CN112253055A - 一种适用于变压力气举举升工艺技术的防倒流气举阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油天然气开采领域，公开了一种防倒流气举阀，防倒流气举阀包含打捞头、氮气室、波纹管、阀球、阀座、阀杆、连通孔、单流阀、下部接头、气举工作筒、油管。所述连通孔连通油套环空与气举阀内部空间并且设有特殊结构的单流阀；所述防倒流气举阀的波纹管内部穿设有阀杆；所述下部接头中有用于连接气举阀内部以及气举工作筒的连接通道，气举工作筒与油管内部相连接。本发明专利的防倒流气举阀更加符合气举阀设计原理，解决了传统气举阀由于在流道内设置止回阀导致油管内静液柱压力无法作用于波纹管阀球上，使得气举阀的打开与关闭变得无法控制，气举排液效果变差等问题，同时又不影响气举阀工作正常流程。对气举举升具有实际意义。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种适用于变压力气举举升工艺技术的防倒流气举阀。
背景技术
目前对于地层能量不足无法自喷的井，通常采用各类人工举升技术，其中气举技术由于具有较强的适应性，并且井口和井下设备较为简单，在众多人工举升工艺技术中更具优势，其中气举阀更是气举举升技术的最重要的井下设备。气举阀的设计原理是注入高压气体的时候，气体通过连通孔进入气举阀腔体并作用于阀杆的下部端面上，与油管内井液的静液柱压力作用于波纹管阀球上的力一起推动阀杆上行，如果向上的推力合力大于氮气室高压气体的向下作用力，气举阀被打开，注入的高压气体通过流道进入油管内，将阀孔的上部分液体排出。当油管内部的井液静液柱压力下降到一定界限时，其作用在波纹管阀球上的作用力必然降低，波纹管阀球关闭。高压气体推动环空液面下行，到第二级气举阀，动作过程皆与上级气举阀相同。但传统的气举阀设计为了防止井液回流通常在流道处设置止回阀防止此现象发生，可随之而来的是井液静液柱压力无法作用在波纹管阀球上，导致气举阀的开关变得不可控，气举排液效果变差。因此需要一个既能防止井液倒流又可以使得气举阀工作条件符合其设计原理的防倒流气举阀。
发明内容
本发明专利目的是为了克服传统气举阀设计的不足，提供一种既能防止井液倒流又可以使得气举阀工作条件符合其设计原理的防倒流气举阀。
本发明所采用的技术方案是：
本发明专利是一种适用于变压力气举举升技术的防倒流气举阀，包括打捞头、氮气室上接头、氮气室壳体、波纹管、阀杆、单流阀阀球、阀球挡板、单流阀阀座、波纹管阀球、阀座、流道、气举阀下接头、气举工作筒、油管组成，其中，在初始状态下，连通孔的单流阀阀球由于重力的作用处于单流阀阀座的凹槽内封堵住连通孔保持封闭状态。
进一步地，所述的阀杆、波纹管阀球、阀座、单流阀阀座、单流阀阀球、阀球挡板等材料进行电镀防腐处理，避免因为腐蚀造成气举阀的泄露，延长其使用寿命。
进一步地，所述的波纹管中穿设了阀杆，在波纹管与阀杆的空隙处充填润滑油，增加波纹管使用寿命以及加强密封性。
进一步地，所述氮气室壳体内部填充有高压氮气且逐级降低填充的氮气压力。
进一步地，所述的单流阀阀球重量在凹斜面上的分力略小于注气压力所施加推力的分力，保证注气压力到达一定程度时气举阀的开启，并且下一级气举阀的单流阀阀球重量应小于上一级气举阀的单流阀阀球重量。
进一步地，所述的单流阀阀座具有特殊设计角度，在没有外力的情况下，使得单流阀阀球由于自重滑动至单流阀阀座的上斜凹弧面与下斜凹弧面的连接处。
进一步地，所述的阀球挡板应达到不会使单流阀阀球滑脱的高度并与连通孔上部预留出一定距离，作为单流阀打开时的进气通道。
进一步地，所述的连通孔上部采用上斜凹面设计，在初始状态时配合单流阀阀座的上斜凹弧面与下斜凹弧面的连接处卡住单流阀阀球，同时也为单流阀阀球的运动轨迹以及进气通道留有足够的空间。
本发明的有益效果是：
1.本发明气举阀可以防止后续气举过程中会出现的井液倒流回环空的现象；
2.本发明气举阀改进了传统气举阀的不足，改进了气举排液的效果；
3.本发明气举阀使得其打开和关闭变得可以被控制，在实际生产中，可以根据配产的需要精准打开与关闭所确定的气举阀。
4.本发明在波纹管与阀杆的环空中注入润滑油，延长了波纹管的使用寿命以及加强了气举阀的密封性。
附图说明
图1：本发明气举阀结构示意图；
图2：本发明气举阀连通孔处单流阀结构示意图；
图3：本发明气举阀在注气开始时的单流阀阀球与波纹管阀球位置示意图；
图4：本发明气举阀在波纹管阀球打开时单流阀阀球位置示意图；
图5：本发明气举阀在下一个气举阀气举时由于油管内井液压力大，推开波纹管阀球后单流阀阀球位置示意图。
附图标注：1.打捞头，2.氮气室上接头，3.氮气室壳体，4.波纹管，5.阀杆，6.单流阀阀球，7.阀球挡板，8.单流阀阀座，9.波纹管阀球，10.阀座，11.流道，12.气举阀下接头，13.气举工作筒，14.油管
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如附图1至图5所示，本发明一种适用于气举举升技术的防倒流气举阀，主要由从上到下螺纹连接的打捞头1、氮气室上接头2、氮气室壳体3、波纹管4、阀杆5、单流阀阀球6、阀球挡板7、单流阀阀座8、波纹管阀球9、阀座10、流道11、气举阀下接头12、气举工作筒13和油管14组成。其中，所述打捞头1用于下入本发明气举阀，下入钢丝作业连接打捞头1将本发明气举阀下入与油管14相连的气举工作筒13内。
本发明中，所述氮气室壳体3通过氮气室上接头2与气举阀上部连接。
本发明中，所述氮气室壳体3内部设置有波纹管4，所述的波纹管4其间加入润滑油，可以帮助缓冲波纹管4的冲击，保护波纹管4，并且还可以加强对氮气室的密封性，延长波纹管4和气举阀的使用寿命。
本发明中，所述波纹管4内部穿设有阀杆5；所述波纹管4上端面与阀杆5上端部的下端面焊接连接；所述阀杆5下端与波纹管阀球9通过螺纹连接。
本发明中，所述阀座10与波纹管阀球9相配套，并且阀座10、波纹管阀球9、阀球挡板7、单流阀阀球6、单流阀阀座8均进行电镀防腐处理。
本发明中，所述位于连通孔处的单流阀阀座8上表面加工成前段向斜下凹，后段向斜上凹的弧形表面，连通孔处上端表面加工成斜向上凹的弧面，所述单流阀阀球6在初始状态时处于单流阀阀座8的前段和后段连接处，与连通孔上表面的弧面、单流阀阀座8的前段和后段弧面相切，封堵连通孔。所述单流阀阀座8的前段斜向上的凹面是为了防止单流阀阀球6由于自身重力滑脱出单流阀，单流阀阀座8的后段斜向上的凹面是为了使单流阀阀球6通过自重滑动进单流阀阀座8的前段和后段连接处，同时也使得单流阀阀球6在环空注入高压气体时可以沿着单流阀阀座8后段的斜向上凹面滑动至阀球挡板7。
本发明中，所述的阀球挡板7露出单流阀阀座8的高度应该保证在单流阀打开时单流阀阀球6不会产生滑脱现象。
本发明中，所述单流阀阀球6的重量在凹斜面上的分力应该略小于注气压力所施加推力的分力，确保注气压力到达一定程度时气举阀的开启，并且下一级气举阀的单流阀阀球6重量应小于上一级气举阀的单流阀阀球6重量，这样当到达下一级气举阀时，上一级气举阀由于单流阀阀球6自重以及环空注气压力的降低，因为重力作用会封堵住连通孔，上一级气举阀关闭，下一级气举阀打开。
本发明中，所述流道11连接气举阀内腔以及气举工作筒13，气举工作筒13与油管14内部相连，使得油管14中的井液静液柱压力可以作用于波纹管阀球9，并且当气举阀打开时，注入的高压气体可以通过流道11进入油管14内部。
如图3所示，当在油套环空中注入高压气体的时，气体压力作用在单流阀阀球6上，当该压力沿单流阀阀座8后段的斜凹面上的分力大于单流阀阀球6在该斜凹面上的重力分力时，单流阀阀球6被推开，高压气体进入气举阀腔体并作用于阀杆5下端的水平端面上，与油管14内井液的静液柱压力作用于波纹管阀球9上的力一起推动阀杆5上行，如果向上的推力合力大于氮气室壳体3内高压氮气的向下作用力，气举阀被打开，注入的高压气体通过流道11进入油管14内，将阀孔的上部分液体排出，过程如图4所示。当油管14内部的井液静液柱压力下降到一定界限时，其作用在波纹管阀球9上的作用力必然降低，波纹管阀球9关闭。高压气体推动环空液面下行，到第二级气举阀。由于是变压注气，注气压力下降，并且第一级气举阀的单流阀阀球6重量大于第二级气举阀的单流阀阀球6，所以当环空液面到达第二级气举阀时，上一级的单流阀阀球6由于自重滑动至其单流阀阀座8的凹槽内，上一级气举阀关闭，此时第二级气举阀的单流阀阀球6被推开，环空内的高压气体进入气举阀内腔，与油管14内井液的静液柱压力作用于波纹管阀球9上的力一起推动阀杆5上行，从而打开气举阀，后面多级的气举阀工作原理皆相同。但在举升过程中，当油管14内的井液压力变大而导致上级气举阀阀腔内的波纹管阀球9被井液压力推开，如图5所示，井液进入上级气举阀阀腔，由于上级气举阀的单流阀阀球6已经滑动至其单流阀阀座8的凹槽内，连通孔被封住，井液无法产生倒流现象。
本发明各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
Claims (4)
1.一种适用于变压力气举举升工艺技术的防倒流气举阀，主要由打捞头(1)、氮气室上接头(2)、氮气室壳体(3)、波纹管(4)、阀杆(5)、单流阀阀球(6)、阀球挡板(7)、单流阀阀座(8)、波纹管阀球(9)、阀座(10)、流道(11)、气举阀下接头(12)、气举工作筒(13)、油管(14)组成，所述连通孔连通油套环空与气举阀内部空间并且设有特殊结构的单流阀；所述下部接头中有用于连接气举阀内部以及气举工作筒(13)的连接通道；所述气举工作筒(13)与油管(14)内部相连接。
2.根据权利要求1所述的一种适用于变压力气举举升工艺技术的防倒流气举阀，其特征在于：所述连通孔内设有单流阀阀球(6)、阀球挡板(7)、单流阀阀座(8)，当环空内没有注入高压气体时，由于重力因素，单流阀阀球(6)会滑动至单流阀阀座(8)的凹槽内封堵住连通孔，保持气举阀的封闭状态。
3.根据权利要求1所述的一种适用于变压力气举举升工艺技术的防倒流气举阀，其特征在于：所述单流阀阀座(8)前段加工成向下的一段凹斜面，后段加工成向上的一段凹斜面且在其尾端加装有阀球挡板(7)。
4.根据权利要求1所述的一种适用于变压力气举举升工艺技术的防倒流气举阀，其特征在于：所述单流阀阀球(6)的重量随气举阀等级逐级递减。
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|---|---|
| CN (1) | CN112253055A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113266319A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-08-17 | 金湖县源景机械有限公司 | 一种适用于变压力气举举升工艺的气举阀 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5465747A (en) * | 1993-01-27 | 1995-11-14 | Petroleo Brasileiro S.A.-Petrobras | Pressure valve assembly for use in gas-lift producing oil-wells |
| US20040182437A1 (en) * | 2003-03-21 | 2004-09-23 | Messick Tyson R. | Gas lift valve |
| CN2687313Y (zh) * | 2004-03-29 | 2005-03-23 | 中国石油化工股份有限公司中原油田分公司采油一厂 | 一种气举阀工作筒 |
| CN105888627A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-08-24 | 成都北方石油勘探开发技术有限公司 | 一种压力调节器 |
| CN205532481U (zh) * | 2016-02-26 | 2016-08-31 | 北京华油油气技术开发有限公司 | 一种用于超深井的气举阀 |
| CN106761603A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-31 | 中国海洋石油总公司 | 一种适用于深水油田的高压开启气举阀 |
| CN208966266U (zh) * | 2018-08-30 | 2019-06-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种气举阀及采油系统 |
| US20200208503A1 (en) * | 2018-12-28 | 2020-07-02 | Exxonmobil Upstream Research Company | Low Pressure-Loss Valve for Rod-Operated Subsurface Pump |
-
2020
- 2020-11-27 CN CN202011360118.7A patent/CN112253055A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5465747A (en) * | 1993-01-27 | 1995-11-14 | Petroleo Brasileiro S.A.-Petrobras | Pressure valve assembly for use in gas-lift producing oil-wells |
| US20040182437A1 (en) * | 2003-03-21 | 2004-09-23 | Messick Tyson R. | Gas lift valve |
| CN2687313Y (zh) * | 2004-03-29 | 2005-03-23 | 中国石油化工股份有限公司中原油田分公司采油一厂 | 一种气举阀工作筒 |
| CN205532481U (zh) * | 2016-02-26 | 2016-08-31 | 北京华油油气技术开发有限公司 | 一种用于超深井的气举阀 |
| CN105888627A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-08-24 | 成都北方石油勘探开发技术有限公司 | 一种压力调节器 |
| CN106761603A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-31 | 中国海洋石油总公司 | 一种适用于深水油田的高压开启气举阀 |
| CN208966266U (zh) * | 2018-08-30 | 2019-06-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种气举阀及采油系统 |
| US20200208503A1 (en) * | 2018-12-28 | 2020-07-02 | Exxonmobil Upstream Research Company | Low Pressure-Loss Valve for Rod-Operated Subsurface Pump |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 姜喜梅等: "固定式气举阀氮气排液技术分析", 《石油和化工设备》 * |
| 王云瑞: "抗高压气举阀的研制与结构优化", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113266319A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-08-17 | 金湖县源景机械有限公司 | 一种适用于变压力气举举升工艺的气举阀 |
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