不压井控制阀及其耐高温丢手防砂管柱的制作方法
【专利摘要】本申请公开一种不压井控制阀及其耐高温丢手防砂管柱，该不压井控制阀包括：纵长延伸的本体，其包括沿其延伸方向将其贯穿的第一通道；至少部分由所述本体的一端伸入所述第一通道内的阀体，其具有沿所述本体延伸方向将其贯穿的第二通道；所述第二通道与所述第一通道相通；所述阀体伸入所述第一通道的部分上设有控制所述第二通道开闭的开关阀；所述开关阀连接有至少部分位于所述阀体与所述本体之间的环空内的联动件，所述联动件的移动能带动所述开关阀开闭；至少部分套设于所述阀体位于所述第一通道内的端部外的移动件，所述移动件与所述联动件接触配合，所述移动件移动时能够带动所述联动件移动，从而控制所述开关阀开闭。
【专利说明】
不压井控制阀及其耐高温丢手防砂管柱
技术领域
[0001]本申请涉及稠油开采技术领域，尤其涉及一种不压井控制阀及其耐高温丢手防砂管柱。
【背景技术】
[0002]目前蒸汽吞吐是稠油开采的一个重要工艺，在蒸汽吞吐开采过程中，首先需要下入注气管柱，注气结束后起出注气管柱，进行闷井，然后再下入开采(采油)管柱进行采油，在起下管柱作业时，井下油层仍有很高的温度，虽然停喷，但还有一定的外溢能力，为了安全必须压井，导致破坏井下原油的高温低粘状态，又污染油层。
【实用新型内容】
[0003]鉴于现有技术的不足，本申请有必要提供一种一种不压井控制阀及其耐高温丢手防砂管柱，在起出注气管柱后该不压井控制阀能够关闭，防止井下流体外溢;并且，在下入采油管柱后可将控制阀打开进行采油，进而实现不压井作业。
[0004]为达到上述目的，本申请提供一种不压井控制阀，包括:
[0005]纵长延伸的本体，其包括沿其延伸方向将其贯穿的第一通道；
[0006]至少部分由所述本体的一端伸入所述第一通道内的阀体，其具有沿所述本体延伸方向将其贯穿的第二通道;所述第二通道与所述第一通道相通;所述阀体伸入所述第一通道的部分上设有控制所述第二通道开闭的开关阀;所述开关阀连接有至少部分位于所述阀体与所述本体之间的环空内的联动件，所述联动件的移动能带动所述开关阀开闭；
[0007]至少部分套设于所述阀体位于所述第一通道内的端部外的移动件，所述移动件能够沿所述本体的延伸方向移动;所述移动件与所述联动件接触配合，所述移动件移动时能够带动所述联动件移动，从而控制所述开关阀开闭。
[0008]作为一种优选的实施方式，所述本体包括顺次连接的上接头、连接件;所述阀体与所述连接件的下端相连接。
[0009]作为一种优选的实施方式，所述上接头的内部设有密封圈，所述上接头与所述连接件螺纹连接;所述阀体与所述连接件螺纹连接。
[0010]作为一种优选的实施方式，所述开关阀包括可在所述第二通道内转动的阀球、与所述阀球连接并穿过所述阀体的壁的连接杆;所述连接杆的端部与所述联动件连接，所述联动件能够通过所述连接杆转动所述阀球。
[0011]作为一种优选的实施方式，所述联动件包括与所述连接杆连接的齿轮;所述移动件的下端设有沿所述本体延伸方向延伸的啮合杆，所述啮合杆上设有与所述齿轮啮合的齿O
[0012]作为一种优选的实施方式，所述移动件的上端的外径缩小形成限位部。
[0013]作为一种优选的实施方式，所述阀体的两侧均设有所述齿轮;所述啮合杆与所述齿轮数量相等且一一对应。
[0014]作为一种优选的实施方式，还包括沿所述本体延伸方向延伸的膨胀件;所述联动件的上端设有供所述膨胀件卡入的爪簧。
[0015]作为一种优选的实施方式，所述膨胀件的下端的外径扩大形成变径部，所述膨胀件通过所述变径部可被所述爪簧卡紧。
[0016]为达到上述目的，本申请还提供一种耐高温丢手防砂管柱，包括顺次连接的丢手封隔器、密封器、如上任一实施方式所述的不压井控制阀、防砂筛管、丝堵。
[0017]借由以上技术方案可以看出，本实施方式所提供的不压井控制阀，通过设有开关阀以及与开关阀相配合使用的移动件、联动件，借助移动件的移动经联动件的动力传递来控制开关阀的开闭，进而，起出注汽管柱时移动件可以随管柱的运动移动使得开关阀关闭，从而在起出注气管柱后该不压井控制阀关闭能够防止井下流体外溢;并且，在下入采油管柱后可将不压井控制阀打开以进行采油，因此，本实施方式所提供的不压井控制阀能够实现不压井作业。
[0018]参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本实用新型的实施方式包括许多改变、修改和等同。
[0019]针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
[0020]应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本申请一种实施方式所提供的不压井控制阀的剖视图；
[0023]图2是部分图1所示不压井控制阀的立体图；
[0024]图3是本申请一种实施方式所提供的耐高温丢手防砂管柱示意图。
【具体实施方式】
[0025]为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
[0026]需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0027]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0028]需要说明的是，本申请以下实施方式所描述的上下位置关系是根据不压井控制阀在实际工作中各部件的上下位置关系制定的，比如，本体的延伸方向也可以为上下延伸。当然，下列描述中的上端、下端、上部、中部、下部也是以根据不压井控制阀在实际工作中部件自身的位置结构制定的。
[0029]请参阅图1至图3，为本申请一种实施方式所提供的一种不压井控制阀502示意图。在本实施方式中，该不压井控制阀502包括:纵长延伸的本体I，其包括沿其延伸方向将其贯穿的第一通道11;至少部分由所述本体I的一端伸入所述第一通道11内的阀体2，其具有沿所述本体I延伸方向将其贯穿的第二通道21;所述第二通道21与所述第一通道11相通;所述阀体2伸入所述第一通道11的部分上设有控制所述第二通道21开闭的开关阀；所述开关阀连接有至少部分位于所述阀体2与所述本体I之间的环空内的联动件，所述联动件的移动能带动所述开关阀开闭；至少部分套设于所述阀体2位于所述第一通道11内的端部外的移动件3，所述移动件3能够沿所述本体I的延伸方向移动;所述移动件3与所述联动件接触配合，所述移动件3移动时能够带动所述联动件移动，从而控制所述开关阀开闭。
[0030]请参阅图3，按向井内的下入顺序依次顺序连接丝堵504、防砂筛管503、不压井控制阀502、密封器501、(耐)高温丢手封隔器500组成耐高温丢手防砂管柱。其中，该耐高温丢手防砂管柱可以采用机械座封液压丢手方式完成。耐高温丢手防砂管柱下入到设计位置时，提放耐尚温丢手防砂管柱座封尚温丢手封隔器500，油管打压完成丢手封隔器500丢手。井外通过油管上提耐高温丢手防砂管柱，施工结束。此时，不压井控制阀502的开关阀可以处于关闭状态，即，第二通道21为封堵或不流通状态。
[0031]注汽时，按下入顺序依次连接引斜、活门撞击装置、插入管、高温隔热管、伸缩管和高温隔热管组成高效能耐高温注汽管柱。将注汽管柱下入井中，其中，该注汽管柱使用活门撞击装置撞击不压井控制阀502，使不压井控制阀502的移动件3移动，从而打开开关阀，从而打开注汽通道。插入管完成油套分隔和管柱定位，伸缩管实现管柱热伸长补偿。
[0032]采油时，按下入顺序依次连接引斜、活门撞击装置、插入管、防污染反洗阀和防砂特种抽油栗组成防污染负压采油管柱。将采油管柱下入井中，其中，该采油管柱使用活门撞击装置撞击不压井控制阀502，使不压井控制阀502的移动件3移动，从而打开开关阀，从而打开采油通道。插入管完成油套分隔和管柱定位，防污染反洗阀完成防污染反洗井，抽油栗完成负压抽汲。
[0033]最后，耐高温丢手防砂管柱的打捞是可以由专用的可退式捞矛完成。
[0034]借由以上技术方案可以看出，本实施方式所提供的不压井控制阀502，通过设有开关阀以及与开关阀相配合使用的移动件3、联动件，借助移动件3的移动经联动件的动力传递来控制开关阀的开闭，进而，起出注汽管柱时移动件3可以随管柱的运动移动使得开关阀关闭，从而在起出注气管柱后该不压井控制阀502关闭能够防止井下流体外溢;并且，在下入采油管柱后可将不压井控制阀502打开以进行采油，因此，本实施方式所提供的不压井控制阀502能够实现不压井作业。
[0035]在本实施方式中，本体I可以为管体结构，其上端设有用于连接其他部件，比如，本体I的上端设有螺纹或卡扣，以连接油管或密封器501。本体I可以为一体构造或分体连接构造，比如，如图1、图2所示，所述本体I可以包括顺次连接的上接头100、连接件200200。上接头100与连接件200200均为圆筒形构造，外径一致。所述阀体2与所述连接件200200的下端相连接。
[0036]具体的，所述上接头100的内部设有密封圈，所述上接头100与所述连接件200200螺纹连接;所述阀体2与所述连接件200200螺纹连接。如图1所示，上接头100的下端设有外螺纹，所述连接件200200的上端设有内螺纹以连接上接头100，阀体2的中部位置设有外螺纹，连接件200200的下端设有内螺纹以连接阀体2。
[0037]阀体2位于不压井控制阀502的下端，其中，阀体2同样沿本体I的延伸方向延伸，即，阀体2的长度方向与本体I的长度方向一致。阀体2整体同样可以为管体结构，阀体2的(轴向或本体I延伸方向)中部位置沿径向设有凸起部，该凸起部设有与连接件200200连接的外螺纹，同时设有限制二者过度连接的限位台阶。
[0038]如图1所示，阀体2整体沿本体I延伸方向可以为上部、中部、下部三段式结构，阀体2的上部伸入第一通道11中，实现第一通道11与第二通道21连通。阀体2的中部相对于上部外径扩大形成与连接件200200密封固定连接的凸起部。阀体2的下端相对于中部外径缩小，其上可以设置有外螺纹，形成连接位于不压井控制阀502下方装置的下接头。
[0039]在本实施方式，开关阀位于阀体2伸入第一通道11内的部分中并控制第二通道21的开闭。开关阀打开时，第二通道21导通;开关阀关闭时，第二通道21封堵。可以看出，开关阀可以执行开闭动作，其可以为球阀、闸阀、旋塞阀、或隔膜阀等具备开闭功能的阀。
[0040]联动件与开关阀相连接，其可以对移动件3的动作传递至开关阀，并转化成开关阀的开闭，借此实现开关阀的开闭控制。联动件可以相当于从动件，移动件3相当于主动件。移动件3移动时带动联动件移动，联动件带动开关阀执行开闭动作。
[0041]考虑到开关阀的开闭动作需要循环执行，移动件3的移动同样可以为循环动作，比如，移动件3可以上下循环移动、或左右摆动、或圆周运动。当然，移动件3也可以并不执行循环动作，只需要借助联动件的传动将移动件3的移动转化为开关阀的开闭动作即可。
[0042]可选的，所述开关阀可以包括可在所述第二通道21内转动的阀球300、与所述阀球300连接并穿过所述阀体2的壁的连接杆310 ο所述连接杆310的端部与所述联动件连接，所述联动件能够通过所述连接杆310转动所述阀球300。
[0043]其中，阀球300可以在第二通道21内转动。阀球300上设有通孔(未示出)，阀球300的转动可以控制该通孔与第二通道21是否连通，进而实现第二通道21的断通。阀体2伸入第一通道11内的部分与本体I的内壁之间存在环空。连接杆310的端部可以伸入该环空以连接联动件。阀体2的壁上设有供连接杆310穿过的透孔(未示出)，连接杆310与该透孔之间可以设有密封部件，从而防止蒸汽泄漏或原油泄漏。
[0044]较佳的，如图2所示的除去本体的不压井控制阀，所述联动件可以包括与所述连接杆310连接的齿轮320。所述移动件3的下端可以设有沿所述本体I延伸方向延伸的啮合杆35。所述啮合杆35上设有与所述齿轮320啮合的齿。所述啮合杆35沿所述本体I周向的一侧的侧壁上设有齿。啮合杆35具有一定的长度，以具备足够长度的侧壁设置齿。较佳的，所述阀体2的两侧均设有所述齿轮320。所述啮合杆35与所述齿轮320数量相等且一一对应。
[0045]可以看出，啮合杆35沿本体I延伸方向移动时，啮合杆35上下移动，啮合杆35通过齿带动齿轮320绕连接杆310的轴线转动，从而实现阀球300的转动。实际中，啮合杆35与齿轮320可以具备一初始啮合状态，在初始啮合状态下开关阀处于关闭状态，需要开启不压井控制阀502时通过啮合杆35的上移或下移将开关阀打开，需要关闭不压井控制阀502时使啮合杆35执行相反方向的移动即可。
[0046]移动件3为套式结构，其套设在阀体2的上端。所述移动件3的上端的外径缩小形成限位部。在移动件3下行时，该限位部限制移动件3过度下行，提醒井外人员已下行至极限位置。或者，该限位部的限位作业也可以与开关阀的开闭对应结合，当阀体2的上端顶抵到该限位部使移动件3无法继续下行时，开关阀正好处于打开状态或关闭状态。
[0047]在本实施方式中，不压井控制阀502还可以包括沿所述本体I延伸方向延伸的膨胀件5。所述联动件的上端设有供所述膨胀件5卡入的爪簧4。膨胀件5可以通过将爪簧4膨胀卡入爪簧4，从而与爪簧4卡紧或锁紧。其中，爪簧4沿其周向具有多个锁紧爪，多个锁紧爪可以沿本体I的径向收缩放大。本体I (上接头100)的内壁设有供锁紧爪上端放置的凹槽，凹槽的顶部可以限制爪簧4继续上行。
[0048]具体的，所述膨胀件5的下端的外径扩大形成变径部51，所述膨胀件5通过所述变径部51可被所述爪簧4卡紧。其中，膨胀件5位于变径部51上方的部分与变径部51之间通过斜面平滑过渡。膨胀件5可以连接于管柱的下端，通过膨胀件5的下入起出实现控制不压井控制阀502的开闭。
[0049]综上所述，本实施方式所提供的不压井控制阀502可以采用阀球300与阀体2进行密封，阀球300可以为金属球，进而属于金属密封，因此，本实施方式所提供的不压井控制阀502可以适用于高温高压的情况下。
[0050]当下放油管，油管下端的膨胀件5抵到移动件3的爪簧4时，推动移动件3向下运动，移动件3的爪簧4从上接头100的凹槽中扩径实现膨胀件5的卡入。通过齿轮320和啮合杆35传动，将油管和移动件3的直线运动转化为阀球300的转动，从而实现了不压井控制阀502的开启动作。
[0051 ]上提管柱时，膨胀件5的斜面抵住移动件3爪簧4的斜面，带动移动件3向上运动，将齿轮320和啮合杆35的直线运动转化为阀球300的转动，实现控制阀的关闭动作。当移动件3的爪簧4到达上接头100的凹槽的顶部时，爪簧4抵住凹槽的顶部使移动件3不能继续向上运动，进而爪簧4与膨胀件5脱离。其中，膨胀件5随着油管提到井上，爪簧4被锁到上接头100的凹槽处，控制阀实现持续关闭。
[0052]上述过程往复循环即可实现不压井控制阀502的多次开启关闭。
[0053]请参阅图3，本申请一种实施方式还提供一种耐高温丢手防砂管柱，包括顺次连接的丢手封隔器500、密封器501、如上任一实施方式所述的不压井控制阀502、防砂筛管503、丝堵504。
[0054]其中，丢手封隔器500位于最上方，其用于将整套管柱锚定封隔在套管内。丢手封隔器500采用可以采用机械液压坐封，施工简单，坐封牢固可靠。密封器501连接于丢手封隔器500的下方，其可以为插入式密封装置，其用于为后续的管柱(注汽管柱、采油管柱)提供密封，防止原油或蒸汽泄漏。防砂筛管503位于不压井控制阀502下方，其上面分布有大量筛孔，以防止砂粒进入原油中。丝堵504位于防砂砂管的下端，将防砂筛管503下端封堵。
[0055]本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从I到90，优选从20至IJ80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。
[0056]除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。
[0057]披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
[0058]多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
[0059]应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该本体I内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。
【主权项】
1.一种不压井控制阀，其特征在于，包括: 纵长延伸的本体，其包括沿其延伸方向将其贯穿的第一通道； 至少部分由所述本体的一端伸入所述第一通道内的阀体，其具有沿所述本体延伸方向将其贯穿的第二通道;所述第二通道与所述第一通道相通;所述阀体伸入所述第一通道的部分上设有控制所述第二通道开闭的开关阀;所述开关阀连接有至少部分位于所述阀体与所述本体之间的环空内的联动件，所述联动件的移动能带动所述开关阀开闭； 至少部分套设于所述阀体位于所述第一通道内的端部外的移动件，所述移动件能够沿所述本体的延伸方向移动;所述移动件与所述联动件接触配合，所述移动件移动时能够带动所述联动件移动，从而控制所述开关阀开闭。2.如权利要求1所述的不压井控制阀，其特征在于:所述本体包括顺次连接的上接头、连接件;所述阀体与所述连接件的下端相连接。3.如权利要求2所述的不压井控制阀，其特征在于:所述上接头的内部设有密封圈，所述上接头与所述连接件螺纹连接;所述阀体与所述连接件螺纹连接。4.如权利要求1所述的不压井控制阀，其特征在于:所述开关阀包括可在所述第二通道内转动的阀球、与所述阀球连接并穿过所述阀体的壁的连接杆;所述连接杆的端部与所述联动件连接，所述联动件能够通过所述连接杆转动所述阀球。5.如权利要求4所述的不压井控制阀，其特征在于:所述联动件包括与所述连接杆连接的齿轮;所述移动件的下端设有沿所述本体延伸方向延伸的啮合杆，所述啮合杆上设有与所述齿轮啮合的齿。6.如权利要求5所述的不压井控制阀，其特征在于:所述移动件的上端的外径缩小形成限位部。7.如权利要求5所述的不压井控制阀，其特征在于:所述阀体的两侧均设有所述齿轮；所述嗤合杆与所述齿轮数量相等且 对应。8.如权利要求1所述的不压井控制阀，其特征在于:还包括沿所述本体延伸方向延伸的膨胀件;所述联动件的上端设有供所述膨胀件卡入的爪簧。9.如权利要求8所述的不压井控制阀，其特征在于:所述膨胀件的下端的外径扩大形成变径部，所述膨胀件通过所述变径部可被所述爪簧卡紧。10.—种耐高温丢手防砂管柱，其特征在于，包括顺次连接的丢手封隔器、密封器、如权利要求I至9任一所述的不压井控制阀、防砂筛管、丝堵。
【文档编号】E21B43/24GK205532477SQ201620310714
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】吕孝明, 杨清玲, 徐宇, 陈远, 张耀, 杨维丽, 韩福柱, 金璐, 丁超
【申请人】中国石油天然气股份有限公司