CN214944160U - 一种提拉式增力器换向阀 - Google Patents

Abstract

一种提拉式增力器换向阀，包括上接头、套式接头、主筒体、中心拉杆、下接头、提拉弹簧和密封组件，上接头、中心拉杆和密封组件组合构成内连接体，套式接头由限位体限位套装在上接头上，下端与主筒体相连接，主筒体下端连接下接头，套式接头、主筒体和下接头组合构成外连接体，密封组件由密封套、密封柱和密封弹簧所组成，密封套具有下密封圆周面，密封柱具有上密封圆周面，下密封圆周面可与上密封圆周面形成配合密封，在打捞井下管柱遇阻受卡时，提拉钻具钻杆可直接关闭液流通道，启动液压增力器助力解卡，解卡后可自动打开液流通道，恢复至常规打捞方作业式，与液压增力器配套使用，能够提升管柱打捞作业机械化水平，提高打捞效率和打捞效果。

Description

一种提拉式增力器换向阀

技术领域

本实用新型涉及一种增力器换向阀，具体涉及一种提拉式增力器换向阀。

背景技术

在海上油田开采中，生产中后期必需要对部分低产油井实施转注措施,即将这些油井由原油生产井转为水或者聚合物注入井，以优化调整井网布局，提高采油生产效率，然而，一些转注油井在经过一段时期注水或注聚调剖后，井下分注管柱内会产生并集聚大量的结垢体、腐蚀体及其聚合产物，导致井内管柱堵塞，生产中就需要及时更换井内管柱。目前，受海上采油特殊生产环境的制约和海上采油平台特定结构功能的局限，采油平台配置的修井装置额定载荷和极限负荷普遍都相对较低，而且，海上油田的油气井都为丛式分布井，包括定向井、大位移井和水平井等，在井口大力提拉打捞时，打捞管柱与套管内壁发生多点接触具有很大的摩阻作用，这些摩擦阻力反作用于打捞管柱，使现有配套的修井装置有时常规操作无法直接完成打捞上提，倒扣作业效果较差，打捞或者解卡成功率均较低，同时，修井装置的提升能力和采油平台抗震能力也进一步限制了打捞震击器大力上击作业方法的应用，海上油田井内管柱的更换打捞存在效率低、效果差的问题，已经成为海上油田生产的一个明显的制约技术环节，因此，有必要研究开发海上油田管柱更换打捞的辅助增力系统及其配套装置，并可推广应用于陆地油田的修井作业中，助力打捞接卡，提高打捞效率和打捞效果，满足油田生产需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是，提供一种提拉式增力器换向阀，与液控式打捞增力器配套使用，提高打捞效率和打捞效果。

一种提拉式增力器换向阀，包括：上接头、套式接头、主筒体、中心拉杆、下接头、提拉弹簧和密封组件；所述上接头上端具有连接内螺纹，用以与配套使用的液压增力器相连接，下端为六方公接头，所述中心拉杆为筒状长直杆体，具有通畅的中心轴孔，上端与所述上接头下端对接固定连接，下端连接有所述密封组件，使所述上接头、所述中心拉杆和所述密封组件组合构成内连接体；所述套式接头上端为六方母接头，所述六方母接头与所述上接头下端的所述六方公接头形成结构配合并套装在所述上接头上，所述上接头上安装有限位体，用以约束所述套式接头与所述上接头中间的连接，同时限定所述套式接头相对所述上接头轴向最大位移量H，下端与所述主筒体相连接，所述主筒体为长直筒体，下端连接所述下接头，使所述套式接头、所述主筒体和所述下接头组合构成外连接体；在所述内连接体和所述外连接体之间的环空空间内分别设置有若干组相互对应的弹簧上支撑块和弹簧下支撑块，所述弹簧上支撑块固定安装在所述外连接体上，所述弹簧下支撑块固定安装在所述内连接体上，在各组所述弹簧上支撑块和所述弹簧下支撑块之间分别对应设置有提拉弹簧，要使所述提拉弹簧的总弹性力大于所述外连接体与打捞管柱的重量之和，以保证在常规打捞作业状态下，所述提拉弹簧的弹性力能够克服所述外连接体与打捞管柱的重量，使所述外连接体能够沿所述内连接体充分上移，与所述内连接体配合拉紧；所述密封组件由密封套、密封柱和密封弹簧所组成，所述密封套为圆形筒体，连接在所述中心杆的下端端头上，外圆周与所述下接头内圆周形成密封结构配合，内孔上部安装有导向架，下部内孔收缩形成圆台形下密封圆周面，内部镶置有所述密封柱，所述密封柱包括圆筒体身，所述圆筒体身内孔与所述下接头的中心轴孔相连通，侧壁上开设有用于导通泥浆井液的液流孔，上端设置有密封头，所述密封头的外径大于所述密封套下部的孔径，下端具有与所述下密封圆周面形成对应配合的圆台形上密封圆周面，当所述下密封圆周面与所述上密封圆周面相互分离打开时，可导通所述内连接体中的液流通道，而当所述下密封圆周面与所述上密封圆周面配合接触密封时，则可阻断所述内连接体中的液流通道，同时，在所述密封头的上端安装有与所述导向架对应配合的导向杆，在所述导向杆上套置有密封弹簧，所述密封弹簧支撑在所述导向架和所述密封头之间，受所述密封弹簧弹性力作用，所述密封柱的圆筒体身从所述密封套底端伸出并弹性抵顶在所述下接头上。

优选所述中心拉杆为由多条分段杆体连接组成的筒状长直杆体。

优选所述主筒体由多段单节筒体与中间接头相间连接组成，所述中间接头的内孔孔径与所述中心拉杆的外径形成对应配合，以增强所述一种提拉式增力器换向阀的整体结构强度，在每个所述单节筒体内各设置1条所述提拉弹簧。

进一步，优选组成所述主筒体的所述单节筒体为4～10个。

再进一步，优选在各所述中间接头上分别开设压有力平衡孔，所述压力平衡孔将所述内连接体和所述外连接体之间的环空空间与所述中间接头外部相连通，消除所述外连接体内外之间的液流压差，减小所述内连接体与所述外连接体之间相对运动的摩擦阻力，提高工作效率。

更进一步，优选在所述压力平衡孔中设置安装有过滤网，阻止外部井液中的颗粒物进入所述内连接体和所述外连接体之间的环空空间之中，对所述内连接体和所述外连接体之间的相对运动产生不利影响。

本实用新型的有益效果是，提供一种与液控式打捞增力器配套使用的提拉式换向阀，采用密封套与密封柱配合密封结构，通过钻具钻杆的提拉力控制密封套与密封柱之间的配合状态，实现钻杆内液流通道的开启与封闭间的转换，在打捞井下管柱遇阻受卡时，提拉钻具钻杆克服提拉弹簧的弹性作用力可直接关闭液流通道，启动液压增力器助力解卡，解卡后可自动打开液流通道，恢复至常规打捞方作业式，操作简捷方便，工艺稳定可靠，应用中无打捞工艺条件和工艺环境的限制，应用范围广泛，与液压增力器配套使用，能够提升井下管柱打捞作业的机械化水平，提高打捞效率和打捞效果，满足海上油田开采生产需求。

附图说明

图1为提拉式增力器换向阀开通状态结构图。

图2为提拉式增力器换向阀关闭状态结构图。

图3为密封套和密封柱分离打开状态结构图。

图4为图3中A-A断面剖视图。

图5为密封套和密封柱配合密封状态结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施例及其附图，对本实用新型请求保护的技术方案做进一步描述。

一种提拉式增力器换向阀，如图1和图2所示，包括：上接头1、套式接头2、主筒体、中心拉杆、下接头5、提拉弹簧6和密封组件；所述上接头1上端具有内螺纹，下端为六方公接头，所述中心拉杆为由5条分段杆体4连接组成的筒状长直杆体，上端与所述上接头1螺纹连接，下端连接有所述密封组件，使所述上接头1、所述中心拉杆和所述密封组件组合构成内连接体，所述套式接头2上端为六方母接头，所述六方母接头与所述六方公接头形成结构配合并套装在所述上接头1上，所述上接头1上安装有限位体11，限定所述套式接头2相对所述上接头1轴向最大位移量H，下端与所述主筒体相连接，所述主筒体为由5段单节筒体3与中间接头10相间连接组成的长直筒体，在每个所述单节筒体3内各设置1组弹簧上支撑块12和弹簧下支撑块13，同时对应设置1条所述提拉弹簧6，所述中间接头10上分别开设有压力平衡孔15，所述压力平衡孔15中安装有过滤网，同时，所述中间接头10的内孔孔径与所述中心拉杆的外径形成对应配合，所述下接头5连接在所述主筒体的下端，使所述套式接头2、所述主筒体和所述下接头5组合构成外连接体，所述密封组件，如图3至图5所示，由密封套7、密封柱和密封弹簧9所组成，所述密封套7连接在所述中心杆的下端端头上，内孔上部安装有导向架14，下部内孔收缩形成圆台形下密封圆周面，内部镶置有所述密封柱，所述密封柱包括圆筒体身16，所述圆筒体身16侧壁上开设有液流孔8，上端设置有密封头17，所述密封头17的下端具有与所述下密封圆周面形成对应配合的圆台形上密封圆周面，所述密封头17的上端安装有导向杆18，所述导向杆18由所述导向架14扶正引导，杆体上套置有密封弹簧9，所述密封柱受所述密封弹簧9弹性力作用，使其所述圆筒体身16从所述密封套7底端伸出并抵顶在所述下接头5上。

应用所述一种提拉式增力器换向阀进行管柱增力打捞作业，将本实施例所述换向阀连接在配套液压增力器下部，所述液压增力器同时还配套有液控锚定器，将所述换向阀在，如图1所示，外连接体与内连接体配合拉紧，密封头17与密封套7相互分离状态下，连同所述液压增力器及其配套的所述液控锚定器一起随钻具钻杆投送井下，此时，密封组件上下两端的液流通道通过密封柱上的液流孔8相互导通，可保持井下泥浆液流的正常循环，操纵控制所述钻具钻杆可进行常规的管柱打捞操作以及其他相关的井下作业操作；当打捞遇到阻卡并且解卡困难时，继续增大对钻具钻杆的提拉力，同时继续保持向井下施加泥浆井液泵压，当对所述钻具钻杆施加的提拉力克服了提拉弹簧6的弹性力时，如图2所示，所述内连接体将与所述外连接体将相互拉开，所述内连接体可相对所述外连接体上行直至达到限定的最大位移量H，使得连接在所述内连接体下端的密封组件随之上行，如图5所示，随着密封套7与所述下接头5之间的空间距离增大，受密封弹簧9弹性力作用，所述密封柱上的圆筒体身16从所述密封套7底部的伸出长度也将对应增大，并保持始终抵顶在所述下接头5上，直至密封头17上的下密封圆周面与所述密封套7上的上密封圆周面形成配合接触密封，阻断所述内连接体中的液流通道，此后随着泥浆液流泵压继续增加，所述钻具钻杆中的液流压力增大，所述液控锚定器启动并锚定所述钻具钻杆，所述液压增力器同时启动工作，对所述井下管柱实施増力拉拔，直至克服阻碍解卡管柱；管柱解卡后，由于所述外连接体上阻卡作用力的释放，在所述提拉弹簧6的作用下，所述外连接体向上移动再次与所述内连接体配合拉紧，使所述下密封圆周面与所述上密封圆周面相互分离打开，液流通道导通，井下泥浆液流的正常循环得以恢复，所述液控锚定器的锚定自动解除，所述液压增力器的工作自动停止，操控所述钻具钻杆可继续进行常规的打捞操作以及相关井下作业，至此完成一次所述液压增力器的增力拉拔；在打捞过程中如再次遇到阻卡时，所述一种提拉式增力器换向阀还可重复上述的动作过程，启动所述液压增力器增力拉拔，解卡后恢复常规打捞状态，甚至可多次重复进行，直至将井下管柱打捞出井。

Claims (5)

1.一种提拉式增力器换向阀，其特征在于，包括：上接头（1）、套式接头（2）、主筒体、中心拉杆、下接头（5）、提拉弹簧（6）和密封组件；所述上接头（1）上端具有连接内螺纹，下端为六方公接头，所述中心拉杆为筒状长直杆体，具有通畅的中心轴孔，上端与所述上接头（1）下端对接固定连接，下端连接有所述密封组件，使所述上接头（1）、所述中心拉杆和所述密封组件组合构成内连接体；所述套式接头（2）上端为六方母接头，所述六方母接头与所述上接头（1）下端的所述六方公接头形成结构配合并套装在所述上接头（1）上，所述上接头（1）上安装有限位体（11），限定所述套式接头（2）相对所述上接头（1）轴向最大位移量H，下端与所述主筒体相连接，所述主筒体为长直筒体，下端连接所述下接头（5），使所述套式接头（2）、所述主筒体和所述下接头（5）组合构成外连接体；在所述内连接体和所述外连接体之间的环空空间内分别设置有若干组相互对应的弹簧上支撑块（12）和弹簧下支撑块（13），所述弹簧上支撑块（12）固定安装在所述外连接体上，所述弹簧下支撑块（13）固定安装在所述内连接体上，在各组所述弹簧上支撑块（12）和所述弹簧下支撑块（13）之间分别对应设置有提拉弹簧（6）；所述密封组件由密封套（7）、密封柱和密封弹簧（9）所组成，所述密封套（7）为圆形筒体，连接在中心杆的下端端头上，外圆周与所述下接头内圆周形成密封结构配合，内孔上部安装有导向架（14），下部内孔收缩形成圆台形下密封圆周面，内部镶置有所述密封柱，所述密封柱包括圆筒体身（16），所述圆筒体身（16）内孔与所述下接头（5）的中心轴孔相连通，侧壁上开设有液流孔（8），上端设置有密封头（17），所述密封头（17）的外径大于所述密封套（7）下部的孔径，下端具有与所述下密封圆周面形成对应配合的圆台形上密封圆周面，同时，在所述密封头（17）的上端安装有与所述导向架（14）对应配合的导向杆（18），在所述导向杆（18）上套置有密封弹簧（9），所述密封弹簧（9）支撑在所述导向架（14）和所述密封头（17）之间，受所述密封弹簧（9）弹性力作用，所述密封柱的圆筒体身（16）从所述密封套（7）底端伸出并弹性抵顶在所述下接头（5）上。

2.如权利要求1所述一种提拉式增力器换向阀，其特征在于：所述主筒体由多段单节筒体（3）与中间接头（10）相间连接组成，所述中间接头（10）的内孔孔径与所述中心拉杆的外径形成对应配合，在每个所述单节筒体（3）内各设置1条所述提拉弹簧（6）。

3.如权利要求2所述一种提拉式增力器换向阀，其特征在于：组成所述主筒体的所述单节筒体（3）的数量为4～10个。

4.如权利要求3所述一种提拉式增力器换向阀，其特征在于：在各所述中间接头（10）上分别开设压力平衡孔（15），所述压力平衡孔（15）将所述内连接体和所述外连接体之间的环空空间与所述中间接头（10）外部相连通。

5.如权利要求4所述一种提拉式增力器换向阀，其特征在于：在所述压力平衡孔（15）中设置安装有过滤网。

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