CN203961910U - 一种井下液控双流道单流阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种井下液控双流道单流阀，包括圆柱形筒体，圆柱形筒体的上端内部同轴连接阀座，阀座下面设有阀芯；阀芯下端固定圆柱形滑套；圆柱形筒体的内部连接中心轨迹管；圆柱形滑套与中心轨迹管滑动套接在一起，阀芯下端与中心轨迹管之间设有弹性元件；中心轨迹管的侧壁上设有滑动轨道，圆柱形滑套的侧壁上固定有轨迹销钉，轨迹销钉位于滑动轨道内；中心轨迹管的侧壁上设有透孔；圆柱形筒体下部设有下部阀体；下部阀体内轴向设有相互平行的第一和第二轴向通道；第二轴向通道与中心轨迹管的内腔连通；下部阀体的侧壁设有第二透孔；第一轴向通道内设有单向阀。该单流阀能同时注入蒸汽及空气，而不影响油井放喷阶段生产，提高安全性。

Description

一种井下液控双流道单流阀

技术领域

本实用新型是关于一种用于将空气、蒸汽同时注入或与化学药剂同时注入油层中进行采油用的井下工具，尤其涉及一种井下液控双流道单流阀。

背景技术

为了提高油田稠油、超稠油井的开发效果，在稠油、超稠油井中通常实施空气催化氧化采油，并见到了可喜效果，其是通过向油井中注空气及高温高压的蒸汽得以实现的。其中，在具体实施中发现，当向油井中同时注入空气及蒸汽过程中，在井底出现压力波动的情况时，空气与蒸汽的混合气体会由井内上返，并通过注入管线倒灌到空气压缩机，进而损坏空气压缩机，甚至发生伤及地面操作人员的恶性事故，因此，一般需要先注空气，然后再注蒸汽。然而，单口油井受注入空气的影响时间约为10～12天，严重影响了生产效率。此外，随着稠油、超稠油井吞吐轮次增加，由于不能及时随空气注入高温高压的蒸汽，还导致油层动用程度差异较大,使得部分油井实施注空气后催化氧化采油的效果不明显。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种井下液控双流道单流阀，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种井下液控双流道单流阀，使其能同时向油井中注入蒸汽及空气或其它化学药剂，以提高油层的动用层度及油井的生产效率，而不影响油井放喷阶段生产。

本实用新型的另一目的在于提供一种井下液控双流道单流阀，解决因井口阀门关闭不严而产生的不良后果，同时能够避免蒸汽损失，减少机械及蒸汽伤人事故的发生，减少现场操作人员的劳动强度。

本实用新型的目的是这样实现的，一种井下液控双流道单流阀，所述单流阀包括两端开口的圆柱形筒体；圆柱形筒体的上端内部同轴密封连接有阀座，所述阀座具有轴向通道，阀座的下面同轴设有能封闭阀座轴向通道的阀芯；阀芯下端固定连接有与阀座同轴的圆柱形滑套；所述圆柱形筒体的内部同轴密封连接有中心轨迹管，在圆柱形筒体与中心轨迹管之间形成有环形空间；所述中心轨迹管下端开口，圆柱形滑套与中心轨迹管滑动套接在一起，在阀芯下端与中心轨迹管之间设有将阀芯顶向阀座的弹性元件；中心轨迹管的侧壁上设有滑动轨道，圆柱形滑套的侧壁上固定有轨迹销钉，轨迹销钉位于滑动轨道内；中心轨迹管的侧壁上设有多个将环形空间和中心轨迹管内腔连通的第一透孔；所述圆柱形筒体的下部同轴设有下部阀体；下部阀体内部轴向设有相互平行的第一和第二轴向通道；所述第二轴向通道与中心轨迹管的内腔连通，第一轴向通道与中心轨迹管的内腔封闭；下部阀体的侧壁上设有与第一轴向通道连通的第二透孔；第一轴向通道内设有从上向下导通的单向阀。

在本实用新型的一较佳实施方式中，圆柱形滑套滑动套接在中心轨迹管的上部外侧；中心轨迹管的外壁设有滑动轨道；所述滑动轨道包括环设于中心轨迹管外壁且呈上下对应设置的定位槽和止挡槽；止挡槽由锯齿槽构成；锯齿朝向定位槽方向设置；定位槽由与中心轨迹管轴向平行且呈周向间隔设置的多个长轨道槽和短轨道槽构成；所述各长、短轨道槽之间的间隔部宽度与各锯齿的宽度相同，所述锯齿的齿尖与间隔部相对设置，各间隔部的底部设有与锯齿齿向相反的斜面；轨迹销钉固定设置在圆柱形滑套的内壁。

在本实用新型的一较佳实施方式中，弹性元件为轴向压缩弹簧，轴向压缩弹簧设置在圆柱形滑套内部，轴向压缩弹簧一端顶靠在阀芯下端，另一端顶靠在中心轨迹管的上端。

在本实用新型的一较佳实施方式中，圆柱形筒体的上端内壁螺纹连接一中空上接头，中空上接头内壁与阀座螺纹连接；圆柱形筒体的下端内壁螺纹连接一中空下接头，中空下接头的上端内壁与中心轨迹管下部螺纹连接，中空下接头的下部与下部阀体上部螺纹连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，第一轴向通道内的单向阀从上到下依次包括下阀座、下阀球、下阀球罩和球罩压环；下阀座、下阀球罩和球罩压环上均设有轴向透孔；下阀座、下阀球罩和球罩压环分别与下部阀体螺纹连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，圆柱形筒体的外壁圆周均匀分布并固定有多个扶正块座，每个扶正块座沿圆柱形筒体的轴向设置；沿圆柱形筒体的径向对应每个扶正块座的位置设有扶正块，扶正块与对应扶正块座之间设有径向压缩弹簧，在扶正块座的上端和下端分别设有限制扶正块径向移动距离的限位装置。

在本实用新型的一较佳实施方式中，径向压缩弹簧有多个，每个扶正块为长条形，多个径向压缩弹簧沿圆柱形筒体轴向均匀分布在对应的扶正块与扶正块座之间；所述限位装置为限位压环，限位压环套设在圆柱形筒体外并通过销钉与扶正块座固定在一起。

由上所述，本实用新型的井下液控双流道单流阀，能同时向油井中注入蒸汽及空气，以提高油层的动用层度及油井的生产效率，而不影响油井放喷阶段生产。解决因井口阀门关闭不严而产生的不良后果，同时能够避免蒸汽损失，减少机械及蒸汽伤人事故的发生，减少现场操作人员的劳动强度，更好、更安全地实现稠油、超稠油油井正常生产，提高油井的生产能力。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型井下液控双流道单流阀的结构示意图。

图2：为中心轨迹管上滑动轨道的展开示意图。

图3A至图3G：为轨迹销钉在滑动轨道内的变轨示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型提供一种井下液控双流道单流阀100，该单流阀100包括两端开口的圆柱形筒体3；圆柱形筒体3的上端内部同轴密封连接有阀座2，阀座2具有轴向通道，阀座2的下面同轴设有能封闭阀座轴向通道的阀芯4；阀芯4下端固定连接(可以采用焊接或螺纹连接)有与阀座2同轴的圆柱形滑套5；圆柱形筒体3的内部同轴密封连接有中心轨迹管6，在圆柱形筒体3与中心轨迹管6之间形成有环形空间7；中心轨迹管6下端开口，圆柱形滑套5与中心轨迹管6滑动套接在一起，在阀芯4下端与中心轨迹管6之间设有将阀芯4顶向阀座2的弹性元件8；中心轨迹管6的侧壁上设有滑动轨道61，圆柱形滑套5的侧壁上固定有轨迹销钉51，轨迹销钉51位于滑动轨道61内；中心轨迹管6的侧壁上设有多个将环形空间7和中心轨迹管6内腔连通的第一透孔62；圆柱形筒体3的下部同轴设有下部阀体9；下部阀体9内部轴向设有相互平行的第一轴向通道91和第二轴向通道92；第一和第二轴向通道之间由下部阀体9相互隔离开，第二轴向通道92与中心轨迹管6的内腔连通，第一轴向通道91与中心轨迹管6的内腔相互不连通；下部阀体9的侧壁上设有与第一轴向通道91连通的第二透孔93；第一轴向通道91内设有从上向下导通的单向阀10。

进一步，圆柱形滑套5滑动套接在中心轨迹管6的上部外侧；中心轨迹管6的外壁设有滑动轨道61，轨迹销钉51固定设置在圆柱形滑套5的内壁，弹性元件8为轴向压缩弹簧，轴向压缩弹簧设置在圆柱形滑套5内部，轴向压缩弹簧一端顶靠在阀芯4下端，另一端顶靠在中心轨迹管6的上端。或者圆柱形滑套5滑动套接在中心轨迹管6的上部内侧；中心轨迹管6的内壁设有滑动轨道61，轨迹销钉51固定设置在圆柱形滑套5的外壁，轴向压缩弹簧套设在圆柱形滑套5外部，轴向压缩弹簧一端顶靠在阀芯4下端，另一端顶靠在中心轨迹管6的上端。如图2所示，滑动轨道61包括环设于中心轨迹管6外壁且呈上下对应设置的定位槽611和止挡槽612；止挡槽612由锯齿槽6121构成；锯齿6122朝向定位槽611方向设置；定位槽611由与中心轨迹管6轴向平行且呈周向间隔设置的多个长轨道槽6111和短轨道槽6112构成；各长、短轨道槽之间的间隔部6113宽度与各锯齿6122的宽度相同，锯齿6122的齿尖与间隔部6113相对设置，各间隔部6113的底部设有与锯齿齿向相反的斜面6114。

该井下液控双流道单流阀100用于同时向油井中注入蒸汽及空气或其它化学药剂，在该井下液控双流道单流阀100下井前轨迹销钉51位于短轨道槽6112内(如图3A所示)，当注汽管柱下到位置完井后，蒸汽从油管注入，当压力达到阀芯4的开启压力时阀芯4向下移动，轨迹销钉51进入到锯齿槽6121内(如图3B所示)，蒸汽通过阀芯4注入环形空间7中，由第一透孔62进入中心轨迹管6内腔，并通过中心轨迹管6下端开口和下部阀体9的第二轴向通道92进入油层中。空气从油套环形空间注入，经过下部阀体9的第二透孔93进入第一轴向通道91，然后经过单向阀10进入井筒中，在单向阀10下面注入的蒸汽与空气混合。

当停止注入空气时，在混合气体从下向上的压力作用下使单向阀10关闭，此时高温高压的混合气体就被阻止从第二透孔93出去。当停止注入蒸汽时，阀芯4在弹性元件8的作用下向上移动，轨迹销钉51由锯齿槽6121向上移动，在间隔部6113的底部斜面6114作用下(如图3C所示)运行到长轨道槽6111内(如图3D所示)，在弹性元件8的作用下使阀芯4作用在阀座2上封闭轴向通道，从而封住高温高压的混合气体向外运移的通道。当需要放喷作业时，从油管打入液体，在液体压力作用下阀芯4向下移动，轨迹销钉51在长轨道槽6111内向下移动到锯齿槽6121底部(如图3E所示)；当停止液体打压时，在弹性元件8的作用下，阀芯4上移，轨迹销钉51在间隔部6113的底部斜面6114作用下(如图3F所示)移动到短轨道槽6112的顶端(如图3G所示)，在此位置阀芯4不能作用在阀座2上，流体进出通道打开，可以完成放喷作业。

具体的，圆柱形筒体3的上端内壁螺纹连接一中空上接头1，中空上接头1和圆柱形筒体3内壁之间设有密封圈密封；中空上接头1内壁与阀座2螺纹连接；圆柱形筒体3的下端内壁螺纹连接一中空下接头11，中空下接头11与圆柱形筒体3之间设有密封圈密封；中空下接头11的上端内壁与中心轨迹管6下部螺纹连接，中空下接头11的下部与下部阀体9上部螺纹连接。第一轴向通道91内的单向阀10从上到下依次包括下阀座101、下阀球102、下阀球罩103和球罩压环104；下阀座、下阀球罩和球罩压环上均设有轴向透孔；下阀座、下阀球罩和球罩压环分别与下部阀体螺纹连接；在混合气体的作用下，推动下阀球102向上运动，使下阀球102座在下阀座101上，此时高温高压的混合气体就被阻止从第二透孔93出去。中空上接头1上端设有内螺纹以方便连接其它井下工具，下部阀体9的下部车有外螺纹，以便连接其它井下工具；各个螺纹连接处可以涂上密封胶，以保证密封，防止井内流体从缝隙漏出；

进一步，圆柱形筒体3的外壁圆周均匀分布并固定有多个扶正块座12，每个扶正块座12沿圆柱形筒体的轴向设置；沿圆柱形筒体3的径向对应每个扶正块座12的位置设有扶正块13，扶正块13与对应扶正块座12之间设有径向压缩弹簧14，在扶正块座12的上端和下端分别设有限制扶正块径向移动距离的限位装置。具体的，径向压缩弹簧14有多个，每个扶正块13为长条形，多个径向压缩弹簧14沿圆柱形筒体轴向均匀分布在对应的扶正块13与扶正块座12之间；限位装置为限位压环15，限位压环15套设在圆柱形筒体3外并通过销钉与扶正块座12固定在一起。

本实用新型在原始状态下，其扶正块13的外径大于套管内径，在下入井内的时候，扶正块13在外力的挤压作用下收回，由于扶正块13是沿圆周均匀布置，所以圆柱形筒体3相对位于受力均匀的位置，避免受到套管变形对本实用新型正常工作造成不利影响。

由上所述，本实用新型的井下液控双流道单流阀，能同时向油井中注入蒸汽及空气，以提高油层的动用层度及油井的生产效率，而不影响油井放喷阶段生产。解决因井口阀门关闭不严而产生的不良后果，同时能够避免蒸汽损失，减少机械及蒸汽伤人事故的发生，减少现场操作人员的劳动强度，更好、更安全地实现稠油、超稠油油井正常生产，提高油井的生产能力。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (7)

1.一种井下液控双流道单流阀，所述单流阀包括两端开口的圆柱形筒体；其特征在于：圆柱形筒体的上端内部同轴密封连接有阀座，所述阀座具有轴向通道，阀座的下面同轴设有能封闭阀座轴向通道的阀芯；阀芯下端固定连接有与阀座同轴的圆柱形滑套；所述圆柱形筒体的内部同轴密封连接有中心轨迹管，在圆柱形筒体与中心轨迹管之间形成有环形空间；所述中心轨迹管下端开口，圆柱形滑套与中心轨迹管滑动套接在一起，在阀芯下端与中心轨迹管之间设有将阀芯顶向阀座的弹性元件；中心轨迹管的侧壁上设有滑动轨道，圆柱形滑套的侧壁上固定有轨迹销钉，轨迹销钉位于滑动轨道内；中心轨迹管的侧壁上设有多个将环形空间和中心轨迹管内腔连通的第一透孔；所述圆柱形筒体的下部同轴设有下部阀体；下部阀体内部轴向设有相互平行的第一和第二轴向通道；所述第二轴向通道与中心轨迹管的内腔连通，第一轴向通道与中心轨迹管的内腔封闭；下部阀体的侧壁上设有与第一轴向通道连通的第二透孔；第一轴向通道内设有从上向下导通的单向阀。

2.如权利要求1所述的井下液控双流道单流阀，其特征在于：所述圆柱形滑套滑动套接在中心轨迹管的上部外侧；中心轨迹管的外壁设有滑动轨道；所述滑动轨道包括环设于中心轨迹管外壁且呈上下对应设置的定位槽和止挡槽；止挡槽由锯齿槽构成；锯齿朝向定位槽方向设置；定位槽由与中心轨迹管轴向平行且呈周向间隔设置的多个长轨道槽和短轨道槽构成；所述各长、短轨道槽之间的间隔部宽度与各锯齿的宽度相同，所述锯齿的齿尖与间隔部相对设置，各间隔部的底部设有与锯齿齿向相反的斜面；轨迹销钉固定设置在圆柱形滑套的内壁。

3.如权利要求2所述的井下液控双流道单流阀，其特征在于：所述弹性元件为轴向压缩弹簧，轴向压缩弹簧设置在圆柱形滑套内部，轴向压缩弹簧一端顶靠在阀芯下端，另一端顶靠在中心轨迹管的上端。

4.如权利要求3所述的井下液控双流道单流阀，其特征在于：所述圆柱形筒体的上端内壁螺纹连接一中空上接头，中空上接头内壁与阀座螺纹连接；圆柱形筒体的下端内壁螺纹连接一中空下接头，中空下接头的上端内壁与中心轨迹管下部螺纹连接，中空下接头的下部与下部阀体上部螺纹连接。

5.如权利要求4所述的井下液控双流道单流阀，其特征在于：所述第一轴向通道内的单向阀从上到下依次包括下阀座、下阀球、下阀球罩和球罩压环；下阀座、下阀球罩和球罩压环上均设有轴向透孔；下阀座、下阀球罩和球罩压环分别与下部阀体螺纹连接。

6.如权利要求1或4所述的井下液控双流道单流阀，其特征在于：所述圆柱形筒体的外壁圆周均匀分布并固定有多个扶正块座，每个扶正块座沿圆柱形筒体的轴向设置；沿圆柱形筒体的径向对应每个扶正块座的位置设有扶正块，扶正块与对应扶正块座之间设有径向压缩弹簧，在扶正块座的上端和下端分别设有限制扶正块径向移动距离的限位装置。

7.如权利要求6所述的井下液控双流道单流阀，其特征在于：所述径向压缩弹簧有多个，每个扶正块为长条形，多个径向压缩弹簧沿圆柱形筒体轴向均匀分布在对应的扶正块与扶正块座之间；所述限位装置为限位压环，限位压环套设在圆柱形筒体外并通过销钉与扶正块座固定在一起。