CN214944161U - 一种井下安全阀启闭工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的是一种井下安全阀启闭工具，本工具设有液压千斤顶和三通本体，三通本体中装有液压传动杆，液压传动杆的下部与顶杆连接，三通本体的旁通管中装有控制阀门，三通本体的下部管体与井口装置连接；三通本体内装有密封件，液压传动杆的下部杆体从密封件中穿过；液压千斤顶的下部壳体与三通本体通过连接箍连接，液压千斤顶的液压快速接头通过液压管线与液压千斤顶的液压油箱的出油口连接，液压千斤顶的泄压阀门通过液压管线与液压千斤顶的液压油箱的回油口连接。改变了目前井下安全阀液控装置失效后造成的作业施工困难的现状，能够实现井下安全阀的打开和关闭，具有显著的使用效果并能产生显著的经济效益。

Description

一种井下安全阀启闭工具

技术领域

本实用新型涉及石油工业作业施工井井下安全阀失效后的打开装置，特别是一种井下安全阀启闭工具。

背景技术

随着海上油田的逐步开发，油水井数量及作业工作量逐年递增，由于海上环境的需要，决定了油水井的安全环保要求等级高，其完井工艺必须采取多项井控措施。

井口液动安全阀、井下安全阀、过电缆封隔器、液控环空封隔器是井控手段的主要措施工具。海洋石油平台中的油水井，出于对安全控制的考虑，井内的防喷控制工具配有井口液动安全阀和井下安全阀。海洋石油平台设有液控打压控制柜，柜内装有压力传感器控制的电动阀，实时监控液控管线中的压力。当控液控管线中的压力高于设定的高压值或低于设定的井口低压值时，液控打压柜能够自动泄压或补压。但是，修井作业施工时，需要断开井口平台采油树处液控管线，采用手动打压泵泵送压力，以控制井口液动安全阀和井下安全阀的开启和关闭。

目前使用的井下安全阀为液压机械开启关闭装置，有以下几种情况容易导致井下安全阀失效：

1、由于关井后井下安全阀阀板上下存在巨大压力差，通过自平衡通孔导压后仍存在压差；

2、井下安全阀内结蜡导致井下安全阀的阀板开启阻力增加；

3、由于井下安全阀的液压部件或机械部件损毁导致井下安全阀无法开启。

当井下安全阀液控装置部件失效时，即使是采用液压的方式也无法打开。但当修井作业施工时，需要先起出原井管柱才能进行下步工序施工作业。在起出原井管柱前，为确保井控安全就必须先打开井下安全阀让油套环空联通、洗压井后才能再进行其他施工工序。

目前对井下安全阀失效不能打开的传统解决方法为：

加工T型棒，T型棒的上端支撑部分的外径小于油管内通径尺寸且大于井下安全阀阀板内通径尺寸，下部为加重杆。投入T型棒并将T型棒悬挂于井下安全阀内，用T型棒下部的加重杆顶开井下安全阀的阀板。

但是，上述使用投入T型棒的打开方式，当油管管壁为加厚管壁时，油管内通径与井下安全阀内通径的差值仅小于1mm，使得T型棒要求的加工精度较高，且投入原井管柱内由于重力加速度导致的撞击力破坏T型棒顶端结构，使得其无法悬挂在井下安全阀本体上部台阶处继续下行导致井下安全阀阀板无法处于长期开启状态。投入T型棒的打开方式往往还由于井下安全阀以上的油管内壁附着死油、结蜡、结垢等原因，容易造成T型棒无法到位，不能确保能够打开井下安全阀。同时投T型棒打开井下安全阀的打开方式，即使打开了井下安全阀，也使得井下安全阀内通道流动空间变小，从而使得洗压井效率降低，泵压增大，延长了洗井时间和洗井效果。这样就相对延长了整个油井的作业时间，降低了施工效率，不利于高效作业，增加了修井成本。

另外，投入T型棒后，打捞T型棒的打捞作业又相当困难。为了打捞T型棒，如果在井下安全阀无法关闭的情况下起原井管柱，若压井失败，则存在着巨大的井控安全风险。

现有技术中一种潜油电泵井井下安全阀打开装置CN201921132734.X，使用防喷管内加装空心杆结构，通过调整短节长度打开井下安全阀，其结构相对简单但对于管柱调配精度要求高，且无法直观判断井下安全阀开启关闭状态，密封O圈密封等级低，中深层系高压井施工中存在刺漏风险，且人工通过施力扳手调节空心杆长度较为困难，施工风险高。

一种井下安全阀打开与锁定工具，CN201821816003.2，采用开口环与环型槽结构将其卡与井下安全阀内将井下安全阀阀板顶开的结构，其施工需要采用连续油管作业，连续油管施工设备体积大，重量重，对施工场地及吊装设备要求高，安装连续油管设备及液压防喷立管施工工作量大，若在海洋平台上面使用，海洋平台占用时间长，且井下安全阀开启后无法关闭，存在井控安全风险。

因此，井下安全阀的打开装置仍需改进。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种井下安全阀启闭工具，能够满足井控承压能力，确保施工人员的人身安全，有效打开和关闭井下安全阀阀板，减轻工人的劳动强度，提高作业效率，保证作业安全。

本实用新型的技术解决方案是：

一种井下安全阀启闭工具设有液压千斤顶和三通本体，其中：

三通本体中装有液压传动杆，液压传动杆的下部与顶杆连接，三通本体的旁通管中装有控制阀门，三通本体的下部管体与井口装置连接；

三通本体内装有密封件，液压传动杆的下部杆体从密封件中穿过；

液压千斤顶的下部壳体与三通本体通过连接箍连接，液压千斤顶的液压快速接头通过液压管线与液压千斤顶的液压油箱的出油口连接，液压千斤顶的泄压阀门通过液压管线与液压千斤顶的液压油箱的回油口连接。

所述液压传动杆的上部杆体的外径大于下部杆体外径，液压传动杆的上部杆体外径与液压伸缩杆的的外径相符，液压传动杆的下部杆体的外径与顶杆的外径相符。

所述密封件是BT密封圈，所述BT密封圈的注胶快速接头通过螺纹安装在三通本体中并与BT密封圈的注胶孔连接。

所述三通本体的下部管体设有外螺纹并能够与井口装置中的清蜡阀门的接箍或井下安全阀以上的油管接箍或油管悬挂器连接。

所述液压传动杆与顶杆之间通过传动接箍连接。

所述液压传动杆与顶杆之间通过螺纹连接，在所述的液压传动杆的下部加工外螺纹或者是设有内螺纹的沉孔，液压传动杆与顶杆上部加工的设有内螺纹的沉孔或者加工的外螺纹连接。

所述三通本体的旁通管外端装有三通接箍并能够通过三通接箍依次与高压由壬、高压软管和压井管汇连接。

所述控制阀门上还装有抗震压力表。

所述顶杆的长度小于井下安全阀打开工具安装位置至井下安全阀阀板之间的距离；液压传动杆的下部杆体和顶杆的杆体外径设定在32mm-38mm。

所述顶杆是空心杆，所述液压传动杆的下部杆体能够是实心杆或者是空心杆；当所述液压传动杆的下部杆体是空心杆时，液压传动杆的下部杆体和顶杆均是内通径大于20mm的空心杆；所述顶杆之间通过螺纹连接，连接后的顶杆是无节箍空心杆，连接后顶杆的长度比井下安全阀打开工具安装位置到井下安全阀阀板之间的距离小0.5m－1m。

与现有技术相比，本实用新型的使用效果如下述：

1、本实用新型是井下安全阀液控装置失效后在地面操作的打开和关闭装置，改变了目前井下安全阀液控装置失效后造成的作业施工困难，施工时间长且存在井控风险的现状。

2、由于本工具是利用液压千斤顶驱动液压传动杆和与其连接的顶杆，直达井下安全阀的阀板，接触到井下安全阀的阀板后继续下行将阀板顶开，所以本工具可以100%的有效打开井下安全阀。

3、在有效打开井下安全阀的同时，由于液压传动杆的下部杆体和与其连接的顶杆的杆体细、不是加重杆，外径仅有32mm-38mm，液压传动杆的下部杆体和顶杆均为内通径大于20mm的空心杆，顶杆之间通过螺纹连接，连接后是无接箍空心杆，液压传动杆与三通本体之间留有足够环空，保证了洗井通道的空间充裕和液流畅通。

4、本工具还可以在洗压井施工完毕或压井失败情况下，将井下安全阀关闭，确保井控安全，只要在地面将液压千斤顶泄压，让其液压伸缩杆回缩，下方顶靠的液压传动杆以及顶杆就能够在井下压力的举升作用下，离开井下安全阀的阀板，阀板自动关闭，操作简单且行之有效。

5、本工具的三通本体下部设有外螺纹，能够与采油树中清蜡阀门上的接箍或井下安全阀以上的油管接箍或者油管悬挂器连接，参与连接的部件多、连接位置可选择。

6、本工具在控制阀门上面安装了抗震压力表，可通过抗震压力表中的压力变化，直观地判定井下安全阀的开启和关闭状况，即可靠又安全。

7、本工具的液压千斤顶能够通过手动打压泵打压，使本工具中的液压传动杆下行，液压伸缩杆和液压传动杆采用分体结构设计，拆装方便，便于施工人员操作，对施工场地要求低。

8、三通本体与液压传动杆之间的环空中优选安装的密封件是BT密封圈，在密封脂的压力作用下，利用BT密封圈封闭三通本体与液压传动杆之间的环空，可在BT密封圈上下实现无压差式密封。其承压能力强，密封效果好且能够保证施工安全。

9、本工具结构简单，设计合理，能够实现井下安全阀的打开和关闭，具有显著的使用效果并能产生显著的经济效益。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：

三通本体1、液压千斤顶2、传动接箍3、三通接箍4、控制阀门5、注胶快速接头6、密封件7、液压快速接头8、单流阀9、泄压阀门10、液压伸缩杆11、液压传动杆12、连接箍13。

具体实施方式

附图仅为参考与说明之用，并非用以限制本实用新型的保护范围。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参见图1，一种井下安全阀启闭工具设有液压千斤顶2和三通本体1，其中：

三通本体1中装有液压传动杆12，液压传动杆12的下部与顶杆连接，三通本体1的旁通管中装有控制阀门5，三通本体1的下部管体与井口装置连接；

三通本体1内装有密封件7，液压传动杆12的下部杆体从密封件7中穿过；

液压千斤顶2的下部壳体与三通本体1通过连接箍13连接，液压千斤顶2的液压快速接头8通过液压管线与液压千斤顶2的液压油箱的出油口连接，液压千斤顶2的泄压阀门10通过液压管线与液压千斤顶2的液压油箱的回油口连接。

液压千斤顶2中的液压伸缩杆11能够顶着三通本体1中的液压传动杆12下行，将井下安全阀的阀板顶开；作业完成后，将液压千斤顶2泄压，液压伸缩杆11能够缩回液压千斤顶2的壳体中，液压传动杆12和顶杆则被井内压力顶起来，离开井下安全阀的阀板，井下安全阀自动关闭。

液压千斤顶2设有液压快速接头8、单流阀9和液压伸缩杆11，液压快速接头8能够通过液压管线与手动液压泵2的液压油箱连接，单流阀9使液压油只能进入液压千斤顶2内，不能从单流阀9处返回。当通过手动液压泵泵入的液压油从液压快速接头8和单流阀9进入液压密封腔中以后，推动液压伸缩杆11下移，进而推动与液压伸缩杆11顶靠的液压传动杆12以及顶杆下移，将井下安全阀中的阀板顶开。洗压井等施工完成后，打开液压千斤顶2的泄压阀门10，液压油通过与其连接的液压管线流回液压油箱中，泄掉液压千斤顶2内液压压力，液压伸缩杆11自动回缩，液压传动杆12则会由井内的压力举升上来。解决了目前井下安全阀打不开和无法关闭带来的种种井控风险。本打开工具结构简单且有效。

在上述实施例一的基础上，本实用新型还能产生以下实施例：

所述液压传动杆12的上部杆体的外径大于下部杆体外径，液压传动杆12的上部杆体外径与液压伸缩杆的11的外径相符，液压传动杆12的下部杆体的外径与顶杆的外径相符。

所述密封件7是BT密封圈，所述BT密封圈的注胶快速接头6通过螺纹安装在三通本体1中并与BT密封圈的注胶孔连接。使用BT密封圈注胶密封三通本体1的内腔与液压传动杆12之间的环空，实现BT密封圈上下无压差式密封，简单实用，其效果较之在三通本体1的管体内腔安装密封件或密封胶筒更为简单有效。施工人员通过注胶泵与注胶快速接头6连接并注入高压密封脂，在密封脂的压力作用下，BT密封圈封闭了三通本体1内腔与液压传动杆12之间的环空并且实现了上下无压差式密封。

所述三通本体的下部管体设有外螺纹并能够与井口装置中的清蜡阀门的接箍连接或与井下安全阀以上的油管接箍连接或与油管悬挂器连接。

液压传动杆12与顶杆之间可有以下两种连接方式：

①、所述液压传动杆12与顶杆之间通过传动接箍3连接。

②、所述液压传动杆12与顶杆之间通过螺纹连接，在所述的液压传动杆12的下部加工外螺纹或者是设有内螺纹的沉孔，液压传动杆12与顶杆上部加工的设有内螺纹的沉孔或者加工的外螺纹连接。

所述三通本体1的旁通管外端装有三通接箍4并能够通过三通接箍4依次与高压由壬、高压软管和压井管汇连接，实施洗井和压井施工。

所述控制阀门5上还装有抗震压力表。通过抗震压力表能够更清楚明确地了解井内的压力情况。

顶杆的长度小于井下安全阀打开工具安装位置至井下安全阀阀板之间的距离；液压传动杆12的下部杆体和顶杆的杆体外径设定在32mm-38mm。

所述顶杆是空心杆，所述液压传动杆12的下部杆体能够是实心杆或者是空心杆；当所述液压传动杆12的下部杆体是空心杆时，液压传动杆12的下部杆体和顶杆均是内通径大于20mm的空心杆；所述顶杆之间通过螺纹连接，连接后的顶杆是无节箍空心杆，连接后顶杆的长度比井下安全阀打开工具安装位置到井下安全阀阀板之间的距离小0.5m－1m，为液压伸缩杆11留出伸缩距离。

本工具的使用方法如下：

1、当井下安全阀液控装置失效无法打开井下安全阀时，计算传动接箍3至井下安全阀阀板之间的距离。

2、首先将顶杆先通过钻台补心逐根连接下入井内，并使连接后顶杆的长度小于井下安全阀打开工具安装位置到井下安全阀阀板之间的距离0.5m-1m，再将传动接箍3与顶杆连接。

3、将本工具的三通本体1的下端与采油树中清蜡阀门的接箍或井下安全阀以上的油管接箍或油管悬挂器连接上紧。

4、将液压千斤顶2通过液压快速接头8与液压管线和手动打压泵连接并通过注胶接头6为BT密封圈注胶；通过手动打压泵泵入液压油推动液压伸缩杆11并带动液压传动杆12和顶杆下行、接触到井下安全阀的阀板，继续下行将其顶开。

5、打开控制阀门5并观察控制阀门5上安装的抗震压力表中的压力变化，可直观地判定井下安全阀阀板的开启状况。

6、若抗震压力表中的压力升高，证明井下安全阀的阀板已打开，此时能够正常进行循环洗井或者是压井施工。

7、洗压井结束或者压井失败后，可通过手动打压泵和液压千斤顶2中的泄压阀门10泄压，液压伸缩杆11上行，下方的液压传动杆12和顶杆被井内压力举升上行，顶杆脱离井下安全阀的阀板，井下安全阀关闭。

8、将本工具从井口装置中拆除并通过钻台补心逐根将顶杆从井内起出，进行下步施工。

上面叙述的实施例仅仅为典型实施例，但本实用新型不仅限于这些实施例，本领域的技术人员可以在不偏离本实用新型的精神和启示下做出修改。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本实用新型的创造精神和创造理念之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。因此，保护范围不仅限于上文的说明。

Claims (9)

1.一种井下安全阀启闭工具，其特征是，设有液压千斤顶和三通本体，其中：

三通本体中装有液压传动杆，液压传动杆的下部与顶杆连接，三通本体的旁通管中装有控制阀门，三通本体的下部管体与井口装置连接；

三通本体内装有密封件，液压传动杆的下部杆体从密封件中穿过；

液压千斤顶的下部壳体与三通本体通过连接箍连接，液压千斤顶的液压快速接头通过液压管线与液压千斤顶的液压油箱的出油口连接，液压千斤顶的泄压阀门通过液压管线与液压千斤顶的液压油箱的回油口连接。

2.如权利要求1所述的一种井下安全阀启闭工具，其特征是，所述密封件是BT密封圈，所述BT密封圈的注胶快速接头通过螺纹安装在三通本体中并与BT密封圈的注胶孔连接。

3.如权利要求1所述的一种井下安全阀启闭工具，其特征是，所述三通本体的下部管体设有外螺纹并能够与井口装置中的清蜡阀门的接箍连接或与井下安全阀以上的油管接箍连接或与油管悬挂器连接。

4.如权利要求1所述的一种井下安全阀启闭工具，其特征是，所述液压传动杆与顶杆之间通过传动接箍连接。

5.如权利要求1所述的一种井下安全阀启闭工具，其特征是，所述液压传动杆与顶杆之间通过螺纹连接，在所述的液压传动杆的下部加工外螺纹或者是设有内螺纹的沉孔，液压传动杆与顶杆上部加工的设有内螺纹的沉孔或者加工的外螺纹连接。

6.如权利要求1或3所述的一种井下安全阀启闭工具，其特征是，所述三通本体的旁通管外端装有三通接箍并能够通过三通接箍依次与高压由壬、高压软管和压井管汇连接。

7.如权利要求6所述的一种井下安全阀启闭工具，其特征是，所述控制阀门上还装有抗震压力表。

8.如权利要求1所述的一种井下安全阀启闭工具，其特征是，所述顶杆的长度小于井下安全阀打开工具安装位置至井下安全阀阀板之间的距离；液压传动杆的下部杆体和顶杆的杆体外径设定在32mm-38mm。

9.如权利要求4或5所述的一种井下安全阀启闭工具，其特征是，所述顶杆是空心杆，所述液压传动杆的下部杆体能够是实心杆或者是空心杆；当所述液压传动杆的下部杆体是空心杆时，液压传动杆的下部杆体和顶杆均是内通径大于20mm的空心杆；所述顶杆之间通过螺纹连接，连接后的顶杆是无节箍空心杆，连接后顶杆的长度比井下安全阀打开工具安装位置到井下安全阀阀板之间的距离小0.5m－1m。

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