一种机械控制高温井下防喷安全阀的制作方法

技术领域：

本发明涉及一种石油开采的抽油装置的安全控制装置，具体是指抽油装置上使用的防喷安全阀。

背景技术：
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目前，海上油田开采的抽油机械的举升方式是无杆举升，如自喷、电泵螺杆泵等，使用的井下安全阀为油管携带式，控制方式为地面液压控制。这种安全阀只能适用常温无杆举升方式的安全控制。但随着海上发现大量的稠油油田，热采已成为海上稠油开采的主要方式，传统的电泵及螺杆泵举升方式由于耐高温(350℃)性能差，已经不能满足海上稠油的开采需求。而有杆泵(如杆式泵或管式泵)在稠油开采中已应用多年，其耐温性能可达350℃或以上，使用性能稳定，并且已经形成了成熟的配套工艺技术，完全适合于海上稠油热采的需求。但是，按照海上油田开发的安全规定，所有入井管柱必须具有安全控制功能，而目前所有的井下安全阀在耐高温及控制方式上都不能满足有杆泵的使用要求。因此，在有杆泵上使用的安全控制装置已是稠油开采中面临的一个急待解决的问题。

技术实现要素：
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本发明的发明目的是公开一种在耐高温(350℃)和耐高压(21mpa)井下使用的具有防喷功能的机械式防喷安全阀。

实现本发明的技术解决方案如下：在一连接短管的一端设有阻断油路的阻断结构，在连接短管的另一端连接导流主体，导流主体连接一连接套，导流主体的另一端设有阻断蒸汽通路的断汽结构，断汽结构的下端为蒸汽的出口。

所述的阻断结构是上体内设有扶正杆，扶正杆上设有提升杆和套设第一弹簧，提升杆内套设第二弹簧，下端连接有半球阀体与上防喷阀座配合，并置于主体内。

所述的断汽结构是单流阀主体内设有可位移的下扶正杆，下扶正杆套设第三弹簧，下扶正杆的上方设有一单流阀球与下防喷阀座配合。

所述的提升杆具有一矩形通孔，可转动的提升块一部分置于上述的矩形通孔。

所述的导流主体的内壁与连接短管连接并外壁与连接套连接，连接套与单流阀主体连接。

所述的导流主体同心均布有多个注汽通道，并且导流主体的侧壁设有至少两个过油通孔。

所述的导流主体与连接套连接后的端部形成原油入口。

所述的半球阀体的下方设有固定阀球，固定阀球下方设有球笼。

所述的半球阀体与上防喷阀座的接触面和单流阀球与下防喷阀座的接触面均设有一陶瓷层。

本发明的结构设计十分独特，其油路的阻断结构可有效地阻断上升油路，避免石油喷出而污染环境和其它的损失，且断汽结构不仅可阻断蒸汽通道，亦可避免蒸汽与石油的混合物沿蒸汽通道喷出。本发明应用于抽油装置时具有极佳的防喷功能，并且所有的密封件均采用金属或金属陶瓷复合材料制备，不仅具有极好的耐高温性能且还具有耐腐蚀和耐磨性能，各个弹簧的材质均为耐高温耐形变的金属材料，可保证高温下的弹性性能。本发明可实现注气、抽油全过程的防喷，转抽油过程不需要压井作业，并且可实现不压井转下轮注气生产，操作成本低，特别适合海上稠油热采的抽油装置使用。

附图说明：

图1为本发明的实施例的剖视结构示意图。

图2为图1上半部分的放大结构示意图。

图3为图1下半部分的放大结构示意图。

具体实施方式：

结合说明书附图给出的本发明的具体实施方式的详细描述，需要说明的是本发明的实施方式的详细描述是便于对本发明的技术实质的理解，而不应视为是对本发明的权利要求保护范围的限制。

请参见图1～图3，本发明的具体实施例的具体结构方案是：在一连接短管14的一端设有具阻断油路的阻断结构，在连接短管14的另一端连接导流主体15，导流主体15连接一连接套16，导流主体15的另一端设有阻断蒸汽通路的断汽结构，断汽结构的下端为蒸汽的出口。实际使用时将本发明安装在抽油装置上，抽油装置的柱塞与阻断结构配合，断汽结构的下端与含油地质层结合，注入高温蒸汽进入含油层；使用过程中，当发生井喷及意外情况时，上述的阻断结构或/和断汽结构将油路或/和汽路密封，则可防止原油或/和蒸汽喷出，使油井安全可控。

上述的阻断结构的构成是：上体1内设有扶正杆2，扶正杆2上设有提升杆5和套设第一弹簧3，提升杆5内套设第二弹簧8，下端连接有半球阀体10与上防喷阀座9配合，并置于主体7内；上述的扶正杆2与提升杆5连接，解除第一弹簧3的受压状态，第一弹簧3对支撑套4有一支撑或上弹的作用，同时使上述的阻断结构下行位移，即半球阀体10和球笼12下行，使球笼12与固定阀座13接触，则油路是开通状态，可实现下方的石油沿油路上行，实现抽油功能；上述的第二弹簧8置于提升杆5下段的空腔内，并置于主体7内，第二弹簧8用于调节上述的阻断结构的总的长度，半球阀体10上升时则与上防喷阀座9实现线密封，则可密封油路；上述的连接短管14既是阻断结构与断汽结构的连接件，又是下方石油上行的通路。

上述的断汽结构是单流阀主体21内设有可位移的下扶正杆19，下扶正杆19套设第三弹簧20，下扶正杆19的上方设有一单流阀球18与下防喷阀座17配合；在注入蒸汽进入后，上述的单流阀球18克服第三弹簧20的预紧力而下行，蒸汽汽路开启，并经单流阀主体21的下端出口注入含油层实现对稠油的加热，当停止注入蒸汽时，第三弹簧20的弹力使下扶正杆19上行，进而使单流阀球18上行与下防喷阀座17接触并封闭蒸汽通道，实现对蒸汽通道的防喷。

为进一步提高上述的阻断结构的位移效果，上述的提升杆5具有一矩形通孔，可转动的提升块6一部分置于上述的矩形通孔，提升块6的转动过程可提升或下降提升杆5的上下位移。前述的导流主体15的内壁与连接短管14连接并外壁与连接套16连接，连接套16与单流阀主体21连接，上述的各连接一般为螺纹连接，最终构成油路和汽路的一部分并实现与断汽结构的良好结合。上述的导流主体15同心均布有多个注汽通道22，并导流主体15的侧壁设有至少两个过油通孔23；上述的注汽通道22的上端口为蒸汽的注入口，蒸汽进入后经导流主体15的中央通道后，施压于单流阀球18使之下行而开启密封，导流主体15与连接套16连接后的端部形成原油入口24，上述的连接套16的外径大于导流主体15的内径，该直径差构成原油入口24；前述的半球阀体10的下方设有固定阀球11，固定阀球11下方设有球笼12。

上面给出了本发明的实施例的具体的结构特征，下面结合附图给出实际使用的状态，抽油机的抽油杆柱下行使柱塞推支撑套4下行(抽油杆柱和柱塞图中未示出)，支撑套4下行使提升块6翻转使提升杆5及其它部件上行，半球阀体10上行与上防喷阀座9接触，实现油路的密封；然后通过前述的注汽通道22注入高温高压蒸汽，蒸汽推开单流阀球18开启注汽通道，蒸汽再经单流阀主体21的下端开口注入含油层完成蒸汽的注入；蒸汽注入完成后，单流阀球18在第三弹簧20的弹力作用下上行与下防喷阀座17密封，抽油机的抽油杆柱上行，支撑套4上的压力解除，提升杆5在第一弹簧3的弹力作用下下行，半球阀体10下行并解除半球阀体10与上防喷阀座9之间的密封，油路开启，来自含油层的石油经前述的原油入口24、过油通孔23上行经上述的半球阀体10与上防喷阀座9之间的间隙上行后抽出井口，实现对稠油的安全开采。

如生产过程中发生井喷及意外情况，通过下放抽油杆柱(通过智能抽油机实现)，上述的阻断结构关闭实现对油路的阻断密封，为进一步提高密封效果和使用寿命，在上述的半球阀体10与上防喷阀座9的接触面和单流阀球18与下防喷阀座17的接触面均设有一层陶瓷层(图中未示出)，该陶瓷层不仅耐高温，还耐摩擦和耐腐蚀，在含有砂石和酸碱的石油环境下具有更好的使用寿命。