可防止完井液漏失到地层的隔离阀的制作方法

    技术2026-02-07  2


    本技术涉及用于油气田开发的井下工具,具体地说是一种可防止完井液漏失到地层的隔离阀。


    背景技术:

    1、防漏失阀是一种可以对地层提供暂时性的隔离,防止完井液漏失到地层,从而对地层造成堵塞或破坏的井下工具。通常,油气井在完井阶段为防止井喷,会进行压井作业。由于压井液的压力不好控制,当其压力低于地层压力时,会有井喷风险;而当其压力高于地层压力时,压井液会进入地层,造成地层的堵塞、污染或者破坏,影响后续的油气开采。

    2、为了既能够有效防止井喷,又能够防止压井时对地层造成影响,有必要研究一种既能将完井液与地层隔离,使得它们之间不产生直接接触,同时又能起到防止井喷作用的工具。


    技术实现思路

    1、本实用新型为解决现有的问题,旨在提供一种可防止完井液漏失到地层的隔离阀。

    2、为了达到上述目的,本实用新型采用的技术方案包括依次连接的上接头、连接筒、中接头、弹簧筒和下接头,以及设于内部的锁紧套、流动管,其中:连接筒的内部设有可轴向移动的阀门机构,阀门机构包括活塞,以及通过扭簧连接在活塞上端的阀板;锁紧套的上端插入上接头下端的内孔中并形成可分离连接;锁紧套的下端插入阀门机构的内孔中;弹簧筒的内部设有动力弹簧,处于压缩状态的动力弹簧使流动管始终具备向上移动趋势,流动管的下端外壁设有轨道槽,下接头内壁设有用于控制流动管轴向行程的导向销,导向销插入轨道槽中;轨道槽包括分别沿轴向延伸的若干长槽、一个短槽,以及周向的用于切换、连通的切换槽;流动管上端顶住锁紧套的下端。

    3、其中,阀门机构内孔的下端套在流动管的上端外壁,且阀门机构的底部端面坐落在中接头的上端面上;活塞的上端连接阀座,阀座的上端通过连接套连接阀板架;销轴插入阀板架对应的孔中,阀板一侧的两个耳板孔穿在销轴上形成铰链结构,阀板可以围绕销轴转动。

    4、其中,阀板为挡板结构。

    5、其中,扭簧套在销轴上,一个力臂固定在阀板架上,另一力臂作用在阀板背面,以对阀板产生转动的预紧扭矩。

    6、其中,阀板、阀座密封面采用曲面结构。

    7、其中,阀座的密封面上设有环形沟槽,环形沟槽中设有软密封环。

    8、其中,阀板背面设有平衡塞,平衡塞通过若干片弹簧叠加压紧在阀板的密封孔中。

    9、其中,动力弹簧套在流动管外表面上,其上端顶住流动管外壁上外凸的台阶的下端面,其下端顶住下接头的上端面。

    10、其中,活塞内部设有小孔和大孔,分别与流动管上端的小径和大径对应,并设有两道密封结构;密封结构优选为挡圈、o形圈、挡圈。

    11、其中,两道密封结构之间位置处的流动管侧壁设置有小通孔,将两道密封之间的活塞腔和工具的内通道连通。

    12、其中,轨道槽沿圆周方向共有若干个相同的长槽以及最后一个短槽,导向销每经过切换槽而进入下一个长槽/短槽时,会驱动流动管相应地转动对应角度,同时流动管会沿轴向下移一段与长槽/短槽相等的距离。

    13、其中,轨道槽的首尾不相连。

    14、其中,长槽的数量为七个。

    15、其中,锁紧套与上接头之间采用剪钉形成可分离连接。

    16、其中,锁紧套上端外壁的沟槽装有开口锁环,当上提锁紧套后,锁环到达上接头上部内孔的环槽处时,锁环张开卡在环槽处。

    17、其中,上接头的下端与连接筒的上端之间、连接筒的下端与中接头的上端之间、中接头的下端与弹簧筒的上端之间设有挡圈、o形圈、挡圈的密封结构。其中,弹簧筒最小内径处与流动管的外壁之间设有挡圈、o形圈、挡圈的密封结构。

    18、其中,弹簧筒的下端与下接头的上端之间设有挡圈、o形圈、挡圈的密封结构。本实用新型可以对地层提供暂时性的隔离,防止完井液漏失到地层以及井喷的发生,既保护了地层,又确保了井下作业的安全。

    19、在初始状态时,阀板被锁紧套锁定在打开的位置。当移位工具上提锁紧套,阀板锁定状态被解除,并在扭簧作用力下阀板关闭,与阀座密封面形成密封,进而关闭工具的内通道。同时流动管上端面由于失去了锁紧套的限位,其在动力弹簧的反作用力下带动整个阀门机构向上轴向移动,直至导向销从流动管下端表面的轨道最上端滑到轨道最下端限位为止。流动管下端的轨道槽使得在当需要再次打开阀板时,需从阀门机构上方循环施加多次预定压力才能打开。轨道槽的首尾不连贯,使得本实用新型是一种单次开关工具,再次打开阀板后就不能实现关闭。



    技术特征:

    1.一种可防止完井液漏失到地层的隔离阀,其特征在于:包括依次连接的上接头、连接筒、中接头、弹簧筒和下接头,以及设于内部的锁紧套、流动管;其中:连接筒的内部设有可轴向移动的阀门机构,阀门机构包括活塞,以及通过扭簧连接在活塞上端的阀板;锁紧套的上端插入上接头下端的内孔中并形成可分离连接;锁紧套的下端插入阀门机构的内孔中;

    2.根据权利要求1所述的可防止完井液漏失到地层的隔离阀,其特征在于:阀门机构内孔的下端套在流动管的上端外壁,且阀门机构的底部端面坐落在中接头的上端面上;和/或活塞的上端连接阀座,阀座的上端通过连接套连接阀板架;和/或销轴插入阀板架对应的孔中,阀板一侧的两个耳板孔穿在销轴上形成铰链结构,阀板可以围绕销轴转动。

    3.根据权利要求2所述的可防止完井液漏失到地层的隔离阀,其特征在于:阀板为挡板结构;和/或扭簧套在销轴上,一个力臂固定在阀板架上,另一力臂作用在阀板背面,以对阀板产生转动的预紧扭矩;和/或阀板、阀座密封面采用曲面结构;和/或阀座的密封面上设有环形沟槽,环形沟槽中设有软密封环;和/或阀板背面设有平衡塞,平衡塞通过若干片弹簧叠加压紧在阀板的密封孔中。

    4.根据权利要求1所述的可防止完井液漏失到地层的隔离阀,其特征在于:动力弹簧套在流动管外表面上,其上端顶住流动管外壁上外凸的台阶的下端面,其下端顶住下接头的上端面;和/或活塞内部设有小孔和大孔,分别与流动管上端的小径和大径对应,并设有两道密封结构;和/或密封结构为挡圈、o形圈、挡圈。

    5.根据权利要求4所述的可防止完井液漏失到地层的隔离阀,其特征在于:两道密封结构之间位置处的流动管侧壁设置有小通孔,将两道密封之间的活塞腔和工具的内通道连通。

    6.根据权利要求1所述的可防止完井液漏失到地层的隔离阀,其特征在于:轨道槽沿圆周方向共有若干个长槽以及最后一个短槽,导向销每经过切换槽而进入下一个长槽/短槽时,会驱动流动管相应地沿周向转动对应角度,同时流动管会沿轴向下移一段与长槽/短槽相等的距离;和/或轨道槽的首尾不相连;和/或长槽的数量为七个。

    7.根据权利要求1所述的可防止完井液漏失到地层的隔离阀,其特征在于:锁紧套与上接头之间采用剪钉形成可分离连接;和/或锁紧套上端外壁的沟槽装有开口锁环,当上提锁紧套后,锁环到达上接头上部内孔的环槽处时,锁环张开卡在环槽处。

    8.根据权利要求1-7任一所述的可防止完井液漏失到地层的隔离阀,其特征在于:上接头的下端与连接筒的上端之间、连接筒的下端与中接头的上端之间、中接头的下端与弹簧筒的上端之间设有挡圈、o形圈、挡圈的密封结构;和/或弹簧筒最小内径处与流动管的外壁之间设有挡圈、o形圈、挡圈的密封结构;和/或弹簧筒的下端与下接头的上端之间设有挡圈、o形圈、挡圈的密封结构。


    技术总结
    可防止完井液漏失到地层的隔离阀,连接筒的内部设有可轴向移动的阀门机构,阀门机构包括活塞以及阀板;锁紧套的上端插入上接头下端的内孔中并形成可分离连接;锁紧套的下端插入阀门机构的内孔中;弹簧筒的内部设有动力弹簧,处于压缩状态的动力弹簧使流动管具备向上移动趋势,流动管的下端外壁设有轨道槽,下接头内壁设有用于控制流动管轴向行程的导向销,导向销插入轨道槽中;轨道槽包括分别沿轴向延伸的若干长槽、一个短槽,以及周向的用于切换、连通的切换槽;流动管上端顶住锁紧套的下端。本技术可以对地层提供暂时性的隔离,防止完井液漏失到地层以及井喷的发生,既保护了地层,又确保了井下作业的安全。

    技术研发人员:余细波,张伟博,孙德启,陈虎,黄靖帏,吴治淮
    受保护的技术使用者:上海优强石油科技有限公司
    技术研发日:20231229
    技术公布日:2024/10/24
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