CN114198055B - 一种取样注入切换阀及其取样注入方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种取样注入切换阀及其取样注入方法，在柱通道油管的连接处安装过流短节，在过流短节的侧壁上开设有过流短节过流孔，过流短节的开口端与转换外套的尾端相连，转换外套的首端与上接头的尾端螺纹连接，在上接头的首端安装取样注入接头，取样注入接头与上接头的内腔相连通，取样注入接头通过液控管线与地面管线相连，转换外套和上接头的内腔形成一过流腔，单流阀的尾端和活塞阀的首端相连后安装在过流腔内。该切换阀结构简单紧凑、功能集成、操作方便，一件工具实现取样注入两种功能，节约井下空间，取样注入采用同一条穿越管线，减少管线穿越通道设置，节约管柱及井口穿越改造成本。

Description

一种取样注入切换阀及其取样注入方法

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，更具体地说涉及一种取样注入切换阀及其取样注入方法。

背景技术

在油田生产中，由于井筒尺寸小，空间受限问题一直是长期困扰设计者的难题之一，一般陆地上的油井径向空间小于6英寸，海上的小于10英寸，同时还需要给电缆等预留空间，使得有效空间更加有限，因此要求用在井下的工具结构紧凑。很多情况下，需要取舍相关功能或通过多次投捞、起下作业完成，对于取样和注药剂等多次作业完成，操作复杂，耗时费工，同时电缆穿越尺寸紧张，穿越孔有限，井口改造成本高，无法满足取样注入管线穿越的需求。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，井筒尺寸小，导致电缆穿越尺寸紧张，穿越孔有限，井口改造成本高，无法满足取样注入管线穿越的需求，提供了一种取样注入切换阀及其取样注入方法，该切换阀结构简单紧凑、功能集成、操作方便，一件工具实现取样注入两种功能，节约井下空间，取样注入采用同一条穿越管线，减少管线穿越通道设置，节约管柱及井口穿越改造成本。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

一种取样注入切换阀，包括主通道油管、过流短节、转换外套和上接头，在所述主通道油管的连接处安装所述过流短节，在所述过流短节的侧壁一侧采用一端开口的中空结构，中空结构形成一旁通通道，在所述过流短节的侧壁上开设有过流短节过流孔，旁通通道与主通道油管通过过流短节过流孔相连通，所述过流短节的开口端与所述转换外套的尾端相连，在所述转换外套的尾端开设有贯穿转换外套尾端的过流通道，所述过流通道与所述过流短节相连通，所述转换外套的首端与所述上接头的尾端螺纹连接，在所述转换外套的中部开设有贯穿转换外套侧壁的转换外套过流孔，在所述上接头的首端安装取样注入接头，所述取样注入接头与所述上接头的内腔相连通，所述取样注入接头通过液控管线与地面管线相连，所述转换外套和所述上接头的内腔形成一过流腔，单流阀的尾端和活塞阀的首端相连后安装在所述过流腔内，所述单流阀的外壁与所述上接头的内壁和所述转换外套的内壁之间形成一过流环空，所述活塞阀采用首端开口尾端封闭的结构，在所述活塞阀的侧壁上开设有活塞阀过流孔。

所述活塞阀的尾端采用锥形结构，在所述转换外套的尾端内侧开设有与所述活塞阀的尾端相配合的锥形槽，注入过程中，活塞阀的尾端与锥形槽形成金属锥面密封。

在所述活塞阀的外侧壁上开设有密封槽，所述密封槽内安装密封圈，注入过程中，用于将转换外套过流孔进行密封。

所述单流阀采用单向流通阀，所述单向流通阀的流通方向为由下至上。

所述过流短节的开口端与所述转换外套的尾端之间通过第一连接螺纹与第一O型圈密封连接。

所述转换外套的首端与所述上接头的尾端之间通过螺纹和第二O型圈密封连接。

所述取样注入切换阀形成两个方向封闭通道，即取样通道和注入通道。

取样通道由过流短节、活塞阀、单流阀、上接头、取样注入接头和液控管线组成。

注入通道由液控管线、取样注入接头、上接头与单流阀之间的过流环空、转换外套、转换外套通孔和工具外部的套管环空组成。

一种取样注入切换阀的取样注入方法，按照下述步骤进行：

步骤1，取样过程：主通道油管内的部分产液经由过流短节过流孔流入过流短节的旁通通道内，产液推动活塞阀向上运动，使得活塞阀的尾端与锥形槽形成金属锥面密封解封，产液继续推动活塞阀向上运动，活塞阀外壁上的密封圈将转换外套过流孔密封，产液通过活塞阀过流孔进入活塞阀内部，并向上沿着单流阀和上接头的内通道进入取样注入接头，进入取样注入接头内的产液受到液控管线的举升作用，被举升至地面管线内，即完成一次主通道油管产液取样过程；

步骤2，注入过程：地面管线内的药剂或其他溶剂通过液控管线、取样注入接头进入上接头的内通道，因单流阀为由下至上的单向阀，故液体不经过单向阀，而是沿着单流阀与转换外套之间的过流环空向下流动，液体向下流动的过程中推动活塞阀向下运动，使得转换外套过流孔的密封失效，液体沿着转换外套过流孔进入工具外部的套管环空内，即完成一次套管内产液的药剂注入过程。

本发明的有益效果为：该切换阀结构简单紧凑、功能集成一体化，可解决井下空间紧张，采样、注入等工艺需要多工具、多次操作解决的问题；一根液控管线具有取样和注入的双向功能，减少了穿越通道，减少了井口改造的成本；该切换阀操作简单、安全可靠、通用性强。

附图说明

图1是本发明取样过程的结构示意图；

图2是本发明注入过程的结构示意图；

图中：1为液控管线；2为取样注入接头；3为上接头；4为单流阀；5为活塞阀；5-1为活塞阀过流孔；6为转换外套；6-1为转换外套过流孔；7为过流短节；7-1为过流短节过流孔；8为主通道油管；9为旁通通道。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例一

一种取样注入切换阀，包括主通道油管8、过流短节7、转换外套6和上接头3，在主通道油管8的连接处安装过流短节7，在过流短节7的侧壁一侧采用一端开口的中空结构，中空结构形成一旁通通道9，在过流短节7的侧壁上开设有过流短节过流孔7-1，旁通通道9与主通道油管8通过过流短节过流孔7-1相连通，过流短节7的开口端与转换外套6的尾端相连，在转换外套6的尾端开设有贯穿转换外套6尾端的过流通道，过流通道与过流短节7相连通，转换外套6的首端与上接头3的尾端螺纹连接，在转换外套6的中部开设有贯穿转换外套6侧壁的转换外套过流孔6-1，在上接头3的首端安装取样注入接头2，取样注入接头2与上接头3的内腔相连通，取样注入接头2通过液控管线1与地面管线相连，转换外套6和上接头3的内腔形成一过流腔，单流阀4的尾端和活塞阀5的首端相连后安装在过流腔内，单流阀4的外壁与上接头3的内壁和转换外套6的内壁之间形成一过流环空，活塞阀5采用首端开口尾端封闭的结构，在活塞阀5的侧壁上开设有活塞阀过流孔5-1。

取样注入切换阀形成两个方向封闭通道，即取样通道和注入通道。

取样通道由过流短节7、活塞阀5、单流阀4、上接头6、取样注入接头2和液控管线1组成。

注入通道由液控管线1、取样注入接头2、上接头3与单流阀4之间的过流环空、转换外套6、转换外套通孔6-1和工具外部的套管环空组成。

实施例二

在实施例一的基础上，活塞阀5的尾端采用锥形结构，在转换外套6的尾端内侧开设有与活塞阀5的尾端相配合的锥形槽，注入过程中，活塞阀5的尾端与锥形槽形成金属锥面密封。

在活塞阀5的外侧壁上开设有密封槽，密封槽内安装密封圈，注入过程中，用于将转换外套过流孔6-1进行密封。

实施例三

在实施例二的基础上，单流阀4采用单向流通阀，单向流通阀的流通方向为由下至上。

过流短节7的开口端与转换外套6的尾端之间通过第一连接螺纹与第一O型圈密封连接。

转换外套6的首端与上接头3的尾端之间通过螺纹和第二O型圈密封连接。

实施例四

一种取样注入切换阀的取样注入方法，按照下述步骤进行：

步骤1，取样过程：主通道油管8内的部分产液经由过流短节过流孔7-1流入过流短节7的旁通通道9内，产液推动活塞阀5向上运动，使得活塞阀5的尾端与锥形槽形成金属锥面密封解封，产液继续推动活塞阀5向上运动，活塞阀5外壁上的密封圈将转换外套过流孔6-1密封，产液通过活塞阀过流孔5-1进入活塞阀5内部，并向上沿着单流阀4和上接头3的内通道进入取样注入接头2，进入取样注入接头2内的产液受到液控管线1的举升作用，被举升至地面管线内，即完成一次主通道油管8产液取样过程；

步骤2，注入过程：地面管线内的药剂或其他溶剂通过液控管线1、取样注入接头2进入上接头3的内通道，因单流阀4为由下至上的单向阀，故液体不经过单向阀4，而是沿着单流阀4与转换外套6之间的过流环空向下流动，液体向下流动的过程中推动活塞阀5向下运动，使得转换外套过流孔6-1的密封失效，液体沿着转换外套过流孔6-1进入工具外部的套管环空内，即完成一次套管内产液的药剂注入过程。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种取样注入切换阀，其特征在于：包括主通道油管、过流短节、转换外套和上接头，在所述主通道油管的连接处安装所述过流短节，在所述过流短节的侧壁一侧采用一端开口的中空结构，中空结构形成一旁通通道，在所述过流短节的侧壁上开设有过流短节过流孔，旁通通道与主通道油管通过过流短节过流孔相连通，所述过流短节的开口端与所述转换外套的尾端相连，在所述转换外套的尾端开设有贯穿转换外套尾端的过流通道，所述过流通道与所述过流短节相连通，所述转换外套的首端与所述上接头的尾端螺纹连接，在所述转换外套的中部开设有贯穿转换外套侧壁的转换外套过流孔，在所述上接头的首端安装取样注入接头，所述取样注入接头与所述上接头的内腔相连通，所述取样注入接头通过液控管线与地面管线相连，所述转换外套和所述上接头的内腔形成一过流腔，单流阀的尾端和活塞阀的首端相连后安装在所述过流腔内，所述单流阀的外壁与所述上接头的内壁和所述转换外套的内壁之间形成一过流环空，所述活塞阀采用首端开口尾端封闭的结构，在所述活塞阀的侧壁上开设有活塞阀过流孔；

所述取样注入切换阀形成两个方向封闭通道，即取样通道和注入通道；取样通道由过流短节、活塞阀、单流阀、上接头、取样注入接头和液控管线组成；注入通道由液控管线、取样注入接头、上接头与单流阀之间的过流环空、转换外套、转换外套通孔和工具外部的套管环空组成。

2.根据权利要求1所述的一种取样注入切换阀，其特征在于：所述活塞阀的尾端采用锥形结构，在所述转换外套的尾端内侧开设有与所述活塞阀的尾端相配合的锥形槽。

3.根据权利要求1所述的一种取样注入切换阀，其特征在于：在所述活塞阀的外侧壁上开设有密封槽，所述密封槽内安装密封圈。

4.根据权利要求1所述的一种取样注入切换阀，其特征在于：所述单流阀采用单向流通阀，所述单向流通阀的流通方向为由下至上。

5.根据权利要求1所述的一种取样注入切换阀，其特征在于：所述过流短节的开口端与所述转换外套的尾端之间通过第一连接螺纹与第一O型圈密封连接。

6.根据权利要求1所述的一种取样注入切换阀，其特征在于：所述转换外套的首端与所述上接头的尾端之间通过螺纹和第二O型圈密封连接。

7.如权利要求2-6任意一项所述的一种取样注入切换阀的取样注入方法，其特征在于：按照下述步骤进行：

步骤1，取样过程：主通道油管内的部分产液经由过流短节过流孔流入过流短节的旁通通道内，产液推动活塞阀向上运动，使得活塞阀的尾端与锥形槽形成金属锥面密封解封，产液继续推动活塞阀向上运动，活塞阀外壁上的密封圈将转换外套过流孔密封，产液通过活塞阀过流孔进入活塞阀内部，并向上沿着单流阀和上接头的内通道进入取样注入接头，进入取样注入接头内的产液受到液控管线的举升作用，被举升至地面管线内，即完成一次主通道油管产液取样过程；

步骤2，注入过程：地面管线内的药剂或其他溶剂通过液控管线、取样注入接头进入上接头的内通道，因单流阀为由下至上的单向阀，故液体不经过单向阀，而是沿着单流阀与转换外套之间的过流环空向下流动，液体向下流动的过程中推动活塞阀向下运动，使得转换外套过流孔的密封失效，液体沿着转换外套过流孔进入工具外部的套管环空内，即完成一次套管内产液的药剂注入过程。