专利名称：轨道式开关阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种轨道式开关阀。特别是涉及一种具有坐封、验封转换机构的轨道式开关阀。
背景技术：
在海上油田开采工程中，多采用单井多层位的开发方式，导致了油水井分层多段完井工艺应用广泛。常规井下多段完井管柱的坐封、验封工艺相互独立，当需要完成坐封、验封功能时，需要下入两趟工艺管柱，进行两次以上起下管柱作业，当层数较多时，起下作业的次数会更多，这种繁琐的作业方式无法满足油田快速、高效、安全的生产要求。而且，当出现验封不合格的层段时，无法及时重复坐封，需要单独下入坐封管柱，施工周期将更长。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种通过控制轨道阀的开、关完成坐封验封功能切换的轨道式开关阀。本实用新型所采用的技术方案是一种轨道式开关阀，包括上连接头和下连接头，还设置有定压阀部分、变位活塞部分和换轨机构，所述的上连接头、定压阀部分、变位活塞部分、换轨机构和下连接头由上至下依次连接，所述上连接头和下连接头的另一端分别连接标准油管。所述的定压阀部分包括与上连接头相连接的阀座，位于阀座下方的阀体，位于阀体下方的定压弹簧，设置在阀座和阀体之间的密封垫，所述的阀体和定压弹簧的内侧套有与所述的上连接头相连通的上中心管。所述的上中心管上形成有过流口，所述的阀座与阀体之间形成有与上中心管上的过流口相连通的且可开关的节流出口，所述的节流出口开关对应坐封与验封两种状态。所述的变位活塞部分包括连接在定压阀部分中的上中心管下面的连接管，并且，所述连接管的上顶端与定压阀部分中的定压弹簧为接触连接，所述的连接管的外侧依次套有活塞和限位套，所述的活塞的外侧形成有向外凸出的凸台，所述的限位套的下端被支撑在活塞的凸台上，所述的活塞的凸台下方卡套有液缸套，所述的液缸套的内侧插入有复位弹簧，所述复位弹簧的上端与活塞的下端连接，所述复位弹簧和液缸套的下端与换轨机构相连。所述的换轨机构包括插入在变位活塞部分中的复位弹簧内的下中心管，所述下中心管的上端与变位活塞部分中的连接管相连接，下端与下连接头相连，还设置有连接在变位活塞部分中的复位弹簧和液缸套下端的转换接头，套在转换接头下端外侧的摆动滑套，以及位于摆动滑套下面并且套在下中心管下端外侧的护环。所述的下中心管与摆动滑套之间形成有间隙，所述的间隙内设置有摆动环，所述的摆动环内设置有沿下中心管外周面移动的轨道销钉，所述的下中心管下部分的外周面上沿外周面形成有一圈轨迹为往复式的轨道滑槽，所述的轨道销钉的一端位于轨道滑槽内，并在变位活塞部分的驱动下沿所述的轨道滑槽滑动。本实用新型的轨道式开关阀，可方便的完成坐封、验封功能的转换；其优化的轨道结构设计，坐封、验封转换安全可靠；换轨过程，销钉不承受较大的载荷力，只起滑移导向的作用。轨道开关阀，具有启动压力低，可重复使用的优点，有效寿命长。
图1是本实用新型轨道式开关阀的整体结构示意图；图2是本实用新型中形成在下中心管外周面上的轨道滑槽的结构示意图；图3是图2中轨道滑槽的展开结构示意图。图中 1:上连接头2 :定压阀部分3:变位活塞部分4:换轨机构5:下连接头21:阀座22:阀体23 :密封垫24:定压弹簧25 :上中心管26:节流出口31 :限位套32:活塞33:连接管34 :复位弹簧35 :液缸套41 :转换接头42 :下中心管43 :轨道销钉44 :摆动滑套45 :摆动环46 :护环47 :轨道滑槽
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型的轨道式开关阀做出详细说明。如图1所示，本实用新型的轨道式开关阀，包括上连接头I和下连接头5，还设置有定压阀部分2、变位活塞部分3和换轨机构4，所述的上连接头1、定压阀部分2、变位活塞部分3、换轨机构4和下连接头5由上至下依次连接，所述上连接头I和下连接头5的另一端分别连接标准油管。所述的定压阀部分2包括与上连接头I相连接的阀座21，位于阀座21下方的阀体22，位于阀体22下方的定压弹簧24，设置在阀座21和阀体22之间的密封垫23，增加阀座与阀体的密封性。所述的阀体22和定压弹簧24的内侧套有与所述的上连接头I相连通的上中心管25。所述的上中心管25上形成有过流口，所述的阀座21与阀体22之间形成有与上中心管25上的过流口相连通的且可开关的节流出口 26，定压弹簧24位于节流出口下方，控制其出口压力。所述的节流出口开关对应坐封与验封两种状态。所述的变位活塞部分3包括连接在定压阀部分2中的上中心管25下面的连接管33，并且，所述连接管33的上顶端与定压阀部分2中的定压弹簧24为接触连接，所述的连接管33的外侧依次套有活塞32和限位套31，所述的活塞32的外侧形成有向外凸出的凸台，所述的限位套31的下端被支撑在活塞32的凸台上，所述的活塞32的凸台下方卡套有液缸套35，所述的液缸套35的内侧插入有复位弹簧34，所述复位弹簧34的上端与活塞32的下端连接，所述复位弹簧34和液缸套35的下端与换轨机构4相连。所述的变位活塞部分3的行程位置分为三种1.原始位置C;2.位置A，变位活塞部分3轴向上移，抵住阀体22，封堵节流出口，节流出口处于关状态；3.位置B，变位活塞部分3压缩定压弹簧24上移，无法封住节流出口，节流出口处于开状态。其变位活塞部分3的位置由换轨机构4的轨道滑槽路线决定。所述的换轨机构4包括插入在变位活塞部分3中的复位弹簧34内的下中心管42，所述下中心管42的上端与变位活塞部分3中的连接管33相连接，下端与下连接头5相连，还设置有连接在变位活塞部分3中的复位弹簧34和液缸套35下端的转换接头41，套在转换接头41下端外侧的摆动滑套44，以及位于摆动滑套44下面并且套在下中心管42下端外侧的护环46。如图1、图2所示，所述的下中心管42与摆动滑套44之间形成有间隙，所述的间隙内设置有摆动环45，所述的摆动环45内设置有沿下中心管42外周面移动的轨道销钉43，所述的下中心管42下部分的外周面上沿外周面形成有一圈轨迹为往复式的轨道滑槽47，所述的轨道销钉43的一端位于轨道滑槽47内，并在变位活塞部分3的驱动下沿所述的轨道滑槽47滑动。变位活塞部分3上移，带动轨道销钉43运动，轨道销钉43反复运动，其运动轨迹始终在下中心管42的轨道滑槽47内，轨道滑槽47的路线决定轨道销钉43的轴向位移。如图2、图3所示，轨道销钉的运动轨迹由下中心管外周面上的轨道滑槽设计路线决定。在不断打压和泄压的过程中，轨道销钉处于轨道滑槽的不同位置。未加压时，本实用新型的轨道式开关阀的变位活塞中的活塞32在复位弹簧34的作用下处于原始状态，此时，轨道销钉在轨道滑槽中的位置处于点C区域。假定在打压状态条件下，轨道销钉初始位置在C2点，轨道销钉运动位置与轨道开关阀状态分为以下几种I)打压过程，变位活塞部分压缩定压弹簧向上滑移，带动轨道销钉在轨道滑槽中由C2移动到点B区域。轨道销钉处于B点时，为变位活塞部分轴向上移的最大行程。此时，不能封死定压阀节流出口，本实用新型的轨道开关阀处于开启状态，管柱起验封作用；2)泄压过程，变位活塞部分和销钉在复位弹簧的作用下，变位活塞部分下移，轨道销钉按滑槽设定轨迹移动到Cl点；3)继续打压，变位活塞部分压缩定位弹簧向上滑移，带动轨道销钉在轨道滑槽中由Cl移动到点A区域。在轨道销钉即将滑移到上极限位置之前，变位活塞部分向上移并封死定压阀节流出口。在此状态下，定压阀始终保持关闭状态，此刻管柱起坐封作用；4)泄压，变位活塞部分和轨道销钉在复位弹簧的作用下，变位活塞轨道下移，轨道销钉按轨道滑槽设定轨迹移动到C2点；5)重复上面的步骤即可完成本实用新型的轨道开关阀的开、关，而管柱在验封、坐封两种功能状态下进行互相切换。本实用新型的轨道式开关阀，为坐封与验封的转换开关阀。当轨道开关阀关闭时，液体通过上方流出，坐封对应封隔器，重复打压可以多次坐封封隔器，保证封隔器坐封达到最佳效果；当轨道开关阀开启时，管内液体增加轨道开关阀与管外的通道，液体可以由轨道开关阀流向管外，作用在隔离封隔器上，验证其密封性。
权利要求1.一种轨道式开关阀，包括上连接头(I)和下连接头(5)，其特征在于，还设置有定压阀部分(2)、变位活塞部分(3)和换轨机构(4)，所述的上连接头(I)、定压阀部分(2)、变位活塞部分(3)、换轨机构(4)和下连接头(5)由上至下依次连接，所述上连接头(I)和下连接头(5)的另一端分别连接标准油管。
2.根据权利要求1所述的轨道式开关阀，其特征在于，所述的定压阀部分(2)包括■ 与上连接头(I)相连接的阀座(21)，位于阀座(21)下方的阀体(22 )，位于阀体(22 )下方的定压弹簧(24)，设置在阀座(21)和阀体(22 )之间的密封垫(23 )，所述的阀体(22 )和定压弹簧(24)的内侧套有与所述的上连接头(I)相连通的上中心管(25)。
3.根据权利要求2所述的轨道式开关阀，其特征在于，所述的上中心管(25)上形成有过流口，所述的阀座(21)与阀体(22)之间形成有与上中心管(25)上的过流口相连通的且可开关的节流出口(26)，所述的节流出口开关对应坐封与验封两种状态。
4.根据权利要求1所述的轨道式开关阀，其特征在于，所述的变位活塞部分(3)包括连接在定压阀部分(2)中的上中心管(25)下面的连接管(33)，并且，所述连接管(33)的上顶端与定压阀部分(2)中的定压弹簧(24)为接触连接，所述的连接管(33)的外侧依次套有活塞(32)和限位套(31)，所述的活塞(32)的外侧形成有向外凸出的凸台，所述的限位套(31)的下端被支撑在活塞(32)的凸台上，所述的活塞(32)的凸台下方卡套有液缸套(35)，所述的液缸套(35)的内侧插入有复位弹簧(34)，所述复位弹簧(34)的上端与活塞(32)的下端连接，所述复位弹簧(34)和液缸套(35)的下端与换轨机构(4)相连。
5.根据权利要求1所述的轨道式开关阀，其特征在于，所述的换轨机构(4)包括插入在变位活塞部分(3)中的复位弹簧(34)内的下中心管(42)，所述下中心管(42)的上端与变位活塞部分(3 )中的连接管(33 )相连接，下端与下连接头(5 )相连，还设置有连接在变位活塞部分(3)中的复位弹簧(34)和液缸套(35)下端的转换接头(41)，套在转换接头(41)下端外侧的摆动滑套(44)，以及位于摆动滑套(44)下面并且套在下中心管(42)下端外侧的护环(46)。
6.根据权利要求5所述的轨道式开关阀，其特征在于，所述的下中心管(42)与摆动滑套(44 )之间形成有间隙，所述的间隙内设置有摆动环(45 )，所述的摆动环(45 )内设置有沿下中心管(42)外周面移动的轨道销钉(43)，所述的下中心管(42)下部分的外周面上沿外周面形成有一圈轨迹为往复式的轨道滑槽(47)，所述的轨道销钉(43)的一端位于轨道滑槽(47)内，并在变位活塞部分(3)的驱动下沿所述的轨道滑槽(47)滑动。
专利摘要一种轨道式开关阀，有上连接头和下连接头、定压阀部分、变位活塞部分和换轨机构，上连接头、定压阀部分、变位活塞部分、换轨机构和下连接头由上至下依次连接，上连接头和下连接头的另一端分别连接标准油管。定压阀部分包括与上连接头相连接的阀座，位于阀座下方的阀体，位于阀体下方的定压弹簧，设置在阀座和阀体之间的密封垫，阀体和定压弹簧的内侧套有与所述的上连接头相连通的上中心管。上中心管上形成有过流口，阀座与阀体之间形成有与上中心管上的过流口相连通的且可开关的节流出口，节流出口开关对应坐封与验封两种状态。本实用新型，可方便的完成坐封、验封功能的转换；换轨过程，销钉不承受较大的载荷力，只起滑移导向的作用。
文档编号E21B34/06GK202832377SQ20122041227
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月17日 优先权日2012年8月17日
发明者郑金中, 程心平, 王良杰, 王瑶 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油能源发展股份有限公司