CN112360374A - 一种可多次开启的反循环阀及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油气井完井、压裂技术领域,具体涉及一种可多次开启的反循环阀及其使用方法,包括本体、外套和弹簧,所述本体上设有进液孔,所述外套上设有反洗孔,所述反洗孔设于进液孔上方,所述进液孔与反洗孔在液压作用下连通形成反洗通道,所述弹簧用于关闭反洗通道。本方法利用环空加压时反循环阀内外压差及弹簧回弹力的作用下往复运动,实现反循环通道的自动多次开启和关闭功能,从而解决施工过程中需要多次反循环的问题,同时避免钢丝或电缆作业带来的成本及工风险的上升。
Description
技术领域
本发明属于油气井完井、压裂技术领域,具体涉及一种可多次开启的反循环阀及其使用方法。
背景技术
在分支井等特殊井的混采分采、控水堵水、储层改造等施工作业过程中,经常需要对水平井或分支井主、分支井眼不同储层进行分段压裂,压裂时会出现砂堵等情况,导致无法正常施工作业。反循环阀是逐层充填防砂工具中的关键部件之一,其使用工作过程如下:充填过程中,反循环阀处于打开状态,为返出液体提供通常的流体通道,砂水混合液体从充填滑套进入筛套环空,砂子被筛管阻挡,携砂液从底部密封带孔管进入冲管,流经反循环阀,进入充填工具小环空,经返出孔进入大环空,从井口返出;上提管柱反循环过程中,反循环阀关闭,从大环空进来的顶替液,一部分从充填孔进入钻杆以顶替钻杆内的砂浆,一部分从返出孔进入充填工具小环空,到达反循环阀后截止,这样就防止了顶替液漏失到地层,有效保证了反循环的液体效率。
目前国内外常用的反循环阀普遍采用两种结构:一是液压一次开启,即当反循环阀外部压力高于内部压力时,活塞下移,开启反循环通道,环空泄压后活塞无法复位,即通道无法关闭,导致下步施工无法正常进行;二是无液压机构,需要采用钢丝或电缆连接专用开关工具实现反循环通道的开关,虽然该结构可以实现发循环通道的多次开关,但需要辅助钢丝或电缆车配合,施工成本高,施工过程繁琐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可多次开启的反循环阀,克服现有技术中存在的上述技术问题。
本发明的另一个目的在于提供一种可多次开启的反循环阀使用方法,避免钢丝或电缆作业带来的成本及工风险的上升问题。
为此,本发明提供的技术方案如下:
一种可多次开启的反循环阀,包括本体、外套和弹簧,所述本体上设有进液孔,所述外套上设有反洗孔,所述反洗孔设于进液孔上方,所述进液孔与反洗孔在液压作用下连通形成反洗通道,所述弹簧用于关闭反洗通道。
所述外套与本体固连,所述本体与外套之间的环形空间设有活塞,所述弹簧设于活塞的下方,所述反洗孔设于活塞上方,所述活塞与外套之间通过剪切销钉固定。
所述外套为滑套,所述滑套沿轴向上下运动,所述弹簧套设在本体上且位于滑套下方。
所述本体上还设有泄压孔,所述泄压孔设于进液孔下方。
还包括保护套,所述保护套设于外套与本体之间,所述保护套的上端与弹簧下端相接,所述外套的上端和下端分别与本体和保护套固连。
所述活塞与本体、外套之间均设有密封圈。
所述本体的上下端均有螺纹,所述本体与外套螺纹连接,所述保护套与外套螺纹连接。
一种可多次开启的反循环阀使用方法,当压裂或完井管柱需要反循环时,环空加压,当反循环阀外部压力高于内部压力时,在内外压差作用下,剪切销钉被剪断,活塞压缩弹簧下行至本体进液孔下部,建立反循环通道,液体由反洗孔、进液孔由反循环阀外部进入内部,进行反洗。
当环空泄压后,在弹簧回弹力的作用下,活塞复位,反循环通道关闭,可进行正常油管泵注作业;
当需要再次开启反循环通道时,环空加压,克服弹簧弹力实现反循环通道的再次开启。
本发明提供的这种可多次开启的反循环阀,利用环空加压时反循环阀内外压差及弹簧回弹力的作用下往复运动,实现反循环通道的自动多次开启和关闭功能,从而解决施工过程中需要多次反循环的问题,同时避免钢丝或电缆作业带来的成本及工风险的上升。
下面将结合附图做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明的第一种实施方式结构示意图;
图2是本发明的第二种实施方式结构示意图。
图中:1、本体;2、外套;3、反洗孔;4、剪切销钉;5、活塞;6、密封圈;7、进液孔;8、弹簧;9、防撞套;10、泄压孔。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
现参考附图介绍本发明的示例性实施方式,然而,本发明可以用许多不同的形式来实施,并且不局限于此处描述的实施例,提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明,并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中,相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明,此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外,可以理解的是,以通常使用的词典限定的术语,应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义,而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
实施例1:
本实施例提供了一种可多次开启的反循环阀,包括本体1、外套2和弹簧8,所述本体1上设有进液孔7,所述外套2上设有反洗孔3,所述反洗孔3设于进液孔7上方,所述进液孔7与反洗孔3在液压作用下连通形成反洗通道,所述弹簧8用于关闭反洗通道。
使用过程或工作原理:
在油气井完井或压裂改造时,将该反循环阀随施工油套管一起下入,当需要反循环时,环空加压,使进液孔7与反洗孔3在液压作用下连通形成反洗通道,液体通过反洗通道由外部进入内部开始反洗,在此过程中,反循环阀内外压差对活塞5的下推力只需克服弹簧8回弹力即可保持反循环通道开启。反洗完成后,环空泄压,在弹簧8回弹力的作用下,活塞5复位,反循环通道关闭,可进行正常油管泵注作业;当需要再次开启反循环通道时,环空加压,只需要克服弹簧8弹力即可实现反循环通道的再次开启。
实施例2:
在实施例1的基础上,本实施例提供了一种可多次开启的反循环阀,所述外套2与本体1固连,所述本体1与外套2之间的环形空间设有活塞5,所述弹簧8设于活塞5的下方,所述反洗孔3设于活塞5上方,所述活塞5与外套2之间通过剪切销钉4固定。
当压裂或完井管住需要反循环时,环空加压;当反循环阀外部压力高于内部压力达到一定值时,在内外压差作用下,如图1所示,剪切销钉4被剪断,活塞5压缩弹簧8下行至本体1进液孔7下部,建立反循环通道,液体可由反洗孔3、进液孔7由外部进入内部;此时反循环阀内外压差对活塞5的下推力只需克服弹簧8回弹力即可保持反循环通道开启;当环空泄压后,在弹簧8回弹力的作用下,活塞5复位,反循环通道关闭,可进行正常油管泵注作业;当需要再次开启反循环通道时,环空加压,只需要克服弹簧8弹力即可实现反循环通道的再次开启。
实施例3:
在实施例1的基础上,本实施例提供了一种可多次开启的反循环阀,所述外套2为滑套,所述滑套沿轴向上下运动,所述弹簧8套设在本体1上且位于滑套下方。
如图2所示,环空加压时,液体通过反洗孔3作用在滑套上,当液压达到一定值时,剪切销钉4被剪断,滑套在液压的作用下压缩弹簧8沿轴向向下运动,当反洗孔3与本体1的进液孔7对齐后,反循环通道打开,实现液体由外部进入外部,在反洗过程中,反循环阀内外压差对活塞5的下推力只需克服弹簧8回弹力即可保持反循环通道开启;当环空泄压后,在弹簧8回弹力的作用下,推动滑套沿轴向向上运动,使反洗孔3与进液孔7错开,反循环通道关闭,可进行正常油管泵注作业;当需要再次开启反循环通道时,环空加压,只需要克服弹簧8弹力即可实现反循环通道的再次开启。
实施例4:
在实施例2的基础上,本实施例提供了一种可多次开启的反循环阀,所述本体1上还设有泄压孔10,所述泄压孔10设于进液孔7下方。
如图1所示,活塞5泄压孔10使活塞5下部液体可以顺利泄出,确保反循环通道畅通。
实施例5:
在实施例2的基础上,本实施例提供了一种可多次开启的反循环阀,还包括保护套,所述保护套设于外套2与本体1之间,所述保护套的上端与弹簧8下端相接,所述外套2的上端和下端分别与本体1和保护套固连。
所述活塞5与本体1、外套2之间均设有密封圈6。
所述本体1的上下端均有螺纹,所述本体1与外套2螺纹连接,所述保护套与外套2螺纹连接。
防撞套9有内外螺纹,通过外螺纹与外套2下部连接,通过内螺纹与本体1连接,并通过密封圈6实现与本体1和外套2的密封;防撞套9防止工具下井过程中由于外力作用破坏外套2,并且使得工具装配更加简单。
实施例6:
在实施例2的基础上,本实施例提供了一种可多次开启的反循环阀,包括本体1、外套2、反洗孔3、剪切销钉4、活塞5、密封圈6、进液孔7、弹簧8、防撞套9和泄压孔10。
其中,本体1上下有螺纹,可分别与施工油管连接;外套2上部有内螺纹,外套2通过上端内螺纹与本体1连接;本体1中部有本体1进液孔7和活塞5泄压孔10;外套2上部有反洗孔3;活塞5上有密封圈6,实现活塞5与本体1和外套2的密封;活塞5通过剪切销钉4和外套2固定;当活塞5下移至本体1进液孔7下部后,活塞5泄压孔10确保下部液体可以顺利泄出;防撞套9有内外螺纹,通过外螺纹与外套2下部连接,通过内螺纹与本体1连接,并通过密封圈6实现与本体1和外套2的密封;防撞套9防止工具下井过程中由于外力作用破坏外套2,并且使得工具装配更加简单。
反循环通道由反洗孔3、活塞5、密封圈6、进液孔7和弹簧8组成,其中活塞5通过密封圈6与本体1和外套2实现密封;当反循环阀外部压力高于内部压力达到一定值时,在内外压差作用下,剪切销钉4被剪断,活塞5压缩弹簧8下行至进液孔7下部,建立反循环通道,液体可由反洗孔3、进液孔7由外部进入内部;泄压孔10使活塞5下部液体可以顺利泄出,确保反循环通道畅通;此时反循环阀内外压差对活塞5的下推力只需克服弹簧8回弹力即可保持反循环通道开启;当环空泄压后,在弹簧8回弹力的作用下,活塞5复位,反循环通道关闭,可进行正常油管泵注作业;当需要再次开启反循环通道时,环空加压,只需要克服弹簧8弹力即可实现反循环通道的再次开启。
实施例7:
本实施例提供了一种可多次开启的反循环阀使用方法,当压裂或完井管柱需要反循环时,环空加压,当反循环阀外部压力高于内部压力时,在内外压差作用下,剪切销钉4被剪断,活塞5压缩弹簧8下行至本体1进液孔7下部,建立反循环通道,液体由反洗孔3、进液孔7由反循环阀外部进入内部,进行反洗。
本方法适用于油气井的完井或压裂改造过程,反循环阀随施工油套管一起下入,由于与管柱内径一致,无缩颈,对井下作业或固井影响小。在弹簧8的作用下,活塞5可以自动复位,可是通过油套压力变化实现多次开关。
实施例8:
本实施例提供了一种可多次开启的反循环阀使用方法,当环空泄压后,在弹簧8回弹力的作用下,活塞5复位,反循环通道关闭,可进行正常油管泵注作业;
当需要再次开启反循环通道时,环空加压,克服弹簧8弹力实现反循环通道的再次开启。
综上所述,本发明利用活塞5在内外压差及弹簧8回弹力的作用下往复运动,实现反循环通道的多次开启和关闭功能,从而解决施工过程中需要多次反循环的问题,同时避免钢丝或电缆作业带来的成本及工风险的上升。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明,并不构成对本发明的保护范围的限制,凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种可多次开启的反循环阀,其特征在于:包括本体(1)、外套(2)和弹簧(8),所述本体(1)上设有进液孔(7),所述外套(2)上设有反洗孔(3),所述反洗孔(3)设于进液孔(7)上方,所述进液孔(7)与反洗孔(3)在液压作用下连通形成反洗通道,所述弹簧(8)用于关闭反洗通道。
2.根据权利要求1所述的一种可多次开启的反循环阀,其特征在于:所述外套(2)与本体(1)固连,所述本体(1)与外套(2)之间的环形空间设有活塞(5),所述弹簧(8)设于活塞(5)的下方,所述反洗孔(3)设于活塞(5)上方,所述活塞(5)与外套(2)之间通过剪切销钉(4)固定。
3.根据权利要求1所述的一种可多次开启的反循环阀,其特征在于:所述外套(2)为滑套,所述滑套沿轴向上下运动,所述弹簧(8)套设在本体(1)上且位于滑套下方。
4.根据权利要求1所述的一种可多次开启的反循环阀,其特征在于:所述本体(1)上还设有泄压孔(10),所述泄压孔(10)设于进液孔(7)下方。
5.根据权利要求2所述的一种可多次开启的反循环阀,其特征在于:还包括保护套,所述保护套设于外套(2)与本体(1)之间,所述保护套的上端与弹簧(8)下端相接,所述外套(2)的上端和下端分别与本体(1)和保护套固连。
6.根据权利要求2所述的一种可多次开启的反循环阀,其特征在于:所述活塞(5)与本体(1)、外套(2)之间均设有密封圈(6)。
7.根据权利要求5所述的一种可多次开启的反循环阀,其特征在于:所述本体(1)的上下端均有螺纹,所述本体(1)与外套(2)螺纹连接,所述保护套与外套(2)螺纹连接。
8.根据权利要求2所述的一种可多次开启的反循环阀使用方法,其特征在于:
当压裂或完井管柱需要反循环时,环空加压,当反循环阀外部压力高于内部压力时,在内外压差作用下,剪切销钉(4)被剪断,活塞(5)压缩弹簧(8)下行至本体(1)进液孔(7)下部,建立反循环通道,液体由反洗孔(3)、进液孔(7)由反循环阀外部进入内部,进行反洗。
9.根据权利要求8所述的一种可多次开启的反循环阀使用方法,其特征在于:
当环空泄压后,在弹簧(8)回弹力的作用下,活塞(5)复位,反循环通道关闭,可进行正常油管泵注作业;
当需要再次开启反循环通道时,环空加压,克服弹簧(8)弹力实现反循环通道的再次开启。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210212 |