专利名称：一种可反洗井双重密封单流阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油井下油管柱上控制流体单向流动的控制装置，特别是一种能
控制流体流动方向的井下专用工具。
背景技术：
石油工业的开采现场，常常使用单流阀控制流体流动方向，尤其是在油气水井维
护修井作业过程中，应用单流阀控制地层产出的高压油气水从油管中向上溢出地面或者无
控制喷出而发生井控事故；某些工艺技术实施中应用单流阀控制井筒环空内高密度流体或
者高压注水井从地层产出的高压注入水反向流入油管而致修井作业工作困难。 目前，公知的井下常闭式单流阀有球形单流阀、锥形单流阀和环形单流阀，前者的
阀球、后者的阀体锥面总是盖在阀座的阀口上，密封处处于线性密封状态。这些单流阀它靠
介质的压力来实现阀球或阀芯和阀座之间的金属对金属密封，介质压力越大，密封性能越
好。阀球与阀座锥面或者阀芯与阀座锥面之间的密封处是金属线密封或面密封，但往往存
在受到高压力作用后密封配合面容易变形失效；由于加工制造的精度差异而使密封配合面
之间不能紧密配合而达不到密封作用；只有一处密封，在受到井筒内流体冲蚀和腐蚀失效
后无附加密封而使其失去作用；在需要进行反洗井时，由于是常闭式单流阀而不能实现，需
要从井内起出后再下钻至井内才能洗井，给施工带来不便，甚至引起事故造成不必要的损失。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种可反洗井双重密封单流阀，流体自油管内下行时 始终开启流道，流体自油管内上行时关闭流道的常闭式单流阀，适用于油水井维修修井中 多种作业管柱和油气水井完井管柱。实现通常的常闭式单流阀向下单向流动的同时，具备 向上的双重密封特性，在必要时又能实现反循环洗井和压井，金属密封处只是起作降压缓 冲和辅助密封作用。克服常闭式单流阀只有一处密封的不足。 本实用新型采用的技术方案是可反洗井双重密封单流阀，主要由外筒、滑套、剪 钉、阀座、钢球、阀芯和弹簧，外筒为圆柱体形，有中心孔，在外筒的上端有内螺纹，在外筒的 下端有外螺纹，能连接到井下管柱中。其特征在于 在外筒中心孔的上端通过剪钉固定有一个滑套。在外筒壁上有通孔，滑套封堵通 孔。滑套为圆柱体形，滑套中心孔内有一个环形球座面。当从井口投入大钢球后，大钢球与 滑套憋压，当压力达到一定高度值后，滑套下滑并剪断剪钉。这时外筒上的通孔被打开，能 通过通孔进行循环洗井。 在外筒中心孔的中部有螺纹，螺纹上固定有阀座，阀座有中心孔，在阀座下端面中 心有一个环形球座面。 在外筒中心孔的下端有一个环形台阶，在外筒中心孔内并在环形台阶与阀座之间 有一个阀芯。阀芯能沿外筒内壁滑动，阀芯的下端穿过环形台阶中心。所述的阀芯的顶部
3有凹槽，在阀芯顶部凹槽内有一个钢球。钢球能从下部座封阀座环形球座面。阀芯有中心
孔，在阀芯中心孔上端有斜孔，使阀芯中心孔与上部联通。在阀芯中心孔下端固定有端盖，
端盖封堵中心孔。在阀芯壁上有横向孔，横向孔使阀芯中心孔与外部沟通。在阀芯的外壁
上有环形台阶，阀芯外壁与外筒之间形成环形空间，在环形空间内有弹簧。
滑套中心孔内环形球座面为圆锥面；阀座下端面中心环形球座面为圆锥面。 为了限定阀芯向下滑的距离，在阀芯的外壁上有第二环形台阶，当阀芯向下滑动，
阀芯第二环形台阶与外筒下端环形台阶接触后，阀芯的横向孔与外筒下端联通。
为了提高密封性，在滑套外壁两端分别有一个O型密封圈；在阀座外壁下端上有
一个0型密封圈，在外筒下端中心孔壁上有两道0型密封圈。 为了安装旋紧固定阀座，在阀座的上端面有长方形槽。
可反洗井双重密封单流阀的工作原理 参阅图2。在外筒1的下部由阀芯8与外筒1、0型密封圈5构成第一道滑动密封 系统。正常工作状态下，流体通过阀座6中心孔向下，使阀芯8向下滑动，流体进入斜孔12 继续推动阀芯8向下运动；当阀芯8的横向孔11向下滑出外筒1下端中心孔后，流体通过 横向孔ll流入管柱下部。 参阅图l。中部由外筒1、阀座6、阀芯8、下钢球7、弹簧9、0型密封圈5构成金属 与金属接触密封面而达到密封作用的第二道球型密封系统。当发生井涌时流体向上流动， 与弹簧9共同作用推动阀芯8向上运动，下钢球7座封在阀座6的环形球座面上并密封，防 止井喷事故发生。 参阅图3。上部由外筒1、滑套2、剪钉3、大钢球14、0型密封圈5构成常闭滑套式
反循环系统。当需要进行反向循环时，则由地面投入钢球8，钢球8落在滑套2的锥面12的
环形球座面上，通过注入流体对打钢球14施压，剪断剪钉3，滑套2、大钢球14和0型密封
圈5 —起向下方向滑动，从而使通孔4打开。使管柱内外连通实现反循环作业。 本实用新型的有益效果本实用新型可反洗井双重密封单流阀，适用于石油工业
的开采现场，尤其是在油气水井维护修井作业过程中。应用可反洗井双重密封单流阀，能控
制地层产出的高压油气水从油管中上溢出或喷出地面而发生井控事故；在钻除水泥塞和桥
塞作业、钻除套管内壁上的结垢、冲砂等工艺技术实施中，应用其控制冲砂过程中混有沙砾
(粒)、钻塞过程中环空混有水泥屑和桥塞金属屑的高密度液体反向地从下部井筒沿着油
管内向上倒流至地面，造成污染，不便施工而致修井作业工作困难；以及控制钻塞后下部高
压层内的流体突然喷出到地面，而至引起井喷事故；在施工中如果需要反循环洗井和压井
时，可以通过地面投入一个钢球将滑套打开而实现反循环洗井和压井。
图1是本实用新型可反洗井双重密封单流阀结构剖面示意图。 图中，l.外筒，2.滑套，3.剪钉，4.通孔，5.0型密封圈，6.阀座，7.钢球，8.阀芯，
9.弹簧，IO.端盖，ll.横向孔，12.斜孔，13.槽，14.大钢球。
具体实施方式
实施例1 :以一个可反洗井双重密封单流阀为例，对本实用新型作进一步详细说明。 参阅图1。本实用新型可反洗井双重密封单流阀，主要由外筒1、滑套2、剪钉3、阀 座6、钢球7、阀芯8和弹簧9，外筒1为圆柱体形，有中心孔，在外筒1的上端有内螺纹，在外 筒1的下端有外螺纹。 在外筒1中心孔的上端通过四个剪钉3固定有一个滑套2。滑套2外壁两端分别 有一个0型密封圈5。在外筒1壁上有四个通孔4，滑套2封堵通孔4。滑套2为圆柱体形， 滑套2中心孔内有一个环形球座面。滑套2中心孔内环形球座面为圆锥面。 在中心孔的中部有螺纹，螺纹上固定有阀座6，阀座6外壁下端上有一个0型密封 圈5。阀座6有中心孔，在阀座6下端面中心有一个能与下钢球7配合的环形球座面。阀座 6下端面中心环形球座面为圆锥面。在阀座6的上端面有一个长方形槽13 (固定工具槽)。 在外筒1中心孔的下端有一个环形台阶，在外筒1下端中心孔内并在环形台阶与 阀座6之间有一个阀芯8。外筒1下端中心孔壁上有两道0型密封圈5。阀芯8能沿外筒 1内壁滑动，阀芯8的下端穿过环形台阶中心。所述的阀芯8的顶部有凹槽，在阀芯8顶部 凹槽内有一个钢球7。钢球7能从下部座封阀座6环形球座面。阀芯8有中心孔，在阀芯8 中心孔上端有四个斜孔12，使阀芯8中心孔与上部联通。在阀芯8中心孔下端焊接固定有 一个圆盘形的端盖10，端盖10封堵中心孔。在阀芯8壁上有横向孔11，横向孔11使阀芯8 中心孔与外部沟通。在阀芯8的外壁上有环形台阶，阀芯8外壁与外筒1之间形成环形空 间，在环形空间内有弹簧9。在阀芯8的外壁上有第二环形台阶。
权利要求一种可反洗井双重密封单流阀，主要由外筒(1)、滑套(2)、剪钉(3)、阀座(6)、钢球(7)、阀芯(8)和弹簧(9)，外筒(1)为圆柱体形，有中心孔，在外筒(1)的上端有内螺纹，在外筒(1)的下端有外螺纹，其特征在于在外筒(1)中心孔的上端通过剪钉(3)固定有一个滑套(2)，在外筒(1)壁上有通孔(4)，滑套(2)封堵通孔(4)，滑套(2)为圆柱体形，滑套(2)中心孔内有一个环形球座面；在外筒(1)中心孔的中部有螺纹，螺纹上固定有阀座(6)，阀座(6)有中心孔，在阀座(6)下端面中心有一个环形球座面；在外筒(1)中心孔的下端有一个环形台阶，在外筒(1)中心孔内并在环形台阶与阀座(6)之间有一个阀芯(8)，阀芯(8)能沿外筒(1)内壁滑动，阀芯(8)的下端穿过环形台阶中心，所述的阀芯(8)的顶部有凹槽，在阀芯(8)顶部凹槽内有一个钢球(7)，阀芯(8)有中心孔，在阀芯(8)中心孔上端有斜孔(12)，使阀芯(8)中心孔与上部联通，在阀芯(8)中心孔下端固定有端盖(10)，端盖(10)封堵中心孔，在阀芯(8)壁上有横向孔(11)，横向孔(11)使阀芯(8)中心孔与外部沟通，在阀芯(8)的外壁上有环形台阶，阀芯(8)外壁与外筒(1)之间形成环形空间，在环形空间内有弹簧(9)。
2. 根据权利要求l所述的可反洗井双重密封单流阀，其特征是滑套(2)中心孔内环 形球座面为圆锥面；阀座(6)下端面中心环形球座面为圆锥面。
3. 根据权利要求l所述的可反洗井双重密封单流阀，其特征是在阀芯(8)的外壁上 有第二环形台阶。
4. 根据权利要求1所述的可反洗井双重密封单流阀，其特征是在滑套(2)外壁两端 分别有一个O型密封圈(5);在阀座(6)外壁下端上有一个0型密封圈(5)，在外筒(1)下 端中心孔壁上有两道O型密封圈(5)。
5. 根据权利要求1、2、3或4所述的可反洗井双重密封单流阀，其特征是在阀座(6)的 上端面有长方形槽(13)。
专利摘要可反洗井双重密封单流阀，应用于石油工业油气水井修井过程中。在外筒中心孔的上端有一个滑套。滑套中心孔内有一个环形球座面。在外筒中部固定有阀座。在外筒中心孔的下端有一个环形台阶，在外筒中心孔内并在环形台阶与阀座之间有一个阀芯。在阀芯顶部凹槽内有一个钢球。在阀芯中心孔上端有斜孔。在阀芯中心孔下端固定有端盖。在阀芯壁上有横向孔。在阀芯与外筒之间有弹簧。适用于石油工业的开采现场，尤其是在油气水井维护修井作业过程中。能控制高压油气水从油管中上溢出或喷出地面而发生井控事故和水泥屑等高密度液体从下部井筒沿着油管内向上倒流至地面，造成污染；能实现反循环洗井和压井。
文档编号E21B21/10GK201513157SQ200920222288
公开日2010年6月23日 申请日期2009年9月4日 优先权日2009年9月4日
发明者伏键, 王双铃, 王宗益, 马云瑞 申请人:中国石油天然气集团公司;吐哈石油勘探开发指挥部