一种地面可控式井下开关阀的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于油气田完井钢丝作业技术领域，具体涉及一种地面可控试井下开关 阀。
【背景技术】
[0002] 在完井钢丝作业领域，有油管完井时，通常使用循环滑套实现井下开、关井，建立 和关闭循环通道；无油管完井时，则需通过预置（钢丝作业）的井下开关工具来实现井下的 开井和关井。
[0003] 井下开关阀也就是井下安全阀，井下安全阀是一种防止井喷、保证生产安全的井 下工具。在石油开采业中，进行井下作业时经常出现由于开采设备发生故障等原因造成 烃类流体流速增大的情况，这时就需要及时关闭流体通道，确保作业全，避免发生更大的事 故。实际生产中，通常使用井下安全阀来关闭流体通道，在井内出现异常情况时实现油管内 流体的阻断功能。
[0004] 世界各国越来越重视环境保护和安全生产，很多国家对油气井的安全生产都有详 细的法律规定，强调位于人口稠密地区、重要经济区、海洋和陆地水域的、可能发生自喷或 者外溢的油气井都要安装井下安全阀。目前，国内上海由自喷能力的油气井都安装有井下 安全阀，陆地油田也越来越多地在油气井中实用安全阀。
[0005] 在长庆苏南项目完井钢丝作业领域，采用的是3. 5英寸单套管完井，通过钢丝作 业将井下开关工具安装到预置的工作筒内来实现井下的开井和关井。斯伦贝谢时钟式井 下开关工具安装至井内工作筒后，通过电子计时器及电机装置在预置的时间实现井下的开 井。该工具在使用过程中，存在稳定性差、井下故障率较高、不能反复开关的问题。该工具打 捞径为1. 75英寸，在3. 5英寸的油管（内径2. 922英寸）中与油管管壁之间的间隙较大， 容易积累沉积物且不易打捞，给施工造成较大的风险。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术中斯伦贝谢时钟式井下开关工具在使用过程中 存在的稳定性差、井下故障率较高、不能反复开关等问题以及解决因该工具打捞径为1. 75 英寸，在3. 5英寸的油管（内径2. 922英寸）中与油管管壁之间的间隙较大，容易积累沉积 物且不易打捞，给施工造成较大的风险的问题。
[0007] 为此，本发明提供了一种安全性高、稳定性强、便于打捞、开关易于控制、能实现反 复开关的地面可控试井下开关阀。
[0008] 本发明的技术方案是：一种地面可控式井下开关阀，包括外筒、连接体、密封总成、 锁块座、锁块、内筒、套筒以及上接头，所述外筒的上端与连接体的下端螺纹连接，连接体上 套设有密封总成，连接体的上端与锁块座的下端螺纹连接，锁块座套设于内筒的外侧并与 内筒滑动连接，所述锁块镶嵌于锁块座的中部，锁块座的上端与套筒螺纹连接；内筒与上接 头之间螺纹连接；锁块座上端螺纹连接有阻止内筒向上移动的锁紧圈，锁块与内筒之间设 有相互配合的斜坡台阶，所述外筒内设有阀体，阀体与外筒之间设有连通外筒下端进液口 的流体通道，该流体通道在所述阀体关闭时被切断，在所述阀体打开时连通。
[0009] 上述阀体包括活塞缸、阀芯以及底堵；活塞缸的中部与外筒之间螺纹连接且设有 〇型密封圈，活塞缸侧壁上开有上通液孔和下通液孔；所述活塞缸除中部螺纹连接部分外， 其外表面与外筒的内表面之间设有流体通道；所述阀芯的下端设有与活塞缸滑动连接的活 塞一，阀芯的中部设有与活塞缸滑动连接的活塞二；当阀体处于关闭状态时活塞一与位于 活塞缸底部的底堵接触，且活塞二位于上、下通液孔之间；所述阀芯的上端还设有打捞颈； 当阀体处于打开状态时，活塞一位于下通液孔的下方位置且活塞二位于上通液孔的上方位 置。
[0010] 上述活塞一以及活塞二与活塞缸之间均设有0型密封圈。
[0011] 上述阀芯上端和外筒之间设有卡簧，卡簧上端设有阻挡阀芯向上移动的压盖，压 盖和外筒之间设有螺纹连接在外筒内壁上的用于调节和固定压盖位置的内六角圆柱头螺 钉。
[0012] 上述锁块的数量是3个，且于沿锁块座的周向均匀分布。
[0013] 上述外筒与连接体之间设有0型密封圈。
[0014] 上述密封总成为筒状结构，其材料为橡胶。
[0015] 上述套筒上端的内侧卡接有位于上接头与套筒之间的用于横向固定上接头并减 小上接头上行时对套筒的直接冲击力的挡块。
[0016] 本发明的有益效果：本发明针对斯伦贝谢时钟式井下开关工具存在的不足，提供 了一种全新的井下开关阀，该井下开关阀通过钢丝作业的方式实现井下阀体的开、关，可准 确的控制开关井的时间；通过使用配套的打捞1. 375"外打捞径的上击脱手打捞筒、盲锤工 具可以实现井下开关阀的反复开启、关闭，使得施工过程安全高效。本发明的打捞径设计为 与油管内径（2. 922"接近的2. 313")，以便于打捞。相对于斯伦贝谢时钟式井下开关阀，其 具有安全性高、稳定性强、便于打捞、开关易于控制、能实现反复开、关井等显著特点。
[0017] 以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明的系统结构示意图；
[0019] 图2(a)是本发明开关闭合时的示意图；
[0020] 图2(b)是本发明开关打开时的示意图；
[0021] 图3(a)是内筒下行将锁块撑开本发明处于锁定状态时锁块部位处的示意图；
[0022] 图3(b)是内筒上行锁块处于自由位置本发明处于解锁状态时锁块部位处的示意 图；
[0023] 图4(a)是锁紧圈处于自由状态时的示意图；
[0024] 图4(b)是锁紧圈处于挤压状态时的示意图。
[0025]附图标记说明：1、外筒；2、底堵；3、活塞缸；4、阀芯；5、卡簧；6、压盖；7、连接体； 8、密封总成；9、锁块座；10、锁块；11、内筒；12、锁紧圈；13、挡块；14、套筒；15、上接头；16、 活塞一 ；17、流体通道；18、上通孔；19、内/、角圆柱头螺钉；20、下通孔；21、活塞^_。
【具体实施方式】
[0026] 本发明目的是克服现有技术中斯伦贝谢时钟式井下开关工具在使用过程中存在 稳定性差、井下故障率较高、不能反复开关的问题以及解决因该工具打捞径为1. 75英寸， 在3. 5英寸的油管（内径2. 922英寸）中与油管管壁之间的间隙较大，容易积累沉积物且 不易打捞，给施工造成较大风险的问题。本发明是一种安全性高、稳定性强、便于打捞、开关 易于控制、能实现反复开的地面可控试井下开关阀。
[0027] 实施例1:
[0028] 如图1所示的一种地面可控式井下开关阀，包括外筒1、连接体7、密封总成8、锁 块座9、锁块10、内筒11、套筒14以及上接头15,所述外筒1的上端与连接体7的下端螺纹 连接，连接体7上套设有密封总成8,连接体7的上端与锁块座9的下端螺纹连接，锁块座9 套设于内筒11的外侧并与内筒11滑动连接，在锁块座9的中部镶嵌有锁块10(如图3所 示），锁块10可以伸出和回缩。锁块座9的上端与套筒14螺纹连接；内筒11与上接头15 之间螺纹连接；锁块座9上端螺纹连接有阻止内筒11向上移动的锁紧圈12,套筒14上端 的内侧卡接有位于上接头15与套筒14之间的用于横向固定上接头15的挡块13,锁紧圈 12和挡块13用以限制内筒11在套筒14内的滑动位置；锁块10与内筒11之间设有相互 配合的斜坡台阶，内筒11在套筒14内有滑动空间可以上下滑动，内筒11以及锁块10上所 设的相互配合的斜坡台阶，由内筒11的不同位置实现锁块10的开合；所述外筒1内设有阀 体，阀体与外筒1之间设有连通外筒1下端进液口的流体通道17,该流体通道17在所述阀 体关闭时被切断，在所述阀体打开时连通。
[0029] 所述锁块10的数量是3个，且于沿锁块座9的周向均匀分布，在受力时具有良好 的稳定性。
[0030]所述外筒1与连接体7之间设有0型密封圈。
[0031] 所述密封总成8是橡胶做的筒状结构，其主要作用是密封堵塞器外筒与坐落短节 的环空部分，垫圈设计数量为6只，3个为一组方向一致，2组垫圈方向相反，各承受着向上 或者向下的作用力，在自由状态时对密封筒有一定的密封作用，但密封不彻底，当受到来自 其上或者其下作用力时垫圈变形外翻对密封筒起到绝对的密封作用。
[0032]所述锁块10的具体镶嵌方式是：三个锁块呈三角形对称分布于锁块座9周围，如 图3所示，当内筒11下行时，将锁块撑开，工具锁定在井筒内；当内筒11上行时，锁块处于 自由位置，工具处于解锁状态。所述挡块13为四块1/4圆形块体，组装成一个圆环，用以上 接头15的横向固定及缓冲上接头15与套筒14的冲击。
[0033] 如图4所示，所述锁紧圈12为可以产生形变的"C"形环，套在内筒11外壁所设的 凹槽上，用于上接头15的轴向固定，锁块座9上部套筒端面设计为30°倒角，锁紧圈外部边 缘也为45°倒角，上接头15下行时对锁紧圈12起到很大的挤压作用，锁紧圈15开始由自 由状态挤压变形，直径开始缩小，作用达到锁紧圈缩径至可以进入套筒的状态时，这时锁定 心轴和锁紧圈开始同步下移，锁紧圈开始进入锁紧圈凹槽内，此时内筒11的变径台面迫使 锁块伸出，上接头15下端面与套筒14上端面接触，工具得到固定，座封锁定完成。
[0034] 实施例2 :
[0035] 在实施例1的基础上，如图1及图2所示，所述阀体包括活塞缸3、阀芯4以及底堵 2 ;活塞缸3的中部与外筒1之间螺纹连接且设有0型密封圈，活塞缸3侧壁上开有上通液 孔18和下通液孔20 ;所述活塞缸3除中部螺纹连接部分外，其外表面与外筒1的内表面之 间设有流体通道17 ;所述阀芯4的下端设有与活塞缸3滑动连接的活塞一 16,阀芯4的中 部设有与活塞缸3滑动连接的活塞二17 ;当阀体处于关闭状态时活塞一 16与位于活塞缸 3底