CN206753537U - 声波式脉动配汽阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种声波式脉动配汽阀，包括呈管状的阀体，所述阀体包括上段和下段，阀体的上段的内径大于阀体的下段的内径，且阀体的上段和阀体的下段之间的连接处形成有第一台阶面；阀体的上段的侧壁上沿阀体的径向贯穿设有多个喷孔，且阀体的上段的外壁上设有声波发生结构；阀体的内部设有呈管状的阀芯，阀芯能沿阀体的轴向移动并启闭喷孔，阀体的下段的内壁上连接有阀座，阀座位于阀芯的下方。本实用新型能实现间歇性的向油层中注汽(或注气)；同时从喷孔喷出的空气或蒸汽与声波发生结构相互作用产生声波震动，在间歇性注气和声波震动的相互配合下，对套管壁及近井地进行冲洗，清除位于套管壁及近井地油层中的污垢，提高原油的开采效果。

Description

声波式脉动配汽阀

技术领域

本实用新型有关于一种配汽阀，尤其有关于一种稠油注汽催化氧化采油开发领域中的声波式脉动配汽阀。

背景技术

目前，为了提高油田稠油、超稠油井开发效果，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。空气催化氧化采油是通过向油井中注空气及高温高压的蒸汽得以实现的，其中选层注空气及蒸汽效果比笼统注空气及蒸汽增油效果更加理想。

但是，在实施过程中发现，由于近井地带及套管管壁常存在污垢等情况，而传统注汽管柱上的配汽阀只是单纯地向油层中注汽，其不能对油层进行有效的处理，在注空气或蒸汽时，近井地带及套管管壁上的污垢常常影响原油的进出，导致采油效果不是十分理想。

因此，有必要提供一种新的配汽阀，来克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种在注入空气或蒸汽时为间歇性脉动式注气且注气过程中配合产生声波震动的声波式脉动配汽阀，能有效对近井地带及套管壁进行清洗，使原油的进出通道顺畅，提高原油开采的效果。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种声波式脉动配汽阀，其中，所述声波式脉动配汽阀包括呈管状的阀体，所述阀体包括阀体的上段和阀体的下段，所述阀体的上段的内径大于所述阀体的下段的内径，且所述阀体的上段和所述阀体的下段之间的连接处形成有第一台阶面；所述阀体的上段的侧壁上沿所述阀体的径向贯穿设有多个喷孔，且所述阀体的上段的外壁上设有能产生声波震动的声波发生结构；所述阀体的内部设有呈管状的阀芯，所述阀芯能沿所述阀体的轴向移动并启闭所述喷孔，所述阀芯具有一体成型阀芯的上段和阀芯的下段，所述阀芯的上段的外径大于所述阀芯的下段的外径，所述阀芯的上段与所述阀芯的下段之间的连接处形成有第二台阶面，所述第二台阶面位于所述第一台阶面的上方，所述阀芯的上段的外壁与所述阀体的上段的内壁贴合接触，所述阀芯的下段的外壁与所述阀体的下段的内壁贴合接触，所述第一台阶面、所述阀体的上段的内壁、所述第二台阶面与所述阀芯的下段的外壁围合形成密封腔；所述阀体的下段的内壁上连接有阀座，所述阀座位于所述阀芯的下方。

如上所述的声波式脉动配汽阀，其中，所述声波发生结构包括多个喷嘴和呈管状的声波发生筒，每个所述喷孔的内部均设有所述喷嘴，所述喷嘴的外壁与所述喷孔的内壁相结合，所述喷嘴的轴线与所述阀体的轴线垂直，且沿着由所述阀体的内侧至所述阀体的外侧的方向，所述喷嘴的内径呈渐缩状，所述声波发生筒套设在所述阀体的上段的外侧，且所述声波发生筒与所述阀体的上段同轴设置，沿着所述阀体的径向，所述声波发生筒的上端延伸形成连接至所述阀体的外壁的环形连接片，所述声波发生筒的内壁、所述阀体的上段的外壁以及所述环形连接片的下表面围合形成下部开口的环形空间，且沿着所述阀体的径向，所述声波发生筒对应遮挡各所述喷嘴。

如上所述的声波式脉动配汽阀，其中，所述密封腔的内部设有弹簧，所述弹簧的上端抵靠所述第二台阶面，所述弹簧的下端抵靠所述第一台阶面。

如上所述的声波式脉动配汽阀，其中，所述阀体的上段的内壁上连接设有限位环，所述限位环位于所述阀芯的上方，所述阀芯的上端面抵靠在所述限位环的下端面上。

如上所述的声波式脉动配汽阀，其中，所述阀芯的上段通过剪断销钉固定在所述阀体的上段的侧壁上。

如上所述的声波式脉动配汽阀，其中，所述阀体的上端的内壁上形成有内螺纹。

如上所述的声波式脉动配汽阀，其中，所述阀体的下端的外壁上形成有外螺纹。

如上所述的声波式脉动配汽阀，其中，所述阀芯与所述阀体之间设有多个密封圈。

如上所述的声波式脉动配汽阀，其中，所述声波式脉动配汽阀还包括阀球，所述阀球能在所述阀体的内部由上至下运动并封堵所述阀座。

如上所述的声波式脉动配汽阀，其中，所述阀座与所述阀体之间通过螺纹连接。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

本实用新型通过自井口投阀球，使阀球坐封在阀座上以将阀体的下端封堵密封，在不断的注汽压力作用下，使位于阀体内的阀芯在阀体内沿阀体的轴向往复移动，以打开或关闭阀体上的喷孔，实现间歇性的向油层中注汽(或注气)的目的；同时从喷孔喷出的空气或蒸汽与声波发生结构相互作用产生声波震动，在间歇性注气和声波震动的相互配合下，对套管壁及近井地进行冲洗，以清除位于套管壁及近井地油层中的污垢，提高对后续原油的开采效果。

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是本实用新型提供的声波式脉动配汽阀的结构示意图；

图2是图1中A处结构放大示意图。

1 阀体

11 第一台阶面

12 喷孔

2 阀芯

21 第二台阶面

3 声波发生结构

31 喷嘴

32 声波发生筒

33 环形连接片

4 阀座

5 弹簧

6 限位环

7 剪断销钉

8 阀球

9 密封圈

具体实施方式

为了对本实用新型的技术方案、目的和效果有更清楚的理解，现结合附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1及图2所示，本实用新型提供了一种声波式脉动配汽阀，其中，声波式脉动配汽阀包括呈管状的阀体1，阀体1包括上段和下段，阀体1的上段的内径大于阀体1的下段的内径，且阀体1的上段和阀体1的下段之间的连接处形成有第一台阶面11，即可以理解为阀体1的内部形成有贯通阀体1上端面和下端面的通孔，通孔为台阶通孔，其上段内径大于其下段的内径，使得通孔的内壁上形成有第一台阶面11；阀体1的上段的侧壁上沿阀体1的径向贯穿设有多个喷孔12，空气或蒸汽穿过喷孔12从阀体1的内部喷出至阀体1的外部进行注气(汽)作业，且阀体1的上段的外壁上设有能产生声波震动的声波发生结构3，空气或蒸汽从喷孔12中喷出的同时与声波发生结构3相互作用产生声波震动，声波震动与注气(汽)的结合能有效对近井地带套管内部进行清洗，使原油开采效果更加理想；阀体1的内部设有呈管状的阀芯2，阀芯2能沿阀体1的轴向移动并启闭喷孔12，阀芯2具有一体成型上段和下段，阀芯2的上段的外径大于阀芯2的下段的外径，阀芯2的上段与阀芯2的下段之间的连接处形成有第二台阶面21，从图中可以看出，阀芯2的内径由上至下保持不变，外径为上段外径大于下段外径，第二台阶面21位于第一台阶面11的上方，阀芯2的上段的外壁与阀体1的上段的内壁贴合接触，阀芯2的下段的外壁与阀体1的下段的内壁贴合接触，第一台阶面11、阀体1的上段的内壁、第二台阶面21与阀芯2的下段的外壁围合形成密封腔；在未使用状态，密封腔内的压力与密封腔外部相同均为常压，此时，阀芯2的上段封堵关闭喷孔12，阀体1的下段的内壁上连接有阀座4，阀座4位于阀芯2的下方，阀座4也呈管状。

进一步地，如图1及图2所示，本实用新型提供了一种声波式脉动配汽阀，其中，声波发生结构3包括多个喷嘴31和呈管状的声波发生筒32，每个喷孔12的内部均设有喷嘴31，喷嘴31的外壁与喷孔12的内壁相结合，其中喷嘴31与喷孔12之间可以通过螺纹连接的方式相结合或者也可以通过卡钩等其他连接结构或连接方式相结合，本实用新型并不以此为限，但需要注意的是，喷嘴31与喷孔12之间为密封连接，以保证在注气(汽)过程中，空气或蒸汽均只能从喷嘴31中喷出而不会从喷嘴31与喷孔12之间的连接处泄漏；喷嘴31的轴线与阀体1的轴线垂直，且沿着由阀体1的内侧至阀体1的外侧的方向，喷嘴31的内径呈渐缩状，即可以理解为喷嘴31上形成有圆锥孔，圆锥孔的轴线与阀体1的其中一条半径(或半径的延长线)重合，且圆锥孔的孔径为沿着由阀体1的内部至阀体1的外部的方向逐渐减小，如此设置能增强空气或蒸汽从喷嘴31中喷出时的冲击力，以保证声波震动强度和频率，同时如此设置还能有效防止本实用新型在下井过程中井内的物体进入喷嘴31的内部造成喷嘴31堵塞；作为优选，喷孔12设有四个，四个喷孔12沿着阀体1的周向均匀分布，以保证注气均匀，需要说明的是，将喷孔12设为四个仅为本实用新型的一个实施例，喷孔12的个数可以根据实际情况灵活选用，本实用新型并不以此为限；

声波发生筒32套设在阀体1的上段的外侧，且声波发生筒32与阀体1的上段同轴设置，沿着阀体1的径向，声波发生筒32的上端延伸形成连接至阀体1的外壁的环形连接片33，可以理解为声波发生筒32由环形连接片33固定架设在阀体1的上段外壁上，声波发生筒32虽然套设在阀体1的外侧但二者之间是通过环形连接片33连接，使得二者之间没有直接接触或连接，声波发生筒32的内壁、阀体1的上段的外壁以及环形连接片33的下表面围合形成下部开口的环形空间，且沿着阀体1的径向，声波发生筒32对应遮挡各喷嘴31，在注气(汽)过程中，从喷嘴31中喷出的空气或蒸汽直接冲击声波发生筒32，从而产生声波振动，同时，空气或蒸汽在受到声波发生筒32的阻挡后转向向下从环形空间的下部开口进入套管内，通过声波震动结合注气(汽)使套管壁及近井地带得到有效冲洗，达到清洗油层的目的，从而提高原油的开采效率。

其中，声波发生筒是有硅钢片制成，并且作为优选，声波发生筒受到冲击产生的声波震动为超声波震动，本实用新型也可以称为一种超声波式脉动配汽阀。

进一步地，如图1及图2所示，本实用新型提供了一种声波式脉动配汽阀，其中，密封腔的内部设有弹簧5，弹簧5的上端抵靠第二台阶面21，弹簧5的下端抵靠第一台阶面11。在当密封腔内的压力小于阀体1内的压力时，在压力差的作用下，阀芯2向下运动，第二台阶面21向下运动并压缩弹簧5，当阀芯2向下运动至喷孔12开启连通阀体1的内外两侧，阀体1内部的空气或蒸汽从喷嘴31喷出至阀体1外部，此时阀体1内部压力减少，阀芯2受到的向下的推力减小，在密封腔内外两侧压力作用以及弹簧5的自身回复力的作用下，阀芯2向上运动并重新关闭喷孔12，随着阀体1内部的压力变化，阀芯2在阀体1内上下往复运动控制喷孔12的开启和关闭，实现间歇性注气(汽)。

进一步地，如图1及图2所示，本实用新型提供了一种声波式脉动配汽阀，其中，阀体1的上段的内壁上连接设有限位环6，限位环6位于阀芯2的上方，阀芯2的上端面抵靠在限位环6的下端面上。在常压状态下，阀芯2的上端面保持在抵靠限位环6的下端面的位置，如此才能在阀体1内部压力变大时推动阀芯2向下运动，同时，在常压状态下，弹簧5在密封腔内为原长状态，或者弹簧5为被微量压缩的状态，只要能使其两端分别抵靠在第一台阶面11与第二台阶面21上，在常压状态下，弹簧5能为阀芯2提供足够的推力使阀芯2的上端面抵靠在限位环6的下端面上即可，弹簧5的弹力可应用于抵消阀芯2本身的重力，更有利于保证密封腔内外两侧的压力平衡。

作为优选，如图1及图2所示，本实用新型提供了一种声波式脉动配汽阀，其中，阀芯2的上段通过剪断销钉7固定在阀体1的上段的侧壁上。通过设置剪断销钉7能在下井过程中防止阀芯2与阀体1之间产生相对运动，始终保持阀芯2封堵关闭喷孔12的状态，直至下到井下指定位置后，当阀体1内部的压力与密封腔之间的压力差大于剪断销钉7的剪断压力，此时剪断销钉7被剪断，阀芯2在阀体1内部压力的作用下往复运动开启注气(汽)作业。

进一步地，如图1及图2所述，本实用新型提供了一种声波式脉动配汽阀，其中，阀体1的上端的内壁上形成有内螺纹。相当于形成了内螺纹上接头，以方便连接其他工具。

进一步地，如图1及图2所示，本实用新型提供了一种声波式脉动配汽阀，其中，阀体1的下端的外壁上形成有外螺纹。相当于形成了外螺纹下接头，同样用于连接其他工具。

作为优选，如图1及图2所示，本实用新型提供了一种声波式脉动配汽阀，其中，阀芯2与阀体1之间设有多个密封圈9。具体为，阀芯2的侧壁上凹设有多个密封槽，各密封圈9均容设于各个密封槽中，其中，在阀芯2的上段的外壁上设有至少两个密封圈9，在阀芯2的上端面抵靠在限位环6的下端面的状态下，两个密封圈9分别位于喷孔12的上下两侧，阀芯2的下段的外壁上设有至少一个密封圈9，在阀芯2的上端面抵靠在限位环6的下端面的状态下，位于阀芯2的下段的外壁上的密封圈9位于阀芯2的下段的外壁与阀体1的下段的内壁之间。以上所述的三个密封圈为密封圈的基础设置，本领域技术人员可以在这三个密封圈的基础上再加设其他密封圈，以进一步提高密封效果，本实用新型并不以此为限。

进一步地，如图1及图2所示，本实用新型提供了一种声波式脉动配汽阀，其中，声波式脉动配汽阀还包括阀球8，阀球8能在阀体1的内部由上至下运动并封堵阀座4。当阀体1下井至指定位置后，进行投球作业，阀球8从阀体1的上端进入阀体1的内部并穿过阀芯2到达阀座4上方并封堵阀座4，使阀体1内的压力逐渐增大，当阀体1内的压力与密封腔之间的压力差大于剪断销钉7的剪断压力后，剪断销钉7被剪断，在压力差的作用下，阀芯2向下运动直至阀芯2不再封堵喷孔12，此时阀体1的内外两侧连通，阀体1内的气体或蒸汽通过喷嘴31喷出至阀体1外侧并撞击声波发生筒32产生声波震动，由于注气的原因阀体1内的压力减小，当阀体1内的压力等于并逐渐小于密封腔内的压力后，在压力作用及弹簧5的自身回复力的作用下，阀芯2向上运动并重新封闭喷孔12，在喷孔12被封闭后，阀体1内的压力重新开始逐渐变大并驱动阀芯2重复进行上述运动，阀芯2在阀体1的内部往复运动并控制喷嘴31的开启和关闭从而实现间歇性注气，同时在声波震动的作用下，对近井地带及套管壁进行清洗，使原油的进出通道顺畅，提高了采油效率。需要说明的是，本实用新型可以应用在任何需要向油层注入流体的地方，能达到清洗油层的目的，提高原油开采效率。

作为优选，如图1及图2所示，本实用新型提供了一种声波式脉动配汽阀，其中，阀座4与阀体1之间通过螺纹连接，阀座4的外侧壁上设有外螺纹，阀体1的下段的内壁上设有内螺纹，通过外螺纹和内螺纹相互螺合，将阀座4安装在阀体1的内部，通过螺纹连接能快速实现阀体1与阀座4之间的拆装。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：

本实用新型通过自井口投阀球，使阀球坐封在阀座上以将阀体的下端封堵密封，在不断的注汽压力作用下，使位于阀体内的阀芯在阀体内沿阀体的轴向往复移动，以打开或关闭阀体上的喷孔，实现间歇性的向油层中注汽(或注气)的目的；同时从喷孔喷出的空气或蒸汽与声波发生结构相互作用产生声波震动，在间歇性注气和声波震动的相互配合下，对套管壁及近井地进行冲洗，以清除位于套管壁及近井地油层中的污垢，提高对后续原油的开采效果。

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。任何本领域的普通技术人员，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 (10)

1.一种声波式脉动配汽阀，其特征在于，所述声波式脉动配汽阀包括呈管状的阀体，所述阀体包括阀体的上段和阀体的下段，所述阀体的上段的内径大于所述阀体的下段的内径，且所述阀体的上段和所述阀体的下段之间的连接处形成有第一台阶面；所述阀体的上段的侧壁上沿所述阀体的径向贯穿设有多个喷孔，且所述阀体的上段的外壁上设有能产生声波震动的声波发生结构；所述阀体的内部设有呈管状的阀芯，所述阀芯能沿所述阀体的轴向移动并启闭所述喷孔，所述阀芯具有一体成型阀芯的上段和阀芯的下段，所述阀芯的上段的外径大于所述阀芯的下段的外径，所述阀芯的上段与所述阀芯的下段之间的连接处形成有第二台阶面，所述第二台阶面位于所述第一台阶面的上方，所述阀芯的上段的外壁与所述阀体的上段的内壁贴合接触，所述阀芯的下段的外壁与所述阀体的下段的内壁贴合接触，所述第一台阶面、所述阀体的上段的内壁、所述第二台阶面与所述阀芯的下段的外壁围合形成密封腔；所述阀体的下段的内壁上连接有阀座，所述阀座位于所述阀芯的下方。

2.根据权利要求1所述的声波式脉动配汽阀，其特征在于，所述声波发生结构包括多个喷嘴和呈管状的声波发生筒，每个所述喷孔的内部均设有所述喷嘴，所述喷嘴的外壁与所述喷孔的内壁相结合，所述喷嘴的轴线与所述阀体的轴线垂直，且沿着由所述阀体的内侧至所述阀体的外侧的方向，所述喷嘴的内径呈渐缩状，所述声波发生筒套设在所述阀体的上段的外侧，且所述声波发生筒与所述阀体的上段同轴设置，沿着所述阀体的径向，所述声波发生筒的上端延伸形成连接至所述阀体的外壁的环形连接片，所述声波发生筒的内壁、所述阀体的上段的外壁以及所述环形连接片的下表面围合形成下部开口的环形空间，且沿着所述阀体的径向，所述声波发生筒对应遮挡各所述喷嘴。

3.根据权利要求1所述的声波式脉动配汽阀，其特征在于，所述密封腔的内部设有弹簧，所述弹簧的上端抵靠所述第二台阶面，所述弹簧的下端抵靠所述第一台阶面。

4.根据权利要求1所述的声波式脉动配汽阀，其特征在于，所述阀体的上段的内壁上连接设有限位环，所述限位环位于所述阀芯的上方，所述阀芯的上端面抵靠在所述限位环的下端面上。

5.根据权利要求1～4任一项所述的声波式脉动配汽阀，其特征在于，所述阀芯的上段通过剪断销钉固定在所述阀体的上段的侧壁上。

6.根据权利要求1～4任一项所述的声波式脉动配汽阀，其特征在于，所述阀体的上端的内壁上形成有内螺纹。

7.根据权利要求1～4任一项所述的声波式脉动配汽阀，其特征在于，所述阀体的下端的外壁上形成有外螺纹。

8.根据权利要求1～4任一项所述的声波式脉动配汽阀，其特征在于，所述阀芯与所述阀体之间设有多个密封圈。

9.根据权利要求1～4任一项所述的声波式脉动配汽阀，其特征在于，所述声波式脉动配汽阀还包括阀球，所述阀球能在所述阀体的内部由上至下运动并封堵所述阀座。

10.根据权利要求1～4任一项所述的声波式脉动配汽阀，其特征在于，所述阀座与所述阀体之间通过螺纹连接。