CN111021989A - 一种井下可控式单向阀及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种井下可控式单向阀及控制方法，包括连接接头和下接头，所述的连接接头下端与下接头连接，连接接头和下接头内依次套设有轨迹管和阀瓣座；所述连接接头和轨迹管内腔从上向下依次套设有控制筒、换向环、换向钉、限位环和弹簧；所述的阀瓣座上设有阀瓣。本发明通过地面投球憋压实现油管内封堵状态和泵注施工状态的自由切换，泵注施工状态下阀瓣隐藏于控制筒和连接接头之间，保证阀瓣不会冲蚀损伤，有效延长了其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种井下可控式单向阀及控制方法，用于在压裂或磨钻等施工后油管内封堵，属于油气田储层改造技术领域。
背景技术
在油气田开发井下工具技术领域中，通常使用瓣式单流阀作为压裂或磨钻等施工后油管内封堵的措施，进而实现施工后带压调整管柱及油管内防喷功能。这种瓣式单流阀不具备反循环功能，所以在需要反循环的工况下无法使用，同时其油管内封堵的密封机构核心为阀瓣，在加砂压裂时，携砂液与阀瓣直接接触，易造成阀瓣冲蚀损坏，进而其油管内封堵功能失效，造成井控风险。
发明内容
为了克服现有在加砂压裂时，携砂液与阀瓣直接接触，易造成阀瓣冲蚀损坏，进而其油管内封堵功能失效，造成井控风险的问题，本发明提供一种井下可控式单向阀及控制方法，本发明在压裂过程中阀瓣可隐藏于壳体之内，保证了单向阀较高的使用寿命，可通过地面投球憋压实现封堵及开启状态的切换，实现了反循环功能。
本发明采用的技术方案为：
一种井下可控式单向阀，包括连接接头和下接头，所述的连接接头下端与下接头连接，连接接头和下接头内依次套设有轨迹管和阀瓣座；所述连接接头和轨迹管内腔从上向下依次套设有控制筒、换向环、换向钉、限位环和弹簧；所述的阀瓣座上设有阀瓣。
所述的连接接头与下接头密封固定连接，所述的连接接头和下接头内均设有台阶，轨迹管和阀瓣座在连接接头与下接头台阶限位下实现轴向固定。
所述的控制筒和限位环螺纹固定连接，所述的换向环在控制筒与限位环台阶限位下实现轴向固定，所述的换向钉一端嵌于换向环圆形穿孔中，另一端嵌于轨迹管轨迹槽中。
所述的阀瓣通过销轴固定在阀瓣座内，阀瓣可沿销轴实现周向旋转，阀瓣座一侧设有开孔，阀瓣在开启状态下隐藏于阀瓣座开孔内，且不影响阀瓣座内径。
所述的轨迹管与阀瓣接触的端面上设有密封件，轨迹管下端与连接接头之间设有密封圈。
所述轨迹管、阀瓣与阀瓣座之间还设有扭转弹簧，扭转弹簧工作于销轴之上，弹簧臂一端固定于轨迹管端面圆孔中，弹簧臂另一端与阀瓣下端面接触。
所述的扭转弹簧臂的自由位置角度小于或等于90°。
所述的轨迹管侧壁开设有轨迹槽，换向钉与轨迹槽滑动配合。
所述的控制筒下端外圆面与轨迹管下端内圆面、下接头内圆面间隙配合。
一种井下可控式单向阀控制方法，具体步骤为：
在泵注或反洗井施工状态时，单向阀内控制筒下端外壁与下接头内壁接触，弹簧处于压缩状态，换向钉处于轨迹管短槽位置，阀瓣回收于控制筒下端外壁与连接接头内壁之间，此时单向阀保证足够的内通径，并且阀瓣始终不接触泵注的携砂液，保证阀瓣不受冲蚀损伤；
当需要进行带压调整钻具或油管内防喷时，油管内投球坐落于控制筒上端斜面，在液压力作用下，弹簧进一步压缩，控制筒带动换向环和换向钉向下移动，换向钉在轨迹管上滑动实现短槽切换至长槽，此时停泵泄压，在弹簧弹力作用下，换向钉在长槽能滑动，控制筒上行至阀瓣座上端，阀瓣在扭转弹簧作用下弹出与轨迹管下端面、密封件接触，在单向阀下端压力作用下形成轴向密封，封堵下端油管内压力，此时球仍停留在单向阀控制筒上端；
带压调整钻具到指定位置后，油管内升压，就可使控制筒下行，压缩弹簧，换向钉切换至轨迹管短槽位置，阀瓣回收于控制筒下端外壁与连接接头内壁之间，此时单向阀切换至泵注或反洗井施工状态。
本发明的有益效果为：
本发明通过地面投球憋压实现油管内封堵状态和泵注施工状态的自由切换，泵注施工状态下阀瓣隐藏于控制筒和连接接头之间，保证阀瓣不会冲蚀损伤，有效延长了其使用寿命。可通过地面投球憋压实现封堵及开启状态的切换，实现了反循环功能。
以下将结合附图进行进一步的说明。
附图说明
图1是一种井下可控式单向阀结构示意图。
图中，附图标记为：1、连接接头；2、控制筒；3、换向环；4、换向钉；5、限位环；6、轨迹管；7、弹簧；8、密封件；9、扭转弹簧；10、阀瓣；11、阀瓣座；12、下接头。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有在加砂压裂时，携砂液与阀瓣直接接触，易造成阀瓣冲蚀损坏，进而其油管内封堵功能失效，造成井控风险的问题，本发明提供如图1所示的一种井下可控式单向阀及控制方法，本发明通过地面投球憋压实现油管内封堵状态和泵注施工状态的自由切换，泵注施工状态下阀瓣隐藏于控制筒和连接接头之间，保证阀瓣不会冲蚀损伤，有效延长了其使用寿命。可通过地面投球憋压实现封堵及开启状态的切换，实现了反循环功能。
一种井下可控式单向阀，包括连接接头1和下接头12，所述的连接接头1下端与下接头12连接，连接接头1和下接头12内依次套设有轨迹管6和阀瓣座11；所述连接接头1和轨迹管6内腔从上向下依次套设有控制筒2、换向环3、换向钉4、限位环5和弹簧7；所述的阀瓣座11上设有阀瓣10。
本发明通过地面投球憋压实现油管内封堵状态和泵注施工状态的自由切换，泵注施工状态下阀瓣10隐藏于控制筒2和连接接头1之间，保证阀瓣10不会冲蚀损伤，有效延长了其使用寿命。可通过地面投球憋压实现封堵及开启状态的切换，实现了反循环功能。
实施例2：
基于实施例1的基础上，本实施例中，所述的连接接头1与下接头12密封固定连接，所述的连接接头1和下接头12内均设有台阶，轨迹管6和阀瓣座11在连接接头1与下接头12台阶限位下实现轴向固定。
所述的控制筒2和限位环5螺纹固定连接，所述的换向环3在控制筒2与限位环5台阶限位下实现轴向固定，所述的换向钉4一端嵌于换向环3圆形穿孔中，另一端嵌于轨迹管6轨迹槽中。
进一步的，所述连接接头1和轨迹管6内腔从上向下依次套设有控制筒2、换向环3、换向钉4、限位环5、弹簧7，控制筒2和限位环5螺纹固定连接，换向环3在控制筒2与限位环5台阶限位下实现轴向固定，但可以周向旋转，换向钉4一端嵌于换向环3圆形穿孔中，另一端嵌于轨迹管6轨迹槽中。
所述的阀瓣10通过销轴固定在阀瓣座11内，阀瓣10可沿销轴实现周向旋转，阀瓣座11一侧设有开孔，阀瓣10在开启状态下隐藏于阀瓣座11开孔内。
进一步的，所述阀瓣10通过销轴固定于阀瓣座11内，阀瓣10可沿销轴实现周向旋转，阀瓣座11一侧设有开孔，阀瓣10在开启状态下隐藏于阀瓣座11开孔内，且不影响阀瓣座内径。
所述的轨迹管6与阀瓣10接触的端面上设有密封件8，轨迹管6下端与连接接头1之间设有密封圈。
进一步的，所述轨迹管6与阀瓣10接触的端面上设有密封件8，轨迹管6下端与连接接头1之间设有密封圈，在阀瓣与密封件8贴合时，借助液压就可实现阀瓣10与轨迹管6形成端面密封，进而实现油管压力封堵。
所述轨迹管6、阀瓣10与阀瓣座11之间还设有扭转弹簧9，扭转弹簧9工作于销轴之上，弹簧臂一端固定于轨迹管6端面圆孔中，弹簧臂另一端与阀瓣10下端面接触。
进一步的，所述轨迹管6、阀瓣10与阀瓣座11之间还设有扭转弹簧9，扭转弹簧9工作于销轴之上，弹簧臂一端固定于轨迹管6端面圆孔中，弹簧臂另一端与阀瓣10下端面接触，自然状态时，在扭转弹簧9扭力作用下，使轨迹管6和阀瓣10贴合。
所述的扭转弹簧9臂的自由位置角度小于或等于90°。
进一步的，所述扭转弹簧9臂的自由位置角度小于或等于90°，当角度大于90°，由于弹簧扭力不足，轨迹管6和阀瓣10无法形成接触。
所述的轨迹管6侧壁开设有轨迹槽，换向钉4与轨迹槽滑动配合。
进一步的，所述轨迹管6侧壁开设有轨迹槽，换向钉4与轨迹槽滑动配合，当控制筒2移动时，通过轨迹槽与换向钉4来限制控制筒2的位移距离。
所述的控制筒2下端外圆面与轨迹管6下端内圆面、下接头12内圆面间隙配合。
进一步的，所述控制筒2下端外圆面与轨迹管6下端内圆面、下接头12内圆面间隙配合，当控制筒2运动于下接头内时两者之间间隙小，可起到防砂效果，避免影响阀瓣密封。
实施例3：
基于实施例1和2的基础上，本实施例中提供一种井下可控式单向阀控制方法，具体步骤为：
在泵注或反洗井施工状态时，单向阀内控制筒2下端外壁与下接头12内壁接触，弹簧7处于压缩状态，换向钉4处于轨迹管6短槽位置，阀瓣10回收于控制筒2下端外壁与连接接头1内壁之间，此时单向阀保证足够的内通径，并且阀瓣10始终不接触泵注的携砂液，保证阀瓣10不受冲蚀损伤；
当需要进行带压调整钻具或油管内防喷时，油管内投球坐落于控制筒2上端斜面，在液压力作用下，弹簧7进一步压缩，控制筒2带动换向环3和换向钉4向下移动，换向钉4在轨迹管6上滑动实现短槽切换至长槽，此时停泵泄压，在弹簧7弹力作用下，换向钉4在长槽能滑动，控制筒2上行至阀瓣座11上端，阀瓣10在扭转弹簧9作用下弹出与轨迹管6下端面、密封件8接触，在单向阀下端压力作用下形成轴向密封，封堵下端油管内压力，此时球仍停留在单向阀控制筒2上端；
带压调整钻具到指定位置后，油管内升压，就可使控制筒2下行，压缩弹簧7，换向钉4切换至轨迹管6短槽位置，阀瓣10回收于控制筒2下端外壁与连接接头1内壁之间，此时单向阀切换至泵注或反洗井施工状态。
本发明通过地面投球憋压实现油管内封堵状态和泵注施工状态的自由切换，泵注施工状态下阀瓣10隐藏于控制筒2和连接接头1之间，保证阀瓣10不会冲蚀损伤，有效延长了其使用寿命。可通过地面投球憋压实现封堵及开启状态的切换，实现了反循环功能。
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装置结构及系统方法均为本行业的公知技术和常用方法，这里不再一一叙述。
Claims (10)
1.一种井下可控式单向阀，其特征在于：包括连接接头（1）和下接头（12），所述的连接接头（1）下端与下接头（12）连接，连接接头（1）和下接头（12）内依次套设有轨迹管（6）和阀瓣座（11）；所述连接接头（1）和轨迹管（6）内腔从上向下依次套设有控制筒（2）、换向环（3）、换向钉（4）、限位环（5）和弹簧（7）；所述的阀瓣座（11）上设有阀瓣（10）。
2.根据权利要求1所述的一种井下可控式单向阀，其特征在于：所述的连接接头（1）与下接头（12）密封固定连接，所述的连接接头（1）和下接头（12）内均设有台阶，轨迹管（6）和阀瓣座（11）在连接接头（1）与下接头（12）台阶限位下实现轴向固定。
3.根据权利要求1所述的一种井下可控式单向阀，其特征在于：
所述的控制筒（2）和限位环（5）螺纹固定连接，所述的换向环（3）在控制筒（2）与限位环（5）台阶限位下实现轴向固定，所述的换向钉（4）一端嵌于换向环（3）圆形穿孔中，另一端嵌于轨迹管（6）轨迹槽中。
4.根据权利要求1所述的一种井下可控式单向阀，其特征在于：所述的阀瓣（10）通过销轴固定在阀瓣座（11）内，阀瓣（10）可沿销轴实现周向旋转，阀瓣座（11）一侧设有开孔，阀瓣（10）在开启状态下隐藏于阀瓣座（11）开孔内，且不影响阀瓣座（11）内径。
5.根据权利要求1所述的一种井下可控式单向阀，其特征在于：
所述的轨迹管（6）与阀瓣（10）接触的端面上设有密封件（8），轨迹管（6）下端与连接接头（1）之间设有密封圈。
6.根据权利要求1所述的一种井下可控式单向阀，其特征在于：
所述轨迹管（6）、阀瓣（10）与阀瓣座（11）之间还设有扭转弹簧（9），扭转弹簧（9）工作于销轴之上，弹簧臂一端固定于轨迹管（6）端面圆孔中，弹簧臂另一端与阀瓣（10）下端面接触。
7.根据权利要求6所述的一种井下可控式单向阀，其特征在于：
所述的扭转弹簧（9）臂的自由位置角度小于或等于90°。
8.根据权利要求1所述的一种井下可控式单向阀，其特征在于：
所述的轨迹管（6）侧壁开设有轨迹槽，换向钉（4）与轨迹槽滑动配合。
9.根据权利要求1所述的一种井下可控式单向阀，其特征在于：所述的控制筒（2）下端外圆面与轨迹管（6）下端内圆面、下接头（12）内圆面间隙配合。
10.根据权利要求1-9所述的任意一种井下可控式单向阀控制方法，其特征在于：具体步骤为：
在泵注或反洗井施工状态时，单向阀内控制筒（2）下端外壁与下接头（12）内壁接触，弹簧（7）处于压缩状态，换向钉（4）处于轨迹管（6）短槽位置，阀瓣（10）回收于控制筒（2）下端外壁与连接接头（1）内壁之间，此时单向阀保证足够的内通径，并且阀瓣（10）始终不接触泵注的携砂液，保证阀瓣（10）不受冲蚀损伤；
当需要进行带压调整钻具或油管内防喷时，油管内投球坐落于控制筒（2）上端斜面，在液压力作用下，弹簧（7）进一步压缩，控制筒（2）带动换向环（3）和换向钉（4）向下移动，换向钉（4）在轨迹管（6）上滑动实现短槽切换至长槽，此时停泵泄压，在弹簧（7）弹力作用下，换向钉（4）在长槽能滑动，控制筒（2）上行至阀瓣座（11）上端，阀瓣（10）在扭转弹簧（9）作用下弹出与轨迹管（6）下端面、密封件（8）接触，在单向阀下端压力作用下形成轴向密封，封堵下端油管内压力，此时球仍停留在单向阀控制筒（2）上端；
带压调整钻具到指定位置后，油管内升压，就可使控制筒（2）下行，压缩弹簧（7），换向钉（4）切换至轨迹管（6）短槽位置，阀瓣（10）回收于控制筒（2）下端外壁与连接接头（1）内壁之间，此时单向阀切换至泵注或反洗井施工状态。
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| CN201911259952.4A CN111021989A (zh) | 2019-12-10 | 2019-12-10 | 一种井下可控式单向阀及控制方法 |
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| CN111021989A true CN111021989A (zh) | 2020-04-17 |
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| CN (1) | CN111021989A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112755370A (zh) * | 2021-01-06 | 2021-05-07 | 山东美毅生物技术有限公司 | 一种间充质干细胞外泌体子宫内膜制剂、制取方法及宫腔灌注管 |
| WO2021218253A1 (zh) * | 2020-04-27 | 2021-11-04 | 四川大学 | 一种矿山用内防喷保瓦斯接头 |
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2019
- 2019-12-10 CN CN201911259952.4A patent/CN111021989A/zh active Pending
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| CN112755370A (zh) * | 2021-01-06 | 2021-05-07 | 山东美毅生物技术有限公司 | 一种间充质干细胞外泌体子宫内膜制剂、制取方法及宫腔灌注管 |
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