CN111827928A - 一种井下双层连续油管用单流阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下双层连续油管用单流阀，设置于双层连续油管之间且右端与井底连通，包括左阀体，所述左阀体的左端设有与外层连续油管连接的左一螺纹孔，以及与内层连续油管连接的左二螺纹孔，所述左阀体内设有与左一螺纹孔连通的左二通孔和与左二螺纹孔连通的左一通孔；所述左阀体的右端固定安装有右阀体，所述右阀体的右端设有与外层连续油管连接的右一螺纹孔，以及与内层连续油管连接的右二螺纹孔，右阀体内设有与右一螺纹孔连通的右二通孔和与右二螺纹孔连通的右一通孔；左阀体内设有梭阀组件、内层单流阀组件和外层单流阀组件；该单流阀能够在在意外情况发生时有效地封闭内外两层连续油管的通道，从而阻止井液返出，防止发生井喷事故。

Description

一种井下双层连续油管用单流阀

技术领域

本发明涉及石油采油井下工具技术领域，尤其涉及一种井下双层连续油管用单流阀。

背景技术

双层连续油管带工具进行作业时，将会遇到因突发性事故而引起的双层连续油管管体破损和断裂等问题，此时井内油气水将从断裂后的双层连续油管内外通道中喷涌而出并引发井喷事故。因此，需要安装一种在意外情况发生时，能够有效地封闭内外两层连续油管的通道，防止发生井喷的双层连续油管用单流阀。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在在意外情况发生时有效地封闭内外两层连续油管的通道，从而阻止井液返出，防止发生井喷事故的双层连续油管用单流阀。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种井下双层连续油管用单流阀，设置于双层连续油管之间且右端与井底连通，包括左阀体，所述左阀体的左端设有与外层连续油管连接的左一螺纹孔，以及与内层连续油管连接的左二螺纹孔，所述左阀体内设有与左一螺纹孔连通的左二通孔和与左二螺纹孔连通的左一通孔；所述左阀体的右端固定安装有右阀体，所述右阀体的右端设有与外层连续油管连接的右一螺纹孔，以及与内层连续油管连接的右二螺纹孔，所述右阀体内设有与右一螺纹孔连通的右二通孔和与右二螺纹孔连通的右一通孔；所述左阀体内设有梭阀组件、内层单流阀组件和外层单流阀组件，在左一通孔和右一通孔之间存在压差且单流阀左端的外层连续油管和内层连续油管中任一油管内的压力不小于井底压力时，梭阀组件控制内层单流阀组件和外层单流阀组件打开，左一通孔与右一通孔连通，左二通孔与右二通孔连通，在井底压力大于单流阀左端的外层连续油管和内层连续油管中的压力时，内层单流阀组件和外层单流阀组件关闭，左一通孔与右一通孔断开，左二通孔与右二通孔断开。

进一步的，所述内层单流阀组件包括内层控制活塞、内层弹簧、内层阀座，所述左阀体内设有右端开口的内层座孔，所述内层座孔的右端与右一通孔连通；所述左阀体内在内层座孔的左端中心位置沿内层座孔的轴向设有内层塞孔，所述内层塞孔在靠近内层座孔左端的内侧壁上设有与左一通孔连通的内层环槽；所述内层阀座安装在内层座孔内，所述内层座孔的右端开口处固定安装有中空的内层螺堵，所述内层阀座固定设置在内层座孔的左端和内层螺堵之间；所述内层控制活塞滑动连接在内层塞孔内，所述内层阀座的右端设有内层槽孔，所述内层阀座内设有用于连通内层塞孔和内层槽孔的内层阀孔，所述内层控制活塞的直径大于内层阀孔的直径；所述内层控制活塞上固定安装有穿过内层阀孔且伸入内层槽孔的内层阀杆，所述内层阀杆的右端设有用于控制内层阀孔通断的内层锥阀芯；所述内层弹簧设置在内层塞孔内且位于内层控制活塞和内层阀座之间用于迫使内层控制活塞向左运动，在内层控制活塞抵触在内层塞孔的左端时，内层锥阀芯将内层阀孔关闭；所述内层塞孔内在内层控制活塞和内层塞孔的左端之间形成内层控制腔。

进一步的，所述外层单流阀组件包括外层控制活塞、外层弹簧、外层阀座，所述左阀体内设有右端开口的外层座孔，所述外层座孔的右端与右二通孔连通；所述左阀体内在外层座孔的左端中心位置沿外层座孔的轴向设有外层塞孔，所述外层塞孔在靠近外层座孔左端的内侧壁上设有与左二通孔连通的外层环槽；所述外层阀座安装在外层座孔内，所述外层座孔的右端开口处固定安装有中空的外层螺堵，所述外层阀座固定设置在外层座孔的左端和外层螺堵之间；所述外层活塞滑动连接在外层塞孔内，所述外层阀座的右端设有外层槽孔，所述外层阀座内设有用于连通外层塞孔和外层槽孔的外层阀孔，所述外层控制活塞的直径大于外层阀孔的直径；所述外层控制活塞上固定安装有穿过外层阀孔且伸入外层槽孔的外层阀杆，所述外层阀杆的右端设有用于控制外层阀孔通断的外层锥阀芯；所述外层弹簧设置在外层塞孔内且位于外层控制活塞和外层阀座之间用于迫使外层控制活塞向左运动，在外层控制活塞抵触在外层塞孔的左端时，外层锥阀芯将外层阀孔关闭；所述外层塞孔内在外层控制活塞和外层塞孔的左端之间形成外层控制腔。

进一步的，所述梭阀组件包括梭阀座，所述左阀体的外侧设有与左二通孔连通的梭阀孔，所述梭阀座安装在梭阀孔的上端，所述梭阀孔的开口处固定安装有伸入梭阀孔内且将梭阀座抵紧在梭阀孔上端的梭阀杆，所述梭阀座内设有梭阀腔，所述梭阀杆上设有伸入梭阀腔内的凸柱，所述左阀体和梭阀座内设有用于连通左一通孔和梭阀腔的第一通孔，以及用于连通外层控制腔和梭阀腔的第二通孔，所述梭阀杆和凸柱内设有用于连通左二通孔和梭阀腔的第三通孔，所述左阀体内设有用于连通第二通孔和内层控制腔的第四通孔；其中，所述第一通孔和第三通孔同轴设置，所述第二通孔的轴线与第一通孔的轴线垂直；所述梭阀腔内设有用于控制第一通孔第三通孔通断的阀球。

进一步的，所述右阀体左侧在正对内层座孔处设有内层槽口、在正对外层座孔出设有外层槽口，所述内层槽口与右一通孔连通，所述外层槽口与右二通孔连通。

有益效果

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

(1)本发明设置有内层单流阀组件、外层单流阀组件，在意外情况发生时，内层单流阀组件和外层单流阀组件同时关闭，可以有效的封闭内外两层连续油管的通断，防止井液返出，防止发生井喷；

(2)本发明中设有梭阀组件，通过梭阀组件的压力选择，可以实现内层连续油管注入外层连续油管返出和外层连续油管注入内层连续油管返出的两种作业方式，形成液流在双层连续油管之间的循环；

(3)本发明结构简单、紧凑，内层单流阀组件和外层单流阀的开启压力低，具有可以承受高压、施工作业安全可靠的优点。

附图说明

图1为本发明的剖视图，此时内层单流阀组件和外层单流阀组件处于关闭状态；

图2为本发明的剖视图，此时处于内层连续油管注入外层连续油管返出的作业状态；

图3为本发明的剖视图，此时处于外层连续油管注入内层连续油管返出的作业状态；

图4为本发明左阀体和右阀体的剖视图；

图5为本发明内层阀座的剖视图；

图6为本发明外层阀座的剖视图。

具体实施方式

请参阅图1-6所示，一种井下双层连续油管用单流阀，设置于双层连续油管之间且右端与井底连通，包括左阀体1，所述左阀体1的左端设有与外层连续油管连接的左一螺纹孔11，以及与内层连续油管连接的左二螺纹孔12，所述左阀体1内设有与左一螺纹孔11连通的左二通孔13和与左二螺纹孔12连通的左一通孔14；所述左阀体1的右端固定安装有右阀体2，所述右阀体2的右端设有与外层连续油管连接的右一螺纹孔21，以及与内层连续油管连接的右二螺纹孔22，所述右阀体2内设有与右一螺纹孔21连通的右二通孔24和与右二螺纹孔22连通的右一通孔23；所述左阀体1内设有梭阀组件、内层单流阀组件和外层单流阀组件，在左一通孔14和右一通孔23之间存在压差且单流阀左端的外层连续油管和内层连续油管中任一油管内的压力不小于井底压力时，梭阀组件控制内层单流阀组件和外层单流阀组件打开，左一通孔14与右一通孔23连通，左二通孔13与右二通孔24连通，在井底压力大于单流阀左端的外层连续油管和内层连续油管中的压力时，内层单流阀组件和外层单流阀组件关闭，左一通孔14与右一通孔23断开，左二通孔13与右二通孔24断开。

所述内层单流阀组件包括内层控制活塞41、内层弹簧42、内层阀座43，所述左阀体1内设有右端开口的内层座孔1a，所述内层座孔1a的右端与右一通孔23连通；所述左阀体1内在内层座孔1a的左端中心位置沿内层座孔1a的轴向设有内层塞孔1b，所述内层塞孔1b在靠近内层座孔1a左端的内侧壁上设有与左一通孔14连通的内层环槽1c；所述内层阀座43安装在内层座孔1a内，所述内层座孔1a的右端开口处固定安装有中空的内层螺堵44，所述内层阀座43固定设置在内层座孔1a的左端和内层螺堵44之间；所述内层控制活塞41滑动连接在内层塞孔1b内，所述内层阀座43的右端设有内层槽孔43a，所述内层阀座43内设有用于连通内层塞孔1b和内层槽孔43a的内层阀孔43b，所述内层控制活塞41的直径大于内层阀孔43b的直径；所述内层控制活塞41上固定安装有穿过内层阀孔43b且伸入内层槽孔43a的内层阀杆45，所述内层阀杆45的右端设有用于控制内层阀孔43b通断的内层锥阀芯45a；所述内层弹簧42设置在内层塞孔1b内且位于内层控制活塞41和内层阀座43之间用于迫使内层控制活塞41向左运动，在内层控制活塞41抵触在内层塞孔1b的左端时，内层锥阀芯45a将内层阀孔43b关闭；所述内层塞孔1b内在内层控制活塞41和内层塞孔1b的左端之间形成内层控制腔46。

所述外层单流阀组件包括外层控制活塞51、外层弹簧52、外层阀座53，所述左阀体1内设有右端开口的外层座孔1d，所述外层座孔1d的右端与右二通孔24连通；所述左阀体1内在外层座孔1d的左端中心位置沿外层座孔1d的轴向设有外层塞孔1e，所述外层塞孔1e在靠近外层座孔1d左端的内侧壁上设有与左二通孔13连通的外层环槽1f；所述外层阀座53安装在外层座孔1d内，所述外层座孔1d的右端开口处固定安装有中空的外层螺堵54，所述外层阀座53固定设置在外层座孔1d的左端和外层螺堵54之间；所述外层活塞滑动连接在外层塞孔1e内，所述外层阀座53的右端设有外层槽孔53a，所述外层阀座53内设有用于连通外层塞孔1e和外层槽孔53a的外层阀孔53b，所述外层控制活塞51的直径大于外层阀孔53b的直径；所述外层控制活塞51上固定安装有穿过外层阀孔53b且伸入外层槽孔53a的外层阀杆55，所述外层阀杆55的右端设有用于控制外层阀孔53b通断的外层锥阀芯55a；所述外层弹簧52设置在外层塞孔1e内且位于外层控制活塞51和外层阀座53之间用于迫使外层控制活塞51向左运动，在外层控制活塞51抵触在外层塞孔1e的左端时，外层锥阀芯55a将外层阀孔53b关闭；所述外层塞孔1e内在外层控制活塞51和外层塞孔1e的左端之间形成外层控制腔56。

所述梭阀组件包括梭阀座31，所述左阀体1的外侧设有与左二通孔13连通的梭阀孔1g，所述梭阀座31安装在梭阀孔1g的上端，所述梭阀孔1g的开口处固定安装有伸入梭阀孔1g内且将梭阀座31抵紧在梭阀孔1g上端的梭阀杆33，所述梭阀座31内设有梭阀腔31a，所述梭阀杆33上设有伸入梭阀腔31a内的凸柱33a，所述左阀体1和梭阀座31内设有用于连通左一通孔14和梭阀腔31a的第一通孔4d，以及用于连通外层控制腔56和梭阀腔31a的第二通孔4b，所述梭阀杆33和凸柱33a内设有用于连通左二通孔13和梭阀腔31a的第三通孔4c，所述左阀体1内设有用于连通第二通孔4b和内层控制腔46的第四通孔4a；其中，所述第一通孔4d和第三通孔4c同轴设置，所述第二通孔4b的轴线与第一通孔4d的轴线垂直；所述梭阀腔31a内设有用于控制第一通孔4d第三通孔4c通断的阀球32。

所述右阀体2左侧在正对内层座孔1a处设有内层槽口2a、在正对外层座孔1d出设有外层槽口2b，所述内层槽口2a与右一通孔23连通，所述外层槽口2b与右二通孔24连通。

如图2所示，为本发明内层连续油管注入外层连续油管返出的循环工作状态示意图。进行作业时，当通过内层连续油管向井底注入洗井液时，内层连续油管中的液体通过左二螺纹孔12后后经左一通孔14、第一通孔4d、梭阀腔31a、第三通孔4c、第四通孔4a分别进入到外层控制腔56和内层控制腔46内，在液压的作用下，内层控制活塞41通过内层阀杆45带动内层锥阀芯45a将内层阀孔43b打开，与此同时外层控制活塞51通过外层阀杆55带动外层锥阀芯55a将外层阀孔53b打开，洗井液即可通过左一通孔14、内层环槽1c、内层塞孔1b、内层阀孔43b、内层槽孔43a、内层槽口2a、右一通孔23流入井底，最终井底返出的液体通过右二通孔24、外层槽口2b、外层槽孔53a、外层阀孔53b、外层塞孔1e、外层环槽1f、左二通孔13流出，实现内层连续油管注入，外层连续油管返出，形成液流在双层连续油管之间的循环。

如图3所示，为本发明外层连续油管注入内层连续油管返出的循环工作状态示意图。进行作业时，当通过外层连续油管向井底注入洗井液时，外层油管中的液体通过左一螺纹孔11后经左二通孔13、第二通孔4b、梭阀腔31a、第三通孔4c和第四通孔4a分别进入到外层控制腔56和内层控制腔46内，在液压的作用下，内层控制活塞41通过内层阀杆45带动内层锥阀芯45a将内层阀孔43b打开，与此同时外层控制活塞51通过外层阀杆55带动外层锥阀芯55a将外层阀孔53b打开，洗井液即可通过左二通孔13、外层环槽1f、外层塞孔1e、外层阀孔53b、外层槽孔53a、外层槽口2b、右二通孔24流入井底，最终井底返出的液体通过右一通孔23、内层槽口2a、内层槽孔43a、内层阀孔43b、内层塞孔1b、内层环槽1c、左一通孔14流出，实现外层连续油管注入，内层连续油管返出，形成液流在双层连续油管之间的循环。

当出现突发性事件而使得单流阀左端的双层连续油管断裂时，使得井底压力高于该单流阀左端的外层连续油管和内层连续油管中的压力时，内层锥阀芯45a受到井底压力和内层弹簧42的作用力，将内层阀孔43b关闭，与此同时，外层锥阀芯55a受到井底压力和外层弹簧52的作用力，将外层阀孔53b关闭，此时，如图1所示，内层单流阀组件和外层单流阀组件都关闭，使得该单流阀能够同时有效地封闭内外两层连续油管通道，阻止井底的液、气返出，而达到密封的效果，有效地防止井喷。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种井下双层连续油管用单流阀，设置于双层连续油管之间且右端与井底连通，其特征在于，包括左阀体，所述左阀体的左端设有与外层连续油管连接的左一螺纹孔，以及与内层连续油管连接的左二螺纹孔，所述左阀体内设有与左一螺纹孔连通的左二通孔和与左二螺纹孔连通的左一通孔；所述左阀体的右端固定安装有右阀体，所述右阀体的右端设有与外层连续油管连接的右一螺纹孔，以及与内层连续油管连接的右二螺纹孔，所述右阀体内设有与右一螺纹孔连通的右二通孔和与右二螺纹孔连通的右一通孔；所述左阀体内设有梭阀组件、内层单流阀组件和外层单流阀组件，在左一通孔和右一通孔之间存在压差且单流阀左端的外层连续油管和内层连续油管中任一油管内的压力不小于井底压力时，梭阀组件控制内层单流阀组件和外层单流阀组件打开，左一通孔与右一通孔连通，左二通孔与右二通孔连通，在井底压力大于单流阀左端的外层连续油管和内层连续油管中的压力时，内层单流阀组件和外层单流阀组件关闭，左一通孔与右一通孔断开，左二通孔与右二通孔断开。

2.根据权利要求1所述的井下双层连续油管用单流阀，其特征在于，所述内层单流阀组件包括内层控制活塞、内层弹簧、内层阀座，所述左阀体内设有右端开口的内层座孔，所述内层座孔的右端与右一通孔连通；所述左阀体内在内层座孔的左端中心位置沿内层座孔的轴向设有内层塞孔，所述内层塞孔在靠近内层座孔左端的内侧壁上设有与左一通孔连通的内层环槽；所述内层阀座安装在内层座孔内，所述内层座孔的右端开口处固定安装有中空的内层螺堵，所述内层阀座固定设置在内层座孔的左端和内层螺堵之间；所述内层控制活塞滑动连接在内层塞孔内，所述内层阀座的右端设有内层槽孔，所述内层阀座内设有用于连通内层塞孔和内层槽孔的内层阀孔，所述内层控制活塞上固定安装有穿过内层阀孔且伸入内层槽孔的内层阀杆，所述内层阀杆的右端设有用于控制内层阀孔通断的内层锥阀芯；所述内层弹簧设置在内层塞孔内且位于内层控制活塞和内层阀座之间用于迫使内层控制活塞向左运动，在内层控制活塞抵触在内层塞孔的左端时，内层锥阀芯将内层阀孔关闭；所述内层塞孔内在内层控制活塞和内层塞孔的左端之间形成内层控制腔。

3.根据权利要求2所述的井下双层连续油管用单流阀，其特征在于，所述外层单流阀组件包括外层控制活塞、外层弹簧、外层阀座，所述左阀体内设有右端开口的外层座孔，所述外层座孔的右端与右二通孔连通；所述左阀体内在外层座孔的左端中心位置沿外层座孔的轴向设有外层塞孔，所述外层塞孔在靠近外层座孔左端的内侧壁上设有与左二通孔连通的外层环槽；所述外层阀座安装在外层座孔内，所述外层座孔的右端开口处固定安装有中空的外层螺堵，所述外层阀座固定设置在外层座孔的左端和外层螺堵之间；所述外层活塞滑动连接在外层塞孔内，所述外层阀座的右端设有外层槽孔，所述外层阀座内设有用于连通外层塞孔和外层槽孔的外层阀孔，所述外层控制活塞上固定安装有穿过外层阀孔且伸入外层槽孔的外层阀杆，所述外层阀杆的右端设有用于控制外层阀孔通断的外层锥阀芯；所述外层弹簧设置在外层塞孔内且位于外层控制活塞和外层阀座之间用于迫使外层控制活塞向左运动，在外层控制活塞抵触在外层塞孔的左端时，外层锥阀芯将外层阀孔关闭；所述外层塞孔内在外层控制活塞和外层塞孔的左端之间形成外层控制腔。

4.根据权利要求3所述的井下双层连续油管用单流阀，其特征在于，所述梭阀组件包括梭阀座，所述左阀体的外侧设有与左二通孔连通的梭阀孔，所述梭阀座安装在梭阀孔的上端，所述梭阀孔的开口处固定安装有伸入梭阀孔内且将梭阀座抵紧在梭阀孔上端的梭阀杆，所述梭阀座内设有梭阀腔，所述梭阀杆上设有伸入梭阀腔内的凸柱，所述左阀体和梭阀座内设有用于连通左一通孔和梭阀腔的第一通孔，以及用于连通外层控制腔和梭阀腔的第二通孔，所述梭阀杆和凸柱内设有用于连通左二通孔和梭阀腔的第三通孔，所述左阀体内设有用于连通第二通孔和内层控制腔的第四通孔；其中，所述第一通孔和第三通孔同轴设置，所述第二通孔的轴线与第一通孔的轴线垂直；所述梭阀腔内设有用于控制第一通孔第三通孔通断的阀球。

5.根据权利要求3所述的井下双层连续油管用单流阀，其特征在于，所述右阀体左侧在正对内层座孔处设有内层槽口、在正对外层座孔出设有外层槽口，所述内层槽口与右一通孔连通，所述外层槽口与右二通孔连通。

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