CN114837614A - 一种井下油管管柱内压力控制阀 - Google Patents

一种井下油管管柱内压力控制阀 Download PDF

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Abstract

本发明涉及的是一种井下油管管柱内压力控制阀,它包括上接头、定位卡爪、换向卡爪、换向管、支撑筒、阀板、偏心阀罩、阀板定位阀套、下接头,上接头、偏心阀罩、下接头依次连接构成筒形阀体,定位卡爪卡于上接头内壁的初始定位槽内,换向管的上端口具有外卡台;支撑筒上端面顶在偏心阀罩内的台肩处,阀板压紧套上端套在支撑筒下端,阀板压紧套下端设置定位凸台和两个旋转销孔,两个旋转销孔与定位凸台相对设置,阀板也设置两个旋转销孔,阀板通过旋转销铰接在阀板压紧套下面,旋转销上套有扭簧,阀板位于阀板定位阀套的上端口处,扭簧迫使阀板封闭支撑筒,阀板定位阀套坐在下接头的上端面上。本发明能够避免起油管作业施工时发生井喷事故。

Description

一种井下油管管柱内压力控制阀
技术领域
本发明涉及的是石油工程领域中的井内压力控制阀,,具体涉及一种井下油管管柱内压力控制阀。
背景技术
为了避免起油管作业施工时发生井喷事故,造成人员伤亡、设备受损、油气浪费、环境污染以及不良的社会影响,设计了井下油管管柱内压力控制阀。
发明内容
本发明的目的是提供一种井下油管管柱内压力控制阀,这种井下油管管柱内压力控制阀用于防止油气井喷及井喷失控的现象发生。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:这种井下油管管柱内压力控制阀包括上接头、定位卡爪、换向卡爪、换向管、支撑筒、阀板压紧套、阀板、偏心阀罩、阀板定位阀套、下接头,上接头、偏心阀罩、下接头依次连接构成筒形阀体,下接头内壁从上到下依次设置初始定位槽、换向定位槽、换向卡爪上部工作槽、换向卡爪下部工作槽,定位卡爪、换向卡爪、换向管从上到下依次通过螺纹连接成一体并位于筒形阀体内,定位卡爪卡于上接头内壁的初始定位槽内,换向管的上端口具有外卡台;支撑筒的内径与偏心阀罩上端口的内径相等,支撑筒位于偏心阀罩内,支撑筒上端面顶在偏心阀罩内的台肩处,阀板压紧套上端套在支撑筒下端,阀板压紧套下端设置定位凸台和两个旋转销孔,两个旋转销孔与定位凸台相对设置,阀板也设置两个旋转销孔,阀板通过旋转销铰接在阀板压紧套下面,旋转销上套有扭簧,阀板定位阀套上端具有定位凹槽,阀板压紧套的定位凸台插接在阀板定位阀套的定位凹槽中,阀板位于阀板定位阀套的上端口处,扭簧迫使阀板封闭支撑筒,阀板定位阀套坐在下接头的上端面上。
上述方案中上接头上接油管,下接头下接油管或者管式泵外筒。
上述方案中井下油管管柱内压力控制阀下井后,阀板在扭簧或扭簧与井下流体压力的共同作用下贴在支撑筒下,隔断井内流体,实现油管管柱内压力控制;生产或作业时,通过活塞或专用工具推动换向管由换向卡爪上部工作槽到达换向卡爪下部工作槽,换向管下端向下推动阀板,阀板被打开并贴合在偏心阀罩内,生产通道被打开。
上述方案中初始定位槽的上端面与槽底呈90°,下端面与槽底呈60°斜坡,便于定位卡爪进出初始定位槽;换向定位槽、换向卡爪上部工作槽、换向卡爪下部工作槽的上下端面均与其槽底都呈60°斜坡。
上述方案中定位卡爪由3个卡爪均布于底环上构成,每个卡爪的中间铣出矩形或两端为圆形的矩形,每个卡爪的宽度占整个圆周的1/9,每个卡爪的长度占整个上接头的1/4。
上述方案中换向卡爪由筒体上沿圆周面均匀设置6个卡爪构成,每个卡爪中间铣出矩形或两端为圆形的矩形,每个卡爪的宽度占整个圆周的1/16,每个卡爪的长度占整个上接头的1/8。
上述方案中支撑筒上端面为平面,下端面靠近内侧铣出球面,球面作为阀板的底座,当压力控制阀关闭时,阻止流体通过;支撑筒高度的上1/3处铣出密封槽,放置两个密封圈。
上述方案中阀板上表面外缘铣成球面,阀板关闭时与支撑筒贴合,阻止流体通过;阀板正中间位置铣出圆弧槽,当阀板全部打开时,与换向管表面贴合。
上述方案中阀板定位阀套一侧加工有阀板腔,阀板腔为阀板定位阀套壁上与阀板相适配的孔,阀板打开时,容纳阀板,阀板腔与定位凹槽正对,阀板开启时,阀板刚好与阀板腔贴合,阀板位于阀板腔内。
本发明具有以下有益效果:
1、本发明的应用主要是为了进行油管内的压力控制,防止油气的井喷及井喷失控事故的发生,实现在无需起出油管情况下的检泵或者其它起下工具操作,适用于自喷井或游梁式抽油机井。
2、本发明能够避免起油管作业施工时发生井喷事故,防止造成人员伤亡、设备受损、油气浪费、环境污染以及不良的社会影响。
3、本发明主要是控制油管柱内的压力,开关操作方便,整体加工成本低。
4、本发明接在油管柱下端,可以实现无需起出油管柱的检泵或者其它起下工具操作。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2压力控制阀开关装置结构组件图;
图3压力控制阀阀体结构组件图。
图中,1油管;2上接头;3定位卡爪;4初始定位槽;5换向定位槽;6换向卡爪上部工作槽;7换向卡爪;8换向管;9换向卡爪下部工作槽;10支撑筒;11阀板压紧套;12旋转销;13扭簧;14阀板;15偏心阀罩;16阀板定位阀套;17下接头;18密封圈;19定位凸台;20定位凹槽;21阀板腔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明:
结合图1-图3所示,这种井下油管管柱内压力控制阀包括上接头2、定位卡爪3、换向卡爪7、换向管8、支撑筒10、阀板压紧套11、阀板14、偏心阀罩15、阀板定位阀套16、下接头17,上接头2、偏心阀罩15、下接头17依次连接构成筒形阀体,下接头17内壁从上到下依次设置初始定位槽4、换向定位槽5、换向卡爪上部工作槽6、换向卡爪下部工作槽9,初始定位槽4、换向定位槽5、换向卡爪上部工作槽6、换向卡爪下部工作槽9均为环形槽;定位卡爪3、换向卡爪7、换向管8从上到下依次通过螺纹连接成一体并位于筒形阀体内,定位卡爪3卡于上接头内壁的初始定位槽4内,换向管8的上端口具有外卡台,换向管8的外卡台位于换向卡爪上部工作槽6、换向卡爪下部工作槽9之间,当受到外力向下作用时,定位卡爪3脱离初始定位槽4,定位卡爪3、换向卡爪7、换向管8同时向下移动;支撑筒10的内径与偏心阀罩15上端口的内径相等,支撑筒10位于偏心阀罩15内,支撑筒10上端面顶在偏心阀罩15内的台肩处,阀板压紧套11上端套在支撑筒10下端,阀板14通过旋转销12铰接在阀板压紧套11下面,旋转销12上套有扭簧13,阀板压紧套11的定位凸台19插接在阀板定位阀套16的定位凹槽20中,阀板14位于阀板定位阀套16的上端口处,扭簧13迫使阀板14封闭支撑筒10,阀板定位阀套16坐在下接头17的上端面上,当换向管8在外力作用下,向下移动时,从偏心阀罩15上端口进入支撑筒10,再向下推动阀板14,克服扭簧13的弹力,将阀板14打开,使换油管经偏心阀罩15与下接头17接通,换向管8上端口向下移动到换向卡爪下部工作槽9,换向管8通过其外卡台卡在换向卡爪下部工作槽中。
本发明使用时,上接头2上接油管1,下接头下17接油管或者管式泵外筒。本发明的应用主要是为了进行油管内的压力控制,防止油气的井喷及井喷失控事故的发生,实现在无需起出油管情况下的检泵或者其它起下工具操作。
本实施方式中:
支撑筒10上端面为平面,下端面靠近内侧铣出球面,作为阀板的底座,当压力控制阀关闭时,阻止流体通过。支撑筒10高度的上1/3处铣出密封槽,放置两个密封圈18。
阀板压紧套11上加工有两个旋转销孔,放置旋转销12,旋转销12上套有弹簧,通过弹性迫使阀板关闭。旋转销12正对的位置铣出定位凸台19,宽度占圆周的1/12,通过与定位凹槽20配合,确保阀板开启时,阀板14刚好与阀板腔21贴合。
阀板14的一侧加工有两个旋转销孔,通过旋转销12与阀板压紧套11连接在一起,绕旋转销旋转,打开时进行油气生产,关闭时阻止井下流体流出油管柱。阀板上表面外缘铣成球面,阀板关闭时与支撑筒贴合,阻止流体通过;正中间位置铣出圆弧槽,当阀板全部打开时,与换向管表面贴合。
阀板定位阀套16一侧加工有阀板腔21,油气生产时,容纳阀板。阀板腔21正对侧开有定位凹槽20,与定位凸台19配合,以确保阀板开启时,阀板刚好与阀板腔贴合。
初始定位槽4的上端面与槽底呈90°,下端面与槽底呈60°斜坡,便于定位卡爪3进出初始定位槽4;换向定位槽5、换向卡爪上部工作槽6、换向卡爪下部工作槽9的上下端面均与其槽底都呈60°斜坡。
定位卡爪由3个卡爪均布于底环上构成,每个卡爪的中间铣出矩形或两端为圆形的矩形,每个卡爪的宽度占整个圆周的1/9,每个卡爪的长度占整个上接头的1/4。
换向卡爪7由筒体上沿圆周面均匀设置6个卡爪构成,每个卡爪中间铣出矩形或两端为圆形的矩形,每个卡爪的宽度占整个圆周的1/16,每个卡爪的长度占整个上接头的1/8。
本发明下井后,定位卡爪3位于初始定位槽4内,换向卡爪7位于换向卡爪上部工作槽6内,支撑筒10位于阀板压紧套11上部,阀板14在扭簧13或扭簧与井下流体压力的共同作用下贴在支撑筒10上,隔断井内流体,实现油管管柱内压力控制。生产或作业时,通过活塞(或专用工具)推动换向管8由换向卡爪上部工作槽6到达换向卡爪下部工作槽9,阀板14被打开,并贴合在偏心阀罩15内,生产通道即被打开。
本发明接在油管柱下端,可避免由于地层压力突然增大造成的油气井喷引起的井口设备毁坏,甚至井口流体起火造成的人员伤亡、环境污染、油气浪费等。

Claims (9)

1.一种井下油管管柱内压力控制阀,其特征在于:这种井下油管管柱内压力控制阀包括上接头、定位卡爪、换向卡爪、换向管、支撑筒、阀板压紧套、阀板、偏心阀罩、阀板定位阀套、下接头,上接头、偏心阀罩、下接头依次连接构成筒形阀体,下接头内壁从上到下依次设置初始定位槽、换向定位槽、换向卡爪上部工作槽、换向卡爪下部工作槽,定位卡爪、换向卡爪、换向管从上到下依次通过螺纹连接成一体并位于筒形阀体内,定位卡爪卡于上接头内壁的初始定位槽内,换向管的上端口具有外卡台;支撑筒的内径与偏心阀罩上端口的内径相等,支撑筒位于偏心阀罩内,支撑筒上端面顶在偏心阀罩内的台肩处,阀板压紧套上端套在支撑筒下端,阀板压紧套下端设置定位凸台和两个旋转销孔,两个旋转销孔与定位凸台相对设置,阀板也设置两个旋转销孔,阀板通过旋转销铰接在阀板压紧套下面,旋转销上套有扭簧,阀板定位阀套上端具有定位凹槽,阀板压紧套的定位凸台插接在阀板定位阀套的定位凹槽中,阀板位于阀板定位阀套的上端口处,扭簧迫使阀板封闭支撑筒,阀板定位阀套坐在下接头的上端面上。
2.根据权利要求1所述的井下油管管柱内压力控制阀,其特征在于:所述的上接头上接油管,下接头下接油管或者管式泵外筒。
3.根据权利要求2所述的井下油管管柱内压力控制阀,其特征在于:所述的井下油管管柱内压力控制阀下井后,阀板在扭簧或扭簧与井下流体压力的共同作用下贴在支撑筒下,隔断井内流体,实现油管管柱内压力控制;生产或作业时,通过活塞或专用工具推动换向管由换向卡爪上部工作槽到达换向卡爪下部工作槽,换向管下端向下推动阀板,阀板被打开并贴合在偏心阀罩内,生产通道被打开。
4.根据权利要求3所述的井下油管管柱内压力控制阀,其特征在于:所述的初始定位槽的上端面与槽底呈90°,下端面与槽底呈60°斜坡,便于定位卡爪进出初始定位槽;换向定位槽、换向卡爪上部工作槽、换向卡爪下部工作槽的上下端面均与其槽底都呈60°斜坡。
5.根据权利要求4所述的井下油管管柱内压力控制阀,其特征在于:所述的定位卡爪由3个卡爪均布于底环上构成,每个卡爪的中间铣出矩形或两端为圆形的矩形,每个卡爪的宽度占整个圆周的1/9,每个卡爪的长度占整个上接头的1/4。
6.根据权利要求5所述的井下油管管柱内压力控制阀,其特征在于:所述的换向卡爪由筒体上沿圆周面均匀设置6个卡爪构成,每个卡爪中间铣出矩形或两端为圆形的矩形,每个卡爪的宽度占整个圆周的1/16,每个卡爪的长度占整个上接头的1/8。
7.根据权利要求6所述的井下油管管柱内压力控制阀,其特征在于:所述的支撑筒上端面为平面,下端面靠近内侧铣出球面,球面作为阀板的底座;支撑筒高度的上1/3处铣出密封槽,放置两个密封圈。
8.根据权利要求7所述的井下油管管柱内压力控制阀,其特征在于:所述的阀板上表面外缘铣成球面,阀板关闭时与支撑筒贴合,阻止流体通过;阀板正中间位置铣出圆弧槽,当阀板全部打开时,与换向管表面贴合。
9.根据权利要求8所述的井下油管管柱内压力控制阀,其特征在于:所述的阀板定位阀套一侧加工有阀板腔,阀板腔为阀板定位阀套壁上与阀板相适配的孔,阀板打开时,容纳阀板,阀板腔与定位凹槽正对,阀板开启时,阀板位于阀板腔内,阀板刚好与阀板腔贴合。
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