一种用于分注管柱的球座的制作方法

本发明涉及注水领域，特别涉及一种用于分注管柱的球座。

背景技术：

在油气田开采过程中，通常利用注水井进行注水开发以提高油井采收率。而在注水开发过程中需要使用分注管柱分隔地层。常见的分注管柱一般包括油管、设置在油管内部的液压式封隔器、配水器，以及设置在油管底端的球座。其中通过使钢球坐封在球座上以完成液压封隔器的坐封。

现有技术通常使用的球座包括：用于容纳钢球的管体、设置管体上端的上接头，用于连接分注管柱、设置在管体下端的下接头，用于连接井下筛管。其中，所述管体内部设置有对称设置的楔形结构，用于卡住钢球，使其坐封在球座上。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

当对注水井进行反洗时，坐封在球座内的钢球容易被水流冲离分注管柱，造成反洗结束后无法进行正常的分层注水。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种可以使钢球在反洗过程中不会冲离球座，并在反洗结束后仍能坐封在球座上，从而使分注管柱能正常分层注水的用于分注管柱的球座。具体技术方案如下：

本发明实施例提供了一种用于分注管柱的球座，包括顺次密封连接的上接头、第一管体、第二管体、下接头，以及第一挡板和第二挡板；

所述第一挡板倾斜设置在所述第一管体内部，且所述第一挡板的边缘与所述第一管体的内壁接触；所述第二挡板倾斜设置在所述第二管体内部，且所述第二挡板的边缘与所述第二管体内壁接触；所述第一挡板与所述第二挡板的倾斜方向彼此相反；

所述第一挡板和所述第二挡板上均包括1个用于使钢球通过的偏孔和多个用于使流体通过的过流孔，且所述偏孔的中心线均向下倾斜；

所述下接头的上部设置有用于使所述钢球坐封的坐封结构。

具体地，作为优选，所述第一挡板和所述第二挡板均为椭圆形结构。

具体地，所述偏孔为椭圆形偏孔，且所述椭圆形偏孔的短半径比所述钢球的球半径长0.5-1mm。

具体地，所述偏孔分别设置在所述第一挡板的下部以及所述第二挡板的下部。

具体地，作为优选，所述过流孔的个数为5个，且5个所述过流孔呈弧形分别设置在所述第一挡板和所述第二挡板上。

具体地，作为优选，所述过流孔的截面形状为长方形，且所述长方形的宽度小于所述钢球的直径。

作为优选，所述第一挡板和所述第二挡板的材质均采用不锈钢。

具体地，作为优选，通过焊接将所述第一挡板和所述第二挡板分别设置在所述第一管体和所述第二管体的内部。

具体地，所述上接头与所述第一管体的上端、所述下接头与所述第二管体的上端、以及所述第一管体的下端与所述第二管体的上端之间的密封连接均为螺纹连接。

进一步地，所述球座还包括密封圈，所述密封圈分别设置在所述上接头与所述第一管体的上端、所述下接头与所述第二管体的上端、以及所述第一管体的下端与所述第二管体的上端之间的连接处。

具体地，所述坐封结构为锥形凹槽，该锥形凹槽的圆形截面半径沿轴向向下逐渐减小，且该锥形凹槽的底端处的圆形截面半径小于钢球的球半径。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的用于分注管柱的球座，通过在管体内倾斜设置倾斜方向彼此相反的第一挡板和第二挡板，并分别在第一挡板和第二挡板上对应设置倾斜方向相反的偏孔，从而能够使投入的钢球在重力作用下依次通过第一挡板和第二挡板上的偏孔并最终坐封在坐封结构上。当对注水井进行反洗时，液体从该球座底部向上运动并从过流孔中流出，而钢球将由于如上设计的挡板和偏孔被阻挡在该球座内，使其不会随着液体冲出球座，并在反洗结束后仍能坐封 在球座上，从而使分注管柱进行正常分层注水。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的用于分注管柱的球座的结构示意图；

图2是本发明又一实施例提供的第一挡板的剖面结构示意图。

附图标记分别表示：

1 上接头，

2 第一管体，

3 第二管体，

4 下接头，

41 坐封结构，

5 第一挡板，

6 第二挡板，

7 钢球，

8 偏孔，

9 过流孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

如附图1所示，本发明实施例提供了一种用于分注管柱的球座，包括顺次密封连接的上接头1、第一管体2、第二管体3、下接头4，以及第一挡板5和第二挡板6。

第一管体2的上端与上接头1密封连接，第一管体2的下端与第二管体3的上端密封连接，第二管体3的下端与下接头4密封连接。

第一挡板5倾斜设置在第一管体2内部，且第一挡板5的边缘与第一管体2 的内壁接触；第二挡板6倾斜设置在第二管体3内部，且第二挡板6的边缘与第二管体3内壁接触；第一挡板5与第二挡板6的倾斜方向彼此相反。

第一挡板5和第二挡板6上均包括1个用于使钢球7通过的偏孔8和多个用于使流体通过的过流孔9，且所述偏孔8的中心线均向下倾斜；下接头4的内部设置有用于使钢球7坐封的坐封结构41。

其中，本发明实施例所述的“顺次密封连接的上接头1、第一管体2、第二管体3、下接头4”，指的是第一管体2的上端与上接头1密封连接，第一管体2的下端与第二管体3的上端密封连接，第二管体3的下端与下接头4密封连接。

其中，本发明实施例所述的“第一挡板5倾斜设置在第一管体2内部，且第一挡板5的边缘与第一管体2的内壁接触；第二挡板6倾斜设置在第二管体3内部，且第二挡板6的边缘与第二管体3内壁接触；第一挡板5与第二挡板6的倾斜方向彼此相反”可以理解为：第一挡板5的上端设置在第一管体2的上端的第一侧部，同时第一挡板5的下端设置在第一管体2下端与上述第一侧部相对的第二侧部处。相应地，第二挡板6的上端则设置在第二管体3上端与上述第二侧部轴向方向一致的第三侧部处，第二挡板6的下端设置在第二管体3下端与所述第三侧部相对的第四侧部处。

其中，本发明实施例所述的“偏孔8”指的是一种倾斜的通孔，其中心线(即穿过其中心并且与其侧部平行的直线)的方向与竖直方向具有一定的夹角，举例来说，该夹角可以为30°-60°。本发明实施例通过使第一挡板5和第二挡板6上的偏孔8的中心线均向下倾斜，以便于钢球7在自身重力作用下方便地自上而下通过第一挡板5和第二挡板6上的偏孔8，同时无法自下而上通过该偏孔8。

可见，本发明实施例提供的用于分注管柱的球座，通过在管体内倾斜设置倾斜方向彼此相反的第一挡板5和第二挡板6，并分别在第一挡板5和第二挡板6上对应设置倾斜方向相反的偏孔8，从而能够使投入的钢球7在重力作用下依次通过第一挡板5和第二挡板6上的偏孔8并最终坐封在坐封结构41上。当对注水井进行反洗时，液体从该球座底部向上运动并从过流孔9中流出，而钢球7将由于如上设计的挡板和偏孔8被阻挡在该球座内，使其不会随着液体冲出球座，并在反洗结束后仍能坐封在球座上，从而使分注管柱进行正常分层注水。

具体地，作为优选，第一挡板5和第二挡板6均为椭圆形结构。通过将第一挡板5和第二挡板6设置成椭圆形结构，尤其是与第一管体2和第二管体3 的内壁相配合的椭圆形结构，使得第一挡板5和第二挡板6的边缘分别与第一管体2和第二管体3的内部完全接触，避免在管体与挡板接触的位置处留有空隙，进而避免钢球7能穿过该不期望的空隙。

具体地，第一挡板5和第二挡板6上的偏孔8为椭圆形偏孔8，即该偏孔8在挡板表面上的截面呈椭圆形，且椭圆形偏孔8的短半径比钢球7的球半径长0.5-1mm。通过将偏孔8进行如上设置，不仅保证了钢球7能顺利地自上而下通过偏孔8，且进一步避免了该钢球7自下而上地通过该偏孔8。

具体地，第一挡板5上的偏孔8设置在第一挡板5的下部，第二挡板6上的偏孔8设置在第二挡板6的下部。本发明实施例通过将偏孔8分别设置在第一挡板5和第二挡板6的下部，以使钢球7在自身重力下能顺利滚落至该偏孔8处，并从其中穿过。本领域技术人员可以理解的是，偏孔8在第一挡板5和第二挡板6上的位置优选使钢球7的侧部同时接触到内管(包括第一内管和第二内管)的内壁以及挡板(包括第一挡板5和第二挡板6)的表面时最佳，以便于在钢球7沿着第一挡板5或者第二挡板6下降至最低点时即可从挡板上的偏孔8内滑出。如附图2所示，偏孔8设置在第一挡板5的下部，而过流孔9则设置在第一挡板5上位于偏孔8上方的位置处。

本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例所述的过流孔9仅用于使液体通过，而无法使钢球7通过。在此基础上，过流孔9的大小和形状可以任意可调的。举例来说，过流孔9的横截面形状可以为任意形状的三角形、四边形、五边形或者其它多边形。其个数可以为4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个等等。

作为优选，如附图2所示，第一挡板5上过流孔9的个数为5个，且5个过流孔9呈弧形分别设置在第一挡板5上。第二挡板6的结构与第一挡板5的结构相同，其上呈弧形设置有5个过流孔9。本发明实施例通过对过流孔9进行如上设置，不仅能保证球座畅通，使得液体能够顺利从通过这些过流孔9。而且能够实现均匀分流，提高液体通过的效率。进一步地，为了提高过流孔9的加工便利性，过流孔9的截面形状为长方形，且长方形的宽度小于钢球7的直径，以保证钢球7不会通过该过流孔9。

进一步地，为了提高第一挡板5和第二挡板6的耐冲击性，本发明实施例中，所述第一挡板5和所述第二挡板6的材质均采用金属材质，例如为不锈钢。 此外，第一挡板5和第二挡板6的材质也可与球座的材质相同。

进一步地，通过采用焊接，例如点焊的方式，将第一挡板5和第二挡板6分别设置在第一管体2和第二管体3的内部，以防止第一挡板5和第二挡板6被高速的液流冲离第一管体2和第二管体3。进一步地，为了提高第一挡板5和第二挡板6安装的便利性，可以在第一管体2内壁上与第一挡板5接触的位置处设置安装台，通过将第一挡板5焊接在安装台使其固定在第一管体2内。同样地，也可在第二管体3内壁上与第一挡板5接触的位置处设置安装台。

具体地，为了保证球座的主体为密封的整体结构，且便于第一挡板5和第二挡板6的安装，上接头1与第一管体2的上端、下接头4与第二管体3的上端、以及第一管体2的下端与第二管体3的上端之间的密封连接均可以采用螺纹连接。例如，可以在上接头1下端的外表面设置第一外螺纹，相应地，在第一管体2的上端设置与第一外螺纹相配合的第一内螺纹。在第一管体2的下端设置第二外螺纹，相应地，在第二管体3的上端设置与第二外螺纹相配合的第二内螺纹。在第二管体3的下端设置第三内螺纹，相应地，在下接头4的上端设置与第三内螺纹相配合的第三外螺纹。

本发明实施例通过将球座的管体设置为上下连接的第一管体2和第二管体3，其目的是为了提高该球座加工时的便利性，尤其是方便将第一挡板5和第二挡板6以相反的倾斜方向设置在管体内部。此外，可以理解的是，本发明实施例所述的上接头1和下接头4均为中空结构，两者均可用来连接其他井下设备，例如上接头1用于连接分注管柱，下接头4用于连接井下筛管等。

作为优选，本发明实施例提供的球座还包括密封圈，该密封圈分别设置在上接头1与第一管体2的上端、下接头4与第二管体3的上端、以及第一管体2的下端与第二管体3的上端之间的连接处。通过在上述位置分别设置密封圈，进一步保证上述各连接处的密封性，防止流体从这些连接处溢出。

作为优选，如附图1所示，下接头4的坐封结构41为锥形凹槽，该锥形凹槽的圆形截面半径沿轴向向下逐渐减小，且该锥形凹槽的底端处的圆形截面半径小于钢球7的球半径。本发明实施例将坐封结构41进行如上设置，能够使得钢球7坐封在该锥形凹槽内，并保证钢球7与锥形凹槽为密封接触。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含 在本发明的保护范围之内。