一种管内投球加压操作的关井旁通阀的制作方法

本实用新型属于石油设备技术领域，尤其是涉及一种管内投球加压操作的关井旁通阀。

背景技术：

在目前市场应用成熟的APR工具测试作业中，通常在测试作业完成后，通过破裂盘式环空加压操作的安全循环阀进行循环替液压井以便下一步起出作业管柱。首先，该APR工具操作时需要通过打破一次性破裂盘启动，而一般国产或进口的破裂盘价值均较高，因此该工具的作业成本也较高；其次，该APR工具的操作均为环空加压操作，各部分的操作压力不能相互干扰，因此各操作压力之间的差值不能过小，而作业管柱、套管及井口装置的工作压力显然无法满足这个要求；最后该工具通过破裂盘爆破启动工具动作，动作行程由一段空气室提供，但在地面无法对由于该空气室的密封性进行完整的测试，因此无法确认其破裂盘处、空气室部位密封的可靠性，故而在实际使用过程中，该工具常常因为破裂盘部位及空气室部位的密封失效而出现一些意外情况。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种管内投球加压操作的关井旁通阀，用以替代APR工具完成循环液压井的工作。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是，一种管内投球加压操作的关井旁通阀，包括循环外筒，循环外筒外设置有循环孔，循环外筒的上端螺纹连接有上接头，循环外筒的下端与排液筒的上端螺纹连接，排液筒的下端与球阀外筒的上端螺纹连接，球阀外筒的下端螺纹连接有下接头，球阀外筒内从上到下依次设置有球阀短节、球阀总成和连接短节，球阀短节的下端与下接头的上端螺纹连接，球阀总成的下端与球阀短节的上端连接，球阀总成内设置有球形阀芯，球形阀芯上设置有球形槽，连接短节的下端连接有操作销，操作销的内侧设置有与球形槽配合的钢球；排液筒中滑动设置有空心轴，空心轴的上端伸入循环外筒中，并通过第一剪销与循环外筒固定，空心轴的下端与连接短节之间设置有连接爪，连接爪的座部固定在连接短节的上端，连接爪的抓部卡扣在空心轴外侧的环形槽中，空心轴与循环外筒之间设置有排液活塞；循环外筒中设置有滑套，滑套的上端顶在上接头的下端，滑套的下端与空心轴的上端连接，循环外筒的内壁上设置有第一限位台，空心轴的外壁上设置有第二限位台。

本实用新型的技术方案，还具有以下特点：

所述滑套的下端设置有所述空心轴中，滑套外设置有第三限位台，滑套伸入到最下端时，第三限位台的端抵压在所述第二限位台上。

所述滑套下端与空心轴通过第二剪销连接。

所述连接短节的下端外侧有环形槽，所述操作销上端内侧设置有环形凸沿，所述环形凸沿与所述环形槽相匹配。

所述操作销的数量为两个，所述球形阀芯上的球形槽也为两个，并且两个所述球形槽沿球形阀芯的竖向轴线对称分布。

本实用新型的有益效果是：本发明的管内投球加压操作的关井旁通阀中没有空气室，也没有破裂盘，因此避免了现有APR工具中的破裂盘式安全循环阀因为密封失效所产生的后果；其次操作时只需管内加压操作，无需环空加压，降低了APR测试作业管柱中各工具之间操作压力的设计梯度排布的难度；另外操作使用时只使用钢球不使用破裂盘，因此操作费用低。

附图说明

图1是本实用新型的一种管内投球加压操作的关井旁通阀的结构示意图；

图2是本实用新型的一种管内投球加压操作的关井旁通阀中操作销与球阀总成配合的结构示意图；

图3是本实用新型的一种管内投球加压操作的关井旁通阀中球阀总成的结构示意图；

图4是一种管内投球加压操作的关井旁通阀中操作销的结构示意图。

图中，1.上接头，2.循环外筒，3.第二剪销，4.排液筒，5.排液活塞，6.第一剪销，7.空心轴，8.滑套，9.球阀外筒，10.连接短节， 11.球阀总成，12.下接头，13.球阀短节，14.球形阀芯，15.操作销， 16.连接爪。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的一种管内投球加压操作的关井旁通阀，包括循环外筒2，循环外筒2外设置有循环孔，循环外筒2的上端螺纹连接有上接头1，循环外筒2的下端与排液筒4的上端螺纹连接，排液筒4的下端与球阀外筒9的上端螺纹连接，球阀外筒9的下端螺纹连接有下接头12；结合图2、图3和图4，球阀外筒9内从下到上依次设置有球阀短节13、球阀总成11和连接短节10，球阀短节13的下端与下接头12的上端螺纹连接，球阀总成11的下端与球阀短节13的上端连接，球阀总成11内设置有球形阀芯14，球形阀芯14上设置有球形槽，连接短节10的下端设置有操作销15，操作销15的内侧设置有与球形槽配合的钢球；排液筒4中滑动设置有空心轴7，空心轴7的上端伸入循环外筒2中，并通过第一剪销6与循环外筒2固定，空心轴7的下端与连接短节10之间设置有连接爪 16，连接爪16的座部固定在连接短节10的上端，连接爪16的抓部卡扣在空心轴7外侧的环形槽中，空心轴7与循环外筒2之间设置有排液活塞5；循环外筒2中设置有滑套8，滑套8的上端顶在上接头1的下端，滑套8的下端与空心轴7的上端连接，循环外筒2的内壁上设置有第一限位台，空心轴7的外壁上设置有第二限位台。

如图1所示，滑套8的下端设置在空心轴7中，滑套8外设置有第三限位台，滑套8伸入到最下端时，第三限位台的端抵压在第二限位台上。

如图1所示，滑套8下端与空心轴7通过第二剪销3连接。

如图1所示，连接短节10的下端外侧有环形槽，操作销15上端内侧设置有环形凸沿，环形凸沿与所述环形槽相匹配。

如图2所示，操作销15的数量为两个，球形阀芯14上的球形槽也为两个，并且两个球形槽沿球形阀芯14的竖向轴线对称分布。

其中上接头1、循环外筒2、排液筒4、球阀外筒9、球座短节13和下接头12之间通过螺纹形成固定连接构成外筒串。滑套8、二级剪销3、空心轴7、连接爪16、连接短节10、操作销15、球阀总成11构成芯轴串。滑套8、空心轴7通过二级剪销3固定，在空心轴7的运动过程中，球阀总成11完全关闭前连接爪16的爪端扣在空心轴7下端的环型槽内，而关闭后就被撑开在空心轴7下端外圆和排液筒4右端孔口台阶孔处，而连接爪16与连接短节10通过螺纹连接，操作销15上端环形槽与连接短节10外圆环形槽相扣，操作销15通过自身的钢球挂在球阀总成11中球形阀芯14上的球形槽内。

入井时，通过第一剪销6固定了芯轴串其与外筒串的相对位置 (同时也防止未操作时管内液体流动引起的空心轴7上下移动最终造成工具意外动作)，使循环孔保持关闭状态、球阀保持开启状态。空心轴7下端的环型槽与排液筒4内孔保持连接爪16的爪端处于无法撑开状态，从而保持了球阀总成11的开启状态。当循环替液压井时，向通径内投入钢球，待钢球坐落至滑套8孔口位置后向通径加压，待钢球上下部压差升至第一剪销6的剪断值时，第一剪销6被剪断，钢球上下压差推动滑套8及空心轴7一起下行，此时空心轴7 下端外圆上的环形槽也带动连接爪16下行，连接爪16推动连接短节10、操作销15使球阀总成11中的球体转动90°关闭通径。此时连接爪16及其以下零件运动到位停止下行，爪端被下行的空心轴7 撑开在排液筒5右端内孔台阶，而空心轴7继续下行，之后关闭的球阀总成11和上部投入的钢球之间的液体会随着空心轴7下行，推动排液活塞5，使液体被排入空心轴7和排液筒4的夹层中，最后空心轴7下行至循环外筒2内孔台阶限位处停止，循环孔将处于打开状态。

当井下出现不可预测的因素造成空心轴7无法下行时，只需加大操作压力剪断第二剪销3，使滑套8单独向下运动也可打开循环孔。

因此，在整个测试作业期间本实用新型的管内投球加压操作的关井旁通阀不参与任何动作只满足密封、隔离油套就可进行，而后期需要进行循环压井替液时，只需向管内投入事先设计尺寸的钢球，然后通过管内加压推动芯轴串下移带动球形阀芯14转动90°关闭通径，再继续加压则循环孔会被打开，就可以在关井状态下进行循环替液了。