采油控水阀的制作方法

本发明涉及石油天然气开采技术领域，尤其是涉及一种采油控水阀。

背景技术：

石油在国民经济中的作用是重要能源，同煤相比，石油具有能量密度大(等重的石油燃烧热比标准煤高50％)、运输储存方便、燃烧后对大气的污染程度较小等优点。

石油是深埋在地下的流体矿物。最初人们把自然界产生的油状液体矿物称石油，把可燃气体称天然气，把固态可燃油质矿物称沥青。随着对这些矿物研究的深入，认识到它们在组成上均属烃类化合物，在成因上互有联系，因此把它们统称为石油。1983年9月第11次世界石油大会提出，石油是包括自然界中存在的气态、液态和固态烃类化合物以及少量杂质组成的复杂混合物。所以石油开采也包括了天然气开采。

近年来，由于水平井具有穿透油层长、泄油面积大、生产压差低、产量高等直井不具备的优点，在石油天然气的开采中得到了大量的应用。目前，水平井aicd智能控水还处于初始阶段，现有控水阀油水压降差异小，控水效果较差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种采油控水阀，以缓解现有技术中存在的水平井aicd智能控水还处于初始阶段，现有控水阀油水压降差异小，控水效果较差的技术问题。

本发明实施例提供一种采油控水阀，包括：阀体和盖合于所述阀体的阀盖，所述阀体与所述阀盖之间围成用于流体通过的流道，所述流道具有进液口和出液口；

所述流道包括进流段以及在所述进流段的出口形成分流的弧形远流道和线型近流道；所述进流段连通所述进液口；所述线型近流道的入口相对所述弧形远流道的入口靠近所述进液口；所述弧形远流道的出口切向连接有旋流流道；

所述出液口位于所述旋流流道的中心位置，水能够依次流经所述弧形远流道和所述旋流流道，并在所述旋流流道形成多圈旋流后流向所述出液口；所述线型近流道的出口朝向所述出液口设置，油能够由所述线型近流道流向所述出液口。

进一步的，所述弧形远流道的弧形轨迹与所述旋流流道的圆形轨迹内切设置；

所述弧形远流道的弧形轨迹与所述线型近流道的线型轨迹呈夹角设置。

进一步的，所述进流段设有多个流道选择器，相邻两个所述流道选择器之间具有间隙；

所述流道选择器用于连接所述弧形远流道，以使水沿所述流道选择器的外边缘流向所述弧形远流道；所述流道选择器用于分隔所述弧形远流道，以使油穿过所述间隙流向所述线型近流道。

进一步的，多个所述流道选择器沿所述圆形轨迹布设，相邻两个所述流道选择器之间的夹角为15°～20°。

进一步的，所述流道选择器的横截面形状为多边形或梯形。

进一步的，所述阀体上设有外侧弧状凸起和内侧弧状凸起；

所述外侧弧状凸起具有首端和尾端，所述尾端靠近所述首端，且所述尾端位于所述首端的内侧；

所述内侧弧状凸起位于所述外侧弧状凸起的内侧，且沿所述圆形轨迹的延伸方向布设，并将所述外侧弧状凸起内的区域分隔为所述弧形远流道和所述旋流流道；

多个所述流道选择器位于所述尾端与所述内侧弧状凸起之间。

进一步的，所述外侧弧状凸起为分体结构，其包括第一弧状凸起段和第二弧状凸起段；

所述第一弧状凸起段和所述第二弧状凸起段相对所述圆形轨迹的中心呈中心对称设置；

所述第一弧状凸起段和所述第二弧状凸起段均对应设置有所述流道选择器和所述内侧弧状凸起，并将所述外侧弧状凸起内的区域分隔为两个所述弧形远流道和一个所述旋流流道；

其中，每个所述弧形远流道连通一个所述进流段。

进一步的，所述进流段包括整流流道，所述整流流道用于对通过的流体进行整流，以使流体具有初始速度和方向；

所述进液口采用“喇叭状”入口，所述“喇叭状”入口的口径沿流体的流动方向逐渐缩小设置，并与所述整流流道切向连接。

进一步的，所述阀体与所述阀盖均采用钨钴合金材质；

和/或，所述阀体与所述阀盖之间采用焊接。

进一步的，所述阀体包括盘状本体和凸出于所述盘状本体的柱状杆体，所述柱状杆体上设有外螺纹；

和/或，所述盘状本体设有所述柱状杆体的端面开设有密封圈槽。

有益效果：

本发明提供的采油控水阀，流道包括进流段以及在进流段形成分流的弧形远流道和线型近流道，线型近流道的入口相对弧形远流道的入口靠近进液口；弧形远流道的出口连接旋流流道，弧形远流道的出口与旋流流道的入口切向连接，该采油控水阀在使用时，当地层流体主要是水时，由于水的雷诺数相对于油较大，且其密度大，粘度低，惯性力占主要地位，水将通过进液口到达进流段并产生较大的惯性，并进入弧形远流道，且在旋流流道经多圈旋流后流向出液口，此过程中，水流产生速度较大的旋流运动，最终通过出液口排出，流出限制大；当地层流体主要为油时，由于油的粘度大，密度小，雷诺数相对较低，粘性力占主要地位，油将通过进液口到达进流段，并进入线型近流道，最终从线型近流道的出口直接流向出液口，此过程中，不产生旋流，流出限制小；通过以上分析可知，水产生的过阀压降远高于油，使得采油控水阀的控水稳油的效果较好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的采油控水阀的结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的采油控水阀的结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的采油控水阀的阀体的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的采油控水阀的水流路径示意图；

图5为本发明实施例提供的采油控水阀的油流路径示意图。

图标：

100-阀体；110-盘状本体；120-柱状杆体；130-弧形远流道；140-旋流流道；150-流道选择器；160-外侧弧状凸起；170-内侧弧状凸起；180-整流流道；

111-进液口；112-出液口；113-密封圈槽；114-夹持边；

121-外螺纹；

200-阀盖。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实施例提供一种采油控水阀，如图1至图5所示，该采油控水阀包括阀体100和盖合于阀体100的阀盖200，阀体100与阀盖200之间围成用于流体通过的流道，流道具有进液口111和出液口112；流道包括进流段以及在进流段的出口形成分流的弧形远流道130和线型近流道；进流段连通进液口111；线型近流道的入口相对弧形远流道130的入口靠近进液口111；弧形远流道130的出口切向连接有旋流流道140；出液口112位于旋流流道140的中心位置，水能够依次流经弧形远流道130和旋流流道140，并在旋流流道140形成多圈旋流后流向出液口112；线型近流道的出口朝向出液口112设置，油能够由线型近流道流向出液口112。

该采油控水阀在使用时，当地层流体主要是水时，由于水的雷诺数相对于油较大，且其密度大，粘度低，惯性力占主要地位，水将通过进液口111到达进流段并产生较大的惯性，并进入弧形远流道130，且在旋流流道140经多圈旋流后流向出液口112，此过程中，水流产生速度较大的旋流运动，最终通过出液口112排出，流出限制大；当地层流体主要为油时，由于油的粘度大，密度小，雷诺数相对较低，粘性力占主要地位，油将通过进液口111到达进流段，并进入线型近流道，最终从线型近流道的出口直接流向出液口112，此过程中，不产生旋流，流出限制小；通过以上分析可知，水产生的过阀压降远高于油，使得采油控水阀的控水稳油的效果较好。

需要说明的是，本实施例的采油控水阀利用油水基本物性的不同，通过采油控水阀内部设计的流道，对不同性质流体进行自动识别，根据流经流体特性的改变产生不同的流动压降，从而调整沿水平井筒各井段处的压降分布，调流油井产出剖面，达到自适应稳油控水的功能，实现沿整个水平井段均衡出油，减小死油区，提高产油量和采收率。

本实施例中，如图3所示，弧形远流道130的弧形轨迹与旋流流道140的圆形轨迹内切设置；弧形远流道130的弧形轨迹与线型近流道的线型轨迹呈夹角设置，如此设置，能够对不同性质流体进行自动识别，根据流经流体特性的改变产生不同的流动压降。

进一步的，请继续参照图3，进流段设有多个流道选择器150，相邻两个流道选择器150之间具有间隙；流道选择器150用于连接弧形远流道130，以使水沿流道选择器150的外边缘流向弧形远流道130；流道选择器150用于分隔弧形远流道130，以使油穿过间隙流向线型近流道。

具体的，多个流道选择器150沿圆形轨迹布设，相邻两个流道选择器150之间的夹角为15°～20°，例如可以为15°、16°、17°、18°、19°或20°。

本实施例中，如图3所示，流道选择器150为四个，两个流道选择器150为一组；其中，进液口111为两个，每个进液口111对应一个弧形远流道130、三个线型近流道以及两个流道选择器150，两个进液口111共用一个旋流流道140。

可选的，流道选择器150的横截面形状为多边形或梯形，本实施例中的流道选择器150的横截面形状为多边形。

本实施例中，如图3所示，阀体100上设有外侧弧状凸起160和内侧弧状凸起170；外侧弧状凸起160具有首端和尾端，尾端靠近首端，且尾端位于首端的内侧；内侧弧状凸起170位于外侧弧状凸起160的内侧，且沿圆形轨迹的延伸方向布设，并将外侧弧状凸起160内的区域分隔为弧形远流道130和旋流流道140；多个流道选择器150位于尾端与内侧弧状凸起170之间。

在本申请的一个实施例中，请继续参照图3，外侧弧状凸起160为分体结构，其包括第一弧状凸起段和第二弧状凸起段；第一弧状凸起段和第二弧状凸起段相对圆形轨迹的中心呈中心对称设置；第一弧状凸起段和第二弧状凸起段均对应设置有流道选择器150和内侧弧状凸起170，并将外侧弧状凸起160内的区域分隔为两个弧形远流道130和一个旋流流道140；其中，每个弧形远流道130连通一个进流段。

其他实施例中，外侧弧状凸起160为一体结构，此种形式中，进液口111设置为一个。

如图3所示，进流段包括整流流道180，整流流道180用于对通过的流体进行整流，以使流体具有初始速度和方向。

请继续参照图3，进液口111采用“喇叭状”入口，“喇叭状”入口的口径沿流体的流动方向逐渐缩小设置，并与整流流道180切向连接，如此设置，可增大流体的进入并进行导向，同时具有的整流流道180对流经进液口111的流体进行整流，并给予一定初始速度和方向。

本实施例中，阀体100与阀盖200均采用钨钴合金材质，以提高采油控水阀的抗冲蚀、耐腐蚀能力。

进一步的，阀体100与阀盖200之间采用焊接。

可选的，阀体100与阀盖200之间采用精细氩弧焊接和真空焊接的方式，保证连接的密封和强度。

参照图1和图2，阀体100包括盘状本体110和凸出于盘状本体110的柱状杆体120，柱状杆体120上设有外螺纹121。

请继续参照图1，盘状本体110设有柱状杆体120的端面开设有密封圈槽113。其中，密封圈槽113用于安装o型圈。

该采油控水阀设有的外螺纹121和密封圈槽113，可实现连接的便捷性和密封的可靠性；另外，该采油控水阀的盘状本体的外周侧还铣有夹持边114，以便于安装。

如图3所示，出液口112用于使流体流入的面为斜面，如此设置，便于流体流向出液口112。

综合以上可知，该采油控水阀，在实际应用过程中，结合图3和图4所示，当地层流体主要是水时，水通过“喇叭状”入口进入，同时整流流道180对水流进行整流，并给予水流一定初始速度和方向；此时，水流产生较大的惯性，并进入入口较远的弧形远流道130，且在旋流流道140经多圈旋流后流向出液口112，此过程中，水流产生速度较大的旋流运动，最终通过出液口112排出。

结合图3和图5所示，当地层流体主要为油时，油通过“喇叭状”入口进入，同时整流流道180对油流进行整流，并给予油流一定初始速度和方向；此时，油流产生较小的惯性，并进入入口较近的线型近流道，最终从线型近流道的出口直接流向出液口112，此过程中，不产生旋流。

请继续参照图5，当地层流体主要为油时，会有少量的油通过弧形远流道130流向出液口112。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。