CN114961605A - 一种液压启闭的循环阀 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液压启闭的循环阀，包括油管接头，还包括与油管接头连通的旁通罩，旁通罩内包括从上往下分布的阀球、阀座、液压传导筒；与液压传导筒滑动配合的阀杆，阀杆顶端与阀球转动配合，且阀杆底部与旁通罩之间设置弹性件；贯穿阀座的第一流道、沿轴向贯穿液压传导筒的第二流道，第一流道与第二流道相互匹配；位于旁通罩内、用于与油套环空连通的传压腔，传压腔的压力用于驱动液压传导筒下行。本发明的目的在于克服现有技术中循环洗井时需要依靠钢丝作业开关滑套的问题，本发明实现依靠液压快速建立与关闭循环洗井通路，缩短作业时间、提高作业效率，且不受井斜限制。
Description
技术领域
本发明涉及海上采油技术领域，更具体地，涉及一种液压启闭的循环阀。
背景技术
海上油田的电潜泵生产管柱均标配油套环空封隔器、井下安全阀等工具，地层产出原油在井筒流动过程中温度逐渐降低，高含蜡井油管内壁会出现结蜡、高粘油井会形成死油，为了清洁管柱，循环洗井是常用的便捷手段。但环空安装封隔器后，正常生产过程中油管与油套管环空不连通。为了解决循环洗井的需要，现有技术的处理方式是在封隔器上部一定位置安装滑套：需要循环洗井时，需要下入专用工具(如钢丝作业工具)打开滑套、洗井结束再下入专用工具将滑套关闭以恢复油井生产。例如中国专利文献公开了一种井下控制阀，上阀座内装有控制滑套，控制滑套外安装有弹簧，上阀座与下阀座之间的空腔内装有空心浮球，该装置即可以有效防止抽油机井洗井时洗井液漏失污染地层，保证正常生产，又可以起到防喷作用，实现不压井作业。
但是，上述方案工具下入和抽油生产需要两趟管柱才能实现，控制阀是和封隔器、丢手组成第一趟管柱先下入井内，坐封封隔器后将控制阀、封隔器丢在井下，起出丢手头以上的管柱，然后再下入抽油生产管柱，管柱底部带有***管，经过丢手头***到控制阀内组成井下生产管柱，实现抽油、洗井等功能。所以，现有技术中依靠滑套建立循环通道的方式，在打开和关闭时均需要下入专用工具，浪费时间，同时在大斜度定向井或水平井中，传统的钢丝作业容易失效，风险较大。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中循环洗井时需要依靠钢丝作业开关滑套的问题，提供一种液压启闭的循环阀。本发明实现依靠液压快速建立与关闭循环洗井通路，缩短作业时间、提高作业效率，且不受井斜限制。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种液压启闭的循环阀，包括油管接头，还包括与油管接头连通的旁通罩，旁通罩内包括从上往下分布的阀球、阀座、液压传导筒；
与液压传导筒滑动配合的阀杆，阀杆顶端与阀球转动配合，且阀杆底部与旁通罩之间设置弹性件；
贯穿阀座的第一流道、沿轴向贯穿液压传导筒的第二流道，第一流道与第二流道相互匹配；
位于旁通罩内、用于与油套环空连通的传压腔，传压腔的压力用于驱动液压传导筒下行；
当液压传导筒位于行程顶端时，阀球关闭，第一流道与第二流道相互截止；
当液压传导筒位于行程底端时，阀球打开，第一流道与第二流道相互连通。
针对现有技术中循环洗井时需要依靠钢丝作业开关滑套的问题，本发明提出一种液压启闭的循环阀，本循环阀中油管接头用于连接在油管上，在油管接头旁设置旁通罩，在旁通罩内设置上下分布的阀球、阀座、液压传导筒。本申请在常态下，由弹性件的弹力驱使液压传导筒位于行程顶端，此时阀杆也位于行程顶端，阀球处于关闭状态，第一流道与第二流道相互截止，因此油管内部与油套环空之间截止，可进行正常的采油作业。当需要进行循环洗井时，从油套环空加压，压力通过传压腔作用在液压传导筒上，当环空憋压至一定程度时，克服弹性件的弹力，使液压传导筒下行，带动阀座同步下行，同时推动阀杆下行，驱动阀球转动至打开状态，此时第一流道与第二流道相互连通，即实现了油管内部与油套环空之间的连通，即可进行循环洗井作业。当然，本领域技术人员应当理解，本申请中的上、下，是以生产管柱在井内时朝向井口方向为上、朝向井底方向为下；本申请在工作时的循环洗井方式为反循环洗井。
当洗井作业结束，环空压力丧失或油管内外压力平衡后，传压腔内压力减小，弹性件复位、驱动阀杆上行，带动阀座和液压传导筒上行至行程顶端，此过程中驱动球阀转动至关闭状态，又可重新进行正常的采油作业。
可以看出，本申请可直接依靠洗井液压快速开启、洗井结束自动关闭，不需要采用钢丝作业分别打开和关闭滑套，解决了现有技术中循环洗井时需要依靠钢丝作业开关滑套所导致的效率低下、风险较大等问题；本申请既可用于垂直井段，也可用于各种斜度的定向井甚至水平井段，显著缩短了作业时间、提高了作业效率。
进一步的，液压传导筒包括上下分布的第一凸出部、第二凸出部，第一凸出部外壁与阀杆内壁滑动配合，第二凸出部外壁与旁通罩内壁动密封配合；传压腔的压力作用在第二凸出部上。
进一步的，阀杆底部具有向内延伸的凸台，凸台与液压传导筒外壁滑动配合；第一凸出部在下行过程中能够与凸台接触。液压传导筒下行过程中，首先不带动阀杆同步下行，直至液压传导筒的第一凸出部下行至凸台上，此时随着液压传导筒的下行，才会带动阀杆同步下行。此方案设置的目的是为了保证液压传导筒在开始下行时，带动阀座同步下行，使得阀球与阀座分离，便于后续阀球的转动。
进一步的，旁通罩底端封闭，液压传导筒活动穿过旁通罩底端，且液压传导筒与旁通罩底端动密封配合；第二凸出部向下移动至旁通罩底端的行程，大于第一凸出部向下移动至与凸台接触的行程。此方案设置的目的在于保证液压传导筒向下的行程距离大于阀杆向下的行程距离，保证第一凸出部与凸台接触后，还有共同下行的空间。
进一步的，旁通罩上具有向内延伸的安装座，安装座位于凸台下方，弹性件位于安装座与凸台之间。这样，安装座可用于为弹性件的底部提供安装工位。
进一步的，安装座与液压传导筒动密封配合；传压腔位于安装座与第二凸出部之间。这样，由于安装座与旁通罩固定，而旁通罩又是与油管接头固定，因此传压腔内的压力无法推动安装座运动，只能够推动液压传导筒动作，进而确保环空加压时，液压传导筒的稳定下行。
进一步的，旁通罩外壁开设与传压腔连通的传压孔，传压孔用于使传压腔内的压力与油套环空的压力相等。
进一步的，阀座与第一凸出部之间，形成位于液压传导筒外、阀杆内的稳压腔；液压传导筒上开设稳压孔，稳压孔连通稳压腔与液压传导筒内部。
本方案中，稳压腔的内部为液压传导筒、外部为阀杆、上部为阀座、下部为第一凸出部。稳压孔的作用是在球阀关闭、重新建立采油通道的过程中，保证液压传导筒与阀杆的稳定上行，避免工具内部憋压。
进一步的，阀座固定在液压传导筒顶部，阀座外壁与阀杆内壁滑动配合，以保证阀座随液压传导筒的同步运动。
进一步的，弹性件为压缩弹簧，压缩弹簧的复张力能够始终为阀杆提供向上运动的趋势，以保证在环空未憋压时阀球始终保持关闭，避免受油管内原油压力波动而误启动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明一种液压启闭的循环阀，可直接依靠洗井液的液压快速开启、洗井结束自动关闭，不需要采用钢丝作业分别打开和关闭滑套，解决了现有技术中循环洗井时需要依靠钢丝作业开关滑套所导致的效率低下、风险较大等问题。
(2)本发明一种液压启闭的循环阀，既可用于垂直井段，也可用于各种斜度的定向井甚至水平井段。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为本发明中阀杆和液压传导筒的连接示意图。
图示标记说明如下：
1-旁通罩，101-安装座，2-阀杆，201-凸台，3-阀球，4-阀座，5-液压传导筒，501-第一凸出部，502-第二凸出部，6-弹性件，7-油管接头，8-第一流道，9-第二流道，10-传压腔，11-传压孔，12-稳压腔，13-稳压孔。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。
实施例1
如图1至图3所示，一种液压启闭的循环阀，包括油管接头7，还包括与所述油管接头7连通的旁通罩1，所述旁通罩1内包括从上往下分布的阀球3、阀座4、液压传导筒5；还包括与所述液压传导筒5滑动配合的阀杆2，所述阀杆2顶端与所述阀球3转动配合，且阀杆2底部与旁通罩1之间设置弹性件6；还包括贯穿所述阀座4的第一流道8、沿轴向贯穿所述液压传导筒5的第二流道9，第一流道8与第二流道9相互匹配；还包括位于旁通罩1内、用于与油套环空连通的传压腔10，所述传压腔10的压力用于驱动液压传导筒5下行；
当液压传导筒5位于行程顶端时，所述阀球3关闭，第一流道8与第二流道9相互截止；
当液压传导筒5位于行程底端时，所述阀球3打开，第一流道8与第二流道9相互连通。
本实施例中油管接头7的公母扣端均为与对应油管相匹配的油管螺纹。
本实施例由旁通罩1、阀杆2、阀球3、阀座4、液压传导筒5、弹性件6共同构成一液压控制开关。其中阀杆2与阀球3联动，通过阀杆2的运动来控制阀球3转动，从而完成开关动作。
在环空压力无法克服弹性件6的弹力时，阀杆2在弹性件6作用下，使阀球3处于关闭位置，即图1中所示状态。
当环空憋压时，液压力作用在液压传导筒5上使之下行，进而带动阀杆2下行，并进一步带动阀球3旋转90°，使阀球3与上下流道连通，环空液体进入油管实现循环洗井。当停止洗井、环空压力丧失或与油管内压力平衡后，在弹性件6作用下，阀杆2上行，驱动阀球3旋转90°，从而关闭流道。其中，阀杆上行或下行带动阀球转动的方式对于本领域技术人员而言是能够轻易实现的，这在试油(测试)领域的测试阀和/或安全循环阀中均可体现，如LPR-N测试阀。
本实施例中使得阀杆2的单边最大行程距离满足阀球正好转过90°。
实施例2
本实施例与实施例1类似，所不同之处在于，本实施例在实施例1的基础上：
如图1和图2所示，液压传导筒5包括上下分布的第一凸出部501、第二凸出部502，第一凸出部501外壁与阀杆2内壁滑动配合，第二凸出部502外壁与旁通罩1内壁动密封配合；传压腔10的压力作用在第二凸出部502上。
本实施例中，阀杆2底部具有向内延伸的凸台201，凸台201与液压传导筒5外壁滑动配合；第一凸出部501在下行过程中能够与凸台201接触。
本实施例中，旁通罩1底端封闭，液压传导筒5活动穿过旁通罩1底端，且液压传导筒5与旁通罩1底端动密封配合；第二凸出部502向下移动至旁通罩1底端的行程，大于第一凸出部501向下移动至与凸台201接触的行程。
本实施例中，旁通罩1上具有向内延伸的安装座101，安装座101位于凸台201下方，弹性件6位于安装座101与凸台201之间。
如图2所示，安装座101与液压传导筒5动密封配合；传压腔10位于安装座101与第二凸出部502之间。
本实施例中，旁通罩1外壁开设与传压腔10连通的传压孔11。
本实施例中，阀座4与第一凸出部501之间，形成位于液压传导筒5外、阀杆2内的稳压腔12；液压传导筒5上开设稳压孔13，稳压孔13连通稳压腔12与液压传导筒5内部。
本实施例的其他结构和原理均与实施例1相同。本实施例由旁通罩1、阀杆2、阀球3、阀座4、液压传导筒5、弹性件6共同构成一液压控制开关。其中阀杆2与阀球3联动，通过阀杆2的运动来控制阀球3转动，从而完成开关动作。
在环空压力无法克服弹性件6的弹力时，阀杆2在弹性件6作用下，使阀球3处于关闭位置，即图1中所示状态。
当环空憋压时，液压力作用在液压传导筒5上使之下行，进而带动阀杆2下行，并进一步带动阀球3旋转90°，使阀球3与上下流道连通，环空液体进入油管实现循环洗井。当停止洗井、环空压力丧失或与油管内压力平衡后，在弹性件6作用下，阀杆2上行，驱动阀球3旋转90°，从而关闭流道。其中，阀杆上行或下行带动阀球转动的方式对于本领域技术人员而言是能够轻易实现的，这在试油(测试)领域的测试阀和/或安全循环阀中均可体现，如LPR-N测试阀。
实施例3
本实施例与实施例2类似，所不同之处在于，本实施例在实施例1的基础上：
阀座4固定在液压传导筒5顶部，阀座4外壁与阀杆2内壁滑动配合。
本实施例中，弹性件6为压缩弹簧。
本实施例的其他结构和原理均与实施例2相同。本实施例由旁通罩1、阀杆2、阀球3、阀座4、液压传导筒5、弹性件6共同构成一液压控制开关。其中阀杆2与阀球3联动，通过阀杆2的运动来控制阀球3转动，从而完成开关动作。
在环空压力无法克服弹性件6的弹力时，阀杆2在弹性件6作用下，使阀球3处于关闭位置，即图1中所示状态。
当环空憋压时，液压力作用在液压传导筒5上使之下行，进而带动阀杆2下行，并进一步带动阀球3旋转90°，使阀球3与上下流道连通，环空液体进入油管实现循环洗井。当停止洗井、环空压力丧失或与油管内压力平衡后，在弹性件6作用下，阀杆2上行，驱动阀球3旋转90°，从而关闭流道。其中，阀杆上行或下行带动阀球转动的方式对于本领域技术人员而言是能够轻易实现的，这在试油(测试)领域的测试阀和/或安全循环阀中均可体现，如LPR-N测试阀。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种液压启闭的循环阀，其特征在于，包括油管接头(7)，与所述油管接头(7)连通的旁通罩(1)，所述旁通罩(1)内包括从上往下分布的阀球(3)、阀座(4)、液压传导筒(5)；与所述液压传导筒(5)滑动配合的阀杆(2)，所述阀杆(2)顶端与所述阀球(3)转动配合，且阀杆(2)底部与旁通罩(1)之间设置弹性件(6)；贯穿所述阀座(4)的第一流道(8)、沿轴向贯穿所述液压传导筒(5)的第二流道(9)，第一流道(8)与第二流道(9)相互匹配；位于旁通罩(1)内、用于与油套环空连通的传压腔(10)，所述传压腔(10)的压力用于驱动液压传导筒(5)下行；当液压传导筒(5)位于行程顶端时，所述阀球(3)关闭，第一流道(8)与第二流道(9)相互截止；当液压传导筒(5)位于行程底端时，所述阀球(3)打开，第一流道(8)与第二流道(9)相互连通。
2.根据权利要求1所述的液压启闭的循环阀，其特征在于，所述液压传导筒(5)包括上下分布的第一凸出部(501)、第二凸出部(502)，所述第一凸出部(501)外壁与阀杆(2)内壁滑动配合，所述第二凸出部(502)外壁与旁通罩(1)内壁动密封配合；所述传压腔(10)的压力作用在第二凸出部(502)上。
3.根据权利要求1所述的液压启闭的循环阀，其特征在于，所述阀杆(2)底部具有向内延伸的凸台(201)，所述凸台(201)与液压传导筒(5)外壁滑动配合；所述第一凸出部(501)在下行过程中能够与所述凸台(201)接触。
4.根据权利要求1所述的液压启闭的循环阀，其特征在于，所述旁通罩(1)底端封闭，所述液压传导筒(5)活动穿过旁通罩(1)底端，且液压传导筒(5)与旁通罩(1)底端动密封配合；所述第二凸出部(502)向下移动至旁通罩(1)底端的行程，大于第一凸出部(501)向下移动至与凸台(201)接触的行程。
5.根据权利要求1所述的液压启闭的循环阀，其特征在于，所述旁通罩(1)上具有向内延伸的安装座(101)，所述安装座(101)位于凸台(201)下方，所述弹性件(6)位于安装座(101)与凸台(201)之间。
6.根据权利要求1所述的液压启闭的循环阀，其特征在于，所述安装座(101)与液压传导筒(5)动密封配合；所述传压腔(10)位于安装座(101)与第二凸出部(502)之间。
7.根据权利要求1所述的液压启闭的循环阀，其特征在于，所述旁通罩(1)外壁开设与传压腔(10)连通的传压孔(11)。
8.根据权利要求1所述的液压启闭的循环阀，其特征在于，所述阀座(4)与第一凸出部(501)之间，形成位于液压传导筒(5)外、阀杆(2)内的稳压腔(12)；所述液压传导筒(5)上开设稳压孔(13)，所述稳压孔(13)连通稳压腔(12)与液压传导筒(5)内部。
9.根据权利要求1所述的液压启闭的循环阀，其特征在于，所述阀座(4)固定在液压传导筒(5)顶部，阀座(4)外壁与阀杆(2)内壁滑动配合。
10.根据权利要求1所述的液压启闭的循环阀，其特征在于，所述弹性件(6)为压缩弹簧。
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2022
- 2022-06-02 CN CN202210623501.XA patent/CN114961605B/zh active Active
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Non-Patent Citations (1)
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| 贾俊敏;: "旁通阀液力反馈抽油泵研究及应用", 石油矿场机械, no. 05 * |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114961605B (zh) | 2023-07-18 |
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