CN110671064A - 一种油井冲砂返出液截止阀及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油气田工具技术领域，具体提供了一种油井冲砂返出液截止阀及其使用方法，该截止阀包括上接头、挡板、压力平衡弹簧、截止阀本体、坐封球、球座、上部油管公扣和下部油管母扣，解决了现有技术中油井冲砂时，在换单根的过程中井场依然到处是水，无法达到《环境保护法》的要求，以及在反循环冲砂过程中，泵入液体流向与冲砂换单根时返出液流向一致，不能在入井管柱上安装单流阀，而且在冲砂过程中如果出现工程复杂，需要进行正冲和反冲，安装单流阀无法满足施工要求的问题；本发明可有效封堵冲砂作业更换单根过程中返出液外溢，解决污染环境，有效指导现场施工，提高普通油管冲砂作业效率，降低安全环保风险。
Description
技术领域
本发明属于油气田工具技术领域，具体涉及一种油井冲砂返出液截止阀及其使用方法。
背景技术
目前油井冲砂基本上都是反循环、敞开操作，返出液在井口处收集后直接经过排水渠进入排污坑，以及洒在井场上，汪洋一片。随着新的《环境保护法》颁布，这种冲砂模式已经不适应作业现场了，敞开操作不可取，在没有新的工艺能够代替的情况下，现场只能在油管单根上连接高压弯头以及高压水龙带，将大量返出液连入沉砂罐进行回收。但是在换单根的过程中，由于井内液体存在激动压力，部分还含有少量气体，连接单根时，油管接箍在10米高处，返出液就会被举高10米后洒落，井场依然到处是水，无法达到《环境保护法》的要求。而且在反循环冲砂过程中，泵入液体流向与冲砂换单根时返出液流向一致，不能在入井管柱上安装单流阀，而且在冲砂过程中如果出现工程复杂，需要进行正冲和反冲，安装单流阀无法满足施工要求。
发明内容
本发明提供的一种油井冲砂返出液截止阀及其使用方法，目的一是克服现有技术中油井冲砂时，在换单根的过程中，由于井内液体存在激动压力，部分还含有少量气体，连接单根时，油管接箍在10米高处，返出液就会被举高10米后洒落，井场依然到处是水，无法达到《环境保护法》的要求问题；目的二是克服现有技术中在反循环冲砂过程中，泵入液体流向与冲砂换单根时返出液流向一致，不能在入井管柱上安装单流阀，而且在冲砂过程中如果出现工程复杂，需要进行正冲和反冲，安装单流阀无法满足施工要求问题。
为此，本发明提供了一种油井冲砂返出液截止阀，包括上接头、挡板、压力平衡弹簧、截止阀本体、坐封球、球座、上部油管公扣和下部油管母扣，上部油管公扣、上接头、截止阀本体和下部油管母扣自上向下依次连接，截止阀本体的内部自上向下依次设置有挡板、压力平衡弹簧、坐封球和球座，挡板下连接压力平衡弹簧且挡板和压力平衡弹簧均位于截止阀本体的上部，球座连于截止阀本体的下部，坐封球可坐封于球座上。
所述上接头采用27/8"油管UPTBG扣。
所述挡板为十字挡板。
所述压力平衡弹簧根据施工井冲砂过程中井口压力的大小分多个压力平衡等级，所述多个压力平衡等级至少包括0.5MPa、1.0MPa、1.5MPa。
所述截止阀本体外径不超过95毫米，抗拉强度与现场使用的工具油管匹配。
所述坐封球与球座配套使用。
还包括割刀，割刀安装在球座的底部。
所述割刀为十字型割刀。
所述挡板通过螺纹连接在截止阀本体内。
所述油井冲砂返出液截止阀的使用方法为：
在泵入液体进行循环冲砂的过程中，液体流推动坐封球离开球座，油井冲砂返出液截止阀处于打开状态，可进行冲砂作业；
在换单根时，停止泵入液体，坐封球在自身重量以及压力平衡弹簧的弹力作用下落在球座上，油井冲砂返出液截止阀处于关闭状态，井口停止往外返水；
在需要建立正循环通道时，可以蹩压挤破坐封球，打开油井冲砂返出液截止阀进行正、反循环。
本发明的有益效果：本发明提供的这种油井冲砂返出液截止阀，包括上接头、挡板、压力平衡弹簧、截止阀本体、坐封球、球座、上部油管公扣和下部油管母扣，上部油管公扣、上接头、截止阀本体和下部油管母扣自上向下依次连接，截止阀本体的内部自上向下依次设置有挡板、压力平衡弹簧、坐封球和球座，挡板下连接压力平衡弹簧且挡板和压力平衡弹簧均位于截止阀本体的上部，球座连于截止阀本体的下部，坐封球可坐封于球座上。利用压力平衡的原理设计了这款油井冲砂返出液截止阀，其使用方法是在在泵入液体进行循环冲砂的过程中，液体流推动坐封球离开球座，油井冲砂返出液截止阀处于打开状态，可进行冲砂作业；在换单根时，停止泵入液体，井内液体依然存在激动压力(部分情况下还存在气顶)，坐封球在自身重量以及压力平衡弹簧的弹力作用下落在球座上，油井冲砂返出液截止阀处于关闭状态，井口停止往外返水，油管接箍在10米高处也不会飘洒液体；而且在遇到工程复杂时，在需要建立正循环通道时，可以蹩压挤破坐封球，打开油井冲砂返出液截止阀进行正、反循环。本发明的油井冲砂返出液截止阀不仅可以有效封堵冲砂作业更换单根过程中返出液外溢，解决污染环境等问题，还满足了以人为本的工作理念，提高了作业现场的安全环保管理水平，而且在遇到工程复杂时，可以通过蹩压挤破坐封球，打开截止阀进行正、反循环；因此，本发明可有效指导现场施工，提高普通油管冲砂作业效率，降低安全环保风险。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是油井冲砂返出液截止阀的结构示意图。
附图标记说明：1、上接头；2、挡板；3、压力平衡弹簧；4、截止阀本体；5、坐封球；6、球座；7、上部油管公扣；8、下部油管母扣。
具体实施方式
实施例1：
一种油井冲砂返出液截止阀，包括上接头1、挡板2、压力平衡弹簧3、截止阀本体4、坐封球5、球座6、上部油管公扣7和下部油管母扣8，上部油管公扣7、上接头1、截止阀本体4和下部油管母扣8自上向下依次连接，截止阀本体4的内部自上向下依次设置有挡板2、压力平衡弹簧3、坐封球5和球座6，挡板2下连接压力平衡弹簧3且挡板2和压力平衡弹簧3均位于截止阀本体4的上部，球座6连于截止阀本体4的下部，坐封球5可坐封于球座6上。
实施例2：
如图1所示，一种油井冲砂返出液截止阀，包括上接头1、挡板2、压力平衡弹簧3、截止阀本体4、坐封球5、球座6、上部油管公扣7和下部油管母扣8，上部油管公扣7、上接头1、截止阀本体4和下部油管母扣8自上向下依次连接，截止阀本体4的内部自上向下依次设置有挡板2、压力平衡弹簧3、坐封球5和球座6，挡板2下连接压力平衡弹簧3且挡板2和压力平衡弹簧3均位于截止阀本体4的上部，球座6连于截止阀本体4的下部，坐封球5可坐封于球座6上。利用压力平衡的原理设计了这款油井冲砂返出液截止阀，其使用方法是在在泵入液体进行循环冲砂的过程中，液体流推动坐封球5离开球座6，油井冲砂返出液截止阀处于打开状态，可进行冲砂作业；在换单根时，停止泵入液体，井内液体依然存在激动压力(部分情况下还存在气顶)，坐封球5在自身重量以及压力平衡弹簧3的弹力作用下落在球座6上，油井冲砂返出液截止阀处于关闭状态，井口停止往外返水，油管接箍在10米高处也不会飘洒液体；而且在遇到工程复杂时，在需要建立正循环通道时，可以蹩压挤破坐封球5，打开油井冲砂返出液截止阀进行正、反循环。本发明的油井冲砂返出液截止阀不仅可以有效封堵冲砂作业更换单根过程中返出液外溢，解决污染环境等问题，还满足了以人为本的工作理念，提高了作业现场的安全环保管理水平，而且在遇到工程复杂时，可以通过蹩压挤破坐封球，打开截止阀进行正、反循环；因此，本发明可有效指导现场施工，提高普通油管冲砂作业效率，降低安全环保风险。
所述上接头1采用27/8"油管UPTBG扣。可以直接与现场常用的工具油管连接使用，适用范围广，可操作性强。
所述挡板2为十字挡板。十字挡板2用来固定压力平衡弹簧3，压力平衡弹簧通过卡点与十字挡板连接，除十字骨架外剩余的空间，足够满足油井冲砂过程中液体的流动，其节流作用不影响冲砂作用，结构简单且效果好。
所述压力平衡弹簧3根据施工井冲砂过程中井口压力的大小分多个压力平衡等级，所述多个压力平衡等级至少包括0.5MPa、1.0MPa、1.5MPa；由于每口井在冲砂过程中，井筒内液体激动压力不同，井口返出液压力大小不一，选择的压力平衡弹簧3要根据弹力大小，配备一个系列，在现场使用过程中进行优选，适用性强。
所述截止阀本体4外径不超过95毫米，抗拉强度与现场使用的工具油管匹配。截止阀本体4在强度上必须达到试油施工要求，如抗拉强度、抗内压强度、抗外挤强度等等。体积小，结构稳定，可操作性强。
所述坐封球5与球座6配套使用。坐封球在材料选择上，主要考虑密封性及蹩压时能比较容易被挤破，达到重新建立循环通道的目的；满足不同作业的需要，可有效指导现场施工，提高普通油管冲砂作业效率，降低安全环保风险。
还包括割刀，割刀安装在球座6的底部。坐封球直径40毫米，球座与之匹配，其在满足密封的前提下设计有割刀，在正循环憋压的情况下，可以挤破坐封球，建立正循环通道。解决污染环境等问题，还满足了以人为本的工作理念，提高了作业现场的安全环保管理水平。
所述割刀为十字型割刀。球座底部安装一副十字型割刀，在坐封球挤破过程中进行切割，防止挤破的坐封球在后续作业中堵塞管道；且十字型割刀结构简单，经济实用，在不影响使用效果的前提下降低生产成本。
所述挡板2通过螺纹连接在截止阀本体4内。螺纹连接为可拆卸连接，结构简单，操作方便。
实施例3：
在实施例2的基础上，所述油井冲砂返出液截止阀的使用方法为：
在泵入液体进行循环冲砂的过程中，液体流推动坐封球5离开球座6，油井冲砂返出液截止阀处于打开状态，可进行冲砂作业；
在换单根时，停止泵入液体，坐封球5在自身重量以及压力平衡弹簧3的弹力作用下落在球座6上，油井冲砂返出液截止阀处于关闭状态，井口停止往外返水；
在需要建立正循环通道时，可以蹩压挤破坐封球5，打开油井冲砂返出液截止阀进行正、反循环。
油井冲砂返出液截止阀具体操作方式为：
1、工具连接方式：下冲砂钻具实探砂面到位后，将油井冲砂返出液截止阀通过上接头连接安装在工具油管上，连接单根，继续下钻冲砂；
2、油井冲砂返出液截止阀的选择：根据井内液体激动压力的大小，选择匹配的油井冲砂返出液截止阀，连接在工具油管上，入井前认真检查配件是否齐全完好，开泵循环正常后均匀缓慢下放管柱冲砂，冲砂过程中严格控制泵压处于安全范围；安装油井冲砂返出液截止阀后，在换单根的过程中，如果井口仍有液体返出，可以更换弹力更大一点的油井冲砂返出液截止阀，若液体返出无减小的趋势，则需要判断是否存在溢流、井喷，循环彻底后继续冲砂。
3、异常情况处理：如遇砂卡，反循环不畅通，上下活动钻具困难，需要建立正循环通道时，可在油管内逐步打压，将坐封球挤破，循环正常后起钻拆除截止阀。如果继续冲砂时，可以继续安装油井冲砂返出液截止阀，正常施工。
本发明的油井冲砂返出液截止阀不仅可以有效封堵冲砂作业更换单根过程中返出液外溢，解决污染环境等问题，还满足了以人为本的工作理念，提高了作业现场的安全环保管理水平，而且在遇到工程复杂时，可以通过蹩压挤破坐封球，打开截止阀进行正、反循环；因此，本发明可有效指导现场施工，提高普通油管冲砂作业效率，降低安全环保风险。
实施例4：
一种油井冲砂返出液截止阀，包括上接头1、挡板2、压力平衡弹簧3、截止阀本体4、坐封球5、球座6、上部油管公扣7和下部油管母扣8，上部油管公扣7、上接头1、截止阀本体4和下部油管母扣8自上向下依次连接，挡板2下连接压力平衡弹簧3且挡板2和压力平衡弹簧3均位于截止阀本体4的上部内侧，截止阀本体4的下部内侧连接球座6，坐封球5位于压力平衡弹簧3和球座6之间且坐封球5位于截止阀本体4中部内侧。还包括十字型割刀，十字型割刀安装在球座6的底部。所述上接头1采用27/8"油管UPTBG扣。截止阀本体4设计外径分两段组成，上部接箍外径为Ф95mm，最小内径为73mm，下部外径为Ф73mm，最小内径为35mm。其中，Ф35mm为球座6直径。所述挡板2为十字挡板。挡板2直径为73mm，厚度为5mm，有外螺纹，可直接安装在本体上。所述坐封球5与球座6配套使用。坐封球5直径为40mm。
本发明的油井冲砂返出液截止阀不仅可以有效封堵冲砂作业更换单根过程中返出液外溢，解决污染环境等问题，还满足了以人为本的工作理念，提高了作业现场的安全环保管理水平。而且在遇到工程复杂时，可以通过蹩压挤破坐封球，打开截止阀进行正、反循环。因此，本发明可有效指导现场施工，提高普通油管冲砂作业效率，降低安全环保风险。
本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“内部”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (10)
1.一种油井冲砂返出液截止阀，其特征在于：包括上接头(1)、挡板(2)、压力平衡弹簧(3)、截止阀本体(4)、坐封球(5)、球座(6)、上部油管公扣(7)和下部油管母扣(8)，上部油管公扣(7)、上接头(1)、截止阀本体(4)和下部油管母扣(8)自上向下依次连接，截止阀本体(4)的内部自上向下依次设置有挡板(2)、压力平衡弹簧(3)、坐封球(5)和球座(6)，挡板(2)下连接压力平衡弹簧(3)且挡板(2)和压力平衡弹簧(3)均位于截止阀本体(4)的上部，球座(6)连于截止阀本体(4)的下部，坐封球(5)可坐封于球座(6)上。
2.如权利要求1所述的油井冲砂返出液截止阀，其特征在于：所述上接头(1)采用27/8"油管UPTBG扣。
3.如权利要求2所述的油井冲砂返出液截止阀，其特征在于：所述挡板(2)为十字挡板。
4.如权利要求3所述的油井冲砂返出液截止阀，其特征在于：所述压力平衡弹簧(3)根据施工井冲砂过程中井口压力的大小分多个压力平衡等级，所述多个压力平衡等级至少包括0.5MPa、1.0MPa、1.5MPa。
5.如权利要求4所述的油井冲砂返出液截止阀，其特征在于：所述截止阀本体(4)外径不超过95毫米，抗拉强度与现场使用的工具油管匹配。
6.如权利要求5所述的油井冲砂返出液截止阀，其特征在于：所述坐封球(5)与球座(6)配套使用。
7.如权利要求6所述的油井冲砂返出液截止阀，其特征在于：还包括割刀，割刀安装在球座(6)的底部。
8.如权利要求7所述的油井冲砂返出液截止阀，其特征在于：所述割刀为十字型割刀。
9.如权利要求8所述的油井冲砂返出液截止阀，其特征在于：所述挡板(2)通过螺纹连接在截止阀本体(4)内。
10.一种油井冲砂返出液截止阀的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：
在泵入液体进行循环冲砂的过程中，液体流推动坐封球(5)离开球座(6)，油井冲砂返出液截止阀处于打开状态，可进行冲砂作业；
在换单根时，停止泵入液体，坐封球(5)在自身重量以及压力平衡弹簧(3)的弹力作用下落在球座(6)上，油井冲砂返出液截止阀处于关闭状态，井口停止往外返水；
在需要建立正循环通道时，可以蹩压挤破坐封球(5)，打开油井冲砂返出液截止阀进行正、反循环。
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