一种井下手动防喷开关阀的制作方法

本发明涉及石油开采油管内防喷技术领域，具体来说，涉及一种井下手动防喷开关阀、一种井下手动全通径内防喷工具或一种手动浮阀。

背景技术：

在现代油气开采中，压裂作业是一种非常有效的增产办法。针对低渗、致密性油气层以及页岩油气储层改造过程中，压后地层能量变大、井下压力变高，在起下管柱过程中，油管内会溢流出大量污油污水及伴生气，油管内溢出液会对井场环境造成污染；且使员工工作环境变差；尤其是冬季施工时，井口结冰会加大井口操作人员的作业难度。随着新环保法的颁布，解决油管内溢流逐渐成为井下作业的重要问题。

国内有关油管内防喷工具的研究日趋成熟，常规浮阀当介质正循环时，在介质的作用下克服阀板复位弹簧阻力，推动阀板沿着销子旋转，阀板离开阀座，浮阀开启，钻具内全通道畅通，当介质正循环停止或发生溢流、井涌时，在弹簧力和井内压力的作用下，阀板回位紧贴阀座和盘根，浮阀关闭，达到封闭钻具内通道的目的，但作业过程无法下测井仪或投球、投堵塞器，且浮阀密封结构易磨损冲蚀；常规钻杆旋塞阀，安装在方钻杆上下端。用专用的扳手转动阀芯，实现旋塞阀的打开和关闭。当发生溢流或井喷时，关闭方钻杆旋塞阀，截断管内通道，达到管内防喷的目的。无法解决带压及压裂作业工艺复杂、大排量加砂压裂其携砂液冲蚀影响工具密封性能进而影响作业安全问题；及如何简化作业流程、提高作业安全；减少作业周期、降低作业成本；因此急需开发具有特殊结构的手动内防喷工具迫在眉睫，以满足带压及压裂作业地面手动开关油管作业要求的简单可靠、安全环保、节能高效。

综上所述，如何能够使得内防喷工具更好的满足带压及压裂作业的使用需求是目前急需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种井下手动防喷开关阀，来解决让地面手动启闭内防喷工具更好的满足带压及压裂作业的使用需求的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种井下手动防喷开关阀，包括上接头、卸压堵头、挡环、主体、芯轴、传动销轴、阀芯、阀座、舌板、下接头，筒状的主体上端设有上接头，上接头侧壁上设有卸压堵头和挡环；主体的下部设有阀芯与套状的阀座，阀芯位于套状的阀座上设有的台阶位置，即在台阶的部位设有传动销轴和绕传动销轴上能转动闭合的舌板9作为阀板，舌板通过一只固定销轴套在传动销轴上，舌板绕传动销轴进行关闭阀门或开启阀门；主体的下端连接下接头；

芯轴作为一内套，下移时能够顶开舌板并作为舌板的支撑使阀门开启芯轴上移时，使舌板失去支撑，舌板在传动销轴和扭簧的作用下旋转复位而关闭整个通道。

传动销轴6上设有扭簧；防喷开关阀舌板能够绕传动销轴6并在扭簧和芯轴5的作用下进行关闭阀门或开启阀门；

舌板9是向下方转动能够转动打开阀门，舌板9向上方转动到与台阶闭合即关闭阀门。

防喷开关阀主体即壳体和防喷开关阀上接头相连接，并通过o形橡胶圈密封；防喷开关阀上接头的中部外圆上设有卸压孔，并配制相应的卸压堵头和挡环；防喷开关阀主体成桶状结构，内部设有大小不等的各道工作孔；防喷开关阀主体内设有阀芯，防喷开关阀阀座(弹性密封和硬性密封的组合式密封副阀座)，防喷开关舌板(阀板)，舌板支撑骨架，防喷开关阀芯轴，芯轴外设有传动机构与传动销轴配合使用，传动销轴位于防喷开关阀主体的中部外圆上与轴心线垂直，防喷开关阀的下接头与防喷开关阀的主体相连接，并通过o形橡胶圈密封；防喷开关阀阀座上设有销钉和套在销钉上的扭簧；防喷开关舌板所设的销钉孔能够绕销钉转动，还设有环状的舌板支撑骨架衬在防喷开关舌板绕销钉转动后的下方。

所述防喷开关阀上接头的中部外圆上设有卸压孔(平衡孔)，并孔上配制相应的卸压堵头和挡环，减小了在拆卸油管时由于内压而引起的安全问题；

所述芯轴外设有传动机构与传动销轴配合使用，芯轴内部为全通径通孔，上端端面内孔处设球形密封面的圆形孔，在紧接情况下，可通过向管柱内投入相应的球，即可强行将本阀打开，引流导通，确保管柱安全。

本发明是石油、天然气钻井、带压压裂等修井作业应用中的一种内防喷工具，也可称阀板浮阀。阀板处于关闭状态时，随管柱入井工作，在钻井或修井过程中一旦发生溢流、井涌或正循环停止，地面手动上移打开芯轴在弹簧力的作用下将此阀迅速关闭，截断管柱内通道，达到管柱内防喷的目的。

当钻井液正循环时，在钻井液的作用下克服阀板(或称舌板)复位弹簧阻力，推动阀板沿着销轴旋转，阀板离开阀座，浮阀开启，钻具内全通道畅通；当钻井液正循环停止或发生溢流、井涌时，在弹簧力和井内压力的作用下，阀板回位紧贴阀座和盘根，浮阀关闭，达到封闭钻具内通道的目的。

手动内防喷工具在井内可通过投球强开阀板，开启内防喷工具；但开启后只能提升到地面旋转传动销轴方可关闭内防喷工具；内防喷工具关闭时与浮阀原理一致具有防溢流防井喷功能；开启时的优点是全通径、防砂防冲蚀增加使用寿命、过测井工具包括磁定位工具。

用专用的扳手转动阀板(传动销轴)，实现此内防喷工具的打开和关闭。当发生溢流或井喷时，地面手动关闭此内防喷工具，截断油管内通道，达到油管内防喷的目的。

油田作业时卡距段每一根油管间要安装此内防喷工具，每上提一根管柱后，紧接下面一组内防喷工具先泄压，然后才能卸掉上面一根油管，依次卸掉每一根油管；

与原钻具内防喷工具相比，优点是全通径、防砂、防冲蚀增加使用寿命、过测井工具包括磁定位工具、可投球强行打开，但必须到地面手动关闭；

为了避免两组内防喷阀的腔室与通径内液体的带压介质相抵触，在上接头的中心位置设有一个ф3mm的平衡小孔。当管柱上提至地面时先松开上接头处卸压堵头放掉内防喷工具上部管内压力，压力通过平衡小孔泄完压后，方可拆卸油管，减小了拆卸油管时的内压而引起的安全问题。

此内防喷工具应用于带压作业及压裂工艺、或带压作业内防喷工具、压裂工具、带压拖动压裂工具。

有益效果，由于井下手动防喷开关阀的芯轴为全通径设计，解决了压裂时下测井仪器或投球对工具结构尺寸及性能过于苛刻的技术难点；进而简化了作业流程、提高了作业安全；减少了作业周期、降低了作业成本；也可通过向井内投入所述防喷开关阀阀球，正加压推动防喷开关阀芯轴，顶开舌板(阀板)，并支撑于内孔，使舌板(阀板)处于全开状态；但开启后，若要关闭，只有将井下手动防喷开关阀提升到地面，用专用扳手旋转传动销轴，使芯轴上移，由于井下手动防喷开关阀舌扳失去芯轴支撑，在扭簧的作用力下关闭，进而完成该阀防喷关闭功能，解决了传统机械式封堵易坐封不严及造成伤人事故的风险；

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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是根据本发明实施例的一种井下手动防喷开关阀打开时结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一种井下手动防喷开关阀关闭后实现防喷状况时结构示意图；

图3是根据本发明实施例的一种井下手动防喷开关阀应急投球时开启手动防喷开关阀状态时结构示意图。

图4是根据本发明实施例的一种井下手动防喷开关阀投球加压推动芯轴下移时打开阀板(舌板)时状态结构示意图。

图5是根据本发明实施例的一种井下手动防喷开关阀的立体图；芯轴上行开关阀的打开状态。

图6是根据本发明实施例的一种井下手动防喷开关阀的立体图；与图5不同，是芯轴下移、开关阀的关闭状态。

图7是传动机构包括传动销轴、齿轮，芯轴外部设有齿条的结构图。

图中：1、上接头；2、卸压堵头；3、挡环；4、主体(壳体)；5、芯轴；6、传动销轴；7、阀芯；8、阀座(弹性密封和硬性密封组合式)；9、舌板(阀板)；10、下接头；11、钢球。

具体实施方式

井下手动防喷开关阀，包括防喷开关阀主体(壳体)和防喷开关阀上接头相连接，并通过o形橡胶圈密封；防喷开关阀上接头的中部外圆上设有卸压孔，并配制相应的卸压堵头和挡环；防喷开关阀主体(壳体)成桶状结构，内部设有大小不等的各道工作孔；防喷开关阀主体内设有阀芯，防喷开关阀阀座(弹性密封和硬性密封的组合式密封副阀座)，防喷开关舌板(阀板)，舌板支撑骨架，防喷开关阀芯轴，芯轴外设有传动机构与传动销轴配合使用，传动销轴位于防喷开关阀主体的中部外圆上与轴心线垂直，防喷开关阀的下接头与防喷开关阀的主体相连接，并通过o形橡胶圈密封；防喷开关阀阀座上设有销钉和套在销钉上的扭簧；防喷开关舌板所设的销钉孔能够绕销钉转动，还设有环状的舌板支撑骨架衬在防喷开关舌板绕销钉转动后的下方；

所述防喷开关阀上接头的中部外圆上设有卸压孔(平衡孔)，并配制相应的卸压堵头和挡环，减小了在拆卸油管时由于内压而引起的安全问题；

所述芯轴外设有传动机构与传动销轴配合使用，芯轴内部为全通径通孔，上端端面内孔处设球形密封面的圆形孔，在紧接情况下，可通过向管柱内投入相应的球，即可强行将本阀打开，引流导通，确保管柱安全；

所述由于为全通径通孔，这样使介质在没有阻挡的状态下全速通过，起到了流阻小，防砂、防冲蚀的作用；

本产品使用一段时间后，当井下出现状况时，即可用专用的扳手转动阀板(传动销轴)，实现此阀板的关闭，此时关闭油管内通道，达到油管内防喷作用。芯轴为全通径通孔，便于投放测井工具和其他定位工具。

所述的芯轴外设有传动机构、传动销轴(见图5-7)配合使用,传动机构包括传动销轴、齿轮，芯轴外部设有齿条，传动销轴、齿轮与齿条两者相互啮合，形成传动链，齿轮绕传动销轴，通过齿轮旋转，至使芯轴上行或下移，保证开关阀的打开或关闭。

以上所述仅为本发明的实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则和原理之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均已经包含在本发明的保护范围之内。