CN220667514U - 注水井防喷尾管阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种注水井防喷尾管阀，包括：阀体外筒，上端通过阀体上接头与上方油管相旋接，下端公螺纹与球座的上端相旋接；外密封套，中心孔上部设有外密封套扩径孔，上部外周设有外密封套密封段，外密封套密封段固定在阀体外筒的内台阶上，外密封套密封段以下与阀体外筒的内壁之间设有阀内环形通道，中下部设有外密封套排液孔；内滑套，位于外密封套内腔，上端外周设有内滑套外凸圈且支撑在外密封套扩径孔的上部内壁，中下部设有内滑套排液孔与外密封套排液孔贯通；内滑套剪切销钉，旋接在外密封套的下端螺孔中，内端头嵌入内滑套的沉孔中，使内滑套排液孔与外密封套排液孔相对。该尾管阀在带压作业的前提下，实现注水井的底部可靠封堵。

Description

注水井防喷尾管阀

技术领域

本实用新型涉及一种注水井的井下阀门，尤其涉及一种注水井防喷尾管阀，属于采油井下阀门技术领域。

背景技术

油田管理后期多采用注水保持或恢复油层压力、增加地层能量，使油藏有较强的驱动力，以提高油藏的开采速度和采收率。随着注水压力不断提高，井下管柱故障不断，起管柱进行井下管柱维护，是必然选择。为保证安全生产，前期在进行作业施工前，需要进行放压或压井，再进行作业起下分层注水管柱。

以上生产方式存在许多问题，第一，采用高密度压井液压井造成作业施工成本上升；第二，压井易对地层造成污染，将地层压死；第三，还需要进行放压，造成施工周期增长，有时要1-2月，大幅度增加污水回收量，周边油井地层能量下降，同时打破了注采井网的平衡，作业完再次恢复地层能量费时又费力，并且压差变化大损坏套管。因此带压作业在油田逐渐推广，多采用投堵塞总成的方式对管柱进行密封。

公开号为CN202338277U的中国实用新型专利，公开了一种井下循环开关阀。其带轨道槽的轨道筒套在设有螺纹孔的阀体外部，滑钉位于轨道筒轨道槽内并与阀体螺纹孔连接；轨道筒的上、下端均设有滚动轴承；带密封圈的密封套套在阀体底端，并由限位销钉固定；在阀体上设有联通其内腔和外部环形腔的过油孔，在阀体内腔设有滑动塞和空心堵钉；防护筒固定在轨道筒外部；底端设有内嵌式卡簧的下接头套在防护筒和密封套外部；阀体上方螺纹连接设有过流孔和密封槽的阀芯，带节流孔的上接头套在阀芯外部并螺纹连接下接头，网管套在上接头外部。该井下循环开关阀原理上可行，但是密封件长期反复运动，使得密封效果差，有时开关状态判断不清楚。

公开号为CN218376411U的中国实用新型专利，公开了一种用于石油开采的井下循环开关阀，包括外筒，外筒的外侧设置有气孔，外筒的内侧滑动连接有连筒，连筒的外侧设置有卡槽，连筒的外部固定连接有复位弹簧，复位弹簧远离连筒的一端固定连接在外筒的内侧，外筒的内侧固定连接有卡接弹簧，卡接弹簧远离外筒的一端固定连接有卡块，外筒的外部固定连接有接头，外筒的内侧固定连接有扭簧，扭簧的外部固定连接有挡板，挡板的外部固定连接有转轴。该开关阀的缺陷在于：挡板反复使用密封性没有保障，连筒反复使用密封性不可靠；卡块锁住连筒，卡块复位没有保障。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的不足，提供一种注水井防喷尾管阀，在带压作业的前提下，实现注水井的底部可靠封堵，可以减少注水井作业起下管柱过程中的井口溢流，现场环境友好。

为解决以上技术问题，本实用新型的一种注水井防喷尾管阀，包括：

阀体外筒，上端母螺纹通过阀体上接头与上方油管相旋接，下端公螺纹与球座相旋接；

外密封套，中心孔上部设有外密封套扩径孔，上部外周设有外密封套密封段，所述外密封套密封段固定在所述阀体外筒的内台阶上，外密封套密封段以下与所述阀体外筒的内壁之间设有阀内环形通道，中下部设有外密封套排液孔；

内滑套，位于所述外密封套的内腔，上端外周设有内滑套外凸圈且支撑在所述外密封套扩径孔的上部内壁，中下部设有内滑套排液孔与所述外密封套排液孔贯通；

内滑套剪切销钉，旋接在所述外密封套的下端螺孔中，内端头嵌入所述内滑套的沉孔中，使内滑套排液孔与外密封套排液孔相对。

作为本实用新型的改进，所述内滑套的中心孔上端设有内滑套上锥面，所述内滑套的中心孔下端设有内滑套下锥面。

作为本实用新型的进一步改进，所述内滑套的下端从所述外密封套的下端口中伸出，且旋接有内滑套螺母，所述内滑套螺母的顶部抵靠在所述外密封套的下方。

作为本实用新型的进一步改进，所述外密封套的中段内壁环槽中嵌装有外密封套卡簧，所述内滑套的上部外周设有内滑套卡簧槽，当所述内滑套外凸圈的底部抵靠在所述外密封套扩径孔的内台阶上时，所述外密封套卡簧嵌入所述内滑套卡簧槽中将内滑套锁定。

作为本实用新型的进一步改进，带压起管柱时，所述内滑套中置有强磁吸球管。

作为本实用新型的进一步改进，所述强磁吸球管包括：

隔磁外套，上端设有隔磁外套喇叭口，隔磁外套喇叭口设有隔磁外套外锥面和隔磁外套内锥面，所述隔磁外套外锥面与内滑套上锥面相匹配，所述隔磁外套内锥面供钢球坐封；

强磁芯，呈环形且上端抵靠在所述隔磁外套的内台阶下方；

强磁吸球座，旋接在所述隔磁外套的下端螺孔中，其顶部抵靠在所述强磁芯的下方，其下端设有磁吸喇叭口。

作为本实用新型的进一步改进，所述隔磁外套、强磁芯、强磁吸球座的中心孔贯通且等径。

作为本实用新型的进一步改进，所述隔磁外套的本体外径小于30mm，隔磁外套喇叭口的最大直径小于38mm。

作为本实用新型的进一步改进，井口泄压后，所述内滑套下锥面由坐封球座的低密度铁球上浮后反向密封。

作为本实用新型的进一步改进，带压起管柱时，所述隔磁外套喇叭口上坐封有钢球。

相对于现有技术，本实用新型取得了以下有益效果：1、投堵作业过程中，可以消除下方管柱的死腔，解决了强磁吸球管投不到位，不能够进入防喷尾管阀内的难题，保证强磁吸球管能够顺利迅速下到位；

2、强磁吸球管的强磁吸力大，其下端吸住低密度铁球时，打开下方球座的中心孔道，使管柱底部不是死腔，保证内滑套和强磁吸球管顺利下行，可靠剪断滑套剪切销钉，内滑套和强磁吸球管继续下行到内滑套外凸圈的底部与外密封套扩径孔下部的限位台阶接触时，低密度铁球也不会与球座体的喇叭口接触，保证打压的成功；

3、在不增加额外设备的情况下，可实现带压下管柱、多层正常注水、反洗井作业、投堵、带压起管柱等作业，无论哪种作业，均可保证井控安全。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本实用新型。

图1为本实用新型注水井防喷尾管阀的结构示意图；

图2为本实用新型中强磁吸球管的结构示意图。

图中：防喷尾管阀：1.阀体上接头；2.阀体外筒；3.外筒卡簧；4.内滑套；4a.内滑套上锥面；4b.内滑套外凸圈；4c.内滑套卡簧槽；4d.内滑套排液孔；4e.内滑套下锥面；5.外密封套；5a.外密封套扩径孔；5b.外密封套排液孔；5c.阀内环形通道；6.密封套外密封圈；7.外密封套卡簧；8.外密封套内密封圈；9.内滑套剪切销钉；10.内滑套螺母；

强磁吸球管：11.隔磁外套；11a.隔磁外套外锥面；11b.隔磁外套内锥面；12.强磁芯；13.强磁吸球座。

实施方式

在本实用新型的以下描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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，而不是指装置必须具有特定的方位。

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

如图1所示，本实用新型的注水井防喷尾管阀包括阀体上接头1、阀体外筒2、外密封套5和内滑套4，阀体上接头1的上端母螺纹与上方油管相旋接，阀体上接头1的下端公螺纹旋接在阀体外筒2的上端母螺纹中。阀体外筒2的下端公螺纹与球座相旋接。

外密封套5位于阀体外筒2的内腔中段，外密封套5的中心孔上部设有外密封套扩径孔5a，上部外周设有外密封套密封段，外密封套密封段的圆周上嵌有两道密封套外密封圈6与阀体外筒2的内壁实现密封。外密封套密封段的底部支撑在阀体外筒2的内台阶上，外密封套5的顶部压有外筒卡簧3，外筒卡簧3嵌于阀体外筒2的内壁环槽中。

内滑套4位于外密封套5的内腔，其内表面经过防结垢处理，避免因结垢影响内通径。内滑套4的上端外周设有内滑套外凸圈4b，内滑套外凸圈4b支撑在外密封套扩径孔5a的上部内壁，内滑套外凸圈4b的底部与外密封套扩径孔5a底部台阶的距离为内滑套4的滑动行程。

外密封套密封段以下与阀体外筒2的内壁之间设有阀内环形通道5c，外密封套5的中下部设有外密封套排液孔5b，外密封套排液孔5b上下两侧的外密封套内壁分别设有两道密封套内密封槽，密封套内密封槽中分别嵌装有外密封套内密封圈8与内滑套4的外壁实现密封。

内滑套4的中下部设有内滑套排液孔4d，外密封套排液孔5b与内滑套排液孔4d正对且贯通，提供阀内环形通道5c与阀体中心孔之间的径向连通通道。

外密封套5的下端螺孔中旋接有内滑套剪切销钉9，内滑套剪切销钉9的内端头嵌入内滑套4的沉孔中。既起到对内滑套4的轴向定位作用，起到定压剪切的功能；还有径向定位作用，保证内滑套4的内滑套排液孔4d与外密封套5的外密封套排液孔5b在圆周方向上正对。

外密封套5的中段内壁环槽中嵌装有外密封套卡簧7，内滑套4的上部外周设有内滑套卡簧槽4c。内滑套剪切销钉9未剪断前，外密封套卡簧7位于内滑套卡簧槽4c的下方，两者之间的高度差与内滑套4的下滑行程相当。

当内滑套剪切销钉9被剪断，内滑套4下滑，当内滑套外凸圈4b的底部抵靠在外密封套扩径孔5a的内台阶上时，内滑套4下滑到位，外密封套卡簧7嵌入内滑套卡簧槽4c中将内滑套4锁定。

内滑套4的中心孔上端设有内滑套上锥面4a，用于对强磁吸球管进行下行限位。

内滑套4的中心孔下端设有内滑套下锥面4e，供球座的低密度铁球反向密封。

内滑套4的下端从外密封套5的下端口中伸出，且旋接有内滑套螺母10，内滑套螺母10的顶部抵靠在外密封套5的下方。反洗井时，当低密度铁球的顶部抵靠在内滑套下锥面4e时，内滑套螺母10承受来自下方及油套环空的压力，确保内滑套剪切销钉9不被剪断。

防喷尾管阀在球座的上方，随管柱预先下到井下，防喷尾管阀的内通径为42mm，而配水器的内通径均为46mm。

如图2所示，强磁吸球管包括隔磁外套11、强磁芯12和强磁吸球座13，隔磁外套11一般采用隔磁的高铬不锈钢材料制成，隔磁外套11的上端设有隔磁外套喇叭口，隔磁外套喇叭口设有隔磁外套外锥面11a和隔磁外套内锥面11b，隔磁外套外锥面11a与内滑套4上锥面相匹配，隔磁外套内锥面11b供钢球坐封。

强磁芯12使用具有强磁性的材料制成，呈环形且上端抵靠在隔磁外套11的内台阶下方。

强磁吸球座13旋接在隔磁外套11的下端螺孔中，其顶部抵靠在强磁芯12的下方，对其进行限位。强磁吸球座13的下端设有磁吸喇叭口，与低密度铁球的外形匹配，便于与低密度铁球配合。

隔磁外套11、强磁芯12、强磁吸球座13的中心孔贯通且等径，隔磁外套11的本体外径小于30mm，隔磁外套喇叭口的最大直径小于38mm，上方各配水器的内通径均为46mm。强磁吸球管易于通过配水器，顺利下行。

地层注水：管柱下行到设计位置，配水器分别与相应的注水层对应。井口打压注水时的1-2MPa压差推动低密度铁球下行，使其坐封在下方球座上，关闭下方通道，保证配水器正常注水。

反洗井循环：井下压力推开低密度铁球，使其上升，防喷尾管阀的内滑套4下端挡住低密度铁球，内滑套4的下端口被低密度铁球封闭，洗井液从阀内环形通道5c进入外密封套排液孔5b，进而通过内滑套排液孔4d进入中心孔，实现正常排液，洗井液沿中心通道返回井口，保证洗井液的循环。恢复正常注水时，低密度铁球能够重新坐封。

带压起管柱：在井口，往管柱内投入强磁吸球管，随后关闭管柱上端阀门，此时，下部管柱通过球座与油套环空连通，管柱下端不是死腔，由于强磁吸球管的内部是通孔，因此下行顺畅。强磁吸球管在重力作用下进入防喷尾管阀内后，强磁吸球管的隔磁外套外锥面11a下落至与内滑套4上部的内滑套上锥面4a接触，强磁吸球管到达下限位，此时强磁吸球管的下端从内滑套4的下端口中伸出或平齐，在强磁芯12的磁吸作用下，低密度铁球的顶部被吸附在强磁吸球管下端的强磁吸球座13的喇叭口处，关闭强磁吸球管的下端口。

然后从井口投入钢球，钢球落在强磁吸球管顶部的隔磁外套内锥面11b上坐封。接着井口打压，钢球推动内滑套4和强磁吸球管下行，剪断滑套剪切销钉，内滑套4和强磁吸球管继续下行，直到内滑套外凸圈4b抵靠在外密封套扩径孔5a下部的限位台阶上，内滑套4不再继续下行，此时外密封套卡簧7弹出卡住内滑套卡簧槽4c，固定住内滑套4与外密封套5的相对位置，此时外密封套排液孔5b与内滑套排液孔4d在高度方向错开，外密封套内密封圈8密封住外密封套排液孔5b的上下两侧，内滑套4与外密封套5之间实现密封。

井口泄压后，井下压力通过低密度铁球及强磁吸球管的下锥面推动强磁吸球管上行，当低密度铁球被内滑套4的下端阻挡时，低密度铁球与内滑套4下锥面配合，实现反向密封。井下压力越高，低密度铁球密封内滑套4下端的效果越好。

此状态下，井下管柱被逐根起出井口进行维护，此过程中，管柱底部的中心孔道被低密度铁球可靠封堵，不会造成带压井的井喷，或者在井口造成污水溢流，有效保护井口环境及保证作业安全。

以上所述仅为本实用新型之较佳可行实施例而已，显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点，非因此局限本实用新型的专利保护范围，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制。除上述实施例外，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还可以有其他实施方式。本实用新型还会有各种变化和改进，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述。

Claims (6)

1.一种注水井防喷尾管阀，其特征在于，包括：

阀体外筒，上端母螺纹通过阀体上接头与上方油管相旋接，下端公螺纹与球座相旋接；

外密封套，中心孔上部设有外密封套扩径孔，上部外周设有外密封套密封段，所述外密封套密封段固定在所述阀体外筒的内台阶上，外密封套密封段以下与所述阀体外筒的内壁之间设有阀内环形通道，中下部设有外密封套排液孔；

内滑套，位于所述外密封套的内腔，上端外周设有内滑套外凸圈且支撑在所述外密封套扩径孔的上部内壁，中下部设有内滑套排液孔与所述外密封套排液孔贯通；

内滑套剪切销钉，旋接在所述外密封套的下端螺孔中，内端头嵌入所述内滑套的沉孔中，使内滑套排液孔与外密封套排液孔相对。

2.根据权利要求1所述的注水井防喷尾管阀，其特征在于，所述内滑套的中心孔上端设有内滑套上锥面，所述内滑套的中心孔下端设有内滑套下锥面。

3.根据权利要求2所述的注水井防喷尾管阀，其特征在于，所述内滑套的下端从所述外密封套的下端口中伸出，且旋接有内滑套螺母，所述内滑套螺母的顶部抵靠在所述外密封套的下方。

4.根据权利要求1所述的注水井防喷尾管阀，其特征在于，所述外密封套的中段内壁环槽中嵌装有外密封套卡簧，所述内滑套的上部外周设有内滑套卡簧槽，当所述内滑套外凸圈的底部抵靠在所述外密封套扩径孔的内台阶上时，所述外密封套卡簧嵌入所述内滑套卡簧槽中将内滑套锁定。

5.根据权利要求2所述的注水井防喷尾管阀，其特征在于，带压起管柱时，所述内滑套中置有强磁吸球管。

6.根据权利要求5所述的注水井防喷尾管阀，其特征在于，所述强磁吸球管包括：

隔磁外套，上端设有隔磁外套喇叭口，隔磁外套喇叭口设有隔磁外套外锥面和隔磁外套内锥面，所述隔磁外套外锥面与内滑套上锥面相匹配，所述隔磁外套内锥面供钢球坐封；

强磁芯，呈环形且上端抵靠在所述隔磁外套的内台阶下方；

强磁吸球座，旋接在所述隔磁外套的下端螺孔中，其顶部抵靠在所述强磁芯的下方，其下端设有磁吸喇叭口。