专利名称：井下高压防喷机械开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种井下防喷机械开关，属于石油开采中的注水配套工具。
背景技术：
在油田对于高压、低渗注水井进行作业施工时，为防止注入水大量反吐，需要在井下加装一个防喷开关，实现不压井作业，有些油田曾采用大庆油田生产的“井下活门”作为控制开关，其结构是在圆柱筒下端面装一个球面活页，球面活页用扭簧托起密封圆柱筒中心孔。使用时接于丢手封隔器下端，丢手于目的层顶部密封井筒。注水时，注水杆推动球面活页，活门打开完成注水；作业起出管柱时，在扭簧的作用下活门关闭起到防喷作用。这种“井下活门”在实际应用中其存在如下问题1、由于活页受转轴的约束，不能自由调整相对位置，使其无法满足与圆柱筒的同轴度要求，很难保证密封；2、扭簧长期处于受力状态，加上腐蚀等因素，使其在短时间内失去弹力不能保证活门关闭；3、由于受空间的限制，活页转轴设计强度难以达到使用强度的要求，注水杆容易将活页碰掉。
发明内容
本实新型的目的就是克服现有技术的缺点，提供一种井下高压防喷开关。
本实用新型的目的是这样实现的井下高压防喷机械开关包括注水通杆总成和机械开关总成两部分，注水通杆总成由通杆接头和密封通杆组成，通杆接头和密封通杆螺纹连接，密封通杆的上部设有密封胶圈组，中部开有出水孔，下部设有环形凸台和导向头；机械开关总成由密封筒和底部密封管组成，底部密封管丝扣连接于密封筒的下端，密封筒上端有丝口，丝口末端有环形扩孔槽，密封筒中部开有出液孔，底部开有中孔，在中孔的周围均布有液压平衡孔，密封筒内装有密封活塞。
密封活塞上部有卡簧锁爪，它可以卡在在密封筒上端的环形扩孔槽中，密封活塞底端开有孔，孔径小于密封通杆上的环形凸台。
本实用新型是用密封筒及爪式活塞密封井筒的，其打开是靠管柱的重量推动爪式活塞完成的，关闭是靠井口动力上提管柱拉动爪式活塞完成的，所以其开、关动作完全是机械“强制”性完成的，因而本实用新型能够实现高压低渗笼统注水井的套管保护，同时解决作业施工时地层的高压返吐问题，缩短作业时间，保持地层压力，减少无效生产天数，保护环境。
图1井下高压防喷机械开关关闭时结构示意图；图2井下高压防喷机械开关打开时结构示意图；具体实施方式
如图1所示，井下高压防喷机械开关包括注水通杆总成I和机械开关总成II两部分，注水通杆总成I由通杆接头1和密封通杆2组成，通杆接头1和密封通杆2螺纹连接，密封通杆2的上部设有密封胶圈组3，中部开有出水孔4，下部设有环形凸台5和导向头10；机械开关总成II由密封筒9和底部密封管17组成，底部密封管17丝扣连接于密封筒9的下端，密封筒9上端有丝口6，丝口6末端有环形扩孔槽8，密封筒9中部开有出液孔12，底部开有中孔15，在中孔15的周围均布有液压平衡孔16，密封筒9内装有密封活塞13。密封活塞13上部有卡簧锁爪7，它可以卡在在密封筒9上端的环形扩孔槽8中，密封活塞13底端开有孔，孔径小于密封通杆2上的环形凸台5。
用于笼统注水井注水管柱时，1)、首先将机械开关总成II的上端丝扣6接于丢手封隔器下端，并将其丢手于目的层顶部，密封活塞13在密封筒9的上部，这时井下高压防喷机械开关处于关闭状态，其配合丢手封隔器密封整个井筒。2)、下入下端带有注水通杆总成I的注水管柱，当密封通杆2的环形凸台5推动密封活塞13时，密封活塞13上端的卡簧锁爪7收缩脱离密封筒9上端的环形扩孔槽8解锁下行，露出密封筒9中部出液侧孔12，井下高压防喷机械开关打开，如图2所示。这时油管及井下高压防喷机械开关以下套管形成同一个压力系统，实现注水(堵剂)，保护“开关”以上的套管。3)、作业起出管柱时，密封通杆2上行带动密封活塞13同时上行密封出液侧孔12，井下高压防喷机械开关关闭，这时卡簧锁爪7正好上行到环形扩孔槽8处，使密封活塞13恢复自由状态与密封通杆2脱离，如图1，起出注水管柱，井下高压防喷机械开关又恢复了关闭状态，套管从井下高压防喷机械开关位置重新堵死，所以在整个起下油管过程中地层高压不反吐，实现不压井防喷作业。
以上动作过程在笼统注水管柱中是可以反复进行的，注水时实现高压套保注水；作业时地层不反吐实现高压不压井作业，地层保压、地面环境保护。用于报废井的地层封堵、井眼填充技术，能够实现地层挤堵剂，带压起钻不反吐，保压候凝，达到封堵地层、填充井眼的目的，既保证管柱的安全起出，又保证了塞面位置准确性。
权利要求1.一种井下高压防喷机械开关，其特征在于它包括注水通杆总成(I)和机械开关总成(II)两部分，注水通杆总成(I)由通杆接头(1)和密封通杆(2)组成，通杆接头(1)和密封通杆(2)螺纹连接，密封通杆(2)的上部设有密封胶圈组(3)，中部开有出水孔(4)，下部设有环形凸台(5)和导向头(10)；机械开关总成(II)由密封筒(9)和底部密封管(17)组成，底部密封管(17)丝扣连接于密封筒(9)下端，密封筒(9)上端有丝口(6)，丝口(6)末端有环形扩孔槽(8)，密封筒(9)中部开有出液孔(12)，底部开有中孔(15)，在中孔(15)的周围均布有液压平衡孔(16)，密封筒(9)内装有密封活塞(13)。
2.根据权利要求1所述的井下高压防喷机械开关，其特征在于所述的密封活塞(13)上部有卡簧锁爪(7)，它可以卡在在密封筒(9)上端的环形扩孔槽(8)中，密封活塞(13)底端开有孔，孔径小于密封通杆(2)上的环形凸台(5)。
专利摘要本实用新型公开了一种井下高压防喷机械开关，属于石油开采中的注水配套工具。它包括注水通杆总成和机械开关总成两部分，注水通杆总成由通杆接头和密封通杆组成，机械开关总成由密封筒和底部密封管组成，密封筒内装有密封活塞。本实用新型的打开是靠管柱的重量推动活塞完成的，关闭是靠井口动力上提管柱拉动活塞完成的，所以其开、关动作完全是机械“强制”性完成的，因而本实用新型能够实现高压低渗笼统注水井的套管保护，同时解决作业施工时地层的高压返吐问题，缩短作业时间，保持地层压力，减少无效生产天数，保护环境。
文档编号E21B34/00GK2642990SQ03284068
公开日2004年9月22日 申请日期2003年8月15日 优先权日2003年8月15日
发明者冯波, 韩进, 姜学明, 孙红兵, 边江, 刘国梁, 李洪春, 王隆慧, 谷同杰 申请人:中国石油化工股份有限公司中原油田分公司采油工程技术研究院