CN214616458U - 一种封隔器阀接头阀系 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种封隔器阀接头阀系，包括本体外壳，本体外壳上顺次设置有开启阀、单向阀以及关闭阀，开启阀包括开启阀阀座孔和开启阀阀芯，开启阀阀芯上套设有密封圈，开启阀阀芯容置在开启阀阀座孔内，开启阀阀座孔的底部设置有开启阀进液通道；单向阀的底部设置有单向阀进液通道，单向阀进液通道与开启阀阀座孔相连通，开启阀阀座孔与单向阀进液通道相交位置处设置有开启阀防切环槽；关闭阀的中上部设置有关闭阀进液通道，关闭阀进液通道与单向阀的中部相连通；关闭阀的中下部设置有胶筒进液通道，关闭阀的底部设置有返液通道，胶筒进液通道和返液通道分别与胶筒相连通。本实用新型通过设置防切环槽，可防止密封圈损坏。

Description

一种封隔器阀接头阀系

技术领域

本实用新型涉及石油天然气固完井工具技术领域，尤其涉及一种封隔器阀接头阀系。

背景技术

固井用套管外封隔器实现坐封是由控制阀系通过压力变化，使封隔器胶筒膨胀，实现井眼环密封，达到封隔地层的目的。控制阀系是套管外封隔器的核心控制系统，是封隔器进液通道、压力控制系统和密封系统的集成结构，影响着工具的膨胀效果以及对地层有效封隔的程度，是管外封隔完井工艺技术成功应用的保证。

由控制阀系和封隔器胶筒组成的套管外封隔器，广泛应用在水平井的固完井中，主要是对产层进行有效封隔，避免层段之间互窜，同时为后期的生产控制和增产改造提供基础。常规的封隔器控制阀系繁杂，易造成各阀之间动作不连续，液流通道无法传递或封闭液体；而由二组阀组成的阀系，若一组阀失效，则造成控制阀系整体失效。

授权公告号为CN204082090U的中国专利，公开了一种套管外封隔器控制阀系，包括分别设于阀本体上的锁紧阀、单流阀以及限压阀，锁紧阀阀孔底部与进液通道Ⅰ相通，锁紧阀阀孔通过进液通道Ⅱ与单流阀阀孔底部相通，单流阀阀孔通过进液通道Ⅲ与限压阀阀孔相通，限压阀阀孔与连通封隔器胶筒膨胀腔的进液通道Ⅳ相通，限压阀阀孔的底部与连通胶筒的返液通道相通。此专利的每组阀结构简单，各阀开启灵活；锁紧阀和单流阀的双重断流、单流作用，防止胶筒中液体返流，实现永久密封。但是，此封隔器控制阀系安装不便，另外，在安装及使用时，由于各个阀杆需要在阀孔内移动，因此阀杆上的密封圈容易损坏，从而造成密封不可靠。

实用新型内容

本实用新型提供了一种封隔器阀接头阀系，具有安装方便、密封圈不易损坏，密封可靠的效果。具体技术方案如下：

一种封隔器阀接头阀系，其中，包括本体外壳，本体外壳上顺次设置有开启阀、单向阀以及关闭阀，开启阀包括开启阀阀座孔和开启阀阀芯，开启阀阀芯上套设有密封圈，开启阀阀芯容置在开启阀阀座孔内，开启阀阀座孔的底部设置有开启阀进液通道；单向阀的底部设置有单向阀进液通道，单向阀进液通道与开启阀阀座孔相连通，开启阀阀座孔与单向阀进液通道相交位置处设置有开启阀防切环槽；关闭阀的中上部设置有关闭阀进液通道，关闭阀进液通道与单向阀的中部相连通；关闭阀的中下部设置有胶筒进液通道，关闭阀的底部设置有返液通道，胶筒进液通道和返液通道分别与胶筒相连通。

进一步，开启阀防切环槽中间部位的直径大于两端的直径，以在开启阀阀座孔与单向阀进液通道相交位置处形成导向部。

进一步，关闭阀包括关闭阀阀芯和关闭阀阀座孔，关闭阀阀芯上设置有关闭阀阀芯密封圈，关闭阀阀芯容置在关闭阀孔中，关闭阀进液通道和胶筒进液通道与关闭阀阀座孔相通，关闭阀进液通道和胶筒进液通道与关闭阀阀座孔相交的位置处设置有关闭阀防切环槽。

进一步，关闭阀防切环槽中间部位的直径大于两端的直径，以在开启阀阀座孔与关闭阀进液通道和胶筒进液通道相交位置处形成导向部。

进一步，关闭阀阀芯上部为杆状，关闭阀阀芯上部与关闭阀上压帽相连，关闭阀上压帽与关闭阀阀座孔的上端螺纹连接。

进一步，关闭阀阀芯密封圈包括关闭阀阀芯下密封圈和关闭阀阀芯下辅助密封圈；关闭阀阀芯的下端为上大下小的阶梯状，关闭阀阀座孔的下端设置有与关闭阀阀芯的下端相配合的阶梯孔，关闭阀阀芯的下端阶梯状的大径处和小径处分别设有关闭阀阀芯下密封圈和关闭阀阀芯下辅助密封圈；关闭阀阀芯下密封圈和关闭阀阀芯下辅助密封圈将胶筒进液通道和返液通道相互封隔开。

进一步，开启阀阀芯上部为杆状，开启阀阀芯上部与开启阀压帽相连，开启阀压帽与开启阀阀座孔的入口相连；开启阀压帽上设置有通孔，杆状的上端设置有开启阀弹性挡环，开启阀阀芯的上端和开启阀弹性挡环压容置在开启阀压帽的通孔中。

进一步，开启阀阀芯与开启阀压帽通过开启阀销钉相连；开启阀阀芯上部套设有开启阀弹簧，开启阀弹簧的一端与开启阀压帽相连，开启阀弹簧的另一端与开启阀阀芯下部相连。

进一步，单向阀阀体包括单向阀阀芯，单向阀阀芯容置于单向阀阀座孔中；单向阀阀芯上设置有盲孔，盲孔内容置有单向阀弹簧，单向阀弹簧的一端与单向阀阀芯相连，另一端与单向阀压帽相连，单向阀压帽与单向阀阀座孔的上端相连。

进一步，单向阀阀芯为阶梯状，单向阀阀芯的小直径端设有单向阀阀芯密封圈，单向阀阀芯的缩径锥面处设有单向阀阀芯密封带，单向阀阀座孔的下部为与单向阀阀芯相配合的阶梯孔。

本实用新型结构设计巧妙，通过设置防切环槽，可以使阀芯安装和工作时，密封圈不被剪切损坏，密封可靠；另外，单向阀阀芯使用密封圈和密封带的复合密封，密封可靠；关闭阀阀芯结构为阶梯状，使关闭阀单向压差控制，关闭压力准确，关闭可靠。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型的一种封隔器阀接头阀系的初始状态示意图；

图2为本实用新型的一种封隔器阀接头阀系的工作状态示意图；

图3为本实用新型的一种封隔器阀接头阀系的关闭状态示意图。

具体实施方式

为了更好地了解本实用新型的目的、功能以及具体设计方案，下面结合附图，对本实用新型的一种封隔器阀接头阀系作进一步详细的描述。

如图1-3所示，本实用新型的一种封隔器阀接头阀系包括本体外壳1，本体外壳1上顺次设置有开启阀阀座孔22、单向阀阀座孔23以及关闭阀阀座孔24，关闭阀阀座孔24为通孔，开启阀阀体、单向阀阀体以及关闭阀阀体分别容置在开启阀阀座孔22、单向阀阀座孔23以及关闭阀阀座孔24内，以形成开启阀、单向阀以及关闭阀。

开启阀的底部设置有开启阀进液通道25，井内液体可经开启阀进液通道25流至开启阀的底部；单向阀的底部设置有单向阀进液通道26，单向阀进液通道26与开启阀的中下部相连通；在开启阀阀座孔22与单向阀进液通道26相交位置处设置有开启阀防切环槽30，关闭阀的中上部设置有关闭阀进液通道27，关闭阀进液通道27与单向阀的中部相连通；关闭阀的中下部设置有胶筒进液通道28，关闭阀的底部设置有返液通道29，胶筒进液通道28和返液通道29分别与胶筒相连通。

具体来说，开启阀阀体包括开启阀阀芯8，开启阀阀芯8置于开启阀阀座孔22中，开启阀阀芯8上部为杆状，开启阀阀芯8上部与开启阀压帽5相连，开启阀压帽5与开启阀阀座孔22的入口相连；开启阀压帽5上设置有通孔，杆状的上端设置有挡环槽，挡环槽内设置有开启阀弹性挡环6，开启阀阀芯8的上端和开启阀弹性挡环6压缩后一起容置在开启阀压帽5的通孔中，开启阀阀芯8与开启阀压帽5通过开启阀销钉7连接并限制开启阀阀芯8与开启阀压帽5的相对位置；开启阀阀芯8的下部设置有开启阀上密封圈3和开启阀下密封圈2。由于开启阀阀座孔22与单向阀进液通道26相交处有开启阀防切环槽30，因此开启阀阀芯8在安装时和工作过程中移动时，可以避免开启阀下密封圈2在通过开启阀阀座孔22与单向阀进液通道26相交处时被剪切损坏。值得注意的是，开启阀防切环槽中间部位的直径大于两端的直径，以在开启阀阀座孔22与单向阀进液通道26相交位置处形成导向部，从而使开启阀下密封圈2移动通过开启阀阀座孔22与单向阀进液通道26相交处时更流畅。

值得注意的是，开启阀阀芯8上部套设有开启阀弹簧4，开启阀弹簧4的一端与开启阀压帽5相连，开启阀弹簧4的另一端与开启阀阀芯8下端相连，当完成液体传递后，开启阀阀芯8和开启阀弹性挡环6在开启阀弹簧4作用下下移，并将开启阀阀芯8推到开启阀阀座孔22最下端的位置，实现单向阀进液通道26关闭。

单向阀阀体包括单向阀阀芯14，单向阀阀芯14容置于单向阀阀座孔23中；单向阀阀芯14上设置有盲孔，盲孔内容置有单向阀弹簧12，单向阀弹簧12的一端与单向阀阀芯14相连，另一端与单向阀压帽13相连，单向阀压帽13上设置有弹簧固定柱，单向阀弹簧12套设在弹簧固定柱上。单向阀压帽13与单向阀阀座孔23的上端螺纹连接。

值得注意的是，本实施例的单向阀阀芯14为阶梯状，单向阀阀芯14的小直径端设有单向阀阀芯密封圈9，单向阀阀芯14的缩径锥面处设有单向阀阀芯密封带10，优选的，单向阀阀芯密封带10采用硫化橡胶或软金属或金属粘接密封。单向阀阀座孔23的下部为与单向阀阀芯14相配合的阶梯孔，单向阀阀座孔23的缩径处为凡尔座，凡尔座设在单向阀阀座孔23与关闭阀进液通道27的下部，关闭阀进液通道27与单向阀阀座孔23的中部相通。

单向阀进液通道26与单向阀阀座孔23的底部连通，当来自单向阀进液通道26的液体达一定的压力值时，因液体的压力单向阀弹簧12压缩，此时单向阀阀芯14进行上移，使单向阀进液通道26与关闭阀进液通道27液路相通；高压液体经单向阀进液通道26、单向阀阀座孔23以及关闭阀进液通道27进入关闭阀阀座孔24内。

关闭阀阀体包括关闭阀阀芯16，关闭阀阀芯16上部为杆状，关闭阀阀芯16上部与关闭阀上压帽15相连，关闭阀上压帽15与关闭阀阀座孔24的上端螺纹连接；关闭阀上压帽15上设置有通孔，关闭阀上压帽15的内圆面与关闭阀销钉座18的外圆面相配合；关闭阀销钉座18的内圆面与关闭阀阀芯16的杆状端部的外圆面相配合，通过关闭阀销钉17把关闭阀销钉座18与关闭阀阀芯16销接在一起，从而限制关闭阀阀芯16与关闭阀上压帽15的相对位置。

关闭阀阀芯16的中上部设置有与关闭阀阀座孔24相配合的凸缘，所述凸缘上设置有关闭阀阀芯上密封圈19。关闭阀阀芯16的下端为上大下小的阶梯状，关闭阀阀座孔24的下端设置有与关闭阀阀芯16的下端相配合的阶梯孔。关闭阀阀芯16的下端阶梯状的大径处和小径处分别设有关闭阀阀芯下密封圈20和关闭阀阀芯下辅助密封圈21。

关闭阀阀座孔24与关闭阀阀芯16中段所形成的空间通道构成关闭阀进液腔室，即关闭阀阀座孔24与关闭阀阀芯16中上部的凸缘和关闭阀阀芯16阶梯状的上端之间所形成的空间通道构成关闭阀进液腔室；关闭阀进液通道27和胶筒进液通道28分别与关闭阀进液腔室相通，关闭阀进液通道27的出口，位于关闭阀进液腔室的上部；胶筒进液通道28的入口位于关闭阀进液腔室的下部，返液通道29位于关闭阀阀体底部。在关闭阀阀座孔24中关闭阀阀芯下密封圈20和关闭阀阀芯下辅助密封圈21将胶筒进液通道28和返液通道29相互封隔开。

值得注意的是，本实施例的关闭阀进液通道27和胶筒进液通道28与关闭阀阀座孔24相交的位置处设置有关闭阀防切环槽31，因此关闭阀阀芯16在安装时和工作过程中移动时，可避免关闭阀阀芯下密封圈20受剪切损坏。优选的，关闭阀防切环槽31中间部位的直径大于两端的直径，以在关闭阀阀座孔24与关闭阀进液通道27和胶筒进液通道28相交位置处形成导向部，从而使关闭阀阀芯下密封圈20移动通过关闭阀阀座孔24与关闭阀进液通道27和胶筒进液通道28相交处时更流畅。

本体外壳1的两端设有螺纹，所述螺纹一端与套管外封隔器的胶筒端部连接，另一端与套管连接。

本实用新型在使用时，本体外壳1与封隔器胶筒组成一体，形成一套完整的套管外封隔器，与套管串连接下入井中，参照图1，开启阀、单向阀均处于关闭状态，关闭阀处于打开状态，此时，开启阀进液通道25和单向阀进液通道26不连通，关闭阀进液通道27和胶筒进液通道28连通，返液通道29与关闭阀底部连通，没有液体进入。

工作状态参照图2，当套管外封隔器下入工作位置后，用高压泵通过井口打压固井液后，液体流经开启阀，由开启阀进液通道25进入开启阀底部，对开启阀阀芯8底部产生向上的推力，开启阀阀芯8在固井液压力达到一定压力值时，开启阀销钉7将被剪断，开启阀阀芯8与开启阀弹性挡环6将上移，开启阀进液通道25与单向阀进液通道26连通，液体再经单向阀进液通道26流向单向阀，固井液流至单向阀阀芯14的底部，单向阀弹簧12因固井液的压力而压缩，单向阀阀芯14上移，液体通过单向阀阀座孔23流入关闭阀进液通道27，然后流入关闭阀进液腔室，再经过关闭阀进液腔室进入胶筒进液通道28后，最终进入封隔器胶筒膨胀腔，使胶筒膨胀与井壁紧密接触形成坐封，使关闭阀进液工作，胶筒内的固井液经返液通道29进入关闭阀底部。

所述的关闭阀的关闭状态如图3所示，胶筒内固井液经返液通道29进入关闭阀阀芯16底部，当液体压力达到一定值时，关闭阀销钉17被剪断，关闭阀阀芯16上移，关闭阀进液通道27与胶筒进液通道28因关闭阀阀芯下密封圈20而分开，胶筒进液通道28被关闭，液体停止传递。

此时，开启阀阀芯8和开启阀弹性挡环6在开启阀弹簧4的压力作用下进行下移，开启阀阀芯8到达开启阀阀座孔22最下端时，由开启阀阀座孔22下端的端面限位，此时，单向阀进液通道26关闭，开启阀弹性挡环6下移后，开启阀弹性挡环6移出开启阀压帽5下端的端面，开启阀弹性挡环6恢复弹性，开启阀弹性挡环6的外径增大后使开启阀压帽5下端挡住开启阀弹性挡环6后，使开启阀弹性挡环6不能上移，同时开启阀弹性挡环6卡住开启阀阀芯8也不能上移，也致使开启阀不能再次打开从而形成永久关闭。同时，单向阀阀芯14在单向阀弹簧12的压力作用下，使单向阀阀芯14下移后回到初始位置，从而单向阀关闭。

由于开启阀只能连续作用单次打开，开启阀和单流阀的双重断流、单流作用，关闭阀阀芯16下端的下端面作用向上的压力大于下端的上端面作用向下的压力，关闭阀不能再次打开；因此控制阀系膨胀胶筒是一个连续但不可逆的过程，控制阀系打开后泵注液体必须连续作业，一旦停止则阀系锁死，液流孔封闭，所有液体无法再次流经控制阀系出入。

本实用新型结构设计巧妙，通过设置防切环槽，可以使阀芯安装和工作时，密封圈不被剪切损坏，密封可靠；另外，单向阀阀芯使用密封圈和密封带的复合密封，密封可靠；关闭阀阀芯结构为阶梯状，使关闭阀单向压差控制，关闭压力准确，关闭可靠。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种封隔器阀接头阀系，其特征在于，包括本体外壳，本体外壳上顺次设置有开启阀、单向阀以及关闭阀，开启阀包括开启阀阀座孔和开启阀阀芯，开启阀阀芯上套设有密封圈，开启阀阀芯容置在开启阀阀座孔内，开启阀阀座孔的底部设置有开启阀进液通道；单向阀的底部设置有单向阀进液通道，单向阀进液通道与开启阀阀座孔相连通，开启阀阀座孔与单向阀进液通道相交位置处设置有开启阀防切环槽；关闭阀的中上部设置有关闭阀进液通道，关闭阀进液通道与单向阀的中部相连通；关闭阀的中下部设置有胶筒进液通道，关闭阀的底部设置有返液通道，胶筒进液通道和返液通道分别与胶筒相连通。

2.如权利要求1所述的一种封隔器阀接头阀系，其特征在于，开启阀防切环槽中间部位的直径大于两端的直径，以在开启阀阀座孔与单向阀进液通道相交位置处形成导向部。

3.如权利要求1所述的一种封隔器阀接头阀系，其特征在于，关闭阀包括关闭阀阀芯和关闭阀阀座孔，关闭阀阀芯上设置有关闭阀阀芯密封圈，关闭阀阀芯容置在关闭阀孔中，关闭阀进液通道和胶筒进液通道与关闭阀阀座孔相通，关闭阀进液通道和胶筒进液通道与关闭阀阀座孔相交的位置处设置有关闭阀防切环槽。

4.如权利要求3所述的一种封隔器阀接头阀系，其特征在于，关闭阀防切环槽中间部位的直径大于两端的直径，以在开启阀阀座孔与关闭阀进液通道和胶筒进液通道相交位置处形成导向部。

5.如权利要求3所述的一种封隔器阀接头阀系，其特征在于，关闭阀阀芯上部为杆状，关闭阀阀芯上部与关闭阀上压帽相连，关闭阀上压帽与关闭阀阀座孔的上端螺纹连接。

6.如权利要求3所述的一种封隔器阀接头阀系，其特征在于，关闭阀阀芯密封圈包括关闭阀阀芯下密封圈和关闭阀阀芯下辅助密封圈；关闭阀阀芯的下端为上大下小的阶梯状，关闭阀阀座孔的下端设置有与关闭阀阀芯的下端相配合的阶梯孔，关闭阀阀芯的下端阶梯状的大径处和小径处分别设有关闭阀阀芯下密封圈和关闭阀阀芯下辅助密封圈；关闭阀阀芯下密封圈和关闭阀阀芯下辅助密封圈将胶筒进液通道和返液通道相互封隔开。

7.如权利要求1所述的一种封隔器阀接头阀系，其特征在于，开启阀阀芯上部为杆状，开启阀阀芯上部与开启阀压帽相连，开启阀压帽与开启阀阀座孔的入口相连；开启阀压帽上设置有通孔，杆状的上端设置有开启阀弹性挡环，开启阀阀芯的上端和开启阀弹性挡环压容置在开启阀压帽的通孔中。

8.如权利要求7所述的一种封隔器阀接头阀系，其特征在于，开启阀阀芯与开启阀压帽通过开启阀销钉相连；开启阀阀芯上部套设有开启阀弹簧，开启阀弹簧的一端与开启阀压帽相连，开启阀弹簧的另一端与开启阀阀芯下部相连。

9.如权利要求1所述的一种封隔器阀接头阀系，其特征在于，单向阀阀包括单向阀阀芯和单向阀阀座孔，单向阀阀芯容置于单向阀阀座孔中；单向阀阀芯上设置有盲孔，盲孔内容置有单向阀弹簧，单向阀弹簧的一端与单向阀阀芯相连，另一端与单向阀压帽相连，单向阀压帽与单向阀阀座孔的上端相连。

10.如权利要求9所述的一种封隔器阀接头阀系，其特征在于，单向阀阀芯为阶梯状，单向阀阀芯的小直径端设有单向阀阀芯密封圈，单向阀阀芯的缩径锥面处设有单向阀阀芯密封带，单向阀阀座孔的下部为与单向阀阀芯相配合的阶梯孔。

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