CN201165862Y - 液压控制油田井下多次开关阀及开关工具 - Google Patents

液压控制油田井下多次开关阀及开关工具 Download PDF

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Abstract

一种液压控制油田井下多次开关阀,其中心管上部设置的两上挡环之间的管壁上开有内通孔,中心管中部具有中挡环,上、中挡环之间的中心管上装有上、下轨道槽,中挡环下侧的中心管上开有活塞进液孔,中心管上部外配合套装着滑套,滑套下端与中挡环之间构成活塞腔,其与活塞进液孔连通,滑套上部开有外通孔,滑套中部装有在轨道槽内滑动的定位销,滑套下方的中心管上依次套装着推力轴承、弹簧及调节压套。开关阀所用的开关工具,其芯管中段管壁上开有出液孔,其两侧的芯管上均套装着皮碗,皮碗外径与开关阀中心管内径相匹配,皮碗碗口相对布置。本实用新型适用于油田直井及大斜度井的一趟管柱多层段分层处理及找、隔水作业。

Description

液压控制油田井下多次开关阀及开关工具
技术领域
本实用新型涉及一种油田采油井生产作业用的液压控制油田井下多次开关阀及专用开关工具。
背景技术
目前,在油田生产的井下作业中,一般是通过投钢球蹩压打开或关闭流体控制阀以及通过钢丝作业打开或关闭流体控制阀。这些阀只能打开一次或关闭一次,不能实现多次开关,因此无法满足油水井多层段分层处理或油井分层找隔水的技术要求,也不能应用于水平井。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种液压控制油田井下多次开关阀,其结构简单,与开关工具配合使用可以实现井下多次打开和关闭操作,开关灵活,能够满足油水井多层段分层处理或油井分层找隔水的技术要求,使用方便。
本实用新型的另一个目的是提供一种与所述液压控制油田井下多次开关阀配套使用的专用开关工具,其结构简单,易于制造,与开关阀配合使用可以多次打开和关闭阀门,操作十分方便。
本实用新型的目的是这样实现的:一种液压控制油田井下多次开关阀,包括一中心管,中心管的上、下两端分别为螺纹连接端,中心管上部外周壁上间隔设置着两条均带有密封圈的上挡环,上挡环之间的中心管壁上设置着内通孔,中心管中部外周壁上设置着带有密封圈的中挡环,相邻的上、中挡环之间的中心管外周壁上设置着呈轴向布置的上、下轨道槽,上、下轨道槽的开口相对交错间隔布置,其中上轨道槽由长槽和短槽交错间隔布置构成,下轨道槽为棘齿形槽,靠近中挡环下侧的中心管上设置着活塞进液孔,中心管上部外呈滑动密封配合套装着滑套,滑套下端与中挡环之间构成封闭的活塞腔,活塞腔与活塞进液孔相连通,滑套上部设置着与所说的内通孔相连通的外通孔,滑套中部设置着在上、下轨道槽内滑动的定位销,当所说的内、外通孔相对,开关阀打开时,定位销位于短槽上端,当所说的内、外通孔错开,开关阀关闭时,定位销位于长槽上端,在滑套下方的中心管上由上到下依次套装着推力轴承、压缩弹簧以及调节压套。
一种与所述液压控制油田井下多次开关阀配合使用对其进行开启和关闭的开关工具,包括芯管,芯管中段管壁上设置着出液孔,出液孔两侧的芯管上间隔配合套装着上、下皮碗,上、下皮碗的外径与开关阀中心管的内径相匹配,上、下皮碗的碗口相对布置。
将若干个处于关闭状态的本实用新型开关阀与油管及封隔器等配套工具按要求连接下入井中。座好井口后,从油管蹩压封隔器。向开关工具里投一枚塑料球,用小油管或连续油管将开关工具下至开关阀内,使得开关工具的上、下皮碗跨在开关阀活塞进液孔两边。
将小油管或连续油管与泵车连接,用泵车缓慢打压,开关阀里的液体向下流动,很快开关工具里面所投放的塑料球将向下的通道堵住,液体由开关工具上的出液孔进入上、下皮碗之间,开关工具的上、下皮碗受液压作用贴紧开关阀的中心管壁。小油管和开关工具内液体压力升高,液体通过活塞进液孔进入活塞腔,推动滑套向下运动,滑套运动时一方面给压缩弹簧施力使其压缩,同时拉动定位销向下滑动,定位销在中心管上的轨道槽里由原来的长槽顶端被拉下行至下轨道槽的底端。
在此过程中,由于下轨道槽为棘齿形槽且上、下轨道槽的开口相对交错间隔布置,这样滑套和定位销都会相对中心管转动一定的角度,推力轴承使转动容易实现。液压泄掉后,滑套在弹簧弹力的作用下向上移动,定位销向上滑动至短槽顶端,此时滑套上的外通孔与中心管上的内通孔连通,阀被打开。用同样的方法将开关工具对准该阀再蹩压一次,定位销就滑到另外一个长槽的顶端,阀又被关上。如此往复,一个阀可以开关多次。
本实用新型井下多次开关阀结构简单,通过专用开关工具进行定点蹩压可实现井下多次打开和关闭操作,开关灵活,与封隔器、油管和其他配套工具配合使用,可将油井分成若干层段并任意打开或关闭某个层段,能够满足油水井多层段分层处理或油井分层找隔水的技术要求,使用方便。
本实用新型与所述液压控制油田井下多次开关阀配套使用的专用开关工具,其结构简单,易于制造,与开关阀配合使用可以多次打开和关闭阀门,操作十分方便。用同一个开关工具可开、关任意一个阀,从而实现分层处理或找隔水作业。
附图说明
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型开关阀实施例1的主视半剖面结构示意图;
图2为本实用新型开关阀上的轨道槽平面展开图;
图3为本实用新型开关阀实施例2的主视半剖面结构示意图;
图4为本实用新型开关工具实施例1的主视半剖面结构示意图;
图5为图4中的A-A剖面结构示意图;
图6为本实用新型开关工具实施例2的主视半剖面结构示意图;
图7为本实用新型开关阀打开状态结构示意图;
图8为本实用新型开关阀关闭状态结构示意图。
具体实施方式
一种液压控制油田井下多次开关阀,如图1、图3所示,包括一中心管14,中心管14的上、下两端分别为螺纹连接端,用以与井内作业工具连接。中心管14上部外周壁上间隔设置着两条均带有密封圈的上挡环3、5,上挡环3、5之间的中心管壁上设置着内通孔8。中心管14中部外周壁上设置着带有密封圈的中挡环9,相邻的上、中挡环5、9之间的中心管外周壁上设置着呈轴向布置的上、下轨道槽6、1。
如图1、图2所示,上、下轨道槽6、1的开口相对交错间隔布置,其中上轨道槽6由长槽和短槽交错间隔布置构成,下轨道槽1为棘齿形槽。下轨道槽1能够保证定位销7从上轨道槽6的长槽中进入其短槽中。
靠近中挡环9下侧的中心管上设置着活塞进液孔10,中心管14上部外呈滑动密封配合套装着滑套2,滑套2下端与中挡环9之间构成封闭的活塞腔11,活塞腔11与活塞进液孔10相连通。
滑套2上部设置着与所说的内通孔8相连通的外通孔4。
滑套2中部设置着在上、下轨道槽6、1内滑动的定位销7,当所说的内、外通孔8、4相对,开关阀打开,此时定位销7位于短槽上端;当所说的内、外通孔8、4错开,开关阀关闭,定位销7位于长槽上端。
在滑套2下方的中心管14上由上到下依次套装着推力轴承12、压缩弹簧13以及调节压套15,调节压套15用以调节压缩弹簧13的预紧压力。
如图7所示,推力轴承12的数目为两个,两个推力轴承分别套装在压缩弹簧13两端的中心管14上。设置两个推力轴承更能减少压缩弹簧14所受的扭力。
如图1所示,中心管14的下部内径大于中心管的上部内径,中心管14的下部内配合套装着内滑筒30,内滑筒30的内径小于或等同于中心管14的上部内径,内滑筒30的上部间隔设置着两道密封圈,阀入井时,所说的活塞进液孔10位于两道密封圈之间。
在中心管14内设置内滑筒30的目的是为了减少井下升压作业时对开关阀的影响,防止不必要的误动作。内滑筒30的打开和关闭是靠开关工具皮碗的磨擦力使其运动的。设有内滑筒30的开关阀可与液压座封封隔器配合应用于水平井或直井。而无内滑筒30的开关阀可与机械座封封隔器配合应用于垂直井。
一种与所述液压控制油田井下多次开关阀配合使用对其进行开启和关闭的开关工具,如图6所示,包括芯管24,芯管24中段管壁上设置着出液孔26,出液孔26两侧的芯管24上间隔配合套装着上、下皮碗19、20,上、下皮碗19、20的外径与开关阀中心管14的内径相匹配,上、下皮碗19、20的碗口相对布置。
作为本开关工具结构进一步的改进,如图4、图5所示,芯管24的两端头外径小于其中段管径,芯管24两端头分别密封连接着上、下内衬管25、21,芯管24中段管壁上配合套装着上、下外连接管17、18,所说的上、下皮碗19、20分别配合套装在上、下外连接管17、18的端部上,上、下内衬管25、21与上、下外连接管17、18之间分别构成导液腔,芯管24中段管壁内水平设置着旁通管道27,旁通管道27的两端分别连通两导液腔,导液腔外侧端分别连通设置着导液孔,上、下皮碗19、20位于两导液孔之间。为了进一步固定上、下皮碗19、20,在上、下皮碗19、20外侧的上、下外连接管17、18端部上分别配合设置着上、下压帽22、23。
这种改进结构能够使得开关工具在下入井内时,便于开关工具下行。因为上、下皮碗19、20所受的液体压力不同,通过旁通管道27以及两导液腔沟通上、下皮碗19、20两端的液体,能够消除压差,减少开关工具下行阻力。
本实用新型在水平井中使用时,将若干个处于关闭状态的本实用新型开关阀与油管及液压座封封隔器等配套工具按要求连接下入井中(每个阀的上面或下面需接一个专用的定位短节,每个阀的位置应有准确的记录)。
座好井口后,从油管蹩压封隔器。开关工具上面或下面与专用定位器相连,向开关工具里投一枚比水的密度稍高的塑料球28,用小油管或连续油管将开关工具下至需要打开阀的附近,缓慢下放小油管或连续油管。当定位器进入定位短节时,地面指示器会有明显反应。
在确认下入深度无误且定位器在定位短节里后,此时开关工具的上、下皮碗19、20跨在开关阀活塞进液孔10两边。将小油管或连续油管与泵车连接,用泵车缓慢打压(小油管与大油管之间的环空与放空管线连通)至规定的压力后稳压5分钟,开关阀里的液体向下流动,很快塑料球28将向下的通道堵住。开关工具的上、下皮碗19、20受液压作用贴紧开关阀的中心管壁,小油管和开关工具内液体压力升高,液体由出液孔26流出继而通过活塞进液孔10进入活塞腔11,推动滑套2向下运动。
滑套2运动时一方面压缩弹簧13,同时拉动定位销7向下滑动,如图1、图2、图8所示,定位销7在中心管上的轨道槽里由原来的长槽顶端被拉下行至下轨道槽1的底端。在此过程中,由于下轨道槽1的形状限制,滑套2和定位销7都相对中心管14转动了一定的角度,推力轴承12使转动容易实现。
液压泄掉后,滑套2在压缩弹簧13弹力的作用下向上移动,滑套2及定位销7也向上滑动,同样由于下轨道槽1的形状限制,如图7所示,定位销7被推至短槽顶端,此时滑套2上的外通孔4与中心管14上的内通孔8连通,阀被打开。
用同样的方法将开关工具对准该阀再蹩压一次,定位销7就滑到另外一个长槽的顶端,阀又被关上。如此往复,一个阀可以开关多次。
用同一个开关工具可开、关任意一个阀,从而实现分层处理或找隔水作业。

Claims (5)

1、一种液压控制油田井下多次开关阀,包括一中心管(14),中心管(14)的上、下两端分别为螺纹连接端,其特征是:中心管(14)上部外周壁上间隔设置着两条均带有密封圈的上挡环(3、5),上挡环(3、5)之间的中心管壁上设置着内通孔(8),中心管(14)中部外周壁上设置着带有密封圈的中挡环(9),相邻的上、中挡环(5)、(9)之间的中心管外周壁上设置着呈轴向布置的上、下轨道槽(6)、(1),上、下轨道槽(6)、(1)的开口相对交错间隔布置,其中上轨道槽(6)由长槽和短槽交错间隔布置构成,下轨道槽(1)为棘齿形槽,靠近中挡环(9)下侧的中心管上设置着活塞进液孔(10),中心管(14)上部外呈滑动密封配合套装着滑套(2),滑套(2)下端与中挡环(9)之间构成封闭的活塞腔(11),活塞腔(11)与活塞进液孔(10)相连通,滑套(2)上部设置着与所说的内通孔(8)相连通的外通孔(4),滑套(2)中部设置着在上、下轨道槽(6)、(1)内滑动的定位销(7),当所说的内、外通孔(8)、(4)相对,开关阀打开时,定位销(7)位于短槽上端,当所说的内、外通孔(8)、(4)错开,开关阀关闭时,定位销(7)位于长槽上端,在滑套(2)下方的中心管(14)上由上到下依次套装着推力轴承(12)、压缩弹簧(13)以及调节压套(15)。
2、根据权利要求1所述的液压控制油田井下多次开关阀,其特征是:中心管(14)的下部内径大于中心管的上部内径,中心管(14)的下部内配合套装着内滑筒(30),内滑筒(30)的内径小于或等同于中心管(14)的上部内径,内滑筒(30)的上部间隔设置着两道密封圈,所说的活塞进液孔(10)位于两道密封圈之间。
3、根据权利要求1所述的液压控制油田井下多次开关阀,其特征是:推力轴承(12)的数目为两个,两个推力轴承分别套装在压缩弹簧(13)两端的中心管(14)上。
4、一种与权利要求1所述液压控制油田井下多次开关阀配合使用对其进行开启和关闭的开关工具,包括芯管(24),其特征是:芯管(24)中段管壁上设置着出液孔(26),出液孔(26)两侧的芯管(24)上间隔配合套装着上、下皮碗(19)、(20),上、下皮碗(19)、(20)的外径与开关阀中心管(14)的内径相匹配,上、下皮碗(19)、(20)的碗口相对布置。
5、根据权利要求4所述的开关工具,其特征是:芯管(24)的两端头外径小于其中段管径,芯管(24)两端头分别密封连接着上、下内衬管(25)、(21),芯管(24)中段管壁上配合套装着上、下外连接管(17)、(18),所说的上、下皮碗(19)、(20)分别配合套装在上、下外连接管(17)、(18)的端部上,上、下内衬管(25)、(21)与上、下外连接管(17)、(18)之间分别构成导液腔,芯管(24)中段管壁内水平设置着旁通管道(27),旁通管道(27)的两端分别连通两导液腔,导液腔外侧端分别连通设置着导液孔,上、下皮碗(19)、(20)位于两导液孔之间。
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