CN212337228U - 耐高温注气开关阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及开关阀技术领域，是一种耐高温注气开关阀；其包括上接头、开关杆、阀门腔体、开关阀体、注气接头；上接头的下部内侧和阀门腔体的上端外侧固定安装在一起，在阀门腔体的上部设有至少两个的注气口，在阀门腔体的内侧套装有能开关注气口的开关阀体，在开关阀体的下部固定安装有注气接头，注气接头与阀门腔体之间有间距，在阀门腔体的下端内侧一体固定有能挡住开关阀体的限位台，靠近注气接头上方的开关杆外侧固定安装有卡簧。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过上接头、阀门腔体、开关阀体和开关杆的配合使用，实现能灵活开关的目的，具有安全可靠的特点，方便了操作，提高了工作效率，保证了正常生产。

Description

耐高温注气开关阀

技术领域

本实用新型涉及开关阀技术领域，是一种耐高温注气开关阀。

背景技术

随着稠油井的开发不断扩大，稠油井注气和采油技术也不断的发展，一般的对于注采的方式有两种，一种是采用双井连通的方式，一口井进行注气加热原油，另一口井进行开采即SAGD采油技术。另一种方式是注采为同一口井，先注气加热原油，待温度达到一定程度即可进行采油，此种方式相比SAGD采油技术，具有成本低、效益高等优点，油田大量的稠油井采用这种方式。此类井由于抽油泵不具有耐高温性能，因此注气前需要将泵提出井筒再进行注气，注气完成后再下入泵进行抽吸，缺点是每次注气都需要提下一趟管柱，浪费人力物力。因此需要一种注采合用的采油管柱，专利文献一种石油油井采油举升高温注气阀记载了，在高温注汽时不用提泵，可以连续反复注汽，缩短作业时间，减少作业次数，减少工人劳动强度，提高产油效率；但该高温注气阀在现场应用中存在以下不足：（1）注气阀门采用金属密封，耐高温300摄氏度以上，对于粘度高于3000mp·s的原油密封性能好,但对于原油采出液来说，不仅仅是原油，而且混合大量的水，某些油井含水量甚至高于50%，此时金属密封易失效，产生漏失泵效急剧下降直至不能生产；（2）在高温蒸汽炙烤和管柱受力状态下，极易发生变形，导致注气阀门卡死从而不能正常开关；（3）注气阀门下行时，油管与套管不能连通，导致下行阻力太大，甚至不能打开注气阀门的情况出现；（4）原花键轴与注气阀门刚性密封不严，导致蒸汽通过漏失流入下部泵体，影响下部泵的性能；（5）注气阀下部周围易积攒油泥和杂质，影响开关灵活度。

发明内容

本实用新型提供了一种耐高温注气开关阀，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有高温注气阀存在密封易失效、下行阻力大和易积攒油泥和杂质，而影响开关灵活度，甚至导致不能正常开关的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种耐高温注气开关阀，包括上接头、开关杆、阀门腔体、开关阀体、注气接头和至少两个的固定螺钉；上接头的下部内侧和阀门腔体的上端外侧固定安装在一起，在阀门腔体的上部设有至少两个的注气口，在阀门腔体的内侧套装有能开关注气口的开关阀体，在开关阀体的下部固定安装有注气接头，注气接头与阀门腔体之间有间距，在阀门腔体的下端内侧一体固定有能挡住开关阀体的限位台，开关杆的上部座在开关阀体的上端内侧面上，靠近注气接头上方的开关杆外侧固定安装有卡簧，开关阀体、注气接头和开关杆之间形成环腔，在注气接头的中部设有至少两个与环腔相通的出液孔，在开关阀体的上部设有至少两个与环腔相通的L形液流孔，在L形液流孔的上部内侧固定安装有单流密封器，固定螺钉的下部穿过单流密封器与开关阀体固定安装在一起。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述在开关阀体的下端外侧设有安装槽，在开关阀体的安装槽内固定安装有弹性刮板，在阀门腔体的中部内侧设有与安装槽相匹配的卡槽，弹性刮板的外端位于阀门腔体的卡槽内，弹性刮板的下部外侧面为上宽下窄的斜面，卡槽的下端内侧面为上宽下窄的斜面。

上述弹性刮板包括弹性支撑环和环形刮板；弹性支撑环的外侧和环形刮板的内侧固定连接在一起，弹性支撑环固定安装在开关阀体的安装槽内，环形刮板的外端位于阀门腔体的卡槽内，环形刮板的下部外侧面为上宽下窄的斜面，卡槽的下端内侧面为上宽下窄的斜面。

上述在开关阀体的上部对称设有四个与环腔相通的L形液流孔，在每个L形液流孔的上部内侧固定安装有单流密封器，固定螺钉的下部穿过对应单流密封器与开关阀体固定安装在一起；在注气接头的下部内侧一体固定有内环台，开关杆的下部穿过内环台并位于注气接头的下方，在靠近注气接头上方的开关杆外侧固定安装有卡簧，卡簧的上部外侧面为上窄下宽的斜面，卡簧的下部外侧面为上宽下窄的斜面，在内环台的上部内侧设有与卡簧下部相配合的上宽下窄的斜面，在内环台的下部内侧设有与卡簧上部相配合的上窄下宽的斜面。

上述在上接头的下部外侧固定安装有环形护套，环形护套的下端低于注气口。

上述在上接头的上部设有内螺纹或外螺纹，在阀门腔体的下端设有外螺纹。

上述上接头和阀门腔体之间通过螺纹固定安装在一起，上接头和环形护套之间通过螺纹固定安装在一起；或/和，位于注气口上方和下方的阀门腔体和开关阀体之间分别安装有至少一道的耐高温橡胶密封圈；在开关杆和开关阀体之间安装有至少一道的耐高温橡胶密封圈。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过上接头、阀门腔体、开关阀体和开关杆的配合使用，实现能灵活开关的目的，具有安全可靠的特点，方便了操作，提高了工作效率，保证了正常生产。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的主视剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为上接头，2为开关杆，3为阀门腔体，4为开关阀体，5为注气接头，6为固定螺钉，7为注气口，8为限位台，9为卡簧，10为环腔，11为出液孔，12为L形液流孔，13为单流密封器，14为卡槽，15为弹性支撑环，16为环形刮板，17为内环台，18为环形护套，19为耐高温橡胶密封圈。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1所示，该耐高温注气开关阀包括上接头1、开关杆2、阀门腔体3、开关阀体4、注气接头5和至少两个的固定螺钉6；上接头1的下部内侧和阀门腔体3的上端外侧固定安装在一起，在阀门腔体3的上部设有至少两个的注气口7，在阀门腔体3的内侧套装有能开关注气口7的开关阀体4，在开关阀体4的下部固定安装有注气接头5，注气接头5与阀门腔体3之间有间距，在阀门腔体3的下端内侧一体固定有能挡住开关阀体4的限位台8，开关杆2的上部座在开关阀体4的上端内侧面上，靠近注气接头5上方的开关杆2外侧固定安装有卡簧9，开关阀体4、注气接头5和开关杆2之间形成环腔10，在注气接头5的中部设有至少两个与环腔10相通的出液孔11，在开关阀体4的上部设有至少两个与环腔10相通的L形液流孔12，在L形液流孔12的上部内侧固定安装有单流密封器13，固定螺钉6的下部穿过单流密封器13与开关阀体4固定安装在一起。单流密封器13为公知公用；在每个L形液流孔12上安装有单流密封器13，并安装固定螺钉6，使L形液流孔12具有单向密封性，在开关杆2下行过程中，油管中少量液体可通过此L形液流孔12流出，保证了油管与套管压力平衡，防止因憋压而不能顺利打开注气口7。这样，通过上接头1、阀门腔体3、开关阀体4和开关杆2的配合使用，实现能灵活开关的目的，具有安全可靠的特点，方便了操作，提高了工作效率，保证了正常生产。

可根据实际需要，对上述耐高温注气开关阀作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，在开关阀体4的下端外侧设有安装槽，在开关阀体4的安装槽内固定安装有弹性刮板，在阀门腔体3的中部内侧设有与安装槽相匹配的卡槽14，弹性刮板的外端位于阀门腔体3的卡槽14内，弹性刮板的下部外侧面为上宽下窄的斜面，卡槽14的下端内侧面为上宽下窄的斜面。这样，弹性刮板具有弹性，在注气口7关闭状态下，起到限位并支撑开关阀体4的作用；当需要打开注气口7时，开关杆2下行推动开关阀体4和注气接头5，开关阀体4上的弹性刮板受到向下的挤压，使弹性刮板脱离阀门腔体3的卡槽14，使弹性刮板、开关阀体4和注气接头5一起下行，当弹性刮板脱离阀门腔体3的卡槽14，在下行过程中会因弹力使弹性刮板的外端紧贴阀门腔体3的内壁下行，从而除去了阀门腔体3内壁上的油泥和杂质，使注气阀门开关更加灵活，不会发生因油泥和杂质而卡住开关阀体4下行。

如附图1所示，弹性刮板包括弹性支撑环15和环形刮板16；弹性支撑环15的外侧和环形刮板16的内侧固定连接在一起，弹性支撑环15固定安装在开关阀体4的安装槽内，环形刮板16的外端位于阀门腔体3的卡槽14内，环形刮板16的下部外侧面为上宽下窄的斜面，卡槽14的下端内侧面为上宽下窄的斜面。这样，环形刮板16的下部外侧面为上宽下窄的斜面，卡槽14的下端内侧面为上宽下窄的斜面，便于开关阀体4上的环形刮板16受到向下的挤压，使环形刮板16更易于从阀门腔体3的卡槽14内脱离，同时在环形刮板16下行的过程中有效除去了阀门腔体3内壁上的油泥和杂质，使注气阀门开关更加灵活，不会发生因油泥和杂质而卡住开关阀体4下行。

如附图1所示，在开关阀体4的上部对称设有四个与环腔10相通的L形液流孔12，在每个L形液流孔12的上部内侧固定安装有单流密封器13，固定螺钉6的下部穿过对应单流密封器13与开关阀体4固定安装在一起；在注气接头5的下部内侧一体固定有内环台17，开关杆2的下部穿过内环台17并位于注气接头5的下方，在靠近注气接头5上方的开关杆2外侧固定安装有卡簧9，卡簧9的上部外侧面为上窄下宽的斜面，卡簧9的下部外侧面为上宽下窄的斜面，在内环台17的上部内侧设有与卡簧9下部相配合的上宽下窄的斜面，在内环台17的下部内侧设有与卡簧9上部相配合的上窄下宽的斜面。这样，对称的四个L形液流孔12分别与环腔10和上接头1的内腔相连通，当需要往井下注汽时，开关杆2下行，在开关杆2连同开关阀体4下行过程中，能够更好的平衡油管与套管之间的压力，能百分百打开注气口7；开关杆2受抽油杆的重力向下移动，使开关阀体4上的环形刮板16受到向下的挤压，从阀门腔体3的卡槽14内脱离，带动开关阀体4和注气接头5一起向下移动，直至开关阀体4的下端下行至阀门腔体3的限位台8处，此时阀门腔体3上的注气口7被打开，开关杆2继续下行，挤压开关杆2上的卡簧9，使开关杆2连同卡簧9穿过内环台17并位于注气接头5的下方，此时高压蒸汽从阀门腔体3上的注气口7进入地下稠油、高凝油层内，在高温气体的作用下，融化地下稠油、高凝油；当井下压力小于地面计量站系统压力，开始人工举升液体时，开关杆2向上移动，开关杆2上的卡簧9上行至内环台17处，由于挤压力不足卡簧9拖着注气接头5和开关阀体4一起上移，上移至弹性刮板卡在阀门腔体3的卡槽14内不再上移，此时阀门腔体3上的注气口7被关闭，开关杆2继续向上移动，挤压力增大并挤压卡簧9，卡簧9收缩后穿过内环台17，恢复至初始状态，被融化的地下稠油、高凝油通过出液孔11、环腔10和上接头1采出。

如附图1所示，在上接头1的下部外侧固定安装有环形护套18，环形护套18的下端低于注气口7。这样，当打开注气口7进行注蒸汽时，环形护套18起到阻挡蒸汽不外串的目的，从而更有效的利用蒸汽。

如附图1所示，在上接头1的上部设有内螺纹或外螺纹，在阀门腔体3的下端设有外螺纹。这样，便于上接头1的安装和拆卸，便于阀门腔体3的安装和拆卸。

如附图1所示，上接头1和阀门腔体3之间通过螺纹固定安装在一起，上接头1和环形护套18之间通过螺纹固定安装在一起；或/和，位于注气口7上方和下方的阀门腔体3和开关阀体4之间分别安装有至少一道的耐高温橡胶密封圈19；在开关杆2和开关阀体4之间安装有至少一道的耐高温橡胶密封圈19。这样，螺纹连接便于上接头1和阀门腔体3之间的安装和拆卸，也便于上接头1和环形护套18之间的安装和拆卸；耐高温橡胶密封圈19具有在高温下密封效果好的特点，能够更好的在高温环境下起到密封的作用，高温高压液体不漏失，不会对下部泵产生影响。

本实用新型的工作过程如下：使用时，阀门腔体3的下端与采油叶片泵固定安装在一起，上接头1与连续油管固定安装在一起，开关杆2的上端和抽油杆连接在一起，当需要往井下注汽时，开关杆2受抽油杆的重力向下移动，使开关阀体4上的环形刮板16受到向下的挤压，从阀门腔体3的卡槽14内脱离，带动开关阀体4和注气接头5一起向下移动，直至开关阀体4的下端下行至阀门腔体3的限位台8处，此时阀门腔体3上的注气口7被打开，高压蒸汽从阀门腔体3上的注气口7进入地下稠油、高凝油层内，在高温气体的作用下，融化地下稠油、高凝油。

每次注气大约15天左右，为了进一步将稠油、高凝油融化，提高举升效率，需要闷井一周时间；由于高温、高压注气融化地下原油消耗了一部分热量和压力，地下仍有一定压力；需要打开井口阀门开始采油，井下压力高于地面计量站系统压力，井下原油会自动喷出来，由于井下压力高，喷出的液体流速高，携砂严重，不允许喷出的液体进入泵腔内，喷出的液体从注气口7流出。

当井下压力小于地面计量站系统压力，开始人工举升液体时，开关杆2向上移动，开关杆2上的卡簧9上行至内环台17处，由于挤压力不足卡簧9拖着注气接头5和开关阀体4一起上移，上移至弹性刮板卡在阀门腔体3的卡槽14内不再上移，此时阀门腔体3上的注气口7被关闭，开关杆2继续向上移动，挤压力增大并挤压卡簧9，卡簧9收缩后穿过内环台17，被融化的地下稠油、高凝油通过在注气接头5上出液孔11、环腔10和上接头1采出；上提和下放开关杆2是一轮完整注气工作流程，在需要高温注气时，开关阀体4在阀门腔体3内上下移动，达到关闭和开启注气口7的目的，保证举升液体和注气正常工作。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种耐高温注气开关阀，其特征在于包括上接头、开关杆、阀门腔体、开关阀体、注气接头和至少两个的固定螺钉；上接头的下部内侧和阀门腔体的上端外侧固定安装在一起，在阀门腔体的上部设有至少两个的注气口，在阀门腔体的内侧套装有能开关注气口的开关阀体，在开关阀体的下部固定安装有注气接头，注气接头与阀门腔体之间有间距，在阀门腔体的下端内侧一体固定有能挡住开关阀体的限位台，开关杆的上部座在开关阀体的上端内侧面上，靠近注气接头上方的开关杆外侧固定安装有卡簧，开关阀体、注气接头和开关杆之间形成环腔，在注气接头的中部设有至少两个与环腔相通的出液孔，在开关阀体的上部设有至少两个与环腔相通的L形液流孔，在L形液流孔的上部内侧固定安装有单流密封器，固定螺钉的下部穿过单流密封器与开关阀体固定安装在一起。

2.根据权利要求1所述的耐高温注气开关阀，其特征在于开关阀体的下端外侧设有安装槽，在开关阀体的安装槽内固定安装有弹性刮板，在阀门腔体的中部内侧设有与安装槽相匹配的卡槽，弹性刮板的外端位于阀门腔体的卡槽内，弹性刮板的下部外侧面为上宽下窄的斜面，卡槽的下端内侧面为上宽下窄的斜面。

3.根据权利要求2所述的耐高温注气开关阀，其特征在于弹性刮板包括弹性支撑环和环形刮板；弹性支撑环的外侧和环形刮板的内侧固定连接在一起，弹性支撑环固定安装在开关阀体的安装槽内，环形刮板的外端位于阀门腔体的卡槽内，环形刮板的下部外侧面为上宽下窄的斜面，卡槽的下端内侧面为上宽下窄的斜面。

4.根据权利要求1或2或3所述的耐高温注气开关阀，其特征在于开关阀体的上部对称设有四个与环腔相通的L形液流孔，在每个L形液流孔的上部内侧固定安装有单流密封器，固定螺钉的下部穿过对应单流密封器与开关阀体固定安装在一起；在注气接头的下部内侧一体固定有内环台，开关杆的下部穿过内环台并位于注气接头的下方，在靠近注气接头上方的开关杆外侧固定安装有卡簧，卡簧的上部外侧面为上窄下宽的斜面，卡簧的下部外侧面为上宽下窄的斜面，在内环台的上部内侧设有与卡簧下部相配合的上宽下窄的斜面，在内环台的下部内侧设有与卡簧上部相配合的上窄下宽的斜面。

5.根据权利要求1或2或3所述的耐高温注气开关阀，其特征在于上接头的下部外侧固定安装有环形护套，环形护套的下端低于注气口。

6.根据权利要求4所述的耐高温注气开关阀，其特征在于上接头的下部外侧固定安装有环形护套，环形护套的下端低于注气口。

7.根据权利要求1或2或3所述的耐高温注气开关阀，其特征在于上接头的上部设有内螺纹或外螺纹，在阀门腔体的下端设有外螺纹。

8.根据权利要求6所述的耐高温注气开关阀，其特征在于上接头的上部设有内螺纹或外螺纹，在阀门腔体的下端设有外螺纹。

9.根据权利要求5所述的耐高温注气开关阀，其特征在于上接头和阀门腔体之间通过螺纹固定安装在一起，上接头和环形护套之间通过螺纹固定安装在一起；或/和，位于注气口上方和下方的阀门腔体和开关阀体之间分别安装有至少一道的耐高温橡胶密封圈；在开关杆和开关阀体之间安装有至少一道的耐高温橡胶密封圈。

10.根据权利要求8所述的耐高温注气开关阀，其特征在于上接头和阀门腔体之间通过螺纹固定安装在一起，上接头和环形护套之间通过螺纹固定安装在一起；或/和，位于注气口上方和下方的阀门腔体和开关阀体之间分别安装有至少一道的耐高温橡胶密封圈；在开关杆和开关阀体之间安装有至少一道的耐高温橡胶密封圈。

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