专利名称：不压井井下控制阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油气开发采油、井下作业工具，尤其是涉及一种不压井 井下控制阀。
背景技术：
在石油开采作业中，地层压力高的油井具有一定自喷能力，作业中常常需要 采用一定比重的泥浆或清水进行压井，压井作业有时会因施工或设计不当，造成 油层污染，堵塞有效孔隙度和减少渗流面积，减少釆油生产时率，降低油井产量， 增加作业成本。为了避免对油层的伤害，施工作业常采用井下开关来替代压井作 业，将井下开关安装在抽油泵与固定阀之间，依靠抽油杆的上下往复运动控制井 下开关液流通道的打开或关闭。但是由于井下开关安装在抽油泵与固定阀之间， 使抽油泵在生产过程中余隙体积增大，影响抽油泵密封性，降低泵效；井下开关 依靠抽油杆上下往复运动控制液流通道的开启和关闭， 一旦抽油杆断脱，井下开
关便处于失控状态。
2003年1月1日公开的《井下控制阀》(CN2528929Y)，包括接箍、外罩、弹 簧、球座、球阀、密封件，以及安装在外罩与球座之间的齿条和安装在阀球上的 齿轮轴，通过齿轮轴和齿条的啮合，带动阀球转动来打开或关闭油层和地层的通 道，可进行闭式采油、不压井作业，具有防喷、防漏功能。2007年2月14日公开的
《一种井下控制阀》(CN2869305Y)，上阀座内装有控制滑套，控制滑套外安装有 弹簧，上阀座与下阀座之间的空腔内装有空心浮球，该装置即可以有效防止抽油 机井洗井时洗井液漏失污染地层，保证正常生产，又可以起到防喷作用，实现不 压井作业。2004年4月14日公开的《一种用于海上油田中的防污染单向阀》
(CN2611585Y)，由内管、组合弹簧、单向阀和控制阀组成，集采油生产、洗井、酸化措施实施三个功能于一体，有效防止洗井液侵入井中污染地层。
上述三项技术虽然都可以不起出管柱完成采油生产、不压井修井作业，具有 防喷、防漏功能，但它们在工具结构复杂或不易进行控制操作，如《井下控制阀》
(CN2528929Y)，是通过齿轮轴和齿条的啮合，带动阀球转动来打开或关闭通道， 如果带动齿轮转动的力量不够，使齿轮轴和齿条啮合不到位，就难以转换控制阀 的开与关；《一种井下控制阔》(CN2869305Y)，工具下入和抽油生产需要两趟管 柱才能实现，控制阀是和封隔器、丢手组成第一趟管柱先下入井内，坐封封隔器 后将控制阀、封隔器丢在井下，起出丢手头以上的管柱，然后再下入抽油生产管 柱，管柱底部带有插入管，经过丢手头插入到控制阀内组成井下生产管柱，实现 抽油、洗井等功能；《一种用于海上油田中的防污染单向阀》(CN2611585Y)同样 是向井下下两趟管柱才能实现生产、洗井、酸化措施实施三个功能于一体的效果， 不便于现场操作。
实用新型内容
为了克服现有的井下控制阀存在的需要依靠油管柱的上下运动来控制控制阀 的开关，不便于操作，抽油杆断脱造成控制阀失控的不足，本实用新型提供一种 不压井井下控制阀，该不压井井下控制阀将抽油泵底阀与井下开关的作用合二为 一，不需要改变抽油泵结构， 一趟下井管柱，通过上提或下放油管柱就可控制井 下液流通道的开启和关闭， 一趟管柱具有防喷、洗井、生产、泄油功能，避免了 因抽油杆断脱造成控制阀失控现象发生。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是不压井井下控制阀的移动 管串安装在固定管串内。移动管串由上至下依次为上单流阀、连接套、下单流阀、 弹簧座；上单流阔阀体、连接套、下单流阀阀体、弹簧座由上至下依次固定连接; 上单流阀阀体中部有挡球环，挡球环上有轴向过流孔；上单流阀阀体与连接套之 间固定安装有上单流阀阀座，上阀球位于挡球环和上单流阀阀座之间；连接套与 下单流阀阀体之间固定安装有下单流阀阀座，下阀球位于下单流阀阀座下方；下
5阀球与弹簧座之间安装有弹簧挡圈和弹簧。固定管串从上至下由压帽、密封壳体、 外筒、下接头依次固定连接；固定管串中的压帽内径、密封壳体下端部凸台内径
小于其它部位，并分别与上单流阀阀体、连接套之间为径向滑动密封配合，2个 密封配合部位轴向之间为过流腔；位于过流腔内的移动管串外圆周上有上定位台 阶和下定位台阶；移动管串的上定位台阶与下定位台阶之间有径向过流孔I ，下 定位台阶的下方有径向过流孔II。上定位台阶与压帽下端面接触时，过流孔I和 过流孔II与过流腔连通；下定位台阶与密封壳体内孔凸台上端面接触时，过流孔 I与过流腔连通，过流孔II与外筒内腔连通。
本实用新型的有益效果是，结构合理，良好的开启、关闭功能能够满足油井 在作业时的防喷、洗井及抽油生产中的抽油、泄油多项需要，利用一趟管柱(可 不动管柱)完成油井作业和抽油生产的相互转换，节省辅助作业时间，提高工作 效率。
图1是本实用新型不压井井下控制阀结构示意图。 图2是本实用新型不压井井下控制阔下位示意图。 图3是图1的A-A剖面图。
图中l.上单流阀阀体，2.压帽，3.密封圈，4.密封圈，5.过流孔I， 6.密封壳 体，7.连接套，8.过流孔n, 9.密封圈，IO.下单流阀阀体，ll.外筒内腔，12.弹簧 挡圈，13.弹簧，14.弹簧座，15.外筒，16.下接头，17.轴向过流孔，18.上阀球，19. 上单流阀阀座，20.下单流阀阀座，21.下阀球，22.上单流阔，23.下单流阀，24.移 动管串，25.固定管串，26.过流腔，27.上定位台阶，28.下定位台阶，29.挡球环。
具体实施方式
以下结合附图1 附图3和实施例对本实用新型作进一步说明。 本实用新型不压井井下控制阀，主要包括移动管串24和固定管串25，移动 管串24位于固定管串25内，且能够沿固定管串25轴向滑动。移动管串24由上至下依次为上单流阀22、连接套7、下单流阀23、弹簧座 14。上单流阀阀体l、连接套7、下单流阀阀体IO、弹簧座14由上至下依次固定 连接。上单流阀阀体l中部有挡球环29，挡球环29上有轴向过流孔17;上单流 阀阀体1与连接套7之间固定安装有上单流阀阀座19，上阀球18位于挡球环29 和上单流阀阀座19之间。连接套7与下单流阀阀体10之间固定安装有下单流阀 阀座20，下阀球21位于下单流阀阀座20下方；下阀球21与弹簧座14之间安装 有弹簧挡圈12和弹簧13。
固定管串25从上至下由压帽2、密封壳体6、外筒15、下接头16依次固定 连接。
固定管串25内孔中压帽2内径、密封壳体6下端部凸台内径小于其他部位， 并分别与移动管串24之间为径向滑动密封配合；通常压帽2与上单流阔阀体1配 合，密封壳体6与连接套7配合。压帽2内孔与上单流阀阀体1外圆之间径向安 装有密封圈4;密封壳体6下端部内孔与连接套7外圆之间径向安装有密封圈9。 上述2个密封配合部位轴向之间为环形过流腔26，为了保证密封效果，在压帽2 与密封壳体6接触端面轴向安装有密封圈3。
位于过流腔26内的移动管串24外圆周上有上定位台阶27和下定位台阶28， 通常上定位台阶27位于上单流阀阀体1上，下定位台阶28位于连接套7上。在 移动管串24的上定位台阶27和下定位台阶28之间有径向过流孔I 5，在下定位 台阶28的下方有径向过流孔II8;通常径向过流孔I 5位于上单流阀阀体1上， 径向过流孔II 8位于连接套7上。径向过流孔有数个，且沿移动管串24圆周均布。
本实用新型不压井井下控制阀，当移动管串24沿固定管串25轴向滑动时， 通过上定位台阶27和下定位台阶28来控制移动管串24的移动范围。当上定位台 阶27与压帽2下端面接触时，移动管串24处于上位(见图1)，过流孔I 5、过 流孔II 8与过流腔26连通；当移动管串24向下滑动至下定位台阶28与密封壳体 6内孔凸台上端面接触时，移动管串24处于下位(见图2)，过流孔I 5与过流腔26连通，过流孔II8与外筒内腔11连通。
本实用新型不压井井下控制阀的实施过程，首先将组装完毕的不压井井下控 制阀下端的下接头16与油管固定联接；上端的上单流阀阀体1与抽油泵的下接箍
固定联接，组成生产管柱，然后将管柱下入井中。管柱下井时，不压井井下控制
阀处于自由状态，即移动管串24处于上位，下单流阀23处于关闭状态，封住外 筒内腔ll，阻止井下高压液流上窜(见图l)。
当管柱下放至设计深度后，管柱坐封泵下封隔器或锚定器。继续下放管柱， 固定管串25不再向下移动，移动管串24下行直至处于下位状态，此时，移动管 串24上的过流孔II 8与外筒内腔11超匿，泵下液体可通过过流孔II 8进入上单流 阀22与下单流阀23之间；开启抽油泵，井内液体将顶开上单流阀22进入抽油泵， 进行抽油生产作业(见图2)。
当进行起管柱作业时，上提油管带动移动管串24上行，上行至移动管串24 处于上位时，密封壳体6与连接套7之间重又形成密封，阻止井下高压液体冲向 井口；而泵上液体经过移动管串24上的过流孔I 5、过流腔26、过流孔I18，作 用在下阀球21上，下阀球21压縮弹簧13，将下单流阀23打开，泵上液体经下 单流阀23流到井筒内，避免了井液随油管带到地面污染环境。
采用本实用新型不压井井下控制阀，当移动管串24处于上位时，具有防喷和 泄油功能；当移动管串24处于下位时，可进行抽油或反洗井作业。本实用新型不 压井井下控制阀不需要改变抽油泵结构，不影响泵效；设计合理，结构简单，不 但具有开和关的功能，而且集抽油泵底阀和井下开关的各种功能为一体，既解决 了油井不压井起下管柱作业中的防喷问题，又具有洗井及泄油的功能；依靠油管 柱的上提、下放控制井下液流通道的启闭，利用一趟管柱能够完成油井作业和抽 油生产的相互转换，大大简化作业程序，减少辅助作业时间，提高工作效率。
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权利要求1. 一种不压井井下控制阀，包括单流阀、弹簧、弹簧座、下接头、外筒，其特征是移动管串(24)安装在固定管串(25)内；移动管串(24)由上至下依次为上单流阀(22)、连接套(7)、下单流阀(23)、弹簧座(14)；上单流阀阀体(1)、连接套(7)、下单流阀阀体(10)、弹簧座(14)由上至下依次固定连接；上单流阀阀体(1)中部有挡球环(29)，挡球环(29)上有轴向过流孔(17)；上单流阀阀体(1)与连接套(7)之间固定安装有上单流阀阀座(19)，上阀球(18)位于挡球环(29)和上单流阀阀座(19)之间；连接套(7)与下单流阀阀体(10)之间固定安装有下单流阀阀座(20)，下阀球(21)位于下单流阀阀座(20)下方；下阀球(21)与弹簧座(14)之间安装有弹簧挡圈(12)和弹簧(13)；固定管串(25)从上至下由压帽(2)、密封壳体(6)、外筒(15)、下接头(16)依次固定连接；固定管串(25)中的压帽(2)内径、密封壳体(6)下端部凸台内径小于其它部位，并分别与上单流阀阀体(1)、连接套(7)之间为径向滑动密封配合，2个密封配合部位轴向之间为过流腔(26)；位于过流腔(26)内的移动管串(24)外圆周上有上定位台阶(27)和下定位台阶(28)；移动管串(24)的上定位台阶(27)与下定位台阶(28)之间有径向过流孔I(5)，下定位台阶(28)的下方有径向过流孔II(8)。
2. 根据权利要求1所述的不压井井下控制阀，其特征是:所述上定位台阶(27) 与压帽(2)下端面接触时，过流孔I (5)和过流孔II (8)与过流腔(26)连通; 所述下定位台阶(28)与密封壳体(6)内孔凸台上端面接触时，过流孔I (5) 与过流腔(26)连通，过流孔II (8)与外筒内腔(11)连通。
3.根据权利要求2所述的不压井井下控制阀，其特征是所述固定管串(25) 中的压帽(2)内孔与上单流阀阀体(1)外圆之间径向安装有密封圈(4);所述压帽(2)与密封壳体(6)接触端面轴向安装有密封圈(3);所述密封壳体(6) 下端部内孔与连接套(7)外圆之间径向安装有密封圈(9)。
专利摘要一种不压井井下控制阀。为了克服现有的井下控制阀存在的需要依靠油管柱的上下运动来控制控制阀的开关，下井管柱操作复杂，抽油杆断脱会造成控制阀失控的不足，本实用新型移动管串(24)安装在固定管串(25)内；移动管串(24)由上至下依次为上单流阀(22)、连接套(7)、下单流阀(23)、弹簧座(14)；上单流阀阀体(1)、连接套(7)、下单流阀阀体(10)、弹簧座(14)由上至下依次固定连接；固定管串(25)从上至下由压帽(2)、密封壳体(6)、外筒(15)、下接头(16)依次固定连接。其有益效果是结构合理，具有良好的开启、关闭功能，利用一趟管柱能够完成油井作业和抽油生产的相互转换。
文档编号E21B34/12GK201273171SQ20082012292
公开日2009年7月15日 申请日期2008年9月27日 优先权日2008年9月27日
发明者华 刘, 川 李, 李志广, 陈敏义, 黄大云 申请人:大港油田集团有限责任公司