CN209324322U - Tcp自动灌液单流阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种TCP自动灌液单流阀，包括中空壳体和单向阀组件，所述中空壳体上开设有径向通孔，所述单向阀组件固定设置在径向通孔内用于控制径向通孔的通断。本实用新型在管柱下井时，能使环空中的液体自动灌入管柱中，补给管柱井液，平衡井下压差与浮力。在加压射孔作业时，单流阀能够可靠密封，保证70MPa的耐压要求，满足正常加压引爆起爆装置与射孔枪。在测试作业时，单流阀能够正常打开，保持环空与管柱流通通道。

Description

TCP自动灌液单流阀

技术领域

本实用新型属于油气井TCP/DST油管传输完井领域，尤其涉及一种TCP自动灌液单流阀，该单流阀能够实现井下管柱内井液自动补给，减少作业流程，提高作业效率。

背景技术

在油气井完井作业中，井下管柱起下频繁，作业管柱根据作业功能不同，分为测试管柱、射孔管柱、打捞管柱等，每种管柱都带有各种仪器，管柱起下时，都需要在管柱内灌入井液，以平衡管柱内外压差与浮力，减小其它作业产生较大压力震荡波与冲击力，防止管柱或仪器损坏。

对于射孔作业来说，随着时间的推移，老井产量日益下降，为实现油田采收率最大化，老井改造射孔作业量逐年增加。因套管腐蚀及磨损等因素影响，老井井筒套管完整性较差，有时无法满足环空加压起爆要求。在这种情形下，需使用油管加压起爆的方式进行射孔作业。作业时，油管与套管不连通，为防止油套空间压差过大造成油管破坏，在管柱下井过程中，需在井口进行人工补液。管柱入井后受井液浮力作用，浮力过大时管柱下井困难，为使管柱下井时更顺利，每下3-5柱就需补液一次，补液时停止下管柱，补液完成后继续下井，如此重复，劳动强度大作业效率低，且人工补液时补液量不易控制。同时若管柱内无井液，射孔时，会产生较大压力差，压力震荡波与冲击力，可能使封隔器松动，解封，后续测试作业失败。另管柱带有测试仪器，其结构精密，成本高，在受到较大压力震荡与冲击力后可能损坏。同时在压力与冲击力较大时，作业管柱可能损坏，出现压扁、扭曲、断裂情况，造成作业事故。

对于测试作业来说，若管柱内无井液，下入时，测试仪器内外会产生压力差，作业管柱与测试仪器可能损坏，出现压扁、扭曲、断裂情况，造成作业事故。

对于打捞作业来说，在打捞仪器或设备时，需要试探，这时管柱有较大的冲击，如管柱内无井液，管柱其内外压力差大，作业管柱与仪器可能损坏，出现压扁、扭曲、断裂情况，造成作业事故。

但是目前一般都采用人工加水，并没有能较好地向管柱内自动灌液的技术，为了能更好地保护测试仪器与作业管柱，需要研发一种能够满足上述情况的新技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种TCP自动灌液单流阀，本实用新型在管柱下井时，能使环空中的液体自动灌入管柱中，补给管柱井液，平衡井下压差与浮力。在加压射孔作业时，单流阀能够可靠密封，保证70MPa的耐压要求，满足正常加压引爆起爆装置与射孔枪。在测试作业时，单流阀能够正常打开，保持环空与管柱流通通道。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种TCP自动灌液单流阀，其特征在于：包括中空壳体和单向阀组件，所述中空壳体上开设有径向通孔，所述单向阀组件固定设置在径向通孔内用于控制径向通孔的通断。

所述单向阀组件包括中空阀座、阀球、弹簧和中空压塞，所述中空阀座固定在径向通孔内，所述中空阀座的一端与中空压塞固定连接，另一端设置有内密封面；所述阀球活动设置在中空阀座内，且阀球与中空阀座之间有间隙；所述弹簧设置在阀球与压塞之间，所述弹簧、阀球和内密封面三者配合控制中空阀座的通断。

所述阀球上固定连接有开口的三角形支架，所述弹簧套设在三角形支架上。

所述内密封面为锥形面。

所述阀球包括用于与内密封面配合的球形密封面，球形密封面上设置有O形密封圈一。

所述中空阀座螺纹固定在径向通孔内，且中空阀座与径向通孔之间设置有O形密封圈二。

所述中空压塞螺纹固定在中空阀座内。

所述中空壳体上单向阀组件的数量为多组，每组包括多套单向阀组件，多组单向阀组件分层设置在中空壳体上，每组中的单向阀组件均匀设置在中空壳体上四周。

采用本实用新型的优点在于：

1、本实用新型通过设置在中空壳体的径向通孔上的单流阀组件，在管柱下井时能使环空中的液体自动灌入管柱中，补给管柱井液，平衡井下压差与浮力。在加压射孔作业时又能够可靠密封，保证70MPa的耐压要求，满足正常加压引爆起爆装置与射孔枪。在测试作业时能够正常打开，保持环空与管柱流通通道。实现了井下自动灌液，及时、自动平衡井下管柱压差与浮力，能够保护作业管柱。同时相对于常规灌液而言，作业方式简单，作业成本低，作业效率高。

2、本实用新型的单向阀组件包括中空阀座、阀球、弹簧和中空压塞，在实际使用时，由弹簧、阀球和内密封面三者配合控制中空阀座的通断，具有压差力小，行程短，运动灵活，能及时打开流通孔，自动补给井液，平衡井下压力差与浮力的优点。

3、本实用新型在阀球上固定连接有开口的三角形支架，且弹簧套设在三角形支架上，三角形支架既不会影响环空井液进入管柱内部，又能够对阀球的运动起导向作用。

4、本实用新型中阀球与中空阀座之间采用了锥形结构的内密封面与球形密封面配合，具有抗冲击性能优秀、耐压性能好、密封可靠等优点。

5、本实用新型中的单向阀组件为一体式结构，现场使用操作简单、拆卸方便，并可根据流通情况调整数量，组合自由、可选。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中单向阀组件的结构示意图；

图中标记为：1、中空壳体，2、中空阀座，3、O形密封圈一，4、阀球，5、弹簧，6、O形密封圈二，7、中空压塞。

具体实施方式

本实用新型公开了一种TCP自动灌液单流阀，包括中空壳体1和单向阀组件，所述中空壳体1上开设有径向通孔，所述单向阀组件固定设置在径向通孔内用于控制径向通孔的通断。

本实用新型中，所述单向阀组件包括中空阀座2、阀球4、弹簧5和中空压塞7，所述中空阀座2固定在径向通孔内，所述中空阀座2的一端与中空压塞7固定连接，另一端设置有内密封面。具体的，中空压塞7螺纹固定在中空阀座2内，且位于靠近中空壳体1内壁的一端，而内密封面则设置在靠近中空壳体1外壁的一端。所述阀球4活动设置在中空阀座2内，且阀球4与中空阀座2之间有间隙；所述弹簧5设置在阀球4与压塞之间，阀球4在弹簧5的作用下抵紧于中空阀座2的内密封面上。使用时，所述弹簧5、阀球4和内密封面三者配合控制中空阀座2的通断。下井时，环空压力大于管柱内部压力，在0.5MPa压差的作用下，阀球4与密封面分离并向内压缩弹簧5，阀球4移动，环空与管柱内部成为连通状态，环空井液流入管柱内部；压力平衡时，弹簧5弹出，推动阀球4抵紧于中空阀座2，反向密封70MPa。

本实用新型中，所述阀球4与中空阀座2均采用硬质不锈钢合金材料，具有强度高、耐酸碱性腐蚀好、抗冲击腐蚀性优等特点。

本实用新型中，所述内密封面为金属锥形面，所述阀球4包括用于与内密封面配合的球形密封面，球形密封面上设置有O形密封圈一3，所述阀球4上固定连接有开口的三角形支架，所述弹簧5套设在三角形支架上。其中，三角形支架包括三根与阀球4固定连接的柱体，三角形支架既能过流，又能导向，在使用时，其与中空壳体1、中空阀座2和中空压塞7形成流通通道。

本实用新型中，所述中空阀座2螺纹固定在径向通孔内，且中空阀座2与径向通孔之间设置有O形密封圈二6。

本实用新型中，所述中空壳体1上单向阀组件的数量为多组，每组包括多套单向阀组件，多组单向阀组件分层设置在中空壳体1上，每组中的单向阀组件均匀设置在中空壳体1上四周。具体的，优选单向阀组件的数量为3组，每组4套单向阀组件，3组单向阀组件均对称均匀分布，可提供φ50以上的流通面积，可根据作业需要增加数量，保证更大的流通面积。

本实用新型中，中空壳体1两端为油管扣或钻杆扣，内部为圆滑大通径孔，两端有大倒角，可顺利下入其它仪器到产品下部，进行其它工程作业。

本实用新型工作原理为：

采用井口压差启动，下井时，环空压力大于管柱内部压力，在0.5MPa压差的作用下，阀球4与密封面分离并向内压缩弹簧5，阀球4移动，中空壳体1上的径向通孔打开，使环空与管柱内部成为连通状态，环空井液流入管柱内部；压力平衡时，弹簧5弹出，推动阀球4抵紧于中空阀座2的内密封面上，反向密封70MPa。

Claims (8)

1.一种TCP自动灌液单流阀，其特征在于：包括中空壳体（1）和单向阀组件，所述中空壳体（1）上开设有径向通孔，所述单向阀组件固定设置在径向通孔内用于控制径向通孔的通断。

2.如权利要求1所述的TCP自动灌液单流阀，其特征在于：所述单向阀组件包括中空阀座（2）、阀球（4）、弹簧（5）和中空压塞（7），所述中空阀座（2）固定在径向通孔内，所述中空阀座（2）的一端与中空压塞（7）固定连接，另一端设置有内密封面；所述阀球（4）活动设置在中空阀座（2）内，且阀球（4）与中空阀座（2）之间有间隙；所述弹簧（5）设置在阀球（4）与压塞之间，所述弹簧（5）、阀球（4）和内密封面三者配合控制中空阀座（2）的通断。

3.如权利要求2所述的TCP自动灌液单流阀，其特征在于：所述阀球（4）上固定连接有开口的三角形支架，所述弹簧（5）套设在三角形支架上。

4.如权利要求2所述的TCP自动灌液单流阀，其特征在于：所述内密封面为锥形面。

5.如权利要求2所述的TCP自动灌液单流阀，其特征在于：所述阀球（4）包括用于与内密封面配合的球形密封面，球形密封面上设置有O形密封圈一（3）。

6.如权利要求2所述的TCP自动灌液单流阀，其特征在于：所述中空阀座（2）螺纹固定在径向通孔内，且中空阀座（2）与径向通孔之间设置有O形密封圈二（6）。

7.如权利要求2所述的TCP自动灌液单流阀，其特征在于：所述中空压塞（7）螺纹固定在中空阀座（2）内。

8.如权利要求1—7中任一项所述的TCP自动灌液单流阀，其特征在于：所述中空壳体（1）上单向阀组件的数量为多组，每组包括多套单向阀组件，多组单向阀组件分层设置在中空壳体（1）上，每组中的单向阀组件均匀设置在中空壳体（1）上四周。