CN111021988A - 一种下钻管柱控制装置及应用 - Google Patents

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隆世明
郭卨赟
苏敏文
田文超
张文
李景彬
廖作杰
侯俊耀
李继宏
王红亮
姚金超
罗江成
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Abstract

本发明一种下钻管柱控制装置及应用，属于油气田储层改造领域，本发明提供的一种下钻管柱控制装置，包括：本体，本体内部具有通腔；单向阀，所述单向阀的关闭件上设有阻尼孔；所述单向阀设在本体内的通腔中部。采用单向阀上带有阻尼孔的巧妙设计，对油管内液体的液位进行控制，控制油管内压差的快速变化，在保证油管顺利输出的前提下，有效避免了快速下钻、制动刹车过程中，液压式工具意外启动而引起的重复起下钻、卡钻问题，提高了生产效率，降低了人工成本。

Description

一种下钻管柱控制装置及应用
技术领域
本发明属于油气田储层改造领域，具体涉及一种下钻管柱控制装置及应用。
背景技术
在油气田储层改造过程中，液压式的封隔器、水力锚等为常用的储层改造工具。
发明人在实现本发明实施例的过程中，发现背景技术中至少存在以下缺陷：
在液压式工具的下钻过程中，常出现因内因快速下钻、快速刹车制动产生管柱内外压差导致工具未到达目的层而意外启动的情况，严重会发生卡钻，不得不重新钻下钻，导致生产效率降低、人工成本升高。
发明内容
本发明提供一种下钻管柱控制装置及应用，目的在于解决上述问题，解决在液压式工具的下钻过程中，常出现因内因快速下钻、快速刹车制动产生管柱内外压差导致工具未到达目的层而意外启动的情况，严重会发生卡钻，不得不重新钻下钻，导致生产效率降低、人工成本升高的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种下钻管柱控制装置，包括：
本体，本体内部具有通腔；
单向阀，所述单向阀的关闭件上设有阻尼孔；
所述单向阀设在本体内的通腔中部。
所述单向阀将所述通腔隔开为两部分，在通腔内的所述关闭件处于关闭状态时，所述通腔一部分通过所述阻尼孔与所述通腔另一部分连通。
所述本体为管状，位于所述单向阀的进水口一端的本体端部，设有连接件，所述连接件用于将本体和管柱端部连接。
所述通腔分为第一通腔和第二通腔，所述第一通腔的直径大于所述第二通腔，所述第一通腔一端和所述第二通腔一端相邻形成台阶，所述单向阀连接在所述台阶上。
所述关闭件为阀瓣，所述单向阀还包括阀座环和复位扭簧，阀座环一端与所述台阶连接，阀瓣通过复位扭簧转动连接在阀座环的另一端，阀瓣的长度大于阀座环的内径。
所述第一通腔位于单向阀的进水口一端，所述第二通腔位于单向阀的出水口一端。
位于单向阀的出水口一端的本体一侧，本体内壁设有阻挡环，阻挡环的直径小于所述关闭件的直径。
所述本体的侧壁具有与所述关闭件形状匹配的凹槽，在关闭件处于完全打开的状态下，所述关闭件位于所述凹槽内。
一种下钻管柱控制装置的应用，包括：
将上述任意一项所述一种下钻管柱控制装置安装在油管前端部或节流咀的上面。
本发明的有益效果是，采用单向阀上带有阻尼孔的巧妙设计，对油管内液体的液位进行控制，控制油管内压差的快速变化，在保证油管顺利输出的前提下，有效避免了快速下钻、制动刹车过程中，液压式工具意外启动而引起的重复起下钻、卡钻问题，提高了生产效率，降低了人工成本。
附图说明
图1为本发明一种下钻管柱控制装置一实施例的整体结构示意图；
图2为图1中阀瓣开启到最大位置时的状态图。
图中标记为：1、本体；2、阀座；3、复位扭簧；4、阀瓣；5、阻挡环。
具体实施方式
下面，将通过几个具体的实施例对本发明实施例提供的一种下钻管柱控制装置方案进行详细介绍说明。
实施例1
请参考图1及图2，其示出了一种下钻管柱控制装置方案的整体结构示意图，该下钻管柱控制阀，其特征在于，包括：
本体1，本体1内部具有通腔；
单向阀，所述单向阀的关闭件上设有阻尼孔；
所述单向阀设在本体1内的通腔中部。
上述实施例中，本体1内的通腔由单向阀进行单向阻断，并且单向阀的关闭件上开有一个阻尼孔通孔，允许液体缓慢的回流到单向阀的另一侧，该结构主要应用在油气田储层改造，本发明下钻管柱控制阀在使用时被安装在油管前端部或节流咀的上面，油管下井时：
在管柱加速下放阶段，单向阀处于关闭状态，井筒的液体经单向阀上的阻尼孔进入油管内，由于该阻尼孔的过流面积远小于工具串环空的过流面积，因此，油管内的液位上升速度会小于环空液位上升速度，避免在快速下钻时油、套内液位差导致工具意外启动。
在管柱减速制动阶段，当管柱由加速下放转变为快速制动时，油管和油管内液体速度变化不一致，当油管内液体快速下落时，推开关闭件避免在管柱内产生激动压力导致工具意外启动。
在压裂施工阶段，压裂施工时，油管内注入液体推开关闭件进行输出。
实施例2
进一步的，请参考图1，本发明一种下钻管柱控制装置的另一实施例，所述单向阀将所述通腔隔开为两部分，在通腔内的所述关闭件处于关闭状态时，所述通腔一部分通过所述阻尼孔与所述通腔另一部分连通。
上述实施例中，由于管柱在下钻时，要避免油管内液位不要过快上升或高于环空的液位，并非阻断井筒内液体进入油管内，因此采用单向阀使本发明一种下钻管柱控制装置分为两个部分，井筒内液体可以通过阻尼孔进入油管内。避免油管被密封后，其浮力过大，使其施工受阻。
实施例3
进一步的，请参考图1，本发明一种下钻管柱控制装置的另一实施例，所述本体1为管状，位于所述单向阀的进水口一端的本体1端部，设有连接件，所述连接件用于将本体和管柱端部连接。
上述实施例中，本发明一种下钻管柱控制装置在使用时需要补管柱端部连接，管柱通过单向阀与外界连通。
实施例4
进一步的，请参考图1，本发明一种下钻管柱控制装置的另一实施例，所述通腔分为第一通腔和第二通腔，所述第一通腔的直径大于所述第二通腔，所述第一通腔一端和所述第二通腔一端相邻形成台阶，所述单向阀连接在所述台阶上。
上述实施例中，为了在本体1内方便安装单向阀，因此在加工时在本体1内部加工出一个台阶，在安装时可以将单向阀一端连接在该台阶上，或单向阀一端卡在该台阶上，另一端采用内螺纹连接的连接环卡主单向阀，将单向阀固定住。
实施例5
进一步的，请参考图1，本发明一种下钻管柱控制装置的另一实施例，所述关闭件为阀瓣4，所述单向阀还包括阀座环2和复位扭簧3，阀座环2一端与所述台阶连接，阀瓣4通过复位扭簧3转动连接在阀座环2的另一端，阀瓣4的长度大于阀座环2的内径。
上述实施例中，单向阀采用阀瓣式单向阀，单向阀的复位机构采用复位扭簧3，本体1内的台阶限制阀瓣4运动，使阀瓣4在转动时，其只能朝着本体1出口方向旋转，阀瓣4的长度大于阀座环2的内径，使阀瓣4在受到逆流液体时，阀瓣4可以搭在阀座环2两端进行止逆逆流液体。
实施例6
进一步的，请参考图1，本发明一种下钻管柱控制装置的另一实施例，所述第一通腔位于单向阀的进水口一端，所述第二通腔位于单向阀的出水口一端。
上述实施例中，第一通腔的内径大于第二通腔，第一通腔位于单向阀的进水口一端及第二通腔位于单向阀的出水口一端的作用是使台阶可以作为单向阀的一部分，使本申请的结构更加简洁，减少其结构部件，降低其生产成本。
实施例7
进一步的，请参考图1及图2，本发明一种下钻管柱控制装置的另一实施例，位于单向阀的出水口一端的本体1一侧，本体1内壁设有阻挡环5，阻挡环5的直径小于所述关闭件的直径。
上述实施例中，在压裂施工阶段，油管内注入液体推开关闭件，压裂砂会对关闭件产生冲蚀，但不会影响压裂施工。如果关闭件意外冲蚀脱落会通过阻挡环5卡在阀体内，但不会封堵通道，随着压裂砂的冲蚀缩小其碎片会脱落至人工井底。
实施例8
进一步的，请参考图1，本发明一种下钻管柱控制装置的另一实施例，所述本体1的侧壁具有与所述关闭件形状匹配的凹槽，在关闭件处于完全打开的状态下，所述关闭件位于所述凹槽内。
上述实施例中，为了使单向阀能开启到最大状态，因此在本体1的侧壁设置与所述关闭件形状匹配的凹槽，在关闭件处于完全打开的状态下关闭件位于所述凹槽内可以使本体1的液体通过量最大。
实施例9
本发明一种下钻管柱控制装置的应用，其包括将实施例1至8任意一项一种下钻管柱控制装置安装在油管前端部或节流咀的上面。
上述实施例中，将本发明的下钻管柱控制阀安装在油管前端部或节流咀的上面可有效避免快速下钻、制动刹车过程中，液压式工具意外启动而引起的重复起下钻、卡钻问题。
需要说明，本实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后…… )仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，涉及“ 第一”、“ 第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“ 第一”、“ 第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种下钻管柱控制装置，其特征在于，包括：
本体（1），本体（1）内部具有通腔；
单向阀，所述单向阀的关闭件上设有阻尼孔；
所述单向阀设在本体（1）内的通腔中部。
2.如权利要1所述一种下钻管柱控制装置，其特征在于，所述单向阀将所述通腔隔开为两部分，在通腔内的所述关闭件处于关闭状态时，所述通腔一部分通过所述阻尼孔与所述通腔另一部分连通。
3.如权利要1所述一种下钻管柱控制装置，其特征在于，所述本体（1）为管状，位于所述单向阀的进水口一端的本体（1）端部，设有连接件，所述连接件用于将本体和管柱端部连接。
4.如权利要1所述一种下钻管柱控制装置，其特征在于，所述通腔分为第一通腔和第二通腔，所述第一通腔的直径大于所述第二通腔，所述第一通腔一端和所述第二通腔一端相邻形成台阶，所述单向阀连接在所述台阶上。
5.如权利要求4所述一种下钻管柱控制装置，其特征在于，所述关闭件为阀瓣（4），所述单向阀还包括阀座环（2）和复位扭簧（3），阀座环（2）一端与所述台阶连接，阀瓣（4）通过复位扭簧（3）转动连接在阀座环（2）的另一端，阀瓣（4）的长度大于阀座环（2）的内径。
6.如权利要求4所述一种下钻管柱控制装置，其特征在于，所述第一通腔位于单向阀的进水口一端，所述第二通腔位于单向阀的出水口一端。
7.如权利要1所述一种下钻管柱控制装置，其特征在于，位于单向阀的出水口一端的本体（1）一侧，本体（1）内壁设有阻挡环（5），阻挡环（5）的直径小于所述关闭件的直径。
8.如权利要1所述一种下钻管柱控制装置，其特征在于，所述本体（1）的侧壁具有与所述关闭件形状匹配的凹槽，在关闭件处于完全打开的状态下，所述关闭件位于所述凹槽内。
9.一种下钻管柱控制装置的应用，其特征在于，包括：
将权利要求1至8任意一项所述一种下钻管柱控制装置安装在油管前端部或节流咀的上面。
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