述滤砂管连接，所述滤砂管的尾端连接所述防砂挡板；所述中心管设置在所述上接头的内腔中，并延伸至所述连接管的内腔中，所述中心管的尾端上设有所述过滤底盘；所述中心管上设有可开闭侧孔，所述中心管与所述连接管之间还设有可开闭第一连接孔；所述锥阀组件设置在所述下接头中，并可在所述下接头内腔中的第一位置和第二位置之间切换，所述第一位置下，所述锥阀组件底端与所述下接头内腔连通，所述第二位置下，所述锥阀组件顶端与所述滤砂管连通。

2.根据权利要求1所述的循环洗井阀，其特征在于，所述中心管上套设有第一弹簧，所述中心管上均匀设有若干侧通孔，所述侧通孔附近的中心管上还设有一具有预定宽度的颈环，所述颈环和所述第一弹簧之间的中心管上设有活塞环，所述颈环和所述连接管内腔壁之间设有预定间隙，所述活塞环可封闭所述侧通孔。

3.根据权利要求1所述的循环洗井阀，其特征在于，所述中心管的首端通过若干流孔与所述上接头的内腔连通。

4.根据权利要求1所述的循环洗井阀，其特征在于，所述中心管的尾端内腔中还设有锥形防砂漏斗；所述过滤底盘通过螺栓与所述锥形防砂漏斗连接，所述锥形防砂漏斗和所述过滤底盘均设置在所述中心管内腔中。

5.根据权利要求1所述的循环洗井阀，其特征在于，所述锥阀组件包括阀盖、阀芯和阀座；所述阀盖包括同轴心的活塞筒和圆筒，所述阀座开口端抵接在所述活塞筒端面上，所述活塞筒设置在所述下接头的内腔中，并可在所述内腔中左右移动；所述圆筒悬置在所述阀座的内腔中，所述圆筒上套设有第二弹簧，所述第二弹簧一端抵接在所述活塞筒上，另一端抵接在所述阀芯内腔壁上，所述阀芯可贴合在所述阀座内腔壁上；所述阀芯与所述阀座内腔壁贴合部分上设有若干漏孔，所述活塞筒上设有若干侧向通孔；所述第一位置处，所述侧向通孔与下接头内腔连通，所述漏孔的孔口贴合在所述阀座内腔壁上，所述第二位置处，所述侧向通孔与所述滤砂管连通，所述侧向通孔的孔口与所述下接头内腔壁贴合。

6.根据权利要求5所述的循环洗井阀，其特征在于，所述阀芯与所述阀座内腔壁贴合部分设为锥形端头，所述漏孔设置在所述锥形端头的倾斜侧端面上。

7.根据权利要求5所述的循环洗井阀，其特征在于，所述活塞筒与所述连接管之间设有第三弹簧。

8.根据权利要求5所述的循环洗井阀，其特征在于，所述活塞筒处的所述下接头内腔壁为一倾斜面内壁，所述第一位置处，所述侧向通孔的孔口与所述斜面内壁具有间隙。

9.根据权利要求1所述的循环洗井阀，其特征在于，所述滤砂管与所述防砂挡板螺纹连接，所述滤砂管上均匀设有若干滤孔，所述滤砂管的内径大于所述防砂挡板的外径，所述防砂挡板上设有若干滤砂长孔。