CN213205602U - 一种定压式正反向洗井开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种定压式正反向洗井开关，包括上接头、下接头、扶正挡板、限位爪、球形封堵器、预紧弹簧、滑套、大弹簧和侧孔；所述的上接头与下接头连接，所述的下接头中部上开有侧孔，所述的滑套位于侧孔处的下接头内；所述的大弹簧装在下接头内，大弹簧的上端与滑套底面接触连接，大弹簧的下端卡在下接头内；所述的滑套的上端与球形封堵器接触连接，球形封堵器的上部与扶正挡板连接；所述的扶正挡板安装在下接头和上接头之间；所述的限位爪设在下接头下部内壁上，且位于滑套与扶正挡板之间。本实用新型结构简单、性能可靠、实用性强，降低环境污染和作业安全风险，本实用新型可有效且快速的实现正洗井和反洗井。

Description

一种定压式正反向洗井开关

技术领域

本实用新型涉及到井下作业通井、洗井过程中油管内液面的控制和正反向洗井领域，特别涉及一种定压式正反向洗井开关。

背景技术

在油气井井下作业施工过程中，通井、洗井是必不可少的作业内容，通井时在油管的最下端连接通井规，进行下油管作业，通井至人工井底，再进行洗井作业。通井下油管作业时，随着油管不断进入井筒，井筒内的液体空间被挤占，多余的液体会从油管接箍和油套环空返出来，洒落在井口，流入井口方坑中，再通过潜水泵抽至回收罐内。井口返出来的液体大多数是泥浆和修井液，内含多种化学物质和杂质，洒落在井口操作人员身体上，对操作人员的身体健康会造成一定的影响；返出的液体粘稠、湿滑，粘落在井口装置、操作工具的表面上，作业过程中会出现打滑、拿不稳现象，增加操作风险；返出的液体洒落在井口操作台上，冬季易结冰，操作人员有打滑、跌倒的风险，增加安全隐患；返出的液体洒落在井口平台上，即使流入井口方坑内，也会有少部分溅落在地面上，会造成一定的污染环境。

实用新型内容

为了克服现有通井时不能同时满足洗井时的正洗井和反洗井的问题，本实用新型提供一种定压式正反向洗井开关，本实用新型结构简单、性能可靠、实用性强，降低环境污染和作业安全风险，本实用新型可有效且快速的实现正洗井和反洗井。

本实用新型采用的技术方案为：

一种定压式正反向洗井开关，包括上接头、下接头、扶正挡板、限位爪、球形封堵器、预紧弹簧、滑套、大弹簧和侧孔；所述的上接头与下接头连接，所述的下接头中部上开有侧孔，所述的滑套位于侧孔处的下接头内；所述的大弹簧装在下接头内，大弹簧的上端与滑套底面接触连接，大弹簧的下端卡在下接头内；所述的滑套的上端与球形封堵器接触连接，球形封堵器的上部与扶正挡板连接；所述的扶正挡板安装在下接头和上接头之间；所述的限位爪设在下接头下部内壁上，且位于滑套与扶正挡板之间；所述的预紧弹簧套设在球形封堵器上部，预紧弹簧的上端与扶正挡板的下表面接触连接。

所述的上接头与下接头通过螺纹连接；上接头和下接头的内部均为通孔。

所述的下接头的上端内设有两个大小不同的内台阶孔，所述的大弹簧的下端卡在小的内台阶孔的台阶面上；所述的上接头1下端套接在大的内台阶孔内，大的内台阶孔的台阶面与扶正挡板的下表面连接；扶正挡板的上表面与上接头的下端面接触连接。

所述的滑套上部外设有两道密封槽，两道密封槽内均装有第一密封圈。

所述的球形封堵器的球形外径大于滑套的内径。

所述的球形封堵器包括圆球端和圆柱端，所述的圆柱端与球形端连接，球形端位于圆柱端的下方。

所述的扶正挡板上设有多个通孔。

所述的扶正挡板中心开有￠15mm的通孔，扶正挡板上在中心通孔的四周对称开有4个通孔。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型设置有侧孔，油管内的液体通过侧孔流到井筒，避免起油管时油管内的液体洒落井口，不会造成污染。

本实用新型结构简单、性能可靠、实用性强，降低环境污染和作业安全风险，本实用新型可有效且快速的实现正洗井和反洗井。

以下将结合附图进行进一步的说明。

附图说明

图1为本实用新型装配结构示意图。

图2为一种定压式正反向洗井开关下油管时的状态示意图。

图3为一种定压式正反向洗井开关正洗井时的状态示意图。

图4为一种定压式正反向洗井开关反洗井时的状态示意图。

图5为一种定压式正反向洗井开关起油管时的状态示意图。

图6为球形封堵器结构示意图。

图7为滑套结构示意图。

图中，附图标记为：1、上接头；2、下接头；3、扶正挡板；4、限位爪；5、第一密封圈；6、球形封堵器；7、预紧弹簧；8、滑套；9、第二密封圈；10、大弹簧；11、侧孔。

具体实施方式

实施例1：

为了克服现有通井时不能同时满足洗井时的正洗井和反洗井的问题，本实用新型提供如图1-7所示的一种定压式正反向洗井开关，本实用新型结构简单、性能可靠、实用性强，降低环境污染和作业安全风险，本实用新型可有效且快速的实现正洗井和反洗井。

一种定压式正反向洗井开关，包括上接头1、下接头2、扶正挡板3、限位爪4、球形封堵器6、预紧弹簧7、滑套8、大弹簧10和侧孔11；所述的上接头1与下接头2连接，所述的下接头3中部上开有侧孔11，所述的滑套8位于侧孔11处的下接头2内；所述的大弹簧10装在下接头2内，大弹簧10的上端与滑套8底面接触连接，大弹簧10的下端卡在下接头2内；所述的滑套8的上端与球形封堵器6接触连接，球形封堵器6的上部与扶正挡板4连接；所述的扶正挡板4安装在下接头3和上接头1之间；所述的限位爪4设在下接头2下部内壁上，且位于滑套8与扶正挡板3之间；所述的预紧弹簧7套设在球形封堵器6上部，预紧弹簧7的上端与扶正挡板4的下表面接触连接。

本实用新型的工作过程为：

一种定压式正反向洗井开关，连接在通井规的下端，下钻的时候球形封堵器6在弹簧力的作用下，封堵滑套8的进液通道，使油管内的液面与环形空间的液面保持100米的压差，井内液体从环形空间通过套管闸门返出地面；当压差大于100米时，液压从下部顶开球形封堵器6，预紧弹簧7被压缩，进液通道打开，液体进入油管内，直到压差小于100米时，进液通道关闭，整个通井过程中油管都不会返水。

通井完成后，正洗井时，球形封堵器6座在滑套8上，从油管内加压，当液压大于滑套8下面的弹簧力时，滑套8下移，侧孔11打开，液体从侧孔11进入油套环形空间，实现正洗井，正洗井结束后，滑套8在弹簧力的作用下上移，侧孔11关闭；反洗井时，从油套环形空间加压，液体进入一种定压式正反向洗井开关的下部，上顶球形封堵器6，弹簧被压缩，进液通道打开，液体进入油管，实现反洗井。

本实用新型设置有侧孔11，油管内的液体通过侧孔流到井筒，避免起油管时油管内的液体洒落井口，不会造成污染。本实用新型结构简单、性能可靠、实用性强，降低环境污染和作业安全风险，本实用新型可有效且快速的实现正洗井和反洗井。

实施例2：

基于实施例1的基础上，本实施例中，优选地，所述的上接头1与下接头2通过螺纹连接；上接头1和下接头的内部均为通孔。

优选地，所述的下接头2的上端内设有两个大小不同的内台阶孔，所述的大弹簧10的下端卡在小的内台阶孔的台阶面上；所述的上接头1下端套接在大的内台阶孔内，大的内台阶孔的台阶面与扶正挡板3的下表面连接；扶正挡板3的上表面与上接头1的下端面接触连接。

优选地，所述的滑套8上部外设有两道密封槽，两道密封槽内均装有第一密封圈5。

优选地，所述的球形封堵器6的球形外径大于滑套8的内径。

优选地，所述的球形封堵器6包括圆球端和圆柱端，所述的圆柱端与球形端连接，球形端位于圆柱端的下方。扶正挡板3中心孔的大小与球形封堵器6上部圆柱端的外径相匹配。

优选地，所述的扶正挡板3上设有多个通孔。

优选地，所述的扶正挡板3中心开有￠15mm的通孔，扶正挡板3上在中心通孔的四周对称开有4个通孔。

优选地，所述的上接头1与下接头2通过螺纹连接；所述的上接头1上端为2 ⁷/₈″上接头母螺纹，扣型为2 ⁷/₈″油管扣型，上接头1下端为上接头公制螺纹，在上接头公制螺纹上设有一道密封槽，该密封槽内装有第二密封圈9，上接头1和下接头2的内部均为通孔。

本实用新型中上接头1的内部为Φ80mm通孔，下部为M88 的上接头公制螺纹；下接头2的上部为M88的下接头公制螺纹，下部为2 ⁷/₈″公螺纹，扣型为2 ⁷/₈″油管扣型。

本实用新型中，滑套8的上部安装有限位爪4，用于限制滑套8上移的位置。滑套8的阀座锥面与球形封堵器6的球面配合，实现面密封。

本实用新型中，如图7所示，滑套8为空心柱体状，滑套8的上端内壁为锥形，外壁上设有两道密封槽。

如图6所示，球形封堵器6的扶正杆（圆柱端）上装有预紧弹簧7，穿过扶正挡板3的中心孔，用于设置通道开启压力，扶正挡板3给预紧弹簧7施加约100N的预紧力。扶正挡板3安装在下接头2的上部母螺纹的台阶上，扶正挡板3的中心开有￠15mm的通孔，用于对球形封堵器6进行扶正。扶正挡板3上对称开有4个孔道（通孔），以满足液体的最大流量。大弹簧10的上端安装滑套8，安装时，滑套8给大弹簧10施加至少200N的预紧力，

对本实用新型进行测试：

一种定压式正反向洗井开关连接在管柱最下端，下入直井试验系统，从油管内加压3 MPa，滑套开启，环形空间开始返水，压力由3 MPa-2 MPa；从油套环空加压3 MPa，球形封堵器6上移压缩预紧弹簧7，进液通道打开，油管开始返水。一种定压式正反向洗井开关的正向开启和反向开启正常，性能符合设计要求。

下油管开始，套管开始返水，油管不返水，下入20根油管，套管返水，油管不返水，直至下入全部100根油管，油管未返水。

开泵正洗井，泵压10-6 MPa，排量400-600L/min，滑套开启正常，正洗井正常；开泵反洗井，泵压8-6 MPa，排量400-600L/min，反洗井正常。

试验完成后，起出一种定压式正反向洗井开关，本体、滑套8无损伤，侧孔11关闭正常，扶正挡板3、球形封堵器6、弹簧无变形，一种定压式正反向洗井开关工作正常。

弹簧的参数设计

弹簧是一种定压式正反向洗井开关中最关键的组成部分，是保证定压正反向洗井阀正、反向顺利开启的关键。预紧弹簧7安装在球形封堵器6的扶正杆（圆柱端）上，主要作用是给球形封堵器6增加一定的下压力，密封进液通道，使油管内的液面与环形空间的液面保持100米的压差，防止下油管过程中的油管返水。因此设计预紧弹簧7的压缩力为1000N，球形封堵器6重量忽略不计。

大弹簧10安装在滑套6的下部，主要作用是正洗井时定压开启滑套8，洗井结束后上顶滑套6，密封侧孔11。正洗井时，液压作用在球形封堵器6上，球形封堵器6下压滑套8，滑套8压缩大弹簧10，侧孔11开启，出液通道打开，实现正洗井工作。正洗井结束后，大弹簧10在弹力作用下，上顶滑套8，关闭侧孔11。因此设计大弹簧10的压缩力为压缩力为1200N。

滑套8与侧孔11的参数设计

滑套8与侧孔11是定压正反向洗井阀的正洗通道和反洗通道，两者的内外表面依靠密封圈实现密封，正常状态下滑套8在弹簧力作用下上移封闭侧孔11，只有正洗井时滑套8受压下移，侧孔11打开，满足正洗井要求；反洗井时，液体通过滑套8进入油管。因此，要求滑套8内径不少于￠50mm，侧孔11宽30mm，长30mm，满足洗井排量的要求。

如图2所示，一种定压式正反向洗井开关下油管时的状态，下油管时。球形封堵器6在预紧弹簧7的作用下，密封滑套8的进液通道，此时，井筒内的液体不能进入油管内。当油管内的液面与环形空间的液面高度差大于100m时，井筒液柱压力克服预紧弹簧7弹力，上顶球形封堵器6，井筒液体通过滑套8进入油管内，当油管内的液面与环形空间的液面高度差小于100m时，预紧弹簧7的弹力克服井筒液柱压力，球形封堵器6又密封滑套8的进液通道，保持在整个下钻过程中，油管内的液面与环形空间的液面高度差在100m，下钻时井口油管不会返水。

如图3所示，一种定压式正反向洗井开关正洗井时的状态，正洗井，从油管内加液压，液压作用在球形封堵器6上，球形封堵器6下压滑套8，当液压大于滑套8下面的大弹簧10的弹力时，滑套8下移，侧孔11打开，液体进入油套环空，即可实现正洗井。正洗井结束后，滑套8在大弹簧10的弹力的作用下上移，侧孔11关闭。

如图4所示，一种定压式正反向洗井开关反洗井时的状态，反洗井时，从油套环形空间加液压，液体进入洗井开关，上顶球形封堵器6，预紧弹簧7被压缩，滑套8进液通道被打开，液体进入油管，实现反洗井。反洗井结束后，滑球形封堵器6在预紧弹簧7的弹力的作用下下移，滑套8的进液通道关闭。

如图5所示，一种定压式正反向洗井开关起油管时的状态，起油管时，球形封堵器6在预紧弹簧7的作用下，密封滑套8的通道，同时，滑套8密封侧孔11的通道，此时，油管内的液体不能流入井筒内。当油管内的液面与环形空间的液面高度差大于100m时，油管内的液柱压力作用在球形封堵器6上，下压滑套8，压缩大弹簧10，侧孔11开启，油管内的液体通过侧孔11进入井筒内，避免起油管时井口油管流水，洒落井口。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围，均属于本实用新型保护范围。本实用新型中未详细描述的装置结构及其方法步骤均为现有技术，本实用新型中将不再进行进一步的说明。

Claims (8)

1.一种定压式正反向洗井开关，其特征在于：包括上接头（1）、下接头（2）、扶正挡板（3）、限位爪（4）、球形封堵器（6）、预紧弹簧（7）、滑套（8）、大弹簧（10）和侧孔（11）；所述的上接头（1）与下接头（2）连接，所述的下接头（2）中部上开有侧孔（11），所述的滑套（8）位于侧孔（11）处的下接头（2）内；所述的大弹簧（10）装在下接头（2）内，大弹簧（10）的上端与滑套（8）底面接触连接，大弹簧（10）的下端卡在下接头（2）内；所述的滑套（8）的上端与球形封堵器（6）接触连接，球形封堵器（6）的上部与扶正挡板（3）连接；所述的扶正挡板（3）安装在下接头（2）和上接头（1）之间；所述的限位爪（4）设在下接头（2）下部内壁上，且位于滑套（8）与扶正挡板（3）之间；所述的预紧弹簧（7）套设在球形封堵器（6）上部，预紧弹簧（7）的上端与扶正挡板（3）的下表面接触连接。

2.根据权利要求1所述的一种定压式正反向洗井开关，其特征在于：所述的上接头（1）与下接头（2）通过螺纹连接；上接头（1）和下接头的内部均为通孔。

3.根据权利要求1或2所述的一种定压式正反向洗井开关，其特征在于：所述的下接头（2）的上端内设有两个大小不同的内台阶孔，所述的大弹簧（10）的下端卡在小的内台阶孔的台阶面上；所述的上接头（1）下端套接在大的内台阶孔内，大的内台阶孔的台阶面与扶正挡板（3）的下表面连接；扶正挡板（3）的上表面与上接头（1）的下端面接触连接。

4.根据权利要求1所述的一种定压式正反向洗井开关，其特征在于：所述的滑套（8）上部外设有两道密封槽，两道密封槽内均装有第一密封圈（5）。

5.根据权利要求1所述的一种定压式正反向洗井开关，其特征在于：所述的球形封堵器（6）的球形外径大于滑套（8）的内径。

6.根据权利要求1所述的一种定压式正反向洗井开关，其特征在于：所述的球形封堵器（6）包括圆球端和圆柱端，所述的圆柱端与球形端连接，球形端位于圆柱端的下方。

7.根据权利要求1或6所述的一种定压式正反向洗井开关，其特征在于：所述的扶正挡板（3）上设有多个通孔。

8.根据权利要求1所述的一种定压式正反向洗井开关，其特征在于：所述的扶正挡板（3）中心开有￠15mm的通孔，扶正挡板（3）上在中心通孔的四周对称开有4个通孔。

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