CN2611585Y - 一种用于海上油田中的防污染单向阀 - Google Patents

一种用于海上油田中的防污染单向阀 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种用于海上油田中的防污染单向阀,它包括自上而下位于工作筒内部的阶梯状内管、组合弹簧、单向阀和控制阀;位于所述工作筒中部的侧壁设置有径向通孔,所述单向阀包括控制活塞和位于所述控制活塞上端的钢球;所述控制阀包括所述控制活塞和位于所述控制活塞下端的下接头及位于所述控制活塞和所述下接头之间的密封部件;所述内管的下端的阶梯面与所述组合弹簧连接,所述组合弹簧的下端与所述控制活塞的上端面连接;所述工作筒内部的内管、控制活塞、密封部件和下接头分别为空心结构,所述阶梯状内管的外圈上设置有轴向通孔。本实用新型能长期置于井下,可同时满足采油、洗井及酸化的要求,减少了作业工序,提高了工作效率。

Description

一种用于海上油田中的防污染单向阀
技术领域
本实用新型涉及一种油田井下作业中专用的阀体,尤其涉及一种油田井下专用的单向阀。
背景技术
目前,海上油井采油生产时,油井洗井工序的实施常造成洗井液浸入并污染油层,而防污染管柱工艺是一种集采油生产和无污染洗井以及酸化措施实施三大功能于一身的采油生产工艺。它主要由安装在井内的生产管柱和潜水电泵以及与生产管柱脱离并置于井内的防污染单向阀组成。而现有的井下单向阀和皮碗式洗井阀均是基于单向阀原理的防污考虑,例如,公开日是2000年1月19日,公开号为2359448,名称为《洗井器》的中国实用新型专利,它是由中心管、皮碗、压环、单向阀、下接头等组成,中心管上装有皮碗,中心管上部管壁开通孔,下部装有由钢球和活塞组成的单向阀。靠皮碗的自封作用,与抽油管壁紧密接触。又如,公开日是2000年1月5日,公开号为2357196,名称为《正洗阀》的中国实用新型专利,该正洗阀由阀体、拉杆、柱塞、钢球和阀座组成,拉杆上部螺纹连接有泵杆接箍和背帽,挡圈和背帽之间有皮碗,阀座阀口下有钢球和柱塞,阀座边缘下有顶套、顶丝和柱塞,柱塞下部有压簧。
上述现有技术的不足之处是,忽视了阀体在防污染管柱工艺中的其它常用功能,如均不能实现其中的酸化措施。
发明内容
针对上述现有技术,本实用新型提供了一种用油管下入并能长期置于井下而不影响油田正常生产、洗井和酸化措施的油田井下专用的防污染单向阀。
为了解决上述技术问题,本实用新型一种用于海上油田防污染单向阀,包括自上而下位于工作筒内部的阶梯状内管、组合弹簧、单向阀和控制阀;位于所述工作筒中部的侧壁设置有径向通孔,所述单向阀包括控制活塞和位于所述控制活塞上端的钢球;所述控制阀包括所述控制活塞和位于所述控制活塞下端的下接头及位于所述控制活塞和所述下接头之间的密封部件;所述内管的下端的阶梯面与所述组合弹簧连接,所述组合弹簧的下端与所述控制活塞的上端面连接;所述工作筒内部的内管、控制活塞、密封部件和下接头分别为空心结构,所述阶梯状内管的外圈上设置有轴向通孔。
本实用新型一种防污染单向阀中,所述组合弹簧包括两个直径不同并内外分布的压缩弹簧,所述密封部件包括压帽和密封座,及位于压帽和密封座之间的密封件,所述控制活塞下端呈管状结构,所述密封部件与所述管状结构的外表面紧密接触,所述工作筒上端口与内管的外表面配合,所述工作筒的下端口与下接头的外表面配合,所述控制活塞上端面与所述钢球相接触,其接触面与钢球的表面形状相吻合,所述控制活塞的外部结构是两段直径不同的间断的上下两段,所述上、下两段之间的距离与所述控制活塞的工作行程有关,位于所述工作筒中部侧壁上的径向通孔的具体位置与所述控制活塞的外部结构和工作行程有关。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:1.本实用新型的一种防污染单向阀,通过对控制阀结构的整合,使控制活塞的上、下部位分别与钢球和下接头及密封部件组成两种阀,使海上油井在实施酸化措施时,不需要再向油田井中下入酸化管柱,与采油生产管柱配套就可正常进行酸化措施,并在酸化处理后能直接转入采油生产,可同时满足海上油田正常生产、洗井工艺防污以及酸化并直接排酸生产的要求,大大减少了作业工序,经济效果明显。
2.本实用新型用的一种防污染单向阀能长期置于井下,而不影响油田正常生产、洗井和酸化措施。
附图说明
图1是本实用新型一种用于海上油田中的防污染单向阀的结构示意图;图2是与本实用新型配套的电泵采油防污染管柱示意图。
以下是本实用新型说明书附图中附图标记的说明。
1——工作筒           2——内管3——外弹簧           4——内弹簧5——钢球             6——控制活塞7——压帽             8——密封件9——密封座           10——下接头11——轴向通孔        12——控制活塞上端面13——小管            14——密封部件15——工作筒上端口    16——工作筒下端口17——组合弹簧        18——工作筒下部侧壁19——径向通孔        20——中间通道21——单向阀          22——制阀23——内管外圈        31——回音标32——测压阀          33——单流阀34——电泵机组        35——扶正器
36——丟手工具下体      37——防污染单向阀具体实施方式下面结合附图对本实用新型作进一步详细地描述。
图1示出了本实用新型一种用于海上油田防污染单向阀,它包括自上而下位于工作筒1内部的阶梯状内管2、组合弹簧17、单向阀21和控制阀22;位于所述工作筒下部侧壁18设置有径向通孔19,所述单向阀21包括控制活塞6和位于所述控制活塞上端面12的钢球5;所述控制阀22包括所述控制活塞6和位于所述控制活塞6下端的下接头10及位于所述控制活塞6和所述下接头10之间的密封部件14;所述内管2的下端的阶梯面与所述组合弹簧17连接,所述组合弹簧17的下端与所述控制活塞的上端面12连接;所述工作筒1内部的内管2、控制活塞6、密封部件14和下接头10分别为空心结构,所述阶梯状内管2的外圈23上设置有轴向通孔11。
另外,在本实用新型一种防污染单向阀中,所述组合弹簧17包括两个直径不同并内外分布的外压缩弹簧3和内压力弹簧4,所述内压力弹簧的上端顶住内管2的外周的台阶面,所述密封部件14包括压帽7和密封座9,及位于压帽7和密封座9之间的密封件8,所述控制活塞6下端的结构为一小管13,所述密封部件14与所述小管13的外表面紧密接触,所述工作筒上端口15与内管2的外表面配合,所述工作筒下端口16与下接头10的外表面配合,所述控制活塞上端面12与所述钢球5相接触,其接触面与钢球5的表面形状相吻合,所述控制活塞6的外部结构是两段直径不同的间断的上、下两段,所述上、下两段之间的距离与所述控制活塞6的工作行程有关,位于所述工作筒下部侧壁18上的径向通孔19的具体位置与所述控制活塞6的外部结构和工作行程有关。
下面结合图1和图2进一步描述本实用新型的结构特点。
在本实用新型一种防污染单向阀中的工作筒上端口15可与丢手工具下体36连接,工作筒下端口16与下接头10相连,工作筒中部与控制活塞6配合并留有组合弹簧17的预装空间,靠工作筒下部侧壁18的位置上开有径向通孔19通向工作筒的外部,从而形成控制活塞6的另一液体作用面。另外,阶梯状内管2的外圈23与工作筒1连接固定,并能扶正内弹簧4,内管2的外圈23上分布有多个圆孔11供油井产液通过;外弹簧3与内弹簧4形成组合弹簧17,预压安装在工作筒1内,直接作用在控制活塞上端面12,只有在井液压力作用大于预压力时组合弹簧17才继续压缩上行;钢球5位于控制活塞6上部并共同组成上部单向阀21,井液可通过此中间通道20流入井筒,洗井液被上部单向阀21阻止通过;控制活塞6是本实用新型一种防污染单向阀的核心部件,它不仅与工作筒1的内表面配合,而且还分别与钢球5组成上部单向阀21,与下接头10和密封部件14组成下部控制阀22,控制活塞下端的小管13可插入密封部件14中,控制洗井液的流入,同时也作为高压酸液的酸化通道;压帽7是密封部件14的一部分,它与下接头10通过螺纹连接来限位密封件8,密封件8安装在密封座9内,密封部件14是下部控制阀22的关键部件,其中,密封座9位于压帽7和下接头10之间,密封座9与压帽7形成的内腔是密封件8的安装空间,密封部件14与控制活塞的下端组成了下部控制阀22;下接头10上部的外表面与工作筒下端口16连接,下接头10的上部的内部与密封部件14组合。
下面进一步说明本实用新型一种防污染单向阀的工作原理。
海上油井采油生产时油井洗井工序的实施常造成洗井液浸入井污染油层,因此,防污染管柱工艺即是一种集采油生产和无污染洗井以及酸化措施实施三大功能于一身的采油生产工艺。它主要由安装在井内的生产管柱和潜水电泵以及生产管柱脱离并置于井内的防污染单向阀组成。
如图2所示,海上油田常用电泵采油生产管柱从上到下一般由回音标31、测压阀32单流阀33、电泵机组34和扶正器35组成,本实用新型防污染单向阀37需要长期置于井内并远离采油生产管柱,其上连接丢手工具下体36,其下端连接与先期防砂完井管柱配合的分层密封工具串共同组成防污染生产管柱。油井生产时,启用电泵,油层油流在压力作用下从防污染单向阀37中间通道冲开钢球5进入上部井筒空间,被电泵抽入生产管柱举升到地面;油井洗井时,洗井液从采油生产管柱与井筒形成的环空泵入,液柱形成的液体压力和洗井泵产生的压力之和不足以开启井下防污染单向阀37内控制活塞6与下接头10及密封部件14共同组成的控制阀22,洗井液受阻于控制活塞6与钢球5形成的单向阀21,从生产管柱通道流回洗井系统;实施酸化措施时,酸液在高压作用下从采油生产管柱与井筒形成的环空泵入井筒,井下防污染单向阀37内控制活塞6在其上、下端面以及工作筒1径向通孔19处液体压力和组合弹簧17的作用下实现其下部控制阀22的开启,酸液即进入此通道流入待酸化油层完成酸化措施的施工。酸化完成后,启动电泵即可进行排酸和采油生产。
本实用新型一种防污染单向阀37上部连接丢手工具下体36、下端连接与先期防砂完井管柱配合的分层密封工具串,用油管下入井内并定位于井内先期防砂完井管柱内部,然后按丢手工具操作方法将丢手工具的上、下体脱开,把丢手工具下体36和本实用新型一种防污染单向阀37以及下管柱留在井内;起出丢手工具上体以及上管柱;另外,根据设计下入由测压阀32、回音标31、单流阀33、电泵机组34和扶正器35等组成的电泵采油生产管柱,位于井内丢手工具36下体和本实用新型一种防污染单向阀37以及下管柱之上相应设计位置,就可正常启动电泵生产。检泵时,可进行洗井而不污染油层,并可起出电泵生产管柱;若电泵采油生产管柱正常生产阶段因工艺需要酸化处理时,则从环空高压泵入酸液开启本实用新型一种防污染单向阀中下部控制阀完成酸化措施并及时排酸可立即转入正常生产。
尽管上面结合附图对本实用新型进行了描述,但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下,在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可以作出很多变形,这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (8)

1.一种用于海上油田中的防污染单向阀,其特征在于:包括自上而下位于工作筒内部的阶梯状内管、组合弹簧、单向阀和控制阀;位于所述工作筒中部的侧壁设置有径向通孔,所述单向阀包括控制活塞和位于所述控制活塞上端的钢球;所述控制阀包括所述控制活塞和位于所述控制活塞下端的下接头及位于所述控制活塞和所述下接头之间的密封部件;所述内管的下端的阶梯面与所述组合弹簧连接,所述组合弹簧的下端与所述控制活塞的上端面连接;所述工作筒内部的内管、控制活塞、密封部件和下接头分别为空心结构,所述阶梯状内管的外圈上设置有轴向通孔。
2.根据权利要求1所述的一种防污染单向阀,其特征在于:所述组合弹簧包括两个直径不同并内外分布的压缩弹簧。
3.根据权利要求1所述的一种防污染单向阀,其特征在于:所述密封部件包括压帽和密封座,及位于压帽和密封座之间的密封件。
4.根据权利要求1所述的一种防污染单向阀,其特征在于:所述控制活塞下端呈管状结构,所述密封部件与所述管状结构的外表面紧密接触。
5.根据权利要求1所述的一种防污染单向阀,其特征在于:所述工作筒上端口与内管的外表面配合,所述工作筒的下端口与下接头的外表面配合。
6.根据权利要求1所述的一种防污染单向阀,其特征在于:所述控制活塞上端面与所述钢球相接触,其接触面与钢球的表面形状相吻合。
7.根据权利要求1所述的一种防污染单向阀,其特征在于:所述控制活塞的外部结构是两段直径不同的间断的上下两段,所述上、下两段之间的距离与所述控制活塞的工作行程有关。
8.根据权利要求7所述的一种防污染单向阀,其特征在于:位于所述工作筒中部侧壁上的径向通孔的具体位置与所述控制活塞的外部结构和工作行程有关。
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