CN209990477U - 一种液压控制可多次开关地层防污染阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液压控制可多次开关地层防污染阀，包括外筒、浮筒液缸、活塞杆和活塞缸；所述外筒两端分别接有上接头和下接头且均为螺纹连接；所述下接头内嵌于外筒的一端为凸台结构；所述活塞杆的下端与下接头凸台结构的内端相套接；所述活塞缸套设于活塞杆外部并与下接头凸台结构的外端螺纹相接；所述浮筒液缸位于外筒的内部，且其底端环绕的设有开口槽并与活塞缸的上端螺纹相接。与现有技术相比本实用新型的有益效果是：极大降低了生产成本和开采工作周期，显著的提高了油气的开采效果，同时设备结构稳定，操作性好。

Description

一种液压控制可多次开关地层防污染阀

技术领域

本实用新型涉及防地层漏失阀领域，特别是一种液压控制可多次开关地层防污染阀。

背景技术

随着油田开发技术的不断进步和发展，业内普遍认为尽量减少对地层污染，是油田能够提高产能和开采寿命的重要因素。特别是针对于高渗透率、地层胶结较弱，容易出砂的油井。必须要保证开采的整个周期对入井液体的严格控制，否则将极大损害油气井的开采周期和产量。

目前使用的防地层漏失阀主要是阀板式防地层漏失阀、球阀式防地层漏失阀等。但以上几种形式的防地层漏失阀只能解决部分的问题，随着油气井开发的技术不断更新、要求不断的提高，以上的产品已经越来不能满足现在对地层保护的需求。不论是阀板式防地层漏失阀，还是球阀式防地层漏失阀，一般仅能实现井筒内液体向下的防漏失功能。但在现场应用中，特别是油气田的生产过程中，还需要进行井筒的酸化和洗井作业，来实现油气井的解堵和增产。此时若仍采用老式的阀板式防地层漏失阀或球阀式的防地层漏失阀，就必须进行修井作业，拆开井口下入相配套的打开和关闭工具，将阀板式或球阀式的防地层漏失阀打开或关闭。

这样操作会存在诸多问题，首先若进行修井作业必须对油井进行停产，并且需要拆除井口，这样操作则会大幅度提高油气井的生产成本。且使用机械结构的开关工具下入后，会存在阀板式或球阀是防地层漏失阀打开后不能完全再次关闭的问题。若是出现此种问题，则防地层漏失阀就完全失去其功能性，并且在打开和关闭防地层漏失阀过程中，完井液会大量的进入地层，造成地层不可逆的污染和堵塞，对后期的油气井的生产极为不利。

因此综上所述，现在亟需一种能够在正产的生产过程中，在够实现地层防污阀的功能的同时，满足当需要对井进行酸化和反洗作业时，不下入任何的其它工具，就可实现对地层的酸化和反洗作业。且要求整个工具在油气井的整个开采周期中，能够多次的进行打开和关闭，通过机械结构的创新设计来全面解决防防污阀的功能和可靠性的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种液压控制可多次开关地层防污染阀，其优点为极大降低了生产成本和开采工作周期，显著的提高了油气的开采效果，同时设备结构稳定，操作性好。

为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：一种液压控制可多次开关地层防污染阀，包括外筒、浮筒液缸、活塞杆和活塞缸；所述外筒两端分别接有上接头和下接头且均为螺纹连接；所述下接头内嵌于外筒的一端为凸台结构；所述活塞杆的下端与下接头凸台结构的内端相套接；所述活塞缸套设于活塞杆外部并与下接头凸台结构的外端螺纹相接；所述浮筒液缸位于外筒的内部，且其底端环绕的设有开口槽并与活塞缸的上端螺纹相接。从结构上整体采用螺纹连接的方式，降低了安装难度，提高了组装效率。

作为优化，所述浮筒液缸内设有上抛光密封腔体和下抛光密封腔体；所述上抛光密封腔体内设有上浮筒，下抛光密封腔体内设有下浮筒；所述下浮筒的底端内设有限位套；所述限位套与下浮筒的底端螺纹相接，且在其外部套设有减震弹簧。

作为优化，所述上浮筒呈“T”形结构；所述下浮筒呈“Y”形结构；所述上抛光密封腔体与上浮筒的“T”形结构相匹配；所述下抛光密封腔体与下浮筒的“Y”形结构相匹配。改进上、下浮筒的结构设计，使得上、下浮筒在上抛光密封腔体和下抛光密封腔体内运动时更加稳定。

作为优化，所述上浮筒和下浮筒之间设有浮筒弹簧。通过浮筒弹簧起到联动效果。

作为优化，所述活塞杆顶端设有球座密封槽，中部设有液体连通孔，底端设有弹性锁定爪；所述球座密封槽内设有钢球；所述液体连通孔的两侧均设有滑动密封沟槽；所述滑动密封沟槽内设有“O”形密封圈。通过钢球的运动实现密封配合，利用了液压和真空的特点。

作为优化，所述下接头内设有与弹性锁定爪结构相匹配的锁定沟槽；所述锁定沟槽的横截面为三角形结构，且其底端的两个角均为锐角。通过弹性锁定爪实现活塞杆的锁定和释放，同时优化结构使得锁定和释放更加方便。

作为优化，所述活塞缸侧端开设有凹槽，凹槽内卡嵌有陶瓷水嘴；所述陶瓷水嘴外加设有固定帽。采用陶瓷水嘴既可以防止水嘴在井下结垢，同时采用该连接方式，可以根据需求调节陶瓷水嘴孔眼的大小，进而产生不同的节流压力，从而实现对压力的控制。

作为优化，所述活塞杆的下端设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有复位弹簧，且与环形凹槽相对应的活塞缸内端具有螺纹结构。通过复位弹簧和活塞缸的螺纹结构，从而调整复位弹簧的回弹力的大小，进而实现防污染阀压力的可控操作。

作为优化，所述上接头和外筒之间、下接头和外筒之间、下接头和活塞杆之间、浮筒液缸和下浮筒之间、浮筒液缸和上浮筒之间均设有“O”形密封圈。通过各结构连接处的密封设计，保证装置整体结构的稳定性。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：优化了上、下浮筒的结构设计，借助了液压和真空的特点，大大提高了在油气开采中的效益，降低了成本；改进水嘴的结构设计，在满足使用效果的同时，解决了水嘴的结垢问题，同时采用拆分式的结构设计实现水嘴孔眼的大小可变性，以此实现的压力可控性；通过利用活塞杆上的弹性锁定爪的锁定和释放，大大提高了防污阀使用的可靠性；利用复位弹簧和活塞缸的螺纹结构，调整复位弹簧的回弹力的大小，进而实现防污染阀压力的可控操作。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的浮筒液缸结构示意图。

图3为本实用新型的活塞杆结构示意图。

其中，上接头1、上浮筒2、外筒3、浮筒液缸4、浮筒弹簧5、下浮筒6、限位套7、减震弹簧8、钢球9、活塞杆10、活塞缸11、陶瓷水嘴12、固定帽13、复位弹簧14、下接头15、“O”形密封圈16、上抛光密封腔体401、下抛光密封腔体402、开口槽403、球座密封槽1001、液体连通孔1002、滑动密封沟槽1003、弹性锁定爪1004。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，结合附图详细说明如下：一种液压控制可多次开关地层防污染阀，包括外筒3、浮筒液缸4、活塞杆10和活塞缸11；所述外筒3两端分别接有上接头1和下接头15且均为螺纹连接；所述下接头15内嵌于外筒3的一端为凸台结构；所述活塞杆10的下端与下接头15凸台结构的内端相套接；所述活塞缸11套设于活塞杆10外部并与下接头15凸台结构的外端螺纹相接；所述浮筒液缸4位于外筒3的内部，且其底端环绕的设有开口槽403并与活塞缸11的上端螺纹相接。从结构上整体采用螺纹连接的方式，降低了安装难度，提高了组装效率。

所述浮筒液缸4内设有上抛光密封腔体401和下抛光密封腔体402；所述上抛光密封腔体内设有上浮筒2，下抛光密封腔体内设有下浮筒6；所述下浮筒6的底端内设有限位套7；所述限位套7与下浮筒6的底端螺纹相接，且在其外部套设有减震弹簧8。所述上浮筒2呈“T”形结构；所述下浮筒6呈“Y”形结构；所述上抛光密封腔体401与上浮筒2的“T”形结构相匹配；所述下抛光密封腔体402与下浮筒6的“Y”形结构相匹配。改进上、下浮筒的结构设计，使得上、下浮筒在上抛光密封腔体401和下抛光密封腔体402内运动时更加稳定。所述上浮筒2和下浮筒6之间设有浮筒弹簧5。通过浮筒弹簧5起到联动效果。

所述活塞杆10顶端设有球座密封槽1001，中部设有液体连通孔1002，底端设有弹性锁定爪1004；所述球座密封槽1001内设有钢球9；所述液体连通孔1002的两侧均设有滑动密封沟槽1003；所述滑动密封沟槽1003内设有“O”形密封圈16。通过钢球的运动实现密封配合，利用了液压和真空的特点。

所述下接头15内设有与弹性锁定爪1004结构相匹配的锁定沟槽；所述锁定沟槽的横截面为三角形结构，且其底端的两个角均为锐角。通过弹性锁定爪实现活塞杆11的锁定和释放，同时优化结构使得锁定和释放更加方便。

所述活塞缸11侧端开设有凹槽，凹槽内卡嵌有陶瓷水嘴12；所述陶瓷水嘴12外加设有固定帽13。采用陶瓷水嘴既可以防止水嘴在井下结垢，同时采用该连接方式，可以根据需求调节陶瓷水嘴孔眼的大小，进而产生不同的节流压力，从而实现对压力的控制。

所述活塞杆10的下端设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有复位弹簧14，且与环形凹槽相对应的活塞缸11内端具有螺纹结构。通过复位弹簧14和活塞缸的螺纹结构，从而调整复位弹簧14的回弹力的大小，进而实现防污染阀压力的可控操作。

所述上接头1和外筒3之间、下接头15和外筒3之间、下接头15和活塞杆10之间、浮筒液缸4和下浮筒6之间和浮筒液缸4和上浮筒2之间均设有“O”形密封圈16。通过各结构连接处的密封设计，保证装置整体结构的稳定性。

具体实施例以及工作原理为：

本实用新型可以实现两种下入方式，分别是与电潜泵等上部完井工具一同下入，和单独下入。当与电潜泵等上部完井工具一同下入时，则将本实用新型接在生产管柱的最下端，且在本实用新型的下端连接生产定位密封杆，将生产定位密封杆插入下部完井管柱顶部封隔器的中心管密封筒内。

单独下入时，则在本实用新型的上部连接送入导入工具，在本实用新型的下部连接生产定位密封杆。用油管送入，当管柱到达设计位置后，将生产定位密封杆插入下部完井管柱的顶部封隔器中心管密封筒内。从而实现本实用新型的安装。

当油气井正常生产时，油气流从下接头15进入该装置内，经过活塞杆10的中心腔体顶开钢球9，进入到下浮筒6内，并通过下浮筒6的开口槽403进入到浮筒液缸4和外筒3之间的环空内，进而进入生产管柱，实现油气井的正常生产。

当需要酸化或反洗作业时，从井口翼阀注入酸液，酸液进入生产管柱，然后从上接头1进入该装置内。酸液将压力作用在上浮筒2从而提供一个向下的作用力，同时酸液压力作用在钢球9与活塞杆10的球座密封槽1001形成的密封面，提供了另外一个向下的作用力。两个作用力相叠加克服了下浮筒6向上的作用力和浮筒弹簧5及减震弹簧8向上的作用力。从而推动活塞杆10向下运动，当活塞杆10的液体连通孔1002与活塞缸11的陶瓷水嘴12对齐时，酸液即可通过陶瓷水嘴12和液体连通孔1002进入到活塞杆10的中心腔体内，从而向下进入到地层。与此同时活塞杆10的弹性锁定爪1004会被锁定在下接头15的锁定沟槽内，保证整个酸化的过程始终处于打开的状态。

当酸化作业完成后，由于失去了酸液压力的作用。此时防污阀的上浮筒2和下浮筒6分别受来自于地层静液柱压力的作用，地层静液柱压力作用在下浮筒6之上，从而提供了一个向上的作用力。此时下浮筒6向上的作用力和复位弹簧5向上的作用力相叠加，可以克服上浮筒2向下的作用力和弹性锁定爪1004的锁定力。此时活塞杆10向上运动，从而实现该装置的复位。

上述具体实施方式仅是本实用新型的具体个案，本实用新型的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本实用新型权利要求书的一种液压控制可多次开关地层防污染阀且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本实用新型的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种液压控制可多次开关地层防污染阀，其特征在于：包括外筒（3）、浮筒液缸（4）、活塞杆（10）和活塞缸（11）；所述外筒（3）两端分别接有上接头（1）和下接头（15）且均为螺纹连接；所述下接头（15）内嵌于外筒（3）的一端为凸台结构；所述活塞杆（10）的下端与下接头（15）凸台结构的内端相套接；所述活塞缸（11）套设于活塞杆（10）外部并与下接头（15）凸台结构的外端螺纹相接；所述浮筒液缸（4）位于外筒（3）的内部，且其底端环绕的设有开口槽（403）并与活塞缸（11）的上端螺纹相接。

2.根据权利要求1所述的一种液压控制可多次开关地层防污染阀，其特征在于：所述浮筒液缸（4）内设有上抛光密封腔体（401）和下抛光密封腔体（402）；所述上抛光密封腔体内设有上浮筒（2），下抛光密封腔体内设有下浮筒（6）；所述下浮筒（6）的底端内设有限位套（7）；所述限位套（7）与下浮筒（6）的底端螺纹相接，且在其外部套设有减震弹簧（8）。

3.根据权利要求2所述的一种液压控制可多次开关地层防污染阀，其特征在于：所述上浮筒（2）呈“T”形结构；所述下浮筒（6）呈“Y”形结构；所述上抛光密封腔体（401）与上浮筒（2）的“T”形结构相匹配；所述下抛光密封腔体（402）与下浮筒（6）的“Y”形结构相匹配。

4.根据权利要求2所述的一种液压控制可多次开关地层防污染阀，其特征在于：所述上浮筒（2）和下浮筒（6）之间设有浮筒弹簧（5）。

5.根据权利要求1所述的一种液压控制可多次开关地层防污染阀，其特征在于：所述活塞杆（10）顶端设有球座密封槽（1001），中部设有液体连通孔（1002），底端设有弹性锁定爪（1004）；所述球座密封槽（1001）内设有钢球（9）；所述液体连通孔（1002）的两侧均设有滑动密封沟槽（1003）；所述滑动密封沟槽（1003）内设有“O”形密封圈（16）。

6.根据权利要求5所述的一种液压控制可多次开关地层防污染阀，其特征在于：所述下接头（15）内设有与弹性锁定爪（1004）结构相匹配的锁定沟槽；所述锁定沟槽的横截面为三角形结构，且其底端的两个角均为锐角。

7.根据权利要求1所述的一种液压控制可多次开关地层防污染阀，其特征在于：所述活塞缸（11）侧端开设有凹槽，凹槽内卡嵌有陶瓷水嘴（12）；所述陶瓷水嘴（12）外加设有固定帽（13）。

8.根据权利要求1所述的一种液压控制可多次开关地层防污染阀，其特征在于：所述活塞杆（10）的下端设有环形凹槽，所述环形凹槽内设有复位弹簧（14），且与环形凹槽相对应的活塞缸（11）内端具有螺纹结构。

9.根据权利要求1所述的一种液压控制可多次开关地层防污染阀，其特征在于：所述上接头（1）和外筒（3）之间、下接头（15）和外筒（3）之间、下接头（15）和活塞杆（10）之间、浮筒液缸（4）和下浮筒（6）之间、浮筒液缸（4）和上浮筒（2）之间均设有“O”形密封圈（16）。

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