一种大排量连续供液不同流体间快速切换装置的制作方法

本发明涉及油气田勘探开发领域，尤其是一种大排量连续供液不同流体间快速切换装置。

背景技术：

酸化压裂施工，特别是用于大型压裂、酸压的施工，需要注入至少两种以上的流体(造缝压裂液、酸液、清水盐水顶替液等)，且要求大液量、大排量连续供液，由于液体的性能相异，施工要求尽量减少混液段，所以必须设置供液系统不同流体间快速切断与转换装置。现有的油气井大型酸压连续供液不同流体间切换采用各储液罐倒闸门的方式，往往造成压裂酸压泵组抽空、排量不稳定等缺陷。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种大排量连续供液不同流体间快速切换装置，解决现有工艺中不适用于供液系统中不同流体间快速切换的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大排量连续供液不同流体间快速切换装置，包括A流体汇流管、B流体汇流管、缓冲管汇、直推式切换阀，直推式切换阀的阀体为两端密封的筒状，在阀体的侧壁两端设置有与内腔相通的2个上液流端口和2个下液流端口，2个上液流端口和2个上液流端口位置分别相对，A流体汇流管、B流体汇流管是一组相同结构的集流管，一端分别连接于阀体两端的上液流端口,另一端各安装有由壬，用于连接储液罐，缓冲管汇为三通管路，两个端口分别与阀体两端的下液流端口连接,另一端口安装有由壬，用于连接混砂设备，阀体内的两顶端分别设置有“V”形密封垫，控制液流切换的阀芯体为一柱状活塞体，安装于筒形的阀体内并能在阀体内腔两个“V”形密封垫之间内移动，柱形阀芯体与筒形的阀体内腔配合,两端带有锥形体，与“V”形密封垫锥形座配合形成密封，阀芯体和阀体上设有带动阀芯体移动实现液流切换的手动控制组件。

所述手动控制组件包括阀芯体上设有的档杆和在筒形的阀体轴向上开有的“︹”形槽孔，“︹”形槽孔的中间部分的长槽是档杆位置滑槽，长槽长度至少与A、B流体汇流管管径相等，两端的小短槽为防回机构,用于定位档杆。

阀芯体设为空心结构。

所述阀芯体上两端靠液流端口内侧分别安装有密封圈。

所述阀体为圆筒体。

切换装置的各个部件均为防酸防腐处理的部件。

本发明的有益效果是：本发明采用手动方式，借助于档杆的移动转换切断,行程只有管径长度，可以在2-3秒内完成切换，实现了对油气井大型酸压连续供液不同流体间快速切换。转换切断采用手动方式，由于非电力驱动，减少了井场电力安全限制；又非液压驱动，也不存在液力驱动带来的动作迟缓、液压动力源配置等繁琐和弊端。

附图说明

图1为本发明大排量连续供液不同流体间快速切换装置总体结构示意图；

图2为直推式切换阀结构示意图；

图3为直推式切换阀内部结构示意图；

图4为阀芯总成示意图；

图中，1-A流体汇流管；2-B流体汇流管；3-由壬；4-由壬；5-直推式切换阀上液流端口；6-直推式切换阀上液流端口；7-直推式切换阀下液流端口；8-直推式切换阀下液流端口；9-缓冲管汇；10-直推式切换阀的阀体；11-阀芯体；12-“V”形密封垫；13-“V”形密封垫；17-密封圈；18-密封圈；19-档杆；20-阀芯锥形；21-阀芯锥形；22-由壬。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

如图1-4所示，本发明的大排量连续供液不同流体间快速切换装置，包括A流体汇流管1、B流体汇流管2、缓冲管汇9、直推式切换阀，直推式切换阀的阀体10为两端密封的筒状，在阀体10的侧壁两端设置有与内腔相通的2个上液流端口5、6和2个上液流端口7、8，2个上液流端口和2个上液流端口位置分别相对，A流体汇流管1、B流体汇流管2是一组相同结构的集流管，一端分别连接于阀体10两端的上液流端口5、6,另一端各安装有由壬3、4，用于连接储液罐，缓冲管汇9为三通管路，两个端口分别与阀体10两端的下液流端口7、8连接,另一端口安装有由壬22，用于连接混砂设备，阀体10内的两顶端分别设置有“V”形密封垫12、13，控制液流切换的阀芯体11为一柱状活塞体，安装于筒形的阀体10内并能在阀体10内腔两个“V”形密封垫12、13之间内移动，柱形阀芯体11与筒形的阀体10内腔配合,两端带有锥形体20、21，与“V”形密封垫12、13锥形座配合形成密封，阀芯体11和阀体10上设有带动阀芯体移动实现液流切换的手动控制组件。

所述手动控制组件包括阀芯体11上设有的档杆19和在筒形的阀体10轴向上开有的“︹”形槽孔，“︹”形槽孔的中间部分的长槽14是档杆19位置滑槽，长槽14长度至少与A、B流体汇流管管径相等，两端的小短槽15、16为防回机构,用于定位档杆19。

所述阀芯体11设为空心结构。

所述阀芯体11上两端靠液流端口内侧分别安装有密封圈17、18。

优选，所述阀体10为圆筒体。

切换装置的各个部件均为防酸防腐处理的部件。

缓冲管汇9除汇集集流流体作用外，另一个功能是起缓冲作用，在两种液体转换时不降低排量，防止压裂泵组抽空,保证后续连续施工。中间部分的长槽14是档杆19位置滑槽，行程控制其长度至少为通孔孔径，两端的小短槽15、16为防回机构,用于定位档杆19，到位的同时，保证其上的锥形体20、21与锥形座“V”形密封垫12、13配合形成密封。

筒形的阀体的两个顶端的“V”形密封垫12、13，与阀芯体11的锥形体20、21相匹配用以形成密封，“V”形密封垫12、13采用橡胶，其弹性变形用以抵减接触刚性(硬碰硬),保证密封,并给小短槽15、16一个回推力，便于锁紧定位。

阀芯体11上两端靠液流端口内侧分别安装有○型的密封圈17、18，其与端部的锥形20、21及阀体10端部的“V”形密封垫12、13配合，共同封隔液流，防止串通。为使阀芯总成11快速移动并实现轻载、低摩擦力，将阀芯体11设为空心结构。由于可能接触酸液等介质，阀芯体11进行了光滑和防酸处理。

本发明的大排量连续供液不同流体间快速切换装置采用手动方式，借助于档杆19的移动,推动档杆向A流体汇流管1方向移动，阀体、锥头锥座等形成封闭，与此同时，B流体汇流管2阀打开,在限位槽15作用下，将档杆19限于该位置，保持B流体汇流管一侧供液。同理，通过移动档杆9并置于限位槽16,实现流体汇流管A一侧供液，完成切换。

将A流体汇流管、B流体汇流管、直推式切换阀、缓冲管汇等四部分按图1连接。酸压施工造缝用压裂液和酸液储液罐分别连接于A流体汇流管、B流体汇流管的进口由壬。缓冲管汇出口由壬与混砂车连接。

压裂施工时，首先将直推式切换阀置于B流体汇流管2方向位置，供液系统通过A流体汇流管进入缓冲管汇至混砂进行压裂测试、造缝等施工，此时，B流体汇流管位置关闭，当需要供给酸液时，推动直推式切换阀上的换位档杆至A流体汇流管1方向位置并锁紧，此时，直推式切换阀处于B流体汇流管连通位置，供液系统通过B流体汇流管进入缓冲管汇至混砂进行酸压酸化施工。

由于换位档杆行程只有管径长度，在2秒内即可完成切换，实现不停泵不降排量情况下的酸液与压裂液之间的快速转换。有效地防止压裂泵组抽空,改变了以前在两种液体转换时不得不降低排量、难以保证后续连续正常施工等缺陷。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。