CN110107256A - 液控定压反洗阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液控定压反洗阀，涉及油田开采设备技术领域，包括外筒和位于外筒内部的密封管，外筒与密封管密封连接，且外筒与密封管之间存在环空空间；外筒上开设有与环空空间连通的第一通液口，第一通液口内设置有能够压碎的破裂盘；密封管上开设有与环空空间连通的第二通液口，外筒与密封管之间设置有能够封堵第二通液口的与第一通液口之间通道第一封堵件，第一封堵件与下接头之间设置有驱动第一封堵件复位的第一复位件；密封管内设置有能够密封第二通液口的第二封堵件，密封管内设置有用于驱动第二封堵件复位的第二复位件。达到了油井能够正常工作的技术效果。

Description

液控定压反洗阀

技术领域

本发明涉及油田开采设备技术领域，具体而言，涉及液控定压反洗阀。

背景技术

随着油田开发技术的不断进步和发展，生产和注水时为保护套管，使油套环空与油管之间隔离，特别是注水井和气井。开采和注水时必须保证油管的密封性，否则将极大损害油气井和注水井对套管的腐蚀和井控风险。目前使用的反洗阀多采用滑套式、双通结构等，以上几种形式的反洗阀在应用过程中都存在套管有压力存在的情况，随着油气井开发的技术不断更新、要求不断的提高，以上的产品已经越来越不能满足现在生产和注水时的需求。

不论是滑套式反洗阀，还是双通体结构反洗阀，其从机械结构上都不能可靠的在井下密封，在循环压井时压力值不稳定。不论是滑套式反洗阀，还是双通体结构反洗阀在生产和注水一段时间后，油套环空见压，密封失效。此时若仍继续生产和注水作业会有井控风险，为此不得不停止生产或停止注水进行修井作业来检查管柱，更换反洗阀。

因此，提供一种能够使油田能够正常开采的液控定压反洗阀成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液控定压反洗阀，以缓解现有技术中因液控定压反洗阀密封性差导致油田无法正常开采的技术问题。

本发明实施例提供了一种液控定压反洗阀，包括外筒和位于所述外筒内部的密封管，所述外筒与所述密封管密封连接，且所述外筒与所述密封管之间存在环空空间；

所述外筒和所述密封管二者的一端均与所述上接头密封连接，另一端均与所述下接头密封连接；

所述外筒上开设有用于将所述环空空间与外界连通的第一通液口，所述第一通液口上设置有能够压碎的破裂盘；

所述密封管上开设有用于将所述密封管与所述环空空间连通的第二通液口，所述外筒与所述密封管之间设置有能够封堵所述第二通液口的与所述第一通液口之间通道第一封堵件，所述外筒与所述密封管之间设置有用于驱动所述第一封堵件复位的第一复位件；

所述密封管内设置有能够密封第二通液口的第二封堵件，所述密封管内设置有用于驱动所述第二封堵件复位的第二复位件。

本发明实施例提供的第一种可能的实施方式，其中，上述密封管包括从上到下依次连接的第一密封管、连接接头和第二密封管；

所述第一密封管的管顶部与所述上接头密封连接，所述第二密封管的底部与所述下接头密封连接。

本发明实施例提供的第二种可能的实施方式，其中，上述第二封堵件采用第二活塞，所述第二活塞包括活塞筒和固定设置于所述活塞筒外壁的密封凸环；

所述第二密封管底部固定设置有固定帽，所述第二复位件的一端与所述固定帽抵接，另一端与所述密封凸环的底部抵接；

所述密封凸环与所述第二密封管的内壁滑动密封。

本发明实施例提供的第三种可能的实施方式，其中，上述密封凸环沿其轴向的两端设置有与所述第二密封管密封的密封圈；

所述驱动凸环固定设置在所述密封凸环外壁，且所述驱动凸环位于所述第二通液口下方。

本发明实施例提供的第四种可能的实施方式，其中，上述活塞筒和所述密封凸环为一体式结构。

本发明实施例提供的第五种可能的实施方式，其中，上述外筒包括从上到下依次连接的滑套筒和弹簧筒；

所述滑套筒与所述弹簧筒密封连接。

本发明实施例提供的第六种可能的实施方式，其中，上述第一封堵件采用第一活塞；所述第一复位件的一端与所述第一活塞的底端抵接，另一端与所述下接头的顶部抵接；

所述第一活塞在所述第一复位件的作用下与所述滑套筒的底部抵接。

本发明实施例提供的第七种可能的实施方式，其中，上述第一通液口为阶梯孔；

所述第一通液口内固定设置有用于锁紧所述破裂盘的压帽；

所述破裂盘与所述第一通液口的台阶之间设置有密封垫圈，所述破裂盘与所述压帽之间设置有密封垫圈；

所述压帽与所述第一通液口螺纹连接。

本发明实施例提供的第八种可能的实施方式，其中，上述第一复位件和所述第二复位件均采用弹簧。

本发明实施例提供的第九种可能的实施方式，其中，上述液控定压反洗阀还包括上接头和下接头；

所述外筒和所述密封管二者的一端均与所述上接头密封连接，另一端均与所述下接头密封连接。

有益效果：

本发明实施例提供了一种液控定压反洗阀，包括外筒和位于外筒内部的密封管，外筒与密封管密封连接，且外筒与密封管之间存在环空空间；外筒上开设有与环空空间连通的第一通液口，第一通液口内设置有能够压碎的破裂盘；密封管上开设有与环空空间连通的第二通液口，外筒与密封管之间设置有能够封堵第二通液口与第一通液口之间通道的第一封堵件，第一封堵件与下接头之间设置有驱动第一封堵件复位的第一复位件；密封管内设置有能够密封第二通液口的第二封堵件，密封管内设置有用于驱动第二封堵件复位的第二复位件。

在无需进行反洗时，工作人员不对破裂盘进行加压，不会使破裂盘发生破碎；并且通过第二封堵件封闭第二通液口，形成生产和注水时的第一道密封，避免密封管内的油液通过第二通液口；通过第一封堵件封堵第一通液口和第二通液口之间的通道，形成生产和注水的第二道密封，避免密封管内的油液从第二通液口流向第一通液口；最后通过破裂盘封闭第一通液口，形成生产和注水时的第三道密封，避免密封管内的油液从第一通液口流出；从而避免液控定压反洗阀发生泄漏，不会造成油套环空见压的情况发生，避免油井因为液控定压反洗阀而停止正常工作。

在进行反洗时，工作人员向反洗阀与油井套管之间的环空内进行打压，通过反洗液体的压力将第一通液口处的破裂盘击碎，然后反洗液体进入到外筒内，然后充满外筒与密封管之间的环空空间；然后工作人员继续打压，使反洗液体能够推动第一封堵件克服第一复位件的弹力向下移动，从而使反洗液体能够进入到第二通液口内；然后工作人员继续打压，并且液体压力随时间变化而变化(例如，脉冲压)，使得反洗液体能够驱动第二封堵件运动，从而使第二通液口畅通，反洗液体能够进入到密封管内部，完成反洗工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的液控定压反洗阀的整体结构剖视图；

图2为本发明实施例提供的液控定压反洗阀中第二活塞上部结构的剖视图；

图3为图1中A处的放大示意图；

图4为图1中B处的放大示意图；

图5为本发明实施例提供的液控定压反洗阀上部结构的剖视图；

图6为本发明实施例提供的液控定压反洗阀中部结构的剖视图；

图7为本发明实施例提供的液控定压反洗阀下部结构的剖视图。

图标：100－上接头；200－下接头；

300－外筒；310－滑套筒；311－第一通液口；312－破裂盘；313－压帽；314－密封垫圈；320－弹簧筒；330－环空空间；

400－密封管；410－第一密封管；420－连接接头；430－第二密封管；431－第二通液口；432－固定帽；

500－第一活塞；510－第一复位件；

600－第二活塞；610－第二复位件；620－活塞筒；630－密封凸环；640－驱动凸环。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

参见图1－图7所示，本发明实施例提供了一种液控定压反洗阀，包括外筒300和位于外筒300内部的密封管400，外筒300与密封管400密封连接，且外筒300与密封管400之间存在环空空间330；外筒300上开设有用于将环空空间330与外界连通的第一通液口311，第一通液口311上设置有能够压碎的破裂盘312；密封管400上开设有用于将密封管400与环空空间330连通的第二通液口431，外筒300与密封管400之间设置有能够封堵第二通液口431与第一通液口311之间通道的第一活塞500，外筒300与密封管400之间设置有用于驱动第一活塞500复位的第一复位件510；密封管400内设置有能够密封第二通液口431的第二活塞600，密封管400内设置有用于驱动第二活塞600复位的第二复位件610。

在进行使用时，将本实施例提供的液控定压反洗阀下入到油井套管内。

在无需进行反洗时，工作人员不对破裂盘312进行加压使其发生破碎；通过第二活塞600封闭第二通液口431，形成生产和注水时的第一道密封，避免密封管400内的油液通过第二通液口431；通过第一活塞500封堵第一通液口311和第二通液口431之间的通道，形成生产和注水和的第二道密封，避免密封管400内的油液从第二通液口431流向第一通液口311；最后通过破裂盘312封闭第一通液口311，形成生产和注水时的第三道密封，避免密封管400内的油液从第一通液口311流出；从而避免液控定压反洗阀发生泄漏，不会造成油套环空见压的情况发生，避免油井因为液控定压反洗阀而停止正常工作。

在无需进行反洗时通过三层密封对密封管400进行密封，避免密封管400发生泄漏。

参见图1，在进行反洗时，工作人员向油管(反洗阀)与油井套管之间的环空内进行打压，通过反洗液体的压力将第一通液口311处的破裂盘312击碎，然后反洗液体进入到外筒300(滑套筒310)内，然后充满外筒300(滑套筒310和弹簧筒320)与密封管400(第一密封管410、连接接头420和第二密封管430)之间的环空空间330；然后工作人员继续打压，使反洗液体能够推动第一活塞500克服第一复位件510的弹力向下移动，从而使反洗液体能够进入到第二通液口431内；然后工作人员继续打压，并且液体压力随时间变化而变化(例如，脉冲压)，使得反洗液体能够驱动第二活塞600运动，从而使第二通液口431畅通，反洗液体能够进入到密封管400内部。

需要说明的是，本实施例提供的反洗阀分别是与电潜泵等上部完井工具一同下入油井内，或者和配水器管柱一起下入油井内。

例如，当反洗阀与电潜泵等上部完井工具一同下入时，则将反洗阀接在生产管柱的最上端，在生产时如遇井下压力异常可进行反循环高密度液体进行循环压井和下入工具关闭生产滑套操作，确保生产安全，减少井控风险。当反洗阀作为注水管柱中的液控定压反洗阀时，则将本连反洗阀接在注水管柱上端，在注水时管柱注水压力较高，通过设置三道密封对油管和油套环空进行隔离，确保密封的可靠性。当注水时井底压力异常可进行循环高密度液体压井，打开三层流通通道进行循环压井。压井结束后循环通道关闭，可继续进行注水作业施工。在注水作业过程中可下入调配工具对井下配水器进行调配作业，实现精细化注水作业。

需要说明的是，第一复位件510和第二复位件610可以采用弹簧，第一复位件510位于第一活塞500与下接头200之间，第二复位件610位于固定帽432与第二活塞600之间。

需要指出的是，外筒300和密封管400二者的一端均与上接头100密封连接，另一端均与下接头200密封连接。

本实施例的可选方案中，密封管400包括依次连接的第一密封管410、连接接头420和第二密封管430；内密封的管顶部与上接头100密封连接，第二密封管430的底部与下接头200密封连接。

本实施例的可选方案中，第一密封管410的底部与连接接头420密封连接，第二密封管430的顶部与连接接头420密封连接。

具体的，第一密封管410的顶部外壁与上接头100底部内壁密封连接，第一密封管410的底部外壁与连接接头420的顶部内壁密封连接；第二密封管430的顶部内壁与连接接头420的底部外壁螺纹连接，第二密封管430的底部外壁与下接头200的顶部内壁密封连接。当安装下接头200时，下接头200会推动第二密封管430，使第二密封管430与下接头200紧紧抵接在一起，并且第二密封管430会推动连接接头420移动，使连接接头420的顶部和第一密封管410的底部紧紧抵接在一起，并且使第一密封管410的顶部和上接头100的底部紧紧抵接在一起。

本实施例的可选方案中，第二活塞600包括活塞筒620和密封凸环630；第二密封管430底部固定设置有固定帽432，第二复位件610的一端与固定帽432抵接，另一端与密封凸环630的底部抵接；密封凸环630与第二密封管430的内壁滑动密封。

参见图2、图4所示，本实施例的可选方案中，密封凸环630沿其轴向的两端设置有与第二密封管430密封的密封圈；第二通液口431位于两密封圈之间；两密封圈之间设置有用于驱动密封凸环630移动的驱动凸环640，且驱动凸环640位于第二通液口431下方。

具体的，当进行反洗时，从第一通液口311进入外筒300内的液体会驱动第一活塞500移动，从而液体会进入第二通液口431内，然后第二通液口431内的液体会流到第二活塞600和第二密封管430之间，然后随着液体压力的变化，液体会通过驱动凸环640驱动第二活塞600移动，使第二活塞600向下移动，使第二通液口431畅通，从而使外筒300外部的液体进入到第二密封管430内部。

需要指出的是，液体的压力是随时间变化的，而且变化幅度较大，当液体压力达到最大时，能够瞬间压迫第二复位件610，并确定第二活塞600快速向下移动，从而使第二活塞600不再遮挡第二通液口431。

还需要指出的是，工作人员在油井外部对管套和外筒300之间的液体进行打压，使液体能够压裂破碎盘，并且当液体进入外筒300内后，液体的压力是在短时间内往复变化的，当液体压力达到最大时，液体能够推动驱动凸环640快速向下移动，从而带动第二活塞600快速向下移动，使得第二通液口431畅通。并且，液体压力达到最大时会快速推动驱动凸环640运动，使得第二活塞600会完全位于第二通液口431下方。

在进行反洗工作时，只需要工作人员在井口处进行打压即可，无法下入管柱工具进行开关控制。并且在反洗后，第一复位件510能够驱动第一活塞500复位，第二复位件610能够驱动第二活塞600复位，形成两道密封保护；或者，工作人员可以提出反洗阀，对破碎盘进行更换，以形成三道密封保护。

本实施例的可选方案中，活塞筒620和密封凸环630为一体式结构。

本实施例的可选方案中，外筒300包括滑套筒310和弹簧筒320；滑套筒310的底部外壁与弹簧筒320的顶部内壁密封连接。

具体的，滑套筒310的顶部内壁与上接头100的底部外壁螺纹连接，并且两者之间设置有密封圈；滑套筒310的底部外壁与弹簧筒320的顶部内部螺纹连接，并且两者之间设置有密封圈。

滑套筒310的底部内壁与下接头200的顶部外壁螺纹连接，并且两者之间设置有密封圈。

在组装反洗阀时，先将弹簧筒320与下接头200连接在一起，然后装入第一复位件510和第一活塞500；然后装入第二密封管430(第二密封管430在装入前底部螺纹连接固定帽432，顶部与连接接头420螺纹连接)，再装入第二复位件610和第二活塞600；然后弹簧筒320顶部螺纹连接滑套筒310；在连接接头420顶部装入第一密封管410；最后装入上接头100，上接头100与弹簧筒320螺纹连接；在上接头100与弹簧筒320的旋紧过程中，上接头100会压紧第一密封管410，从而使第二密封管430与下接头200紧紧抵接。

本实施例的可选方案中，第一复位件510的一端与第一活塞500的底端抵接，另一端与下接头200的顶部抵接；第一活塞500在第一复位件510的作用下与滑套筒310的底部抵接。

参见图3所示，本实施例的可选方案中，第一通液口311为阶梯孔；第一通液口311内固定设置有用于锁紧盘的压帽313；破裂盘312与第一通液口311的台阶之间设置有密封垫圈314，破裂盘312与压帽313之间设置有密封垫圈314。

本实施例的可选方案中，压帽313与第一通液口311螺纹连接。

在安装破裂盘312时，先将密封垫圈314放入第一通液口311内，然后放入破裂盘312，再放入密封垫圈314，然后旋紧压帽313，将破裂盘312压紧，同时避免第一通液口311泄漏。

需要指出的是，本实施例提供的液控定压反洗阀内的最小内径与生产管柱的内径相同，以保证在生产和注水作业时可下入工具实现分采和分注。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种液控定压反洗阀，其特征在于，包括：外筒(300)和位于所述外筒(300)内部的密封管(400)，所述外筒(300)与所述密封管(400)密封连接，且所述外筒(300)与所述密封管(400)之间存在环空空间(330)；

所述外筒(300)上开设有用于将所述环空空间(330)与外界连通的第一通液口(311)，所述第一通液口(311)上设置有能够压碎的破裂盘(312)；

所述密封管(400)上开设有用于将所述密封管(400)与所述环空空间(330)连通的第二通液口(431)，所述外筒(300)与所述密封管(400)之间设置有能够封堵所述第二通液口(431)与所述第一通液口(311)之间通道的第一封堵件，所述外筒(300)与所述密封管(400)之间设置有用于驱动所述第一封堵件复位的第一复位件(510)；

所述密封管(400)内设置有能够密封第二通液口(431)的第二封堵件，所述密封管(400)内设置有用于驱动所述第二封堵件复位的第二复位件(610)。

2.根据权利要求1所述的液控定压反洗阀，其特征在于，所述密封管(400)包括从上到下依次连接的第一密封管(410)、连接接头(420)和第二密封管(430)；

所述第一密封管(410)的顶部与上接头(100)密封连接，所述第二密封管(430)的底部与下接头(200)密封连接。

3.根据权利要求2所述的液控定压反洗阀，其特征在于，所述第二封堵件采用第二活塞(600)，所述第二活塞(600)包括活塞筒(620)和固定设置于所述活塞筒(620)外壁的密封凸环(630)；

所述第二密封管(430)底部固定设置有固定帽(432)，所述第二复位件(610)的一端与所述固定帽(432)抵接，另一端与所述密封凸环(630)的底部抵接；

所述密封凸环(630)与所述第二密封管(430)的内壁滑动密封。

4.根据权利要求3所述的液控定压反洗阀，其特征在于，所述密封凸环(630)沿其轴向的两端设置有用于与所述第二密封管(430)滑动密封的密封圈；

所述密封凸环(630)外壁固定设置有驱动凸环(640)，且所述驱动凸环(640)位于所述第二通液口(431)下方。

5.根据权利要求3所述的液控定压反洗阀，其特征在于，所述活塞筒(620)和所述密封凸环(630)为一体式结构。

6.根据权利要求1－5任一项所述的液控定压反洗阀，其特征在于，所述外筒(300)包括从上到下依次设置的滑套筒(310)和弹簧筒(320)；

所述滑套筒(310)与所述弹簧筒(320)密封连接。

7.根据权利要求6所述的液控定压反洗阀，其特征在于，所述第一封堵件采用第一活塞(500)；

所述第一复位件(510)的一端与所述第一活塞(500)的底端抵接，另一端与下接头(200)的顶部抵接；

所述第一活塞(500)在所述第一复位件(510)的作用下与所述滑套筒(310)的底部抵接。

8.根据权利要求1－5任一项所述的液控定压反洗阀，其特征在于，所述第一通液口(311)为阶梯孔；

所述第一通液口(311)内固定设置有用于锁紧所述破裂盘(312)的压帽(313)；

所述破裂盘(312)与所述第一通液口(311)的台阶之间设置有密封垫圈(314)，所述破裂盘(312)与所述压帽(313)之间设置有密封垫圈(314)；所述压帽(313)与所述第一通液口(311)螺纹连接。

9.根据权利要求1－5任一项所述的液控定压反洗阀，其特征在于，所述第一复位件(510)和所述第二复位件(610)均采用弹簧。

10.根据权利要求1－5任一项所述的液控定压反洗阀，其特征在于，还包括上接头(100)和下接头(200)；

所述外筒(300)和所述密封管(400)二者的一端均与所述上接头(100)密封连接，另一端均与所述下接头(200)密封连接。