CN107893644A - 一种井下液压控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种井下液压控制装置。其技术方案是：中心管的中上部与上接头之间通过开启剪钉连接，中心管的底部与钢球配合，钢球的上部与固定球座接触密封，下部与浮动球座接触密封，所述浮动球座的下部通过弹簧固定在下接头内腔的台阶上；所述固定球座的上部与关闭套接触，所述关闭套置于外筒内壁，关闭套的外壁通过关闭剪钉与外筒内壁连接，关闭套的内壁通过锁环与中心管活动连接，位于关闭剪钉的下部的外筒上设有进液通道。其有益效果是：本发明的工艺简单，施工方便，缩短施工周期，减少施工成本；可以实现井口无压操作，无需带压作业设备或压井作业；液压开启关闭，安全可靠；与其他工具配套能防止发生井喷。

Description

一种井下液压控制装置

技术领域

本发明涉及油田采油过程中的控制装置，特别涉及一种井下液压控制装置。

背景技术

在油井开采过程中，个别区块地层压力高，井口存在溢流，井口需要带压设备进行施工作业或采用压井液压井之后进行施工作业；1）压井液需要密度大，对地层有一定的污染性；2）采用井口带压设备，成本高，施工周期长；3）现有工具均不能实现下油管和起抽油杆、油管的时候井口无压。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种井下液压控制装置，本发明实现了井口无压作业，防止发生井喷，简化了施工操作，缩短了施工周期，节约了作业费用。

本发明提到的一种井下液压控制装置，其技术方案是：包括上接头（1）、内外连通通道（2）、开启剪钉（5）、外筒（6）、中心管（7）、关闭剪钉（10）、锁环（11）、进液通道（12）、关闭套（13）、固定球座（18）、钢球（19）、浮动球座（20）、弹簧（21）、下接头（23），所述外筒（6）的上下两端分别活动连接上接头（1）和下接头（23），所述上接头（1）的中下部设有一组或一组以上的内外连通通道（2），通过内外连通通道（2）连通到上接头（1）内的中心管（7），所述中心管（7）的中上部与上接头（1）之间通过开启剪钉（5）连接，中心管（7）的底部与钢球（19）配合，钢球（19）的上部与固定球座（18）接触密封，下部与浮动球座（20）接触密封，所述浮动球座（20）的下部通过弹簧（21）固定在下接头（23）内腔的台阶上；所述固定球座（18）的上部与关闭套（13）接触，所述关闭套（13）置于外筒（6）内壁，关闭套（13）的外壁通过关闭剪钉（10）与外筒（6）内壁连接，关闭套（13）的内壁通过锁环（11）与中心管（7）活动连接，位于关闭剪钉（10）的下部的外筒（6）上设有进液通道（12）。

优选的，上述中心管（7）下端设有过流通道（444），开启打压时，液体通过中心管（7）内的中心管内环空（111）和中心管（7）下端的过流通道（444）喷向钢球（19），将钢球（19）下压。

优选的，上述固定球座（18）的底部的内侧设有与钢球（19）配合的弧形面，外侧设有凸起的台阶与外筒（6）的底部支撑固定，所述固定球座（18）的中部为圆筒形结构，内部与中心管（7）的外壁通过第六O型圈（16）密封连接，外部与外筒（6）的内壁通过第七O型圈（17）密封连接。

优选的，上述的关闭套（13）的外侧设有凸起部分，通过凸起部分与外筒（6）内壁的凸起相互配合固定支撑关闭套（13），所述关闭套（13）的内侧设有两组凹槽，上凹槽安装挡环（8），下凹槽安装锁环（11），通过挡环（8）为锁环（11）限位，所述锁环（11）内部设有采用第一单向锯齿螺纹（888），中心管（7）的外壁设有第二单向锯齿螺纹（999），锁环（11）通过第一单向锯齿螺纹（888）与中心管（7）的第二单向锯齿螺纹（999）配合，实现单向锁定。

优选的，下接头（23）内腔的台阶上安设支撑环（22），通过对弹簧（21）进行支撑和限位，支撑环（22）由底座部分和支撑部分组成，底座部分的直径大于支撑部分的外径，通过底座部分与下接头（23）内腔的台阶连接，支撑部分设有多个第四过流通道（777）。

优选的，上述的浮动球座（20）由浮动底座和浮动支撑筒组成，所述浮动底座的上部设有与钢球（19）配合的弧形面，且浮动底座的外径大于浮动支撑筒的外径，所述浮动支撑筒上设有多组第三过流通道（666），且浮动支撑筒与支撑环（22）上的支撑部分之间套有弹簧（21）。

优选的，上述的浮动球座（20）的浮动底座上设有多组第二过流通道（555）。

本发明的有益效果是：本发明通过套管打压5MPa，剪断开启剪钉，实现通道开启；再通过套管打压15MPa，剪断关闭剪钉，实现通道关闭；内置钢球实现通道的密封；通过锁环与中心管单向锯齿螺纹实现通道开启锁定；浮动球座和支撑环之间通过弹簧支撑；中心管、固定球座、浮动球座和支撑环均设置过流通道；中心管的下移，顶开钢球实现通道开启；通道关闭套带动中心管上移实现通道关闭；

本发明的工艺简单，施工方便，缩短施工周期，减少施工成本；可以实现井口无压操作，无需带压作业设备或压井作业；液压开启关闭，安全可靠；与其他工具配套能防止发生井喷。

附图说明

图1是本发明的整体的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图；

图4为图1的C-C剖视图；

图5为图1的D-D剖视图；

图6为图1的E-E剖视图；

图7为图1中F处中心管单向锯齿螺纹局部放大图和G处锁环单向锯齿螺纹局部放大图；

上图中：上接头1、内外连通通道2、第一O型圈3、第二O型圈4、开启剪钉5、外筒6、中心管7、挡环8、第三O型圈9、关闭剪钉10、锁环11、进液通道12、关闭套13、第四O型圈14、第五O型圈15、第六O型圈16、第七O型圈17、固定球座18、钢球19、浮动球座20、弹簧21、支撑环22、下接头23，

中心管内环空111、环空222、开口333、第一过流通道444、第二过流通道555、第三过流通道666、第四过流通道777、第一单向锯齿螺纹888、第二单向锯齿螺纹999。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：参照附图1，本发明提到的一种井下液压控制装置，其技术方案是：包括上接头1、内外连通通道2、开启剪钉5、外筒6、中心管7、关闭剪钉10、锁环11、进液通道12、关闭套13、固定球座18、钢球19、浮动球座20、弹簧21、下接头23，所述外筒6的上下两端分别活动连接上接头1和下接头23，所述上接头1的中下部设有六组内外连通通道2，通过内外连通通道2连通到上接头1内的中心管7，所述中心管7的中上部与上接头1之间通过开启剪钉5连接，中心管7的底部与钢球19配合，钢球19的上部与固定球座18接触密封，下部与浮动球座20接触密封，所述浮动球座20的下部通过弹簧21固定在下接头23内腔的台阶上；所述固定球座18的上部与关闭套13接触，所述关闭套13置于外筒6内壁，关闭套13的外壁通过关闭剪钉10与外筒6内壁连接，关闭套13的内壁通过锁环11与中心管7活动连接，位于关闭剪钉10的下部的外筒6上设有进液通道12。

参照附图2，中心管7下端设有过流通道444，开启打压时，液体通过中心管7内的中心管内环空111和中心管7下端的过流通道444喷向钢球19，将钢球19下压。

参照附图1、5和6，本发明的固定球座18的底部的内侧设有与钢球19配合的弧形面，外侧设有凸起的台阶与外筒6的底部支撑固定，所述固定球座18的中部为圆筒形结构，内部与中心管7的外壁通过第六O型圈16密封连接，外部与外筒6的内壁通过第七O型圈17密封连接。

参照附图1和4，本发明的关闭套13的外侧设有凸起部分，通过凸起部分与外筒6内壁的凸起相互配合固定支撑关闭套13，所述关闭套13的内侧设有两组凹槽，上凹槽安装挡环8，下凹槽安装锁环11，通过挡环8为锁环11限位，所述锁环11内部设有采用第一单向锯齿螺纹888，中心管7的外壁设有第二单向锯齿螺纹999，锁环11通过第一单向锯齿螺纹888与中心管7的第二单向锯齿螺纹999配合，实现单向锁定。

参照附图1，下接头23内腔的台阶上安设支撑环22，通过对弹簧21进行支撑和限位，支撑环22由底座部分和支撑部分组成，底座部分的直径大于支撑部分的外径，通过底座部分与下接头23内腔的台阶连接，支撑部分设有多个第四过流通道777。

参照附图1，本发明的浮动球座20由浮动底座和浮动支撑筒组成，所述浮动底座的上部设有与钢球19配合的弧形面，且浮动底座的外径大于浮动支撑筒的外径，所述浮动支撑筒上设有多组第三过流通道666，且浮动支撑筒与支撑环22上的支撑部分之间套有弹簧21。

参照附图6，本发明的浮动球座20的浮动底座上设有多组第二过流通道555。

参照附图1，本发明的中心管7的外壁中部设有限位凸起，通过限位凸起与上接头1的底部接触配合；所述中心管7的直径大于上接头1上部的阻挡凸起，使中心管7在上接头、外筒和下接头之间的空腔内移动。

本发明提到的一种井下液压控制装置的使用方法，包括以下步骤：

（a）连接管件下入井下：通过上接头1连接在抽油泵下端，通过下接头23连接单流阀，下入到抽油井下的设计位置后，固定井口；

（b）通道开启过程：从抽油井内的套管打压5MPa，液压通过上接头内外连通通道2进入上接头1和中心管7之间的环空222和中心管内环空111，液压作用在中心管7上端面上，推动中心管7下行，剪短开启剪钉5，中心管7下端推动钢球19，钢球19带动浮动球座20压缩弹簧21，锁环11单向锯齿螺纹999和中心管7单向锯齿螺纹888实现单向锁定，锁定后中心管（7）不能再上移，通道开启完成，实现管柱上下连通；

（c）通道关闭过程：起管柱之前套管打压15MPa，液压通过进液通道12进入，液压作用在关闭套13下端面，推动关闭套13上行剪断关闭销钉10，关闭套13推动锁环11和挡环8，通过锁环11带动中心管7一起上移，中心管7下端面离开钢球19，钢球19在弹簧21的作用下推动浮动球座20上行复位，钢球19与固定球座18实现密封，通道关闭，通道关闭后管柱内无压力，井口可以进行无压起管柱作业。

实施例2，本发明提到的本发明提到的一种井下液压控制装置，与实施例1不同之处是，上接头1的中下部设有三组内外连通通道2，通过内外连通通道2连通到上接头1内的中心管7，另外，钢球19替换为陶瓷球，具有耐腐蚀耐磨的优点，可以提高产品的重复利用的时间，延长使用寿命。

以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种井下液压控制装置，其特征是：包括上接头（1）、内外连通通道（2）、开启剪钉（5）、外筒（6）、中心管（7）、关闭剪钉（10）、锁环（11）、进液通道（12）、关闭套（13）、固定球座（18）、钢球（19）、浮动球座（20）、弹簧（21）、下接头（23），所述外筒（6）的上下两端分别活动连接上接头（1）和下接头（23），所述上接头（1）的中下部设有一组或一组以上的内外连通通道（2），通过内外连通通道（2）连通到上接头（1）内的中心管（7），所述中心管（7）的中上部与上接头（1）之间通过开启剪钉（5）连接，中心管（7）的底部与钢球（19）配合，钢球（19）的上部与固定球座（18）接触密封，下部与浮动球座（20）接触密封，所述浮动球座（20）的下部通过弹簧（21）固定在下接头（23）内腔的台阶上；所述固定球座（18）的上部与关闭套（13）接触，所述关闭套（13）置于外筒（6）内壁，关闭套（13）的外壁通过关闭剪钉（10）与外筒（6）内壁连接，关闭套（13）的内壁通过锁环（11）与中心管（7）活动连接，位于关闭剪钉（10）的下部的外筒（6）上设有进液通道（12）。

2.根据权利要求1所述的井下液压控制装置，其特征是：所述中心管（7）下端设有过流通道（444），开启打压时，液体通过中心管（7）内的中心管内环空（111）和中心管（7）下端的过流通道（444）喷向钢球（19），将钢球（19）下压。

3.根据权利要求1所述的井下液压控制装置，其特征是：所述固定球座（18）的底部的内侧设有与钢球（19）配合的弧形面，外侧设有凸起的台阶与外筒（6）的底部支撑固定，所述固定球座（18）的中部为圆筒形结构，内部与中心管（7）的外壁通过第六O型圈（16）密封连接，外部与外筒（6）的内壁通过第七O型圈（17）密封连接。

4.根据权利要求1所述的井下液压控制装置，其特征是：所述的关闭套（13）的外侧设有凸起部分，通过凸起部分与外筒（6）内壁的凸起相互配合固定支撑关闭套（13），所述关闭套（13）的内侧设有两组凹槽，上凹槽安装挡环（8），下凹槽安装锁环（11），通过挡环（8）为锁环（11）限位，所述锁环（11）内部设有采用第一单向锯齿螺纹（888），中心管（7）的外壁设有第二单向锯齿螺纹（999），锁环（11）通过第一单向锯齿螺纹（888）与中心管（7）的第二单向锯齿螺纹（999）配合，实现单向锁定。

5.根据权利要求1所述的井下液压控制装置，其特征是：下接头（23）内腔的台阶上安设支撑环（22），通过对弹簧（21）进行支撑和限位，支撑环（22）由底座部分和支撑部分组成，底座部分的直径大于支撑部分的外径，通过底座部分与下接头（23）内腔的台阶连接，支撑部分设有多个第四过流通道（777）。

6.根据权利要求5所述的井下液压控制装置，其特征是：所述的浮动球座（20）由浮动底座和浮动支撑筒组成，所述浮动底座的上部设有与钢球（19）配合的弧形面，且浮动底座的外径大于浮动支撑筒的外径，所述浮动支撑筒上设有多组第三过流通道（666），且浮动支撑筒与支撑环（22）上的支撑部分之间套有弹簧（21）。

7.根据权利要求6所述的井下液压控制装置，其特征是：所述的浮动球座（20）的浮动底座上设有多组第二过流通道（555）。