CN205477530U - 一种油气井用连续油管单向阀泄压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油气井用连续油管单向阀泄压装置，上部连接装置与本体通过销钉被固定在一起，阀芯上活塞装配在下本体的泄流孔道中，另一端阀杆外套弹簧，压帽限位弹簧、通过螺纹连接固定在本体内。该装置可连接在井下连续油管管柱的下端，当连续油管内部与套管内产生一定压差，连续油管内压力比套管内压力大时，该装置内活塞下移，打开泄压通道，连续油管内压力通过该装置向套管内进行稳态泄压；并可由井口投下钢珠，钢珠下落堵住泄流孔道，当连续油管内部与套管内超过预置压差时，该装置可与连续油管分离，保证井下施工安全和防止连续油管损伤。

Description

一种油气井用连续油管单向阀泄压装置

技术领域

本实用新型属于油气井井下作业领域，尤其是油气井连续油管输送作业中用于连续油管内压力单向泄放装置。

背景技术

连续油管(又称挠性油管)，一卷连续油管长达几千米，可以代替常规油管进行很多作业，具有带压作业、连续起下的特点，设备体积小，作业周期快，成本低，广范应用于油气田修井、钻井、完井、测井等作业，在油气田勘探与开发中发挥着越来越重要的作用。在实际应用中，连续油管内需不断冲入高压流体，满足连续油管内压力略大于套管内压力，但压差过大可能会造成事故或连续油管损伤，因此要限定连续油管内的压力值。将本装置通过内连接器与连续油管相连接起到了保证施工安全和防止连续油管损伤的功能。将本装置通过内连接器与连续油管相连接，当压差小于1MPa时，阀门关闭，此时连续油管和套管保持不连通状态；当压差大于1MPa时，阀门开启，压力从连续油管内泄放到套管中。该装置还提供了一套保险方案，若连续油管内发生堵塞或储存压力过大时，可由井口向连续油管内投入钢珠，钢珠进入该装置，堵住泄压通道，当连续油管内部与套管内超过预置压差时，该装置可与连续油管分离，连续油管内压力得到有效释放。该装置结构简单，作用可靠，通过了实际验证。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是针对目前现有连续油管施工作业中存在的连续油管内压力偏高，可能威胁施工安全的问题设计了该装置，保证施工安全和防止连续油管损伤。

本实用新型的技术方案是：一种油气井用连续油管单向阀泄压装置，包括本体1、阀芯4、剪切销3、压帽5、弹簧7；本体1内腔为二级阶梯状通腔；本体1外壁上对称设 有剪切销3，用于连接外部油管；压帽5固连于内腔大径端，压帽5上周向均布有若干通孔；压帽5上固连阀芯4，阀芯4上套有弹簧7；阀芯4另一端与内腔的小径端间隙配合，且阀芯4的最大直径大于内腔小径端的内径；本体1和阀芯4的轴线相互重合，和压帽5上所开通孔的轴线相互平行。

本实用新型的进一步技术方案是：本体1内腔的小径端端口为锥面。

本实用新型的进一步技术方案是：所述锥面能够将施工人员所投放的钢珠卡住，且钢珠的外径大于小径端端口的内径。

本实用新型的进一步技术方案是：本体1外壳为二级阶梯状。

本实用新型的进一步技术方案是：所述内腔体作为主泄流孔道。

本实用新型的进一步技术方案是：所述压帽5上周向设有的通孔作为副泄流孔道。

发明效果

本实用新型的技术效果在于：

(一)本实用新型提出了一种有效保证连续油管施工作业安全的安全装置，有效防止连续油管内压力过高造成施工事故和连续油管损伤。

(二)本实用新型提出了的安全装置，既可以保证连续油管与套管内压差较小时，使连续油管内压力缓慢释放；也可以在连续油管与套管内压差较大时，使连续油管内压力快速释放。

附图说明

图1为施工人员投放钢珠时油气井用连续油管单向阀泄压装置示意图。

图2为图1中所示的压帽示意图。

图3为图1中所示的本体示意图。

图4为图1中所示的销钉示意图。

图5为图1所示的阀芯示意图。

图6为图1所示的弹簧示意图。

附图标记说明：1-本体；2-主泄流孔道；3-剪切销；4-阀芯；5-压帽；6-阀芯；7-弹簧；8-钢珠；9-钢珠座锥面。

具体实施方式

下面结合具体实施实例，对本实用新型技术方案进一步说明。

1.参见图1-图6，该装置由本体1，主泄流孔道2，销钉3，阀芯4，压帽5，副泄流孔道6，弹簧7，钢珠8，钢珠座斜面9组成。连续油管内压力通过主泄流孔道2作用装置内阀芯4上，实现阀芯4向另一端下行进入到本体1空腔内，打开主泄流孔道2，达到稳态泄压的目的，弹簧7的规格实现预置压力控制阀芯4泄流开启压力。同时，芯阀4的结构实现了单向泄流，不会造成套管内压力进入连续油管内。该装置可以通过施工人员投放钢珠8与本体1上钢珠座斜面9的挤压实现密封作用，当钢珠两侧的压力差达到预定值时，本体1上的销钉3剪断，完成了上部连接装置与本体的分离动作，连续油管内的压力彻底释放，与套管内压力相平衡。所投放的钢珠8的尺寸和本体1上钢珠座斜面9的尺寸相匹配，本体1钢珠座斜面9为锥面，保证钢珠8落入后，钢珠8中心落在钢珠座端面下方。本体1与阀芯4活塞一端接触的主泄流孔道2的截面面积保持在一定范围内。保证该尺寸和上部相连的内连接器的孔道截面面积的比值范围保证在0.4-0.6之间。为保证装置内压力泄放稳定，避免局部压力偏大的情况，本体1下端空腔内截面面积与主泄流孔道2的截面积的比值范围应保证在3.0-3.5之间。压帽5的副泄流孔道6的流通面积，保证副泄流孔道6的流通面积与本体1的泄压通道的面积比的范围保证在1.0-1.3之间，以保证装置内压力泄放稳定，不存在局部压力偏大的情况。上部连接装置与本体1通过销钉3被固定在一起，阀芯4上活塞一端装配在本体1的主泄流孔道2中，阀芯4另一端的杆外部套弹簧7，压帽5挤压该弹簧、通过螺纹连接固定在本体1内。连续油管内压力作用该装置内阀芯4挤压弹簧7的动作实现了阀芯下行，阀芯4活塞一端进入到本体1 下端空腔内，打开了泄流孔道，达到稳态泄压的目的。同时，阀芯4的结构实现了单向泄流，不会造成套管内压力进入连续油管内。该装置可以通过投放钢珠8与本体1上钢珠座斜面9的挤压实现密封作用，当钢珠两侧的压力差达到预定值时，本体1上的销钉3剪断，完成了上部连接装置与本体1的分离动作，连续油管内的压力彻底释放，与套管内压力相平衡。本实施例中，钢珠直径为22mm，内腔小径端直径为17mm，大径端直径为33mm，8个副泄流孔道的内径为7mm，钢珠座锥面的斜面角度为40度。连续油管作业时，该装置通过内连接器连接在连续油管下端，随连续油管一同下入井下，进行施工作业。上部连接装置与本体1通过销钉3被固定在一起，阀芯4上活塞一端装配在下本体1的主泄流孔道6中，阀芯4另一端的杆外套弹簧7，压帽5挤压该弹簧7、通过螺纹连接固定在本体1内。连续油管内压力作用该装置内阀芯4挤压弹簧7的动作实现了阀芯4下行，阀芯4活塞一端进入到本体1下端空腔内，打开了主泄流孔道2，达到稳态泄压的目的。同时，芯阀的结构实现了单向泄流，不会造成套管内压力进入连续油管内。该装置可以通过钢珠8与本体1上钢珠座斜面9的挤压实现密封作用，当钢珠两侧的压力差达到预定值时，本体1上的销钉3剪断，完成了上部连接装置与本体的分离动作，连续油管内的压力彻底释放，与套管内压力相平衡。连续油管施工作业时，连续油管与套管内压差较小时，使连续油管内压力通过阀芯下行，打开泄流通道缓慢释放连续油管内的压力。连续油管与套管内压差大时，通过投入钢珠，堵塞泄流通道，实现装置与连续油管分离，迅速降低了连续油管内压力。利用所述一种油气井用连续油管单向阀泄压装置的进行泄压过程为：将本体1和外部油管通过剪切销3进行连接，油管外部套有套管；当外部油管和套管之间的压差大于1MPa时，在液体压力下，阀芯向下运动，液体通过内腔体以及压帽5上周向设有的通孔进行泄压；当需要将其与连续油管分离时，施工人员向连续油管内投放钢珠8，钢珠8卡在本体1内腔小径端上，连续油管与套管压差达到大于30MPa，剪切销3断裂，加速实现泄压装置与连续油管分离。

Claims (6)

1.一种油气井用连续油管单向阀泄压装置，其特征在于，包括本体(1)、阀芯(4)、剪切销(3)、压帽(5)和弹簧(7)；本体(1)内腔为二级阶梯状通腔；本体(1)外壁上对称设有剪切销(3)，用于连接外部油管；压帽(5)固连于内腔大径端，压帽(5)上周向均布有若干通孔；压帽(5)上固连阀芯(4)，阀芯(4)上套有弹簧(7)；阀芯(4)另一端与内腔的小径端间隙配合，且阀芯(4)的最大直径大于内腔小径端的内径；本体(1)和阀芯(4)的轴线相互重合，和压帽(5)上所开通孔的轴线相互平行。

2.如权利要求1所述的一种油气井用连续油管单向阀泄压装置，其特征在于，本体(1)内腔的小径端端口为锥面。

3.如权利要求2所述的一种油气井用连续油管单向阀泄压装置，其特征在于，所述锥面能够将施工人员所投放的钢珠卡住，钢珠的外径大于小径端端口的内径。

4.如权利要求1所述的一种油气井用连续油管单向阀泄压装置，其特征在于，本体(1)外壳为二级阶梯状。

5.如权利要求1所述的一种油气井用连续油管单向阀泄压装置，其特征在于，所述内腔体作为主泄流孔道。

6.如权利要求1所述的一种油气井用连续油管单向阀泄压装置，其特征在于，所述压帽(5)上周向设有的通孔作为副泄流孔道。