CN205876267U - 用于将处理流体注入井眼中的注入阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了用于将处理流体注入井眼中的注入阀。所述注入阀包括：缸体，所述缸体包括流体入口、至少一个侧向流体出口和内缸膛，所述内缸膛提供了从流体入口朝向流体出口的流体通道。活塞构件能够运动地布置在内缸膛内且能够在闭合位置和打开位置之间运动，其中在闭合位置中，活塞构件堵塞从流体入口朝向流体出口的流体流动，其中在打开位置中，活塞构件允许流体从流体入口流至流体出口。活塞可以由弹簧激发。迷宫式密封段设置用于密封活塞构件与缸体的内表面之间的环形空间，所述迷宫式密封段包括多条周向槽。

Description

用于将处理流体注入井眼中的注入阀

技术领域

本实用新型涉及一种用于将处理流体注入钻孔中的阀和方法。钻孔例如是用于开采烃(油气)的井眼。

背景技术

在烃生产的第一阶段，也称作一次开采，储层压力远远高于井眼内部的井底压力。这种高自然压差驱动烃朝向井眼并且向上升到地表。为了降低井底压力或增大压差以增大烃生产量，可以使用人工升举系统。一次开采阶段在储层压力已经降低到开采率不再具有经济效益的水平时抵达其极限。在一次开采期间，仅仅产出原始烃地质储量的较小的百分比。例如，就油或气储层而言大约10％至20％。

烃生产的第二阶段称作二次开采，在此期间，诸如水或气体的外部流体通过与生产井流体连通的一口或多口注入井被注入到储层中。因此，储层压力可在较长时期内保持处于较高水平并且烃可朝向井眼移动。二次开采阶段在从生产井大量产出注入流体并且生产不再具有经济效益时达到极限。在气储层中相继使用一次开采和二次开采可以生产例如油或气地质储量的大约30％至45％。

提高油采收率(EOR)或提高天然气采收率指的是用于增加可从储层中提取的烃的量的技术。提高油采收率(EOR)或提高天然气采收率有时称作三次开采，因为通常其在二次开采之后实施，但是其也可以在烃储层的生产周期内的任何时间实施。可以通过将处理流体注入到烃生产井眼中来实现提高油采收率(EOR)或提高天然气采收率。

当天然气在正在产气井中流入的地表时，如果天然气的速度足够高，则天然气将液体运载到地表。高气体速度导致产生雾状流型，在所述雾状流型中，液体细小地分散在气体中。结果，在生产管或生产 导管中存在小量液体，从而导致因作用在流动流体上的重力而引起的压降。因为生产管中的气体速度随着时间下降，所以由气运载的液体速度甚至更快地下降。液体在导管壁上的流型致使液体聚集在井的底部，这会减缓或停止气开采。

针对这个问题的可行解决方案包括安装速度管柱、注入发泡剂的毛细管管柱或连续或间断将水泵送到地表的泵，以便移除由水产生的静水障碍。惯例是使用称作柱塞的装置来举升液体。投入市场的改进的电动泵可以增强技术的效力。

相同的理念还可以在油井处于生产结束期时应用于油井。在这种情况中，储层压力下降到一低水平，使得其不能将油/水柱的重量举升到地表。通过在特定点将气体(诸如氮气)注入井眼中，流体柱的密度可够减小至使得储层压力能够再次将流体举升到表面的值。

因为多种烃生产井眼现在接近它们的二次开采期末期或已经经历了二次开采阶段，所以提高油采收率(EOR)或提高天然气采收率变得日益重要，以保持生产能力和延长井的生产寿命。结果，通常更加期望将处理流体或泡沫注入井眼中。

仅仅在荷兰，气井中的液体负荷当前影响大约3.5MMm³/天的产气能力。连同其它解决方案，当前正施用化学发泡剂来解决这个问题。正在以成批模式或连续模式施加泡沫。

泡沫储器和泵位于地表高度处。泵的容积受控并且准确地给予泡沫。外径例如为1/4”的毛细窄管顺着生产管进入到井眼的底部。气井通常可以偏离竖直方向。因此，关于毛细管有两段。沿着井孔的深度(AHD)是毛细管的绝对长度，而绝对竖直的深度(TVD)是相对于地表的垂直深度。在倾斜井眼中，TVD通常小于AHD。

加载液体的井眼的流动井底压力(FBHP)典型地介于10bar和100bar之间。毛细管中的液体产生了一液柱，所述液柱提供了对应于井眼的深度(TVD)的某一压力。在TVD为3km的井眼中，毛细管的井底端部处的液柱的压力可以为大约300bar。这种压力针对更深的井眼而言可更高。毛细管的额定压力例如为10,000psi(690bar)。调 压阀施加在毛细管的井底端部处。在没有设置这种阀的情况下，液柱将致使毛细管中的压力恰好超过泵，以便如果泵停止时则降低到低于发泡剂的蒸发压力。发泡剂蒸发，留下化学物质的固体残渣，这可能堵塞毛细管。

很多井眼设置有在地表控制的地下安全阀(SC-SSSV)。在保持通过毛细管柱注入发泡剂的同时保持SC-SSSV功能的能力需要研发新的设备以及修改现有设备。

一个选项是由本申请人研发的一种方法，该方法使用用于流体注入的现有SC-SSSV液压控制系统。这种方法因此涉及修改安全阀设备并且使用其进行泡沫注入。对于离岸应用而言，本申请人研发了一种类似方法。两种方法都需要一个或两个化学背压阀。利用永久安装的流体注入管柱的当前经验表明：所需的背压阀组件常常是整个系统中的最薄弱环节并且需要定期且费用非常高的更换操作。因为很多操作(陆上和离岸)在将来将安装多种更多化学注入管柱，关键的是背压阀组件在设定时间间隔期间无误地工作。设定时间间隔可以为至少2年，但是如果井的剩余生命周期可能的话设定时间间隔优选更长。

除了入井更换背压阀是一项可能对人员和环境都造成损伤的高风险操作的事实之外，其还产生最低操作成本，例如，至少EUR30,000Euro(陆上)和EUR150,000(离岸)。在更换操作期间，还存在丢失设备的高潜在风险，这将需要非常高昂的附加打捞作业。

典型地，平均更换频率为大约六个月。根据安装的系统和故障机构，与没有生产的井(延期)有关的成本通常相对高。为了使得永久安装的泡沫注入系统具有成本效率，平均更换频率优选地为大约2年或更多年。

因此，可靠背压阀的设计对于未来无缺陷地输送从液体加载井产出的气(和油)的至关重要。

WO 2005/045183描述了一种用于将处理流体注入到井中的方法和系统。井可以包括在地表控制的地下安全阀(SC-SSV)，所述SC-SSV安装在井眼的生产管中。安全阀典型地通过改变阀控制导管中的流体 压力进行控制，所述阀控制导管从井口延伸通过生产管与井眼套管之间的环形空间到达SC-SSV。处理流体注入导管连接到阀控制导管并且在生产管内从安全阀向下悬垂至井的生产区。处理流体注入导管可以是钢导管，所述钢导管具有小于1厘米的外径和一长度，所述长度使得该导管能够抵达生产区。该长度例如为1km至3km。

在实践中，处理流体注入导管在其下端处具有处理流体注入阀。处理流体注入阀通常是球座阀。因为处理流体注入阀位于地表下方的相当深的深度处，所以其可承受高工作压力，例如100bar至300bar，有时甚至高达400bar至500bar或更大。在这种高工作压力下，处理流体注入阀不得不在闭合位置与打开位置之间移动，以便精确地计量将处理流体注入到生产区中的注入。另外，处理流体通常含有化学品(诸如，发泡剂)，其可以导致处理流体注入阀结垢和腐蚀。这增加了发生故障的风险(诸如堵塞)并且因此可能对处理流体注入阀的可靠性造成负面影响。

US-2010/0096127公开了一种恒流量阀，所述恒流量阀包括：固定套筒，所述固定套筒具有入口和固定口，所述固定口贯穿固定套筒的侧部形成；浮动套筒，所述浮动套筒与固定套筒同轴并且相对于浮动套筒可滑动；浮动口，所述浮动口贯穿浮动套筒的侧部形成并且可与固定口选择性地对准；限流孔板，所述限流孔板位于浮动套筒的端部上并且与浮动口流体连通；和压缩弹簧，所述压缩弹簧在与固定套筒相对的限流孔板侧上与限流孔板接触。当注入流体被引导到入口时，流体流到固定口、通过对准的固定口和浮动口并且通过限流孔板，以便在限流孔板两侧产生压差，所述压差产生了使得浮动套筒滑动远离固定套筒的力。由于浮动口和固定口没有对准，这继而减小了通过流量控制装置的流动面积。减小的流动面积减小了通过口的流量，这继而减小了限流孔板两端的压差。当限流孔板两端的压力下降并且弹簧力基本相同时，浮动孔板将稳定并且停止运动，从而保持流体的恒定流率。

US-2010/0096127的恒流量阀设计成例如通过选择某一弹簧力用 于预定的流体流率。不可能将流率调节到更低的流率，而只是使流动停止。另外，滑动套筒并且尤其是其环形空间以及对准开口皆易于结垢和堵塞。后者增大了发生故障的风险而且对阀的可靠性造成负面影响。对于井下的恶劣环境而言，这种阀被证明太不可靠。

WO-2013/004609公开了一种泡沫注入阀，所述泡沫注入阀包括活塞，所述活塞可在壳体内移动。壳体设置有侧向开口。

尽管有如上所述的用于泡沫注入的可获得的现有技术系统，在实践中，证明难以制造具有足够的可靠性、坚固性和/或使用周期的阀。再次参照恶劣的井下环境。在实践中，因密封泄漏或阀堵塞而频繁阻碍对阀将足够量的泡沫注入到井中的控制。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于将处理流体注入井眼中的改进的注入阀和方法。

本实用新型提供了一种用于将处理流体注入井眼中的注入阀，所述注入阀包括：

-缸体，所述缸体包括流体入口、至少一个侧向流体出口和内缸膛，所述内缸膛提供了从流体入口朝向流体出口的流体通道；

-活塞构件，所述活塞构件能够在闭合位置和打开位置之间运动地布置在内缸膛内，其中在闭合位置中，活塞构件堵塞从流体入口朝向流体出口的流体流动，并且其中在打开位置中，活塞构件允许流体从流体入口流至流体出口；和

-迷宫式密封段，所述迷宫式密封段用于至少在流体入口和流体出口之间密封活塞构件和缸体的内表面之间的环形空间，所述迷宫式密封段包括多条周向槽。

在根据本实用新型的处理流体注入阀的情况中，由活塞构件在缸体内的运动限定了闭合位置和(完全)打开位置。缸体是静止不动的并且可以布置在防护壳内。在闭合位置中，活塞构件堵塞从管状壳体中的轴向流体通道朝向套筒构件的轴向流体通道的流动路径，使得关 闭处理流体注入阀。即使在相对高的压力条件下，并且注入流体在井眼中的压差可超出200bar至300bar时，本实用新型的阀的泄漏率可以为零，或至少相对低。即使在处理流体注入阀在高工作压力条件下注入流体时也可以保持泄漏率为零至非常低。根据本实用新型的注入阀的特定构造防止结垢和腐蚀，并且因此显著延长了注入阀的寿命。结果，阀可承受化学处理流体的影响，具有延长的预期使用期，并且维护可以是有限的。本实用新型的处理流体注入阀因降低了故障风险而是可靠的。典型地，阀可设计成利用化学处理流体在例如两年或更长的延长时期内连续工作而不出现故障。

在一个实施例中，迷宫式密封段的周向槽布置在活塞的外表面上。迷宫式密封段可以包括至少五条至十条槽。迷宫式密封段可以至少在流体入口和流体出口之间的长度上延伸。在改进的实施例中，迷宫式密封段延伸超出流体出口。迷宫式密封段的超出流体出口的长度可以至少等于或大于迷宫式密封段的流体出口和静态密封件之间的长度。

在优选实施例中，在闭合位置中，活塞构件的轴向端部表面抵靠由弹性材料制成的座部。座部定位成例如毗邻缸体的轴向端部。

当活塞构件处于闭合位置中时，活塞的端部接合由弹性材料制成的座部。弹性材料例如可以包括橡胶。端部表面和弹性座部之间的接合确保处理流体注入阀关闭而没有任何泄漏。围绕活塞构件径向设置的密封构件降低了座部的磨损。当阀处于打开位置中时，在弹性密封件上不存在或几乎不存在任何压差。动态密封(活塞，并且可选的密封构件)和静态密封(弹性座部)彼此分离开。静态密封件确保在静态闭合位置中的适当密封，从而限制或消除流体泄漏。坚韧的密封构件提供了动态条件下的密封。因此，本实用新型的阀将低到不存在的流体泄漏性和弹性密封件的使用期相对长相组合。

在一个实施例中，套筒构件中的至少一个侧向流体开口限定了可调节的流动区域，其中，通过控制活塞构件在闭合位置和打开位置之间的位置可调节所述可调节的流动区域。还可能将活塞构件控制到处于闭合位置和(完全)打开位置之间的至少一个部分打开位置中，并 且其中在活塞构件处于打开位置的情况中，套筒构件中的至少一个侧向流体开口限定了第一流动区域，并且其中在活塞构件处于其至少一个部分打开位置的情况中，套筒构件的至少一个侧向流体开口限定了第二流动区域，所述第二流动区域小于第一流动区域。

在活塞构件处于打开位置的情况中，套筒构件中的侧向流体开口限定了对应于预定最大体积流量的流动区域。在部分打开位置中，套筒构件中的侧向流体开口限定了相应流动区域，所述相应流动区域小于对应于预定最大体积流量的流动区域。通过套筒轴向流体通道中控制处理流体的压力，活塞构件可从闭合位置移置到部分打开位置(“节流位置”)。因此，可通过使得活塞构件移置来调节由套筒构件中的侧向流体开口限定的流动区域，并且因此可操作处理流体注入阀，以便将计量量的处理流体从处理流体注入导管运送到烃生产井的生产区。换言之，可能精确地计量所注入的处理流体的量。例如，处理流体注入阀可以构造成每小时或每天注入1至5升。

另外，当处理流体是化学品(例如发泡剂)时，其可能在侧向流体开口的边缘上形成沉积物，这导致堵塞风险。根据这个实施例，可通过操作活塞构件冲走任何残余物来增大由套筒构件中的侧向流体开口限定的流动区域，所述残余物可以在使用期间凝固到侧向流体开口上。因此，可通过暂时增加通过侧向流体开口的体积流量来定期清洁侧向流体开口。这导致处理流体注入阀具有非常高的可靠性。

套筒构件的至少一个侧向流体开口可以包括单个侧向流体开口或多个侧向流体开口。

在特定实施例中，套筒构件包括至少第一侧向流体开口和至少第二侧向流体开口，所述第二侧向流体开口布置成与第一侧向开口轴向间隔开，其中，活塞构件可从闭合位置逐渐运动到第一部分打开位置邮寄从第一部分打开位置运动第二部分打开位置，其中，处于其第一部分打开位置中的活塞构件允许处理流体流动通过套筒构件中的第一侧向流体开口并且堵塞处理流体从套筒构件的轴向流体通道朝向套筒构件的第二侧向流体开口的流动，并且其中，处于其第二部分打开位 置中的活塞构件允许处理流体流动通过套筒构件中的第一侧向流体开口和第二侧向流体开口。

当活塞构件从闭合位置移置一段渐增的距离至第一部分打开位置时，允许处理流体流动通过一流动路径，所述流动路径从流体入口通过管状壳体中的轴向流体通道、套筒构件的轴向流体通道、套筒构件中的第一侧向流体开口、朝向管状壳体中的侧向流体出口。同时，活塞构件(特别地其密封构件)防止处理流体从流体入口流动通过管状壳体中的轴向流体通道、通过套筒构件中的轴向流体通道，进入第二侧向流体开口中。因此，操作处理流体注入阀，以便注入对应于第一侧向流体开口的计量体积的处理流体。

从第一部分打开位置，活塞构件可以移置另一段渐增距离至第二部分打开位置，在第二部分打开位置中，允许处理流体流动通过套筒构件中的第一侧向流体开口和第二侧向流体开口、流向管状壳体中的侧向流体出口。结果，增加了计量量的处理流体。应当注意的是，套筒构件可包括：另外的侧向流体开口，所述另外的侧向流体开口布置成相互隔开一轴向距离并且因此提供了活塞构件的另外的部分打开位置。在第二部分打开位置中，活塞构件堵塞处理流体从套筒构件中的轴向流体通道流向另外的侧向流体开口的流动。

处理流体注入阀可能包括将活塞构件偏压至闭合位置的弹簧构件。弹簧提供了作用在活塞构件上以用于使得活塞构件向闭合位置返回的偏压力。偏压力可被流入到管状壳体中的轴向流体通道中并且作用到活塞构件的压力接收轴向端部表面上的处理流体压力克服。当处理流体注入导管内的压力增大时，其作用在活塞构件的压力接收端部表面上，以推动活塞构件沿着朝向打开位置的方向相对于套筒构件轴向运动，并且弹簧构件被活塞构件压缩。例如，弹簧构件包括压缩弹簧，所述压缩弹簧布置成处于活塞构件和定位螺钉之间的预压力的作用下，所述定位螺钉被接收到管状壳体中。

在一个实施例中，缸体可移除地布置在防护壳内。因此，可易于更换缸体。

根据另一个方面，本实用新型提供了一种井眼，所述井眼设置有如上公开的注入阀。

根据另一个方面，本实用新型提供了一种用于使用如上公开的注入阀将流体注入井眼中的方法。

在一个实施例中，井眼可以设置有地下安全阀和至少一个注入阀。该方法可以包括以下步骤：

-将地下安全阀引入井眼中；

-设置了用于控制地下安全阀的液压控制管路；

-将根据根据本申请所述的至少一个注入阀设置在液压控制管路的在地下安全阀下方延伸的分段中；以及

-控制液压控制管路中的流体压力，以控制地下安全阀和所述至少一个注入阀。

在一个实施例中，控制流体压力的步骤包括：

i)将流体压力控制在介于0和第一阈值压力之间的第一压力范围内，其中，地下安全阀和所述至少一个注入阀都闭合；

ii)将流体压力控制在介于第一阈值压力和第二阈值压力之间的第二压力范围中，其中，地下安全阀打开并且所述至少一个注入阀闭合；和

iii)将流体压力控制在超出第二阈值压力的第三压力范围中，其中，地下安全阀和至少一个注入阀都打开。

在本实用新型的第一方面中，提供了一种用于将处理流体注入井眼中的注入阀，其特征在于，所述注入阀包括：

-缸体，所述缸体包括流体入口、至少一个侧向的流体出口和内缸膛，所述内缸膛提供了从流体入口朝向流体出口的流体通道；

-活塞构件，所述活塞构件能够在闭合位置和打开位置之间运动地布置在所述内缸膛内，其中在所述闭合位置中，所述活塞构件堵塞从所述流体入口朝向所述流体出口的流体流动，并且其中在所述打开位置中，所述活塞构件允许所述流体从所述流体入口流至所述流体出口；和

-迷宫式密封段，所述迷宫式密封段用于至少在所述流体入口和所述流体出口之间密封所述活塞构件与所述缸体的内表面之间的环形空间，所述迷宫式密封段包括多条周向槽；

所述迷宫式密封段至少在所述流体入口和所述流体出口之间的长度上延伸，所述迷宫式密封段延伸的长度为所述流体入口和所述流体出口之间的长度的至少两倍。

所述迷宫式密封段的周向槽布置在所述活塞构件的外表面上。

所述迷宫式密封段超出所述流体出口的长度至少等于或大于所述迷宫式密封段的在所述流体出口与静态密封件之间的长度。

所述迷宫式密封段包括至少10条周向槽。

所述迷宫式密封段延伸超出所述流体出口。

所述周向槽的横截面是正方形的。

所述缸体由防护壳包封，所述防护壳设置有弹簧构件，所述弹簧构件用于以阈值压力偏压所述活塞构件。

所述缸体能够更换地布置在所述防护壳中。

所述缸体的内缸膛的壁和/或所述活塞构件的壁设置有硬化层。

本实用新型提供了一种井眼，其特征在于，所述井眼包括：

-地下安全阀；

-液压控制管路，所述液压控制管路用于控制所述地下安全阀；

-至少一个注入阀，所述至少一个注入阀为根据本实用新型的第一方面所述的注入阀。

注入阀布置在所述液压控制管路中、位于液压控制管路的沿着地下安全阀向井下延伸的分段中，所述液压控制管路适于控制地下安全阀和所述至少一个注入阀。

根据本实用新型的处理流体注入阀可以单独地或者将特征任意组合地包括在权利要求和上文描述的特征中的任一特征。

附图说明

现在将参照附图仅仅以举例的方式解释本实用新型，其中：

图1示出了设置有根据本实用新型的用于注入处理流体的系统的示例性烃生产井的截面图；

图2a示出了图1中示出的注入处理流体的系统的处理流体注入阀的截面图，其中，处理流体注入阀处于闭合位置中；

图2b示出了图2a中示出的处理流体注入阀的截面图，其中，处理流体注入阀处于部分打开位置中(“节流位置”)；

图2c示出了图2a中示出的处理流体注入阀的截面图，其中，处理流体注入阀处于打开位置中；

图3示出了一种密封构件，所述密封构件用于将活塞构件相对于图2a中示出的处理流体注入阀的套筒构件密封；

图4a、4b、4c、4d示出了套筒构件的示例性实施例的截面图，所述套筒构件包括一个或多个侧向开口，所述侧向开口可与图2a中示出的处理流体注入阀一起使用；

图5示出了本实用新型的阀的另一个实施例的截面图；

图6示出了本实用新型的阀的缸体构件的实施例的透视图；

图7示出了本实用新型的阀的静态密封件的实施例的截面；

图8示出了图7的静态密封件的细节；

图9示出了本实用新型的阀的又一个实施例的截面图；

图10示出了图9的阀的活塞的一个实施例的透视图；

图11以图9的阀的活塞的截面图示出了细节；

图12示出了处于闭合状态的本实用新型的阀的一个实施例的截面图；

图13示出了处于(部分)打开状态的图12的阀的实施例的截面图；

图14示出了曲线图，所述曲线图示出了本实用新型的阀的一个实施例的示例性测试结果，其表示阀两端的压差随着时间的关系；和

图15示出了另一个曲线图，其表示本实用新型的阀的一个实施例的示例性测试结果。

具体实施方式

图1示意性示出了根据本实用新型的井眼1。井眼1包括钻孔4，已经从地表3通过多个地层5、6、7、8直到生产地层9钻出所述钻孔。生产地层9包括烃，例如，油和/或气。井眼4嵌衬有套管12和衬管15，所述衬管15通过衬管悬挂器13从最下方的套管12悬垂下来。衬管15从最下方的套管12延伸至生产地层9，并且包括穿孔11以用于允许从生产地层9至烃生产井1的生产区10流体连通。

生产管14布置在井眼4的套管12和衬管15内。可以以多种方式构造生产管14。例如，生产管14包括标准生产管的分段，所述分段通过螺纹连接在一起。生产管14从烃生产井1的井口2延伸至生产区10。诸如油和/或气的生产流体可以被运送通过生产管14的内部到达地表3处的井口2。采油树16安装在井口2处，以控制流体流入到井眼4中或流出井眼4。

井下安全阀17安装在生产管14内。在这个示例性实施例中，井下安全阀17构造为在地表控制的地下安全阀。安全阀17可以位于大于50m的深度处，例如，位于大约100m的深度处。安全阀17在紧急情况中紧急关闭生产管14。安全阀17设计成故障保护件，即，在发生故障或损坏的情况中将井眼4与地表生产控制设备隔离开。在生产管14的外径向表面与套管12之间限定了环形空间25。液压控制管路18从地表3在环形空间25内延伸到安全阀17，以便控制安全阀。

封隔器构件24布置在生产管14和衬管15之间，以便将生产管14的下方部分固定到位并且使得环形空间25与生产管14的内部基本隔离。例如，封隔器构件24包括：用于将封隔器构件24抵靠衬管15的壁固定的器件，诸如，滑动设备；和用于建立可靠液压密封以便典型地通过可扩展的弹性体元件隔离环形空间25的器件。生产管14的位于封隔器构件24下方的部分通常被称作尾部。

根据本实用新型的烃生产井1包括用于将处理流体注入到生产区10中的系统。用于将处理流体注入到生产区10中的系统包括处理流体注入导管19，所述处理流体注入导管19具有上供应端部20和下排 放端部21。在这个示例性实施例中，上供应端部20安装在采油树16中。

处理流体注入导管19布置在生产管14的内部至安全阀17。处理流体注入导管19可以延伸通过安全阀17并且向下行进通过生产管14的内部直到位于生产区10中的下排放端部21。因此，处理流体注入导管19可以在安全阀17下方以及封隔器24下方延伸。处理流体注入导管19可以具有数千米长。

例如，处理流体注入导管19包括：上管，所述上管从井口2延伸至安全阀17；输送管，所述输送管布置在安全阀17中；和下管，所述下管从安全阀17延伸到生产区10。管的内径例如可以小于1cm，优选地小于0.5cm。处理流体注入导管19的下端部包括处理流体注入阀22。

图2a、2b、2c图解了处理流体注入阀22的示例性实施例。处理流体注入阀22包括管状壳体30，所述管状壳体30包括圆周壁36和上端部短接31，所述上端部短接31固定在圆周壁36的上轴向端部处。套筒构件39抵靠圆周壁36的肩部42装配在管状壳体30内，所述肩部42向内径向延伸。座部构件32固定在管状壳体30内、在套筒构件39与上端部短接31之间。

流体入口37布置在管状壳体30的上轴向端面中。流体入口37连接到处理流体注入导管19的下端部。侧向流体出口38布置在管状壳体30的圆周壁36中。管状壳体30包括轴向流体通道34，所述轴向流体通道34延伸通过上端部短接31和座部构件32。流体入口37与轴向流体通道34流体连通。套筒构件39包括轴向流体通道40，所述轴向流体通道40与轴向流体通道34对准，使得管状壳体30的轴向流体通道34和套筒构件39的轴向流体通道40彼此连接。

套筒构件39包括至少一个侧向流体开口41。在这个示例性实施例中，套筒构件39包括五行侧向流体开口41(见图2c)。然而，套筒构件39可以包括任何数量的侧向流体开口行。每行侧向流体开口41沿着圆周分布在套筒构件39上，并且侧向流体开口41行布置成相互 轴向间隔开。最上方行的侧向流体开口41的直径小于较低行的侧向流体开口41的直径。因此，行中的侧向流体开口41的位于最上方行正下方的流动区域大于最上方行中的侧向流体开口41的流动区域。

处理流体注入阀22包括活塞构件43，所述活塞构件43被套筒构件39径向包围。活塞构件43图2a中示出的闭合位置和图2c中示出的完全打开位置之间可动地布置在套筒构件39的轴向流体通道40内。套筒构件39的轴向流体通道40构成了活塞室。活塞构件43以相对紧密配合的方式布置在环绕的套筒构件39内。

活塞构件43被弹簧构件50偏压到闭合位置。在这个示例性实施例中，弹簧构件50包括压缩弹簧，所述压缩弹簧将偏压力提供到活塞构件43上，用于使得活塞构件43朝向闭合位置返回。可通过定位螺钉51调节偏压力，所述定位螺钉51由锁定螺栓52固定。

活塞构件43包括轴向端部表面44和外周表面45。活塞构件43的外周表面45设置有密封构件46。如图3所示，在这个示例性实施例中，密封构件46包括两个金属活塞环47(“硬封”)和弹性活塞环48(“软封”)。因此，活塞环46、47从外周表面45径向突出并且以密封方式与套筒构件39的内周表面接合。

在图2a示出的闭合位置中，活塞构件43的轴向端部表面44抵接座部构件32，特别地抵接在座环33上，所述座环33包括弹性材料(“软封”)。因此，处于闭合位置中的活塞构件43堵塞处理流体从轴向流体通道34流向套筒构件39的轴向流体通道40。密封构件46和座部构件32封闭从流体入口37通过轴向流体通道34、40和套筒构件39中的侧向流体开口41朝向侧向流体出口38的流动路径。通过使用密封构件46和座部构件32使得泄漏率非常低，而密封构件46还防止座部构件32磨损，使得处理流体注入阀22可长期以可靠方式操作。

可由流入到管状壳体中的轴向流体通道34中并且作用到活塞构件43的压力接收轴向端部表面44上的处理流体压力克服由弹簧构件50施加到活塞构件43上的偏压力。当在处理流体注入导管19内部压力增大时，处理流体注入导管作用在活塞构件43的压力接收端部表面 44上，以便推动活塞构件43在套筒构件39中的轴向流体通道40内向下轴向运动。这使得活塞构件43脱离座部构件32。通过控制处理流体的压力，活塞构件43可以以渐增或连续可变方式运动。因此，活塞构件43可被控制成位于图2b示出的部分打开位置中(“节流位置”)。

在图2b中示出的部分打开位置中，活塞构件43使得最上方行的侧向流体开口41打开。因此，活塞构件43允许处理流体从流体入口37通过轴向流体通道34、40和套筒构件39的最上方行中的侧向流体开口41流向管状壳体的圆周壁36中的侧向流体出口38。因为活塞构件43仍然堵塞位于最下方行下方行的侧向流体开口41，所以最上方行的侧向流体开口41的流动区域限定了流出处理流体注入阀22的处理流体的体积流量。

从图2b中示出的部分打开位置，活塞构件43可移动更长的一段渐增距离，以便打开位于最上方行侧向流体开口41的正下方行的侧向流体开口41。因此，套筒构件中的侧向流体开口41限定了可调节流动区域，其可通过控制活塞构件43在图2a中示出的闭合位置和在图2c中示出的打开位置之间的位置进行调节。

结果，可精确地计量从处理流体注入阀22排放的处理流体的量。另外，当使用导致最上方行的侧向流体开口41堵塞的化学处理流体时，活塞构件43可暂时移动到较低位置，使得一行或多行较低行的侧向流体开口41打开。结果，可暂时增加处理流体的体积流量，以便冲刷掉处理流体的任何结块的残余物以及以便清理侧向流体开口41。

活塞构件43可从图2b中示出的部分打开位置移动到图2c中示出的完全打开位置，其中，每行中的侧向流体开口41是打开的。在活塞构件43处于完全打开位置的情况中，套筒构件39中的侧向流体开口41限定了最大流动区域。如图2c所示，最下方行的侧向流体开口41可以仍然被处于打开位置中的活塞构件43部分覆盖。

可以以多种方式构造套筒构件39，特别地套筒构件39中的一个或多个侧向流体开口41。图4a、4b、4d示出了具有单个侧向流体开口41的套筒构件的示例性实施例，而图4c示出了在图2a、2b、2c 中示出的套筒构件39。

在优选实施例中，本实用新型的注入阀具有以下性质：

-阀能够在入口处在至少介于大约250bar至350bar的压力范围内密封而不会发生泄漏；和

-阀可在入口处保持超出350bar的压力，而与此同时每小时注入小于5升的处理流体。

请注意的是，上述要求意味着在低流率条件下的压力教高。还参照包括温度和存在腐蚀性物质的井下条件。目标介质(即，处理流体)典型地可以是具有与水基本类似的密度和粘度的流体。然而，处理流体自身可具有腐蚀性，原因在于处理流体典型地可以包括一种或多种酸或表面活性剂。结合注入阀的延长的所需寿命为大约数年(例如，至少5年至10年)以及关于将注入阀放置到井眼中或替换注入阀所需的显著成本和时间，烃工业强烈需要可长期注入处理流体的可靠的注入阀。

参照图5。基本上，本实用新型的注入阀22如二冲程活塞发动机一样工作。如箭头100所示，流体处于入口34处，从而向活塞43的顶端部110提供了流体压力P_fluid。缸体43由弹簧激发并且在高于设置压力P_open的条件下打开，以便在保持流体柱压的同时计量流体。取决于流体流量，活塞43将向下移动某一距离，以便在注入时获得平衡。

处理流体通过活塞43与缸体39的内表面之间的环形区域102的泄漏较少。活塞的壁与缸体39的壁之间的公差可介于约0.5μm至3μm。总直径差可以为大约5μm或更小。

当闭合时(流体压力P_fluid＜P_open)，弹簧力104将活塞43推压成抵靠静态密封件33。在活塞没有使得密封件33运动并且接合密封件33的静止状态中，注入阀可大约100％密封，即，基本无泄漏。静态密封件例如是O型环，所述静态密封件被活塞43的顶端部110压缩成正确形状和尺寸，从而密封在活塞的顶边缘106上。

在图5中示出的组件可以放置在防护壳30中(见图2a至图2c)。防护壳30可以包括弹簧室，所述弹簧室包括压缩弹簧50。缸体39的 外表面可以设置有一个或多个环形密封环112(图5、6)，以便密封防护壳30的壁36的内表面。

在实际实施例中，缸体39(图5)可以具有内缸膛40，所述内缸膛40优选地是直缸膛。内缸膛40的直径可以介于大约5mm至30mm之间，例如为大约10mm。一个或多个出口41位于静态密封件33下方的设定距离处。设定距离可以大约为内缸膛的直径。可替代地，设定距离可以为至少4mm。设定距离可以针对注入状态改善密封能力。

出口41的形状可以与图2a至2c类似。可替代地，出口41可以成大体三角形或类似于键孔，如图6所示。出口的横截面面积优选地沿着活塞43打开所述出口的方向增大。出口的形状提高了活塞的可靠性。两个或更多个出口41可以设置成提供冗余量。如果出口41中的一个被堵塞，则注入阀22仍然工作。

参照例如图7和图8，静态密封件33可以放置在缸体盖114中。静态密封件优选地包括O型环。O型环可以布置在缸体盖114中的对应槽116中，其中，密封环33被密封压缩环118压缩，以获得正确形状。O型环可以由相对硬的耐化学材料(例如适当的聚合物)制成。

图8示出了缸体盖组件的更加详细的截面图。当流体压力下降到低于阀的设定打开压力时，弹簧力将活塞推入静态密封件33到达其一部分中，静态密封件33的所述一部分从位于帽状环118与缸体盖114的槽116之间的槽凸出，从而产生了基本100％的紧密密封。

在实际实施例中，槽116的尺寸可以为大约1.75mm[w]*2.1mm[1](图8)。槽的体积为大约107mm³。对应的密封环33的内径ID可以为大约9.2mm。上述示例性尺寸提供了静态密封件，其中，活塞43不能将O型环33推入到槽116中。结果，甚至当活塞在接合静态密封件33时也将使得O型环变形时，O型环将提供适当的环形密封。

参照图9、10和11，活塞的顶端部优选地设置有迷宫式密封段120。迷宫式密封段可以包括多条槽122。在槽之间设置有对应的突出凸缘124。迷宫可以例如包括至少10条周向槽。槽的横截面可以为矩形形状(图11)。

在实际实施例中，槽的深度可以为大约0.5mm至1.5mm，例如大约1mm。槽的宽度可以大约为0.5mm至1.5mm，例如为大约0.8mm(图11)。槽122连同活塞壁126和缸体壁40一起形成了迷宫式密封件。迷宫式密封构件只是针对在活塞43与缸体壁40之间的环形区域102增加了流体摩擦。增加的流体摩擦减小了流体泄漏并且由此在流体流经阀并且流出出口41之前增加了活塞远离静态密封件向下行进的距离。延迟的流体流动保护了静态密封件。

在可替代实施例中，槽122可以布置在内表面40中。在这个实施例中，缸体39的外表面优选是光滑的。

另外，迷宫式密封件可以延伸越过出口41，以便增加出口和弹簧室之间的分段中的环形区域102中的流体摩擦。因此，迷宫式密封件还防止流体顺着活塞43杆流向弹簧室和弹簧50。

在实际实施例中，迷宫式槽122在长度L1上延伸，所述长度L1至少为静态密封件33与出口41之间的距离L2的两倍。可替代地，迷宫式密封件在出口41下方的长度L3至少等于或大于迷宫式密封件122的出口41与静态密封件33之间的长度(图12)。

当阀打开(活塞从静态密封件向下行进)时，出口上方的密封能力下降，从而导致出口41下方的密封能力对应增加。因为流体将顺着阻力最小的路径流动，所述路径替代顺着延活塞43杆向下流的是，从出口41流出(例如，见图13)，所以流体将不能抵达活塞43下方的弹簧室。

活塞的顶端部110可以具有圆形边缘106，所述圆形边缘106保护静态密封件。边缘的半径可以为大约0.4mm(图11)。活塞43的外径OD可以为大约9.995mm。缸体39的内径ID可以为10mm，从而形成活塞和缸体之间的直径差为5μm。

迷宫式密封件通过分解流体中的压力获得其密封能力。这通过在流体流中产生湍流来实现，这将压力转变成热能并且由此分解了压力。迷宫式密封件由多条槽(最小可以大约为5条槽)构成，从而产生了湍流。

在本实用新型的阀中，流体首先以层流流动通过入口34进入到环形区域102中(例如，大约2.5μm或更小)。此后，流体进入第一槽122a中，在所述第一槽122a中，所述流体极大减速，从而导致产生湍流。在槽内，流体开始旋转，从而使得层流停滞。从这个湍流，一段流体需要截断，以通过环形区域102的后续段转移到下一条槽122b(图8)。在下一条槽中，处理重新开始。此处理的致动器是迷宫式密封件两端的压差。

在一个实施例中，用于控制安全阀17的液压控制管路18和用于将处理流体注入井眼中的注入导管19可以组合在单根液压导管中。

在使用中，注入导管19中的处理流体被加压至超过用于打开安全阀17的第一阈值压力P1但低于用于打开注入阀22的第二阈值压力P2的压力。第一阈值压力例如为大约200bar。第二阈值压力可以介于大约2500bar至350bar之间。

根据本实用新型的注入阀22提供了相对于现有技术的若干优势。由于静态密封环33和动态密封环的操作，静态密封件不会受缸体43运动影响。动态密封件优选地由迷宫式密封件(图12和图13)提供。这显著提高了静态密封件的密封能力。在实践中，本实用新型的注入阀的静态密封件可提供无泄漏密封。

在此无泄漏可以由以下示例性应力测试结果表示。弹簧50针对大约250bar(或3625psi)的偏压压力设置成32.5mm。阀22被加压至1500psi(103bar)，以检查泄漏、在此在入口34处提供的压力。压力在2:13min内下降大约54pasi(3.7bar)。由系统中的空气、密封件的固定等来可能导致这个压力下降。入口34处的压力增大，直到阀在4350psi(300bar)条件下打开为止。释放压力并且将压力设置成1500psi(103bar)。在10分钟之后，压力降低了大约20psi(1.4bar)，这表明密封良好。

针对入口34和出口41之间的4mm或更大的距离并且使用具有光滑外表面的活塞，实践中的泄漏率可以为大约1ml/小时或更小。后述距离相当于距离L2，图12所示。泄漏率针对入口和出口之间的 10mm的距离和光滑活塞可以为大约0.5ml/小时或更小。泄漏率随着距离L2增加而减小。泄漏率还在活塞设置有迷宫式密封段120(图9)时减小。当使用迷宫式密封件120时，例如在大约300bar的压差和4mm或更大的距离L2的情况下泄漏率小于0.3ml/小时，降至0ml/小时。

在另一个示例性测试中，观察注入阀22的动态行为。首先，将相对有限流体流量施加到入口34。由加速器提供流体流量，从而提供了相对稳定的流体流量。入口处的压力因连续流体流量而增大，从而致使阀在压力超出第二阈值压力时打开。由于有限的流量，因此压力再次下降，从而致使压力下降并且阀再次关闭。阀将以节流方式打开和闭合。此后，流体流量甚至进一步下降，从而致使阀22不太频繁地打开和闭合，但是仍然完全重复地以相同的方式发挥作用。这在图15的曲线图的左段可以观察到。

在另一个示例性测试中，使用单冲程空气动力泵将相对大的流体流量供应到注入阀22的入口，从而致使阀22在注入时保持打开。还可以观察到泵的行程。观察到大约3500psi的连续稳定注入(尽管由泵进行脉动供应)。在图14的曲线图中示出了截面的特写图。

在又一个示例性测试中，通过将弹簧设置成为大约45.5mm将打开压力设置为大约350bar(或5075psi)。阀在5800psi(400bar)条件下打开并且在压力下降至4300psi(297bar)时关闭。这种行为完全可重复。

而且，在相对低的流体流率条件下，通过打开和闭合使得阀节流。在更高的流体注入率的条件下，阀连续打开，从而持续注入。这在图15的曲线图中示出。在图15的左侧，稳定注入的两个段302、304是可见的，其在下面的曲线图6中放大。此后，流体流量降低，从而致使注入阀22重复打开和闭合(图15的段306所示)。可增加和减少通过阀22的流体流量，从而致使缸体43的节流频率对应地增加或减小。保持节流行为36分钟。

包括迷宫式活塞构造的实施例证明非常可靠，从而在延长的时间 期间内提供了可重复的行为。相对于活塞43的其它实施例的行为(例如见图2)，迷宫式活塞在更低的压力和/或流体流率条件下得以稳定，这表明密封能力更好。这由其它测试证实。其它类型的活塞可能将大量的(处理流体)流体泄漏到弹簧室(即，保持弹簧50的室)中。在上述一系列测试中，当使用设置有迷宫式密封件的活塞43时基本没有发生泄漏。不存在泄漏使得能够防止处理流体与阀的某些部件(诸如，弹簧50)之间发生接触。因为处理流体典型地具有高腐蚀性，所以防止与弹簧接触减小对弹簧的磨损并且显著延长了阀的寿命。由于提高了活塞43的迷宫式密封段的密封，所以静态密封件33不受流体流量的影响并且能够适当地使阀在其静止的闭合位置中闭合(与图2a比较)。在泄漏的情况中，静态密封件的寿命将缩短。因此在与迷宫式密封件组合的情况下防止了后一种情况。另外，迷宫式密封件使得整个设计更具有更便宜、更易于制造而且具有更高程度的故障保护。上述优势通过理论和通过测试都得以证实。

在实际实施例中，弹簧50可以设置成250bar的打开压力。阀实际上可以在入口34处的压力介于大约250bar至300bar的范围内打开。阀可以在入口34处的压力介于大约205bar至230bar的范围内关闭。计算结果表示预期打开压力为大约252bar而预期闭合压力为大约208bar。

如果弹簧设置成大约350bar的打开压力，则阀实际上可以在入口34处的压力介于360bar至400bar之间的范围内打开。如果入口34处的压力下降至大约270bar至300bar，则阀可以闭合。计算结果表示预期打开压力为大约352bar而预期闭合压力为大约285bar。

可以由静态密封件导致产生打开压力偏差。如果静态密封环33被超预期地压缩，则应当克服弹簧力的入口34处流体压力所作用的表面更小。这对应于实践中的所发现的阀行为。

很多现有技术阀因接收阀的运动部件的阀座腐蚀而出现故障。即使当阀座由非常硬的材料(诸如碳化钨)制成时，也发生腐蚀。腐蚀率部分地取决于阀的行为。所施加的泡沫也会导致腐蚀。因为气生产 (还有液体加载)通常是连续的，所以也连续地施加泡沫。例如，对于良好去液化，可需要大约每天15升处理流体。可以一周7天每天24小时施加处理流体。因此，阀必须提供并且处理0.01升/分钟的连续流，所述连续流可以增加至5升/分钟。给定可高达200bar至300bar或更大的相当大的压差，阀仅仅在球和座之间打开仅仅很小间隙，从而致使流体速度高，这可能磨掉阀的金属。除此之外，发生称作气穴现象的现象，在阀中出现的已知问题。气穴现象是在液体中形成蒸汽空泡，即，小的无液体区域(“气泡”或“气隙”)，这由作用在液体上的力引起。通常在液体承受压力快速变化时发生气穴现象，所述压力快速变化只是形成腔，在所述腔处压力较低。当承受较高压力时，气隙爆裂并且会产生密集的振动波。气穴现象是引发磨损的重要原因。靠近金属表面的内爆的塌陷气隙导致通过重复内爆的循环应力。这导致阀的金属表面发生表面疲劳。

在本实用新型的阀中，显著降低了磨损率。静态密封件33和动态密封件120之间的距离防止通过静态密封件的处理流体的高流率，并且因此，防止阀座(即，静态密封件)腐蚀，如上所述。当本实用新型的阀打开时，存在小流体流率，因此保护了静态密封件。随着活塞朝向出口运动，流体流率增加并且阀将稳定。由于流体流动，因此活塞顶部可能小程度地磨损，但这种磨损不会影响静态密封能力，原因在于软封33能够适于活塞顶部106的磨损。本设计的另一个有利方面在于活塞能够运动并且在节流时振动，而没有与静态密封件锤击接触。

在现有技术的阀中，这些运动部件和静态密封件之间的锤击金属对金属接触通常致使对阀座造成过度磨损。

典型地当活塞至少部分运动到打开位置时，在位于活塞和缸体之间的环形区域102中，在活塞43和缸体39之间处理流体流量可高达250m/s。这种高速度可致使相对软的材料腐蚀。因为最耐蚀材料相对柔软，所以缸体39的内缸膛40的壁和/或活塞43的外表面可以硬化。可以使用以下方法中的一种使得内缸膛40的壁和/或活塞43的壁硬化。

1)这种处理将碳扩散到表面中。处理没有覆盖表面，而是穿透表面，通常穿透20μm至30μm深[21]。需要这样是由于涂层可能对于活塞环的磨损效果敏感。例如，AISI316不锈钢具有大约155HV0.05的硬度，并且在之后，硬度可以增加至大约900至1300HV0.05。是良好的选择，原因在于其不会使得材料更易碎，所以不会改变材料的形状和尺寸并且降低乃至消除了擦伤的可能性。可在英国的Macclesfield的Springwood Close的Bodycote plcSK10 2XF获得关于或类似处理的更多信息。

2)-16C。这是基于镍的涂层，其通过火焰喷涂施加，其可以将例如AISI316不锈钢的硬度从155HV升高至700HV0.05。首先施加-16C涂层，继而将材料研磨到正确尺寸，最终具有厚度为例如介于约5μm至10μm之间的硬化层。由瑞士的Sulzer Metco Management AG提供-16C。

本实用新型的阀的可以承受流体侵蚀的部分是活塞43的顶部106，因为这个顶部位于在打开阀时流体被压入到活塞和缸体之间的环形区域102中的位置处。

在一个实施例中，缸体的内缸膛40的壁和活塞的顶部段可以由硬化层保护。在此活塞的顶部段包括顶端部110、边缘106和活塞39的壁的至少一部分。活塞的壁的所述至少一部分包括例如突出凸缘124。

在实际实施例中，针对内缸膛40和活塞39选择不同的硬化方法。为了防止擦伤，活塞设置有-16C。使用处理内缸膛。

存在与施加涂层(诸如，-16C)有关的电化学腐蚀的风险，在像这样的腐蚀性环境中，所述-16C替代诸如 的表面处理。如前面所提到的，为了最小化侵蚀活塞顶部的风险，可以通过施加诸如-16C的涂层使活塞顶部的表面硬化。涂层具有与基底材料不同的材料成分并且被施加在基底材料的表面上，在所述表面上，其浸渍到基底材料中。这意味着这两种材 料之间的导电性接近理想，从而提供了用于电化学腐蚀的电势。为了将电化学腐蚀限制到对于流体注入而言可接受的水平，活塞的基底金属与涂层的金属之间的腐蚀电势最小化。腐蚀电势优选地小于数百毫伏。

作为活塞的基底材料的良好选择的718的标准电位是大约-150mV。-16C的标准电势是大约-350mV。在此，电势差为大约200mV。涂层是不太惰性的并且将如阳极一样工作。电化学腐蚀可能发生，但腐蚀率将保持在可接受的界限内。

本实用新型的注入阀能够在至少2年期间可靠地发挥作用，并且在实践中在长得多时间内可靠地发挥作用。因此，本实用新型的阀是用于注入处理流体的设备的实现功能零件，以便限制液体加载和延长井眼的寿命。

为了进行图释和解释，以上说明描述了本实用新型的示例性实施例。然而，对于本领域中的技术人员显而易见的是，在不背离本实用新型的范围的前提下可能对上述示例性实施例作出多种修改方案。应当注意的是，上述特征可以组合，单个特征或特征的任意组合可以与权利要求的特征中的一个或多个特征相组合。

Claims (11)

1.一种用于将处理流体注入井眼中的注入阀，其特征在于，所述注入阀包括：

-缸体(39)，所述缸体包括流体入口(34)、至少一个侧向的流体出口(41)和内缸膛(40)，所述内缸膛提供了从流体入口朝向流体出口的流体通道；

-活塞构件(43)，所述活塞构件能够在闭合位置和打开位置之间运动地布置在所述内缸膛(40)内，其中在所述闭合位置中，所述活塞构件(43)堵塞从所述流体入口朝向所述流体出口的流体流动，并且其中在所述打开位置中，所述活塞构件(43)允许所述流体从所述流体入口(34)流至所述流体出口(41)；和

-迷宫式密封段(120)，所述迷宫式密封段用于至少在所述流体入口(34)和所述流体出口(41)之间密封所述活塞构件与所述缸体的内表面之间的环形空间(102)，所述迷宫式密封段包括多条周向槽(122)；

所述迷宫式密封段(120)至少在所述流体入口(34)和所述流体出口(41)之间的长度(L2)上延伸，所述迷宫式密封段(120)延伸的长度为所述流体入口(34)和所述流体出口(41)之间的长度的至少两倍。

2.根据权利要求1所述的注入阀，其特征在于，所述迷宫式密封段的周向槽布置在所述活塞构件的外表面上。

3.根据权利要求1所述的注入阀，其特征在于，所述迷宫式密封段(120)超出所述流体出口(41)的长度(L3)至少等于或大于所述迷宫式密封段的在所述流体出口(41)与静态密封件(33)之间的长度(L2)。

4.根据权利要求1-3中的任意一项所述的注入阀，其特征在于，所述迷宫式密封段包括至少10条周向槽。

5.根据权利要求1-3中的任意一项所述的注入阀，其特征在于， 所述迷宫式密封段延伸超出所述流体出口。

6.根据权利要求1-3中的任意一项所述的注入阀，其特征在于，所述周向槽的横截面是正方形的。

7.根据权利要求1-3中的任意一项所述的注入阀，其特征在于，所述缸体由防护壳(30)包封，所述防护壳设置有弹簧构件(50)，所述弹簧构件用于以阈值压力偏压所述活塞构件。

8.根据权利要求7所述的注入阀，其特征在于，所述缸体(39)能够更换地布置在所述防护壳(30)中。

9.根据权利要求1-3中的任意一项所述的注入阀，其特征在于，所述缸体的内缸膛的壁和/或所述活塞构件的壁设置有硬化层。

10.一种井眼，其特征在于，所述井眼包括：

-地下安全阀；

-液压控制管路，所述液压控制管路用于控制所述地下安全阀；

-至少一个注入阀，所述至少一个注入阀为根据权利要求1所述的注入阀。

11.根据权利要求10所述的井眼，其特征在于，注入阀布置在所述液压控制管路中、位于液压控制管路的沿着地下安全阀向井下延伸的分段中，所述液压控制管路适于控制地下安全阀和所述至少一个注入阀。