CN110017119A - 液压重复开关装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液压重复开关装置，属于石油机械技术领域。本发明由连通接头、滑套、压力平衡套、挡块、弹簧套、弹簧、调节环、下接头等组成。在高压液体的作用下，滑套靠其设计的面积差产生下推力，推动挡块下行压缩弹簧，当压力达到一定值，下推力大于弹簧力时滑套自动下行开启，连通接头上的出液孔打开；泄压后弹簧在弹力作用下自动回弹，推动滑套上行并复位，出液孔关闭。本发明通过滑套在液压力作用下产生的下推力及弹簧自动回弹的弹力实现该装置的多次重复开关，避免投球不到位需重复起下管柱的缺陷，解决钢丝及连续油管作业施工周期长、作业成本高的问题，满足增产改造措施的多次作业需求，减少作业占井周期。

Description

液压重复开关装置

技术领域

本发明涉及石油机械技术领域，具体是一种液压重复开关装置。

背景技术

井下开关是油田增产、增注等措施施工重要的配套井下工具，特别适用于分层注水、分层测试、油层保护、储层改造等技术领域，目前使用的液压开关装置主要有两种，一种是一次性液压开关装置，这种装置操作简单，但只具有一次性打开和关闭的功能，不能重复使用，作业成本高，占井周期长，而井下作业施工时往往需要井下开关装置实现多次的开关动作才能完成全部的措施作业，这种装置使用范围小，无法满足井下不动管柱作业重复使用的需求，另一种是液压多次开关装置，液压多次开关装置一般是通过投球憋压或者钢丝、连续油管带开启、关闭工具下井，打开或关闭流体控制阀，存在作业成本高、施工周期长等问题，对于井筒内有脏物、油井出砂等情况下，存在投球不到位需重复起下管柱的缺陷，严重影响油田的正常生产。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，从而提供一种液压重复开关装置，高压液体通过滑套外径上设计的面积差产生的下推力及弹簧自动回弹的弹力实现液压装置的重复打开与关闭，解决液压装置作业成本高，施工周期长的问题，并能实现不动管柱的重复压井、酸化等措施作业，减少作业占井周期，提高作业施工效益，满足增产改造措施的多次作业需求。

本发明解决所述问题，采用的技术方案是：

一种液压重复开关装置，包括连通接头、梯形密封圈、O形密封圈、滑套、压力平衡套、挡块、弹簧套、弹簧、调节环及下接头；连通接头下端设置有外螺纹，连通接头与压力平衡套之间通过内、外螺纹连接，并通过套装在连通接头上的O形密封圈实现密封；连通接头的内凹台阶处与滑套之间采用脱开式设计，通过多组梯形密封圈及O形密封圈实现连通接头与滑套之间的密封，连通接头上设置有至少一个键槽形的与连通接头轴向平行的出液孔；连通接头下端设置有压力平衡套，压力平衡套上设置有四个键槽形的与压力平衡套轴向平行的用于平衡油套压差的压力平衡孔；压力平衡套与弹簧套之间通过内、外螺纹连接；弹簧置于弹簧套内；弹簧套下端与下接头通过螺纹扣连接，通过套装在下接头上的O形密封圈进行密封。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其突出的特点是：

本装置能够通过滑套面积差产生的下推力及弹簧自动回弹力方便的实现液压装置的重复打开与关闭，避免了投球不到位需重复起下管柱的缺陷，解决了钢丝及连续油管作业施工周期长、作业成本高的问题，满足了增产改造措施的多次作业需求，实现了一种液压重复开关装置的重复打开与关闭，提高使用频次，减少作业占井周期，降低作业成本。该装置结构简单，安全可靠，易于制造、安装。

作为优选，本发明更进一步的技术方案是：

连通接头内圆上设置有多组燕尾槽形的密封沟槽，梯形密封圈由耐高温、高压的橡胶硫化而成，并固定在连通接头的多组燕尾槽内，性能稳定。

挡块置于弹簧套内部，位于滑套与弹簧之间，调整挡块的数量调节弹簧压缩行程，控制滑套开启压力。

调节环置于弹簧套内部，位于弹簧与下接头之间，调节环中间设置有梅花形的液流通道，外圆表面设置有外螺纹，弹簧套下端与调节环通过螺纹结构连接，旋转螺纹扣调整调节环在弹簧套下端内螺纹上的位置，压缩或释放弹簧的压缩距离。

弹簧套内设置有内凸的限位台阶，用于调整弹簧的最大行程，限制滑套及挡块的下行距离。

高压液体通过滑套外径上设置的面积差产生下推力，推动滑套下行压缩弹簧，压力达到一定压力值时滑套开启。

附图说明

图1是本发明实施例剖面结构示意图；

图2是本发明实施例连通接头、梯形密封圈、滑套配合局部放大结构示意图；

图3是本发明实施例使用状态结构示意图；

图中：1-连通接头、2-梯形密封圈、3-O形密封圈、4-滑套、5-压力平衡套、6-挡块、7-弹簧套、8-弹簧、9-调节环、10-下接头；

201-油管、202-喇叭口、203-液压封隔器、204-液压重复开关装置、205-单流阀。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步说明，目的仅在于更好地理解本发明内容，因此，所举之例并不限制本发明的保护范围。

参见图1、图2、图3，一种液压重复开关装置，包括连通接头1、梯形密封圈2、O形密封圈3、滑套4、压力平衡套5、挡块6、弹簧套7、弹簧8、调节环9及下接头10；连通接头1下端设置有外螺纹，连通接头1与压力平衡套5之间通过内、外螺纹连接，并通过套装在连通接头1的O形密封圈实现密封，连通接头1内圆上设置有多组燕尾槽形的密封沟槽，梯形密封圈2由耐高温、高压的橡胶硫化而成，并固定在连通接头1的多组燕尾槽内，性能稳定；连通接头1的内凹台阶处与滑套4之间采用脱开式设计，通过多组梯形密封圈2及O形密封圈实现连通接头1与滑套4之间的有效密封，连通接头1上设置有四个键槽形的与连通接头1轴向平行的出液孔；连通接头1下端置有压力平衡套5，压力平衡套5上设置有四个键槽形的与压力平衡套5轴向平行的平衡油套压差的压力平衡孔，压力平衡套5与弹簧套7之间通过内、外螺纹连接；挡块6置于弹簧套7内部，位于滑套4与弹簧8之间，通过调整挡块6的数量调节弹簧压缩行程，控制滑套开启压力；挡块6一方面辅助滑套4压缩弹簧8，另一方面能够增加或减少挡块6的数量实现弹簧8压缩距离的调节，继而增加或减小滑套4的开启压力，操作方便可靠；弹簧8置于弹簧套7内，弹簧套7内设置有内凸的限位台阶，用于控制弹簧8的最大压缩距离，调节滑套4及挡块6的下行距离，避免液压力过高导致弹簧8失效；弹簧8下部设置有调节环9，调节环9中间设置有梅花形的液流通道，外圆表面设置有外螺纹，调节环9与弹簧套7下端通过内、外螺纹连接，调节环9通过旋转螺纹扣调整调节环9在弹簧套7下端内螺纹上的位置，用于压缩或释放弹簧力，控制弹簧8的压缩范围，实现滑套4开启压力的调整；弹簧套7下端与下接头10通过螺纹扣连接，通过套装在下接头10上的O形密封圈进行密封。

工作原理如下：

液压重复开关装置与管柱连接在一起下入井内，在高压液体的作用下，滑套面积差产生的下推力推动滑套4下行，滑套4推动挡块6下行，挡块6同时向下压缩弹簧8，当液压力达到一定压力值时，滑套4的下推力大于弹簧力，滑套4继续下行压缩弹簧，连通接头1上的出液孔打开，油管内液体通过出液孔进入地层；泄压后，弹簧8在弹簧力的作用下自动回弹并伸长、推动挡块6及滑套4一起上行，连通接头1上的出液孔关闭，隔离油管与地层流体，多组梯形密封圈2与O形密封圈实现连通接头1与滑套4之间的有效密封，一种液压重复开关装置实现一次开、关动作。本发明结构简单，可根据作业需求通过液压装置控制滑套4的打开和关闭，控制方便，安全可靠。

连通接头1内圆上设计有多组燕尾槽形的密封沟槽，梯形密封圈2由耐高温、高压的橡胶硫化而成，并固定在连通接头1上的燕尾槽内，性能稳定，密封可靠，能够延长密封圈的使用寿命，提高工作效率。

挡块6置于弹簧套7内部，位于滑套4与弹簧8之间，一方面辅助滑套4压缩弹簧8，另一方面可增加或减少挡块6的数量以调节弹簧8压缩的距离，继而增大或减小滑套4的开启力，操作方便可靠。

调节环9置于弹簧套7内部，位于弹簧8与下接头10之间，调节环9中间设计有梅花形的液流通道，外圆表面设计有外螺纹，弹簧套7下端与调节环9通过螺纹连接，旋转螺纹扣调整调节环9在弹簧套7下端内螺纹上的位置，用于压缩或释放弹簧力，控制弹簧8的压缩距离，调整滑套4开启压力。

弹簧套7上设计有内凸的台阶，滑套4在液压力作用下产生的下推力推动挡块6下行，滑套4与挡块6的最大行程即弹簧8的压缩距受弹簧套7内凸台阶的限制到达最大极限位置，避免液压力过高导致弹簧8失效。

使用时，将处于关闭状态的液压重复开关装置204与油管201、液压封隔器203、单流阀205等配套油层保护管柱下入井中，当地层需要进行酸化作业打开液压重复开关装置204时，在井筒内下入酸化管柱，从油管201正挤酸液，酸液到达液压重复开关装置204的位置后，压力继续升高，高压液体作用到滑套4上，通过滑套4面积差产生的下推力推动滑套4下行，滑套4推动挡块6下行，挡块6同时向下压缩弹簧8，当液压力达到25-30MPa时，滑套4的下推力大于弹簧力，滑套4继续下行压缩弹簧8，连通接头1上的出液孔打开，油管内液体通过出液孔进入地层进行酸化作业。当酸化作业结束后，压力降低为零，弹簧8在弹力的作用下自动回弹并伸长、推动挡块6上行，挡块6同时推动滑套4上行，滑套4复位，连通接头1上的出液孔关闭，隔离开油管内的液体与地层流体，使多余液体不能进入地层，套在连通接头1上的梯形密封圈2与O形密封圈实现连通接头1与滑套4之间的有效密封，至此液压重复开关装置204实现一次完整的开启与关闭动作，本装置能够根据地层状况，在不动管柱的情况下，重复打开和关闭该装置，对地层进行多次酸化、压井等措施作业，实现增产改造、井控安全作业等目的，操作方便，安全可靠；还能够在井内管柱洗井不通，地层有气喷的情况下实现井控安全压井，避免地面设备及人员的伤亡，提高作业的安全性及可靠性；在采油过程中，该管柱可避免多次洗井、措施作业对地层造成的伤害，保护油层。

本装置能够通过滑套4面积差产生的下推力及弹簧8自动回弹力方便的实现液压装置的重复打开与关闭，避免了投球不到位需重复起下管柱的缺陷，解决了钢丝及连续油管作业施工周期长、作业成本高的问题，满足了增产改造措施的多次作业需求，实现了一种液压重复开关装置的重复打开与关闭，提高使用频次，减少作业占井周期，降低作业成本。该装置结构简单，安全可靠，易于制造、安装。

以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及其附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (5)

1.一种液压重复开关装置，包括连通接头、梯形密封圈、O形密封圈、滑套、压力平衡套、挡块、弹簧套、弹簧、调节环及下接头；其特征在于：连通接头下端设置有外螺纹，连通接头与压力平衡套之间通过内、外螺纹连接，并通过套装在连通接头上的O形密封圈实现密封；连通接头的内凹台阶处与滑套之间采用脱开式设计，通过多组梯形密封圈及O形密封圈实现连通接头与滑套之间的密封，连通接头上设置有至少一个键槽形的与连通接头轴向平行的出液孔；连通接头下端设置有压力平衡套，压力平衡套上设置有四个键槽形的与压力平衡套轴向平行的用于平衡油套压差的压力平衡孔；压力平衡套与弹簧套之间通过内、外螺纹连接；弹簧置于弹簧套内；弹簧套下端与下接头通过螺纹扣连接，通过套装在下接头上的O形密封圈进行密封。

2.根据权利要求1所述的液压重复开关装置，其特征在于：连通接头内圆上设置有多组燕尾槽形的密封沟槽，梯形密封圈由耐高温、高压的橡胶硫化而成，并固定在连通接头的多组燕尾槽内。

3.根据权利要求1所述的液压重复开关装置，其特征在于：挡块置于弹簧套内部，位于滑套与弹簧之间，调整挡块的数量调节弹簧压缩行程，控制滑套开启压力。

4.根据权利要求1所述的液压重复开关装置，其特征在于：调节环置于弹簧套内部，位于弹簧与下接头之间，调节环中间设置有梅花形的液流通道，外圆表面设置有外螺纹，弹簧套下端与调节环通过螺纹结构连接，旋转螺纹扣调整调节环在弹簧套下端内螺纹上的位置，压缩或释放弹簧的压缩距离。

5.根据权利要求1所述的液压重复开关装置，其特征在于：弹簧套内设置有内凸的限位台阶，用于调整弹簧的最大行程，限制滑套及挡块的下行距离。