CN104100228A - 一种同步分采换向阀 - Google Patents

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一种同步分采换向阀，属于石油工业的井下采油设备技术领域。通过在非注采两用泵上部加装本装置，在注汽时，注汽压力大于工具外压力，开启第二陶瓷阀芯，开启进汽循环通道，实现蒸汽通过油管及泵上同步分采换向阀越泵从油套环空注入地层；在稠油井焖开自喷期(汽窜)采油时油套环空压力大于工具内压力，定压开启第一陶瓷阀芯，开启出液循环通道，通过油管自喷。本装置可实现注汽、采油换向的作用。制造同步分采换向阀，用于接在采油管柱的非注采泵以上位置，在注入蒸汽之前将采油管柱下入井下正常采油位置，蒸汽吞吐过程中不动采油管柱、不开井，同步分采换向阀发挥注汽、采油换向的作用。

Description

一种同步分采换向阀
技术领域
本发明涉及一种同步分采换向阀，属于石油工业的井下采油设备技术领域。
背景技术
目前，稠油开发主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驱和常规热水驱等方法。蒸汽吞吐工艺施工简单，收效快，不需要进行特别的试验研究，可以直接在生产井实施，边生产边试验，因而受到人们的普遍欢迎。尤其在某些油藏条件下，例如油层厚，油层埋藏浅，井距小，特别是重力排油能力达到经济产量时，蒸汽吞吐可以获得较高的采收率。
蒸汽吞吐是单井作业，对各种类型稠油油藏地质条件的适用范围较蒸汽驱广，经济上的风险比蒸汽驱开采小得多，因此蒸汽吞吐通常作为油田规模蒸汽驱开发之前的先导开发方式，以减少生产的阻力和增加注入能力。此外，对于井间连通性差、原油粘度过高以及含沥青砂，不适合蒸汽驱的油藏，仍将蒸汽吞吐作为一种独立的开发方式，因而它在稠油开发中将继续占有重要的地位。蒸汽吞吐通常流程为：在一口井中注入一定量、一定压力的蒸汽，随后关井使蒸汽与油藏原油进行热交换，即所谓的“焖井”，然后再开井自喷采油。
非注采两用泵结构在自喷结束后需复抽机采，而在下泵作业的过程中，修井排液作业时必然会使井口压力归零、蒸汽流失，即注入热量大量损失，导致投入产出比率降低。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种同步分采换向阀。
提供一种同步分采换向阀，通过在非注采两用泵上部加装本装置，在注汽时，注汽压力大于工具外压力，开启第二陶瓷阀芯，开启进汽循环通道，实现蒸汽通过油管及泵上同步分采换向阀越泵从油套环空注入地层；在稠油井焖开自喷期(汽窜)采油时油套环空压力大于工具内压力，定压开启第一陶瓷阀芯，开启出液循环通道，通过油管自喷。本装置可实现注汽、采油换向的作用。
制造同步分采换向阀，用于接在采油管柱的非注采泵以上位置，在注入蒸汽之前将采油管柱下入井下正常采油位置，蒸汽吞吐过程中不动采油管柱、不开井，同步分采换向阀发挥注汽、采油换向的作用。
同步分采换向阀，包括上接头1、第一调节帽2、压帽3、高温碟形弹簧4、第一陶瓷阀芯5、第一防砂通道6、主体7、第二防砂通道8、陶瓷密封阀座9、第二陶瓷阀芯10、高温弹簧11、密封件12、第二调节帽13和调节杆14组成。
上接头1是与采油管柱的连接件，内孔上下均为锥形管螺纹，上端锥形管螺纹与采油管柱相连接，下端锥形管螺纹与主体7上端锥形管螺纹的相连接，上接头1外径与第一调节帽2内孔以螺纹相连；第一调节帽2内孔均为螺纹，上端内螺纹与上接头1外螺纹相连，下端内螺纹与压帽3外螺纹相连；压帽3外螺纹与第一调节帽2内螺纹相连，内孔套接在主体7外径上；伸缩调整高温碟形弹簧4处于第一陶瓷阀芯5和压帽3的中间，伸缩调整高温碟形弹簧4内径套接在第一陶瓷阀芯5上端的外径上，压帽3以螺纹在第一调节帽2内上下移动，压缩和释放伸缩调整高温碟形弹簧4；第一陶瓷阀芯5上端的外径套接在伸缩调整高温碟形弹簧4内径中，伸缩调整高温碟形弹簧4推动第一陶瓷阀芯5下端锥面与主体7配合密封；第一防砂通道6是主体7由内到外的流通通道，第一陶瓷阀芯5下端锥面与主体7配合密封时第一防砂通道6关闭，第一陶瓷阀芯5下端锥面与主体7配合不密封时第一防砂通道6开启；主体7是整个工具的内管,有偏心外孔内由上到下套装陶瓷密封阀座9、第二陶瓷阀芯10、高温弹簧11、密封件12，偏心外孔以螺纹连接调节杆14，主体7外径与上接头1、第二调节帽13以螺纹相连；第二防砂通道8是主体7由外到内的流通通道，第二陶瓷阀芯10上端锥面与陶瓷密封阀座9配合密封时第二防砂通道8关闭，第二陶瓷阀芯10上端锥面与陶瓷密封阀座9配合不密封时第二防砂通道8开启；陶瓷密封阀座9套接在主体7偏心外孔内，与主体7偏心外孔以耐高温橡胶零件密封，第二陶瓷阀芯10上端锥面与陶瓷密封阀座9配合密封；第二陶瓷阀芯10套接在主体7偏心外孔内，处于陶瓷密封阀座9和高温弹簧11中间，下端外径套接在高温弹簧11内，高温弹簧11推动第二陶瓷阀芯10上端锥面与陶瓷密封阀座9配合密封；高温弹簧11套接在主体7偏心外孔内，处于第二陶瓷阀芯10与密封件12之间，第二陶瓷阀芯10下端外径套接在高温弹簧11内，调节杆14以螺纹在调节帽13偏心螺纹孔内上下移动，压缩和释放高温弹簧11；密封件12套接在主体7偏心外孔内，与主体7偏心外孔以耐高温橡胶零件密封，处于高温弹簧11和调节杆14之间；调节帽13内孔螺纹连接在主体7下端，有偏心外孔与主体7下端偏心外孔相对应，偏心外孔与调节杆14以螺纹连接；调节杆14与调节帽13偏心外孔以螺纹相连，14以螺纹在调节帽13偏心螺纹孔内上下移动，压缩和释放高温弹簧11。
所述的第一调节帽2与压帽3以螺纹的伸缩调整高温碟形弹簧4对第一陶瓷阀芯5的弹簧力，定压开启第一陶瓷阀芯5，开启主体7出液循环通道。
所述的第二调节帽13与调节杆14以螺纹的伸缩调整高温弹簧11对第二陶瓷阀芯10的弹簧力，定压开启第二陶瓷阀芯10，开启主体7进汽循环通道。
注汽时的工具外压力，定压开启第二陶瓷阀芯，开启进汽循环通道；采油时的工具内压力，定压开启第一陶瓷阀芯，开启出液循环通道，实现了注汽、采油换向的作用。
本发明具有以下有益的效果：用于稠油井蒸汽吞吐同步分采，接在采油管柱的泵以上位置，起注汽、采油换向的作用。避免了开井操作使压力归零、蒸汽流失，即注入热量大量损失，导致投入产出比率降低的问题。实现了非注采两用泵带泵注采生产，单井减少修井作业井次2次，产生直接效益2万元/井，减少因修井作业产生的废液排放、人力物力资源投入，减少因压井造成的热采状态下热能损失导致投入产出比率降低的问题。避免了注汽井高温带压开井作业，减少安全隐患。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：
图1为本发明的结构剖面示意图。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
具体实施方式
显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。
实施例1：如图1所示，
本发明同步分采换向阀，包括上接头1、第一调节帽2、压帽3、高温碟形弹簧4、第一陶瓷阀芯5、第一防砂通道6、主体7、第二防砂通道8、陶瓷密封阀座9、第二陶瓷阀芯10、高温弹簧11、高温密封件12、第二调节帽13和调节杆14组成。上接头1是与采油管柱的连接件，内孔上下均为锥形管螺纹，上端锥形管螺纹与采油管柱相连接，下端锥形管螺纹与主体7上端锥形管螺纹的相连接，上接头1外径与第一调节帽2内孔以螺纹相连；第一调节帽2内孔均为螺纹，上端内螺纹与上接头1外螺纹相连，下端内螺纹与压帽3外螺纹相连；压帽3外螺纹与第一调节帽2内螺纹相连，内孔套接在主体7外径上；伸缩调整高温碟形弹簧4处于第一陶瓷阀芯5和压帽3的中间，伸缩调整高温碟形弹簧4内径套接在第一陶瓷阀芯5上端的外径上，压帽3以螺纹在第一调节帽2内上下移动，压缩和释放伸缩调整高温碟形弹簧4；第一陶瓷阀芯5上端的外径套接在伸缩调整高温碟形弹簧4内径中，伸缩调整高温碟形弹簧4推动第一陶瓷阀芯5下端锥面与主体7配合密封；第一防砂通道6是主体7由内到外的流通通道，第一陶瓷阀芯5下端锥面与主体7配合密封时第一防砂通道6关闭，第一陶瓷阀芯5下端锥面与主体7配合不密封时第一防砂通道6开启；主体7是整个工具的内管,有偏心外孔内由上到下套装陶瓷密封阀座9、第二陶瓷阀芯10、高温弹簧11、密封件12，偏心外孔以螺纹连接调节杆14，主体7外径与上接头1、第二调节帽13以螺纹相连；第二防砂通道8是主体7由外到内的流通通道，第二陶瓷阀芯10上端锥面与陶瓷密封阀座9配合密封时第二防砂通道8关闭，第二陶瓷阀芯10上端锥面与陶瓷密封阀座9配合不密封时第二防砂通道8开启；陶瓷密封阀座9套接在主体7偏心外孔内，与主体7偏心外孔以耐高温橡胶零件密封，第二陶瓷阀芯10上端锥面与陶瓷密封阀座9配合密封；第二陶瓷阀芯10套接在主体7偏心外孔内，处于陶瓷密封阀座9和高温弹簧11中间，下端外径套接在高温弹簧11内，高温弹簧11推动第二陶瓷阀芯10上端锥面与陶瓷密封阀座9配合密封；高温弹簧11套接在主体7偏心外孔内，处于第二陶瓷阀芯10与密封件12之间，第二陶瓷阀芯10下端外径套接在高温弹簧11内，调节杆14以螺纹在调节帽13偏心螺纹孔内上下移动，压缩和释放高温弹簧11；密封件12套接在主体7偏心外孔内，与主体7偏心外孔以耐高温橡胶零件密封，处于高温弹簧11和调节杆14之间；调节帽13内孔螺纹连接在主体7下端，有偏心外孔与主体7下端偏心外孔相对应，偏心外孔与调节杆14以螺纹连接；调节杆14与调节帽13偏心外孔以螺纹相连，14以螺纹在调节帽13偏心螺纹孔内上下移动，压缩和释放高温弹簧11。
所述的第一调节帽2与压帽3以螺纹的伸缩调整高温碟形弹簧4对第一陶瓷阀芯5的弹簧力，定压开启第一陶瓷阀芯5，开启主体7出液循环通道。
所述的第二调节帽13与调节杆14以螺纹的伸缩调整高温弹簧11对第二陶瓷阀芯10的弹簧力，定压开启第二陶瓷阀芯10，开启主体7进汽循环通道。
如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种同步分采换向阀，其特征在于上接头（1）是与采油管柱的连接件，内孔上下均为锥形管螺纹，上端锥形管螺纹与采油管柱相连接，下端锥形管螺纹与主体（7）上端锥形管螺纹的相连接，上接头（1）外径与第一调节帽(2)内孔以螺纹相连；第一调节帽(2)内孔均为螺纹，上端内螺纹与上接头（1）外螺纹相连，下端内螺纹与压帽(3)外螺纹相连；压帽(3)外螺纹与第一调节帽(2)内螺纹相连，内孔套接在主体（7）外径上；伸缩调整高温碟形弹簧(4)处于第一陶瓷阀芯(5)和压帽(3)的中间，伸缩调整高温碟形弹簧(4)内径套接在第一陶瓷阀芯(5)上端的外径上，压帽(3)以螺纹在第一调节帽(2)内上下移动，压缩和释放伸缩调整高温碟形弹簧(4)；第一陶瓷阀芯(5)上端的外径套接在伸缩调整高温碟形弹簧(4)内径中，伸缩调整高温碟形弹簧(4)推动第一陶瓷阀芯(5)下端锥面与主体（7）配合密封；第一防砂通道（6）是主体（7）由内到外的流通通道，第一陶瓷阀芯(5)下端锥面与主体（7）配合密封时第一防砂通道（6）关闭，第一陶瓷阀芯(5)下端锥面与主体（7）配合不密封时第一防砂通道（6）开启；主体(7)是整个工具的内管,有偏心外孔内由上到下套装陶瓷密封阀座(9)、第二陶瓷阀芯(10)、高温弹簧(11)、密封件(12)，偏心外孔以螺纹连接调节杆(14)，主体(7)外径与上接头（1）、第二调节帽(13)以螺纹相连；第二防砂通道（8）是主体（7）由外到内的流通通道，第二陶瓷阀芯(10)上端锥面与陶瓷密封阀座(9)配合密封时第二防砂通道（8）关闭，第二陶瓷阀芯(10)上端锥面与陶瓷密封阀座(9)配合不密封时第二防砂通道（8）开启；陶瓷密封阀座(9)套接在主体(7)偏心外孔内，与主体(7)偏心外孔以耐高温橡胶零件密封，第二陶瓷阀芯(10)上端锥面与陶瓷密封阀座(9)配合密封；第二陶瓷阀芯(10)套接在主体(7)偏心外孔内，处于陶瓷密封阀座(9)和高温弹簧(11)中间，下端外径套接在高温弹簧(11)内，高温弹簧(11)推动第二陶瓷阀芯(10)上端锥面与陶瓷密封阀座(9)配合密封；高温弹簧(11)套接在主体(7)偏心外孔内，处于第二陶瓷阀芯(10)与密封件（12）之间，第二陶瓷阀芯(10)下端外径套接在高温弹簧(11)内，调节杆(14)以螺纹在调节帽(13)偏心螺纹孔内上下移动，压缩和释放高温弹簧(11)；密封件（12）套接在主体(7)偏心外孔内，与主体(7)偏心外孔以耐高温橡胶零件密封，处于高温弹簧(11)和调节杆(14)之间；调节帽(13)内孔螺纹连接在主体(7)下端，有偏心外孔与主体(7)下端偏心外孔相对应，偏心外孔与调节杆(14)以螺纹连接；调节杆(14)与调节帽(13)偏心外孔以螺纹相连，(14)以螺纹在调节帽(13)偏心螺纹孔内上下移动，压缩和释放高温弹簧(11)。
2.根据权利要求1所述的一种同步分采换向阀，其特征在于第一调节帽(2)与压帽(3)以螺纹的伸缩调整高温碟形弹簧(4)对第一陶瓷阀芯(5)的弹簧力，定压开启第一陶瓷阀芯(5)，开启主体(7)出液循环通道。
3.根据权利要求1所述的一种同步分采换向阀，其特征在于第二调节帽(13)与调节杆(14)以螺纹的伸缩调整高温弹簧(11)对第二陶瓷阀芯(10)的弹簧力，定压开启第二陶瓷阀芯(10)，开启主体(7)进汽循环通道。
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