CN203808930U - 一种液控单流阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液控单流阀，包括：中心轨迹管、阀塞座组件，所述阀塞座组件包括：阀塞、滑套、弹簧、阀座。其中，所述滑套的内表面通过设置轨道销钉连接在所述中心轨迹管的上端外侧。所述弹簧位于滑套的内部，并顶设在所述阀塞与所述中心轨迹管之间。所述中心轨迹管整体为中空管柱，其管壁上设有第一通孔和轨迹槽。所述轨迹槽包括：沿周向依次分布的轴向轨道，第一短轨道、第二短轨道、第一长轨道；连通所述两个相邻轴向轨道的斜轨道，第一斜轨道、第二斜轨道、第三斜轨道。随着滑套的移动，带动所述轨道销钉在所述轨迹槽内换轨滑动所述液控单流阀能够方便取样，操作简便，缩短了作业时间。

Description

一种液控单流阀

技术领域

本实用新型涉及一种在稠油、超稠油开采领域使用的单流阀，特别涉及一种液控单流阀。

背景技术

在稠油、超稠油开采领域中，由于重力热管井筒伴热降粘技术能够延长蒸汽吞吐油井的生产周期，增加油井的周期产量，降低能源消耗，因此所述重力热管井筒伴热降粘技术得到了较好地推广应用。

所述重力热管井筒伴热降粘技术的施工步骤如下：

S1：由作业队完井，下好空心抽油杆，并在所述空心抽油杆的上端连接空心光杆，调节所述空心光杆在井口外面的长度，以方便操作人员后续操作；

S2：在所述空心光杆的上端安装热工质注入装置；

S3：给空心抽油杆抽真空，以方便热工质注入；

S4：抽真空合格后,启动热工质注入装置，使热工质从所述空心光杆内注入，此时可根据设计注入量控制注入时间；

S5：启动抽油机。

然而当进入步骤S4后，如果出现空心光杆顶端密封装置泄漏整改时，就需要放掉空心抽油杆内的热工质，之后还要重新给空心抽油杆抽真空，这样不但影响作业时间，还污染环境。另外施工完后启动抽油机，如果空心光杆在井口外面的长度，调节的不是很好，顶端密封装置很容易与抽油机的驴头发生碰撞，严重时就会使密封装置失效。当所述密封装置失效后，由于不能卸下来重装，其发生泄漏后就要重新抽真空、加热工质等操作，这样施工时间被大大延长。

为了避免环境污染事故的发生，同时缩短施工时间，2012年08月29日中国专利说明书CN102650204A给出了一种解决方式。所述CN102650204A专利说明书中公开了一种液控单流阀。所述液控单流阀连接在空心光杆和空心抽油杆之间。如图1所示，所述液控单流阀包括：外套1，其上端设有用来连接空心光杆的上接头5，其下端设有用来连接空心抽油杆的下接头6；阀球座2，其设置在外套1的上部的内侧；中心轨迹管3，其设置在外套1的下部的内侧，中心轨迹管3与阀球座2之间具有液流通道7，中心轨迹管3的管壁设有第一通孔3a；阀球组件4，其包括阀球4a，滑套4b和弹簧4c，所述滑套4b固定连接在所述阀球4a的下部，所述弹簧4c位于滑套4b的内部，并顶设在所述阀球4a与所述中心轨迹管3之间，所述滑套4b可上下移动地连接在所述中心轨迹管3的上端外侧，阀球4a能与阀球座2形成密封连接。

其中所述中心轨迹管3，如图2和图3所示，所述中心轨迹管3的外部设有L型轨迹槽3b，所述轨迹槽3b,包括长轨道3c和短轨道3e，圆周方向包括两个长轨道3c、两个短轨道3e且所述长轨道3c和短轨道3d间隔分布。所述滑套4b的下部内侧固定连接有轨道销钉8，随着滑套4b的移动，所述轨道销钉8可在所述L型轨迹槽内换轨滑动。

使用时，如图4所示，在对空心抽油杆抽真空合格之前，轨道销钉8处于短轨道3d的A处，使阀球4a和阀球座2分离。当注入热工质时，阀球4a由于受到向下的力大于向上的力，所述阀球4a向下移动，带动与之固定连接的滑套4b向下移动。所述滑套4b向下移动带动与之固定连接的轨道销钉8向下移动，使得轨道销钉8位于L型轨迹槽的底端B处，此时阀球4a和阀球座2最大限度地分离，打开了空心抽油杆与空心光杆之间的通道。如果经过一段时间，热工质注够量时，停止打压注入，轨道销钉8先进入如图C位置再进入D位置的长轨道3c中，阀球4a在弹簧4c及空心抽油杆内部压力作用下向上运移,使阀球4a和阀球座2紧密接触，即关闭空心抽油杆与空心光杆之间的通道。

当完成所述热工质注入后，需要测试注入空心抽油杆内热工质的温度，进而推测其注入效果。为了获取所述热工质样本，需要重新打开所述液控单流阀，从所述空心抽油杆内放出一些样本进行测试。然而所述液控单流阀在完成热工质注入后，阀球4a和阀球座2紧密接触，空心抽油杆与空心光杆之间的通道处于关闭状态。此时若需取样，需要再次打压，使轨道销钉8从长轨道3c中向下移出，先移动至E，然后到F，最后到短轨道G处，从而使阀球4a和阀球座2分离。所述阀球4a和阀球座2分离后，空心抽油杆与空心光杆之间的通道打开，才能进行相应的取样操作。上述取样操作较为繁琐，不利于操作的简便化。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种液控单流阀，以实现当液控单流阀在完成热工质注入后，其空心抽油杆与空心光杆之间的通道处于打开状态，方便取样。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种液控单流阀，包括：中心轨迹管、阀塞座组件，其中，

所述阀塞座组件包括：阀塞、滑套，所述滑套内表面通过设置轨道销钉连接在所述中心轨迹管上端的外侧；

所述中心轨迹管整体为中空管柱，其管壁上设有第一通孔和轨迹槽，所述轨迹槽包括：沿着周向依次分布的轴向轨道，即第一短轨道、第二短轨道、第一长轨道，和连通所述两个相邻轴向轨道的斜轨道，即第一斜轨道、第二斜轨道、第三斜轨道；所述第一短轨道和第二短轨道的轨道顶端均位于第一长轨道的下方；

随着滑套的移动，带动所述轨道销钉在所述轨迹槽内换轨滑动。

在优选的实施方式中，所述第一斜轨道、第二斜轨道、第三斜轨道底部呈锯齿状；所述轨迹槽的底端也为锯齿状，所述底端的锯齿数量与斜轨道的数量一致，每个底端锯齿的正上方对应一个斜轨道。

在优选的实施方式中，所述第一短轨道、第二短轨道、第一长轨道沿着所述中心轨迹管的轴线方向周向均匀布置。

在优选的实施方式中，所述第一通孔的数量至少为一个。

在优选的实施方式中，所述滑套的管壁上设置有径向的第二通孔。

在优选的实施方式中，所述第二通孔的数量至少为一个。

在优选的实施方式中，所述阀塞具体为锥形柱体，横截面积自上而下递增。

在优选的实施方式中，所述第一短轨道、第二短轨道、第一长轨道作为一个轨道组，其数量至少为一组。

在优选的实施方式中，当所述第一短轨道、第二短轨道、第一长轨道作为一个轨道组，其数量为多组时，所述轨道组沿着所述中心轨迹管的轴线方向周向均匀布置。

在优选的实施方式中，所述液控单流阀在使用前，其轨道销钉设置在第一短轨道的顶端位置。

本实用新型的特点和优点是：所述液控单流阀，在完成热工质注入后，阀球和阀球座呈分离的状态，其空心抽油杆与空心光杆之间的通道处于打开状态，方便取样，使得操作简便，同时缩短了作业时间。

附图说明

图1是现有液控单流阀的结构示意图；

图2是现有液控单流阀的中心轨迹管半剖示意图；

图3是现有液控单流阀的中心轨迹管展开示意图；

图4是现有液控单流阀的中心轨迹管与轨道销钉结合的示意图；

图5是本实用新型实施例中一种液控单流阀的结构示意图；

图6A是本实用新型实施例中一种液控单流阀中心轨迹管的展开示意图；

图6B是本实用新型实施例中一种液控单流阀中心轨迹管的展开示意图；

图7是本实用新型实施例中一种液控单流阀中心轨迹管轨道销钉结合的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案作详细说明，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

本实用新型中所述的上或下位置是针对液控单流阀在进入井下后的使用状态而言的，确切地说，所述液控单流阀的上接头位置为上，下接头位置为下。

如图5所示，本实用新型实施例提出的液控单流阀是连接在空心光杆和空心抽油杆之间的。所述液控单流阀包括：外套1、中心轨迹管2、阀塞座组件3，其中，

所述外套1整体为中空柱体，所述中空部分为贯通孔，其一端设置有连接空心光杆的上接头4，另一端设置有连接空心抽油杆的下接头5。所述上接头4与所述外套1之间的连接为密封连接。所述下接头5与所述外套1之间的连接为密封连接。

上接头4的上端可设置有内螺纹，以方便连接其他井下工具，例如空心光杆。所述下接头5的下端可设置有外螺纹，以方便连接其他井下工具，例如空心抽油杆。

所述阀塞座组件3设置在所述外套1的内部靠近上接头4的一端，其包括：阀塞3a、滑套3b、弹簧3c、阀座3d。

其中所述阀座3d设置在外套1离上接头4较近的上部的内侧。所述上接头4与阀座3d之间涂有密封胶。在装配时，阀座3d通过丝扣连接在上接头4内，上紧时丝扣内涂上密封胶，以保证上接头4与阀座3d之间的密封性，防止井内流体从缝隙漏出。

所述阀塞3a位于所述阀座3d的下部，用于和所述阀座3d配合。所述阀塞3a和阀座3d之间能够形成密封接触。在安装时，使得所述阀塞3a的中心和阀座3d的中心同轴度得到保证，以保证所述阀塞3a和阀座3d接触时，密封性得到保证，从而保证整个液控单流阀工作的可靠性。

所述滑套3b可为中空管柱，其固定连接在所述阀塞3a的下部，所述固定连接的方式具体可为：所述阀塞3a通过丝扣与滑套3b的顶端连接，或者所述阀塞3a直接焊接在滑套3b的顶端，或者所述滑套3b与所述阀塞3a一体成型。所述滑套3b上部的管壁上，可设有第二通孔3e,以方便液体进出中心轨迹管2。所述第二通孔3e的数量至少为一个。在不影响所述滑套3b刚度的前提下，优选为多个。所述滑套3b可上下移动地连接在中心轨迹管2的上端的外侧。

所述弹簧3c位于所述滑套3b的内部，并顶设在所述阀塞3a和中心轨迹管2之间。

所述中心轨迹管2设置在外套1的内部靠近下接头5的一端，其整体为中空柱体，所述中空部分为贯通孔，所述贯通孔用于热工质的流通。所述中心轨迹管2距离上接头4近的上端面和阀塞座组件3中的弹簧3c接触。所述中心轨迹管2距离下接头5近的下端面和下接头5接触，并固定连接。所述固定连接的方式具体可为丝扣连接。在所述中心轨迹管2与所述下接头5丝扣连接的位置也涂有密封胶，以保证中心轨迹管2与所述下接头5之间连接密封，防止井内流体从缝隙漏出。

如图6A所示，所述中心轨迹管2的外壁上设置有轨迹槽20，所述滑套3b的下部内侧固定连接有轨道销钉7，随着滑套3b的移动，所述轨道销钉7可在所述轨迹槽20内换轨滑动。

所述轨迹槽20包括：第一短轨道21、第二短轨道22、第一长轨道23、第一斜轨道24、第二斜轨道25、第三斜轨道26。所述第一短轨道21、第二短轨道22、第一长轨道23为轴向轨道，均沿着平行于所述中心轨迹管2轴线方向设置。第一斜轨道24、第二斜轨道25、第三斜轨道26为斜轨道。所述第一短轨道21通过第二斜轨道25与第二短轨道22相连通。所述第二短轨道22通过第三斜轨道26与第一长轨道23相连通。所述第一长轨道23通过第一斜轨道24与第一短轨道21相连通。

所述第一短轨道21和第二短轨道22的顶端位于所述第一长轨道23顶端的下方。所述第一短轨道21的轨道长度和第二短轨道22的轨道长度可以相同，也可以有长度差。

所述第一斜轨道24、第二斜轨道25、第三斜轨道26底部呈锯齿状。所述轨迹槽20的底端27也为锯齿状，所述底端27的锯齿数量与斜轨道的数量一致，每个锯齿的正上方对应一个斜轨道。

第一斜轨道21是从第一长轨道23的下部到第一短轨道21的下部向上倾斜；即第一斜轨道21与第一长轨道23的连接处位于所述第二斜轨道25与第一短轨道21的连接处的下方。

第二斜轨道22是从第一短轨道21的下部到第二短轨道22的下部向上倾斜；即第二斜轨道25与第一短轨道21的连接处位于所述第三斜轨道26与第二短轨道22的连接处的下方。

第三斜轨道26是从第二短轨道22的下部到第一长轨道23的下部向上倾斜；即第三斜轨道26与第二段轨道22的连接处位于所述第一斜轨道24与第一长轨道23的连接处的下方。

所述中心轨迹管2上的第一短轨道21、第二短轨道22、第一长轨道23可沿着周向均布。所述圆周方向上可以布置一组第一短轨道21、第二短轨道22、第一长轨道23，作为一个轨道组，可以布置多组。

如图6B所示，沿着所述中心轨迹管2在360度周向布置有两组长短轨道组时，所述平行于中心轨迹管2轴线方向设置的各个轨道之间间隔的角度可为60度。所述两组轨道，360度周向分布时，可设置为：第一组，在0（360）度位置布置一个长轨道，在60度位置布置一个短轨道，在120度位置布置一个短轨道；第二组，在180度位置布置一个长轨道，在240度位置布置一个短轨道，在300度位置布置一个短轨道。所述平行于所述中心轨迹管轴线方向设置的各个轨道之间，通过斜轨道向连通。所述各个短轨道长度均小于所述长轨道的长度。所述各个短轨道的长度可以相同，也可以有长度差。所述两个长轨道之间的长度保持一致。所述斜轨道的底部呈锯齿状，所述轨迹槽的底端的正上方对应斜轨道，斜轨道是从所述短轨道的下部到长轨道的下部向上倾斜。

所述中心轨迹管2与阀座3d之间具有液流通道6。所述中心轨迹管2的管壁上设有径向的第一通孔2a。所述中心轨迹管2上的第一通孔2a可具有一个或多个，在保证中心轨迹管2自身刚度的情况下，尽可能多开设第一通孔2a，以方便液体进出。

如图7所示，所述液控单流阀在使用前，需确认所述轨道销钉7在中心轨迹管2轨道中所处的位置，保证所述轨道销钉7在第一短轨道21的顶端H位置上。所述确认轨道销钉7位置的方式，具体可以为地面吹气的方式。

另外所述阀塞3a的形状具体可以为锥形柱体，所述阀座3d的内表面上也开设有与之匹配的锥形孔。所述阀塞3a的离上接头4近的上端面的截面积小，离上接头4较远的下端面的截面大。而且所述下端面的截面积可以根据需要设置的大些。所述截面积大的下端面与所述滑套3b固定连接，所述滑套3b的截面积也可相应的变大。由于所述中心轨迹管2的一端设置在所述滑套3b中，因此，所述中心轨迹管2的截面积也可相应增大。所述中心轨迹管2截面积的增大，有利于所述液流通道的增大，从而可以加快热工质的注入速度，减少注入的施工时间。

本实用新型的实施过程如下：

将空心抽油杆连接在下接头5上，将空心光杆的下端连接在上接头4上，调节空心光杆在井口外面的长度，以方便后续步骤操作人员进行操作。

此时液控单流阀处于开启位置，即滑套处于下方位置，使阀塞3a和阀座3d分离，阀塞3a和阀座3d之间具有间隙。

在空心光杆的上端安装热工质注入装置，给空心抽油杆抽真空，此时所述阀塞3a和阀座3d仍处于分离状态，为热工质的注入所述空心抽油杆做准备。

当抽真空合格后，进行热工质（例如液氨）注入。所述热工质从空心光杆流入液控单流阀的上端内，并从阀塞3a和阀座3d之间的空隙流入液流通道6，再从液流通道6通过中心轨迹管2上的第一通孔2a流入中心轨迹管2的内部，或者从液流通道6通过滑套3b上的第二通孔3e流入中心轨迹管2的内部。所述流入中心轨迹管2内的热工质接着流入空心抽油杆内。

此时，由于阀塞3a受到的热工质向下注入的压力大于阀塞3a向上的受力，使得滑套3b继续下移，弹簧3c被压缩，带动轨道销钉7移动到中心轨迹管2轨迹槽20的底端I位置。持续注入热工质时，所述轨道销钉7保持在所述I位置。

当所述热工质注够量时，停止注入，此时在弹簧3c向上弹起。在所述弹簧3c回复力的作用下，带动阀塞3a、滑套3b及轨道销钉7整体向上移动。所述轨道销钉7从所述I位置经过第二斜轨道25的J位置，最终移动到第二短轨道22的顶端K位置。此时所述阀塞3a和阀座3d之间的仍然有空隙。所述液流通道6处于打开状态。

接着从所述空心抽油杆中放出热工质，进行温度的检测。

当温度检测结束后，先对所述液控单流阀进行打压，使原本处于第二短轨道22的顶端K位置的轨道销钉7向下移动，先向下移动到轨迹槽20的最底端L处，然后停止打压，在弹簧3c回复力的作用下，所述轨道销钉7向上移动，到达第三斜轨道26的M位置，再到第一长轨道23的顶端N位置，所述阀塞3a和阀座3d紧密接触，关闭所述液流通道6，即关闭所述液控单流阀。

采用此实用新型可以保证在注完热工质后，所述液控单流阀中的阀塞3a和阀座3d处于分离状态，液流通道6处于打开状态，方便从空心抽油杆中放出热工质，测试所述热工质的温度。所述液控单流阀的结构比原来的要少打一次压，这样就减少了施工程序，节约了施工时间。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种液控单流阀，其特征在于，包括：中心轨迹管（2）、阀塞座组件（3），其中，

所述阀塞座组件（3）包括：阀塞（3a）、滑套(3b)，所述滑套(3b)内表面通过设置轨道销钉（7）连接在所述中心轨迹管(2)上端的外侧；

所述中心轨迹管（2）整体为中空管柱，其管壁上设有第一通孔（2a）和轨迹槽（20），所述轨迹槽（20）包括：沿着周向依次分布的轴向轨道，即第一短轨道（21）、第二短轨道（22）、第一长轨道（23），和连通所述两个相邻轴向轨道的斜轨道，即第一斜轨道（24）、第二斜轨道(25)、第三斜轨道(26)；所述第一短轨道（21）和第二短轨道（22）的轨道顶端均位于第一长轨道（23）的下方；

随着滑套(3b)的移动，带动所述轨道销钉(7)在所述轨迹槽(20)内换轨滑动。

2.如权利要求1所述的一种液控单流阀，其特征在于：所述第一斜轨道（24）、第二斜轨道（25）、第三斜轨道（26）底部呈锯齿状；所述轨迹槽（20）的底端（27）也为锯齿状，所述底端（27）的锯齿数量与斜轨道的数量一致，每个底端（27）锯齿的正上方对应一个斜轨道。

3.如权利要求1所述的一种液控单流阀，其特征在于：所述第一短轨道（21）、第二短轨道（22）、第一长轨道（23）沿着所述中心轨迹管（2）的轴线方向周向均匀布置。

4.如权利要求1所述的一种液控单流阀，其特征在于：所述第一通孔（2a）的数量至少为一个。

5.如权利要求1所述的一种液控单流阀，其特征在于：所述滑套（3b）的管壁上设置有径向的第二通孔（3e）。

6.如权利要求5所述的一种液控单流阀，其特征在于：所述第二通孔（3e）的数量至少为一个。

7.如权利要求1所述的一种液控单流阀，其特征在于：所述阀塞（3a）具体为锥形柱体，横截面积自上而下递增。

8.如权利要求1所述的一种液控单流阀，其特征在于：所述第一短轨道（21）、第二短轨道（22）、第一长轨道（23）作为一个轨道组，其数量至少为一组。

9.如权利要求8所述的一种液控单流阀，其特征在于：当所述第一短轨道（21）、第二短轨道（22）、第一长轨道（23）作为一个轨道组，其数量为多组时，所述轨道组沿着所述中心轨迹管（2）的轴线方向周向均匀布置。

10.如权利要求1所述的一种液控单流阀，其特征在于：所述液控单流阀在使用前，其轨道销钉（7）设置在第一短轨道（21）的顶端位置。