一种环控压力操作可脱手回接式井下开关井阀的制作方法

本实用新型属于石油设备技术领域，特别是涉及一种环控压力操作可脱手回接式井下开关井阀。

背景技术：

在测试和完井作业中，通常需要下入两趟管柱、两个封隔器 (一个测试封隔器、一个完井封隔器)，在作业过程中不仅需要操作测试封隔器的座封、验封及解封的动作，还需要操作完井封隔器的座封、验封动作，无疑增加了作业失败的风险。测试和完井作业中使用的井下开关阀用以紧急状态或特殊目的的临时封井作业，哈里伯顿的风暴阀工具作为一种常用的井下开关阀具有以下特点：(1) 其结构复杂，外径大，通径小，但在一些小套管中无法使用；由于小通径的存在，作业管柱在该位置容易形成节流，并对相关零件产生冲蚀作用，因此会影响关井后的密封效果，严重时可能造成关井失败；(2)市场此类工具在关井状态下不能做到上下双向承压差 10000Psi；(3)此类工具在封井后一般会经过一定的周期后才进行二次回接开井，在这期间留在井下的部分会被井筒内的沉淀物覆盖，市场现有此类工具一般回接深度较深，沉淀物的深度也较深，留在回接接筒内的沉淀物无法彻底清除，因此使回接管柱无法与留在井下的部分顺利回接，还常常会因为沉淀物的覆盖使回接管柱端部回接头被撞、挤变形，损坏相关零件，甚至可能造成无法回接开井的后果；(4)此类工具在回接时需要配合旋转管柱等动作，而旋转管柱增加了操作难度，另外井下其他工具也需要随管柱一起旋转，因此对其他管柱工具也产生一定的影响，该类工具经过一次脱手回接后再无法实现脱手关井并回接开井的功能了。因此对井下开关井阀进行改进就显得十分必要了。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种环控压力操作可脱手回接式井下开关井阀，用于有效适应紧急状态下或特殊目的的临时封井作业。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种环控压力操作可脱手回接式井下开关井阀，包括

脱离机构，脱离机构包括第一芯轴，第一芯轴外从上到下套装有首尾依次相连的第一上接头和脱出短节，第一上接头的侧部设置有第一通孔，第一通孔内设置有第一破裂盘，第一芯轴的侧部通过第一剪销与第一上接头连接，第一芯轴上设置有第一环形外沿，第一环形外沿与第一上接头之间设置有第一密封圈，第一密封圈位于第一通孔的上方，第一上接头内设置有第一限位台，第一环形外沿滑动设置在第一限位台于脱出短节之间；

回接机构，回接机构包括第二芯轴，第二芯轴外从上到下套装有首尾依次连接的第二上接头、破裂盘外筒、锚定短节和回接头，第二芯轴的侧部通过第二剪销与第二上接头连接，破裂盘外筒上设置有第二通孔，第二通孔内设置有第二破，第二芯轴上设置有第二环形外沿，第二环形外沿与第二接头之间设置有第二密封圈，第二密封圈位于第二通孔的下方，破裂盘外筒内设置有第二限位台，第二环形外沿滑动设置在第二限位台于第二上接头之间，锚定短节上套装有锚定密封圈和支撑环；

下接头，下接头的上端连接有球阀外筒，球阀外筒的上端连接有密封外筒，密封外筒与脱出短节或锚定短节的下端连接，球阀外筒内从下到上依次设置有球阀总成、操作销和弹性爪，球阀总成的下端与下接头的上端连接，球阀总成内设置有球形阀芯，球形阀芯的上设置有球形槽，操作销的内侧设置有与球形槽相匹配的钢球，弹性爪的爪部卡扣于第一芯轴或第二芯轴下端的环形槽中，弹性爪的座体固定在操作销的上端。

本实用新型的技术方案，还具有以下特点：

所述第一环形外沿与第一台阶之间设置有第一减震垫。

所述第二环形外沿与第二台阶之间设置有第二减震垫。

所述锚定密封圈和所述支撑环的数量均为多个，并且多个锚定密封圈和多个支撑环间隔设置。

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以球形阀芯的竖向轴线对轴称分布。

本实用新型的有益效果是：(1)其结构简单，比哈里伯顿的风暴阀通径大，因此作业管柱处不会形成节流，相关零件不会产生冲蚀作用，不会对关井后的密封效果产生影响；(2)可进行有大通径要求的管柱内其他作业；(3)相比哈里伯顿风暴阀外径小，也可在小井眼中使用。

附图说明

图1是本实用新型的一种环控压力操作可脱手回接式井下开关井阀在初次下井时的结构示意图；

图2本实用新型的一种环控压力操作可脱手回接式井下开关井阀在回接时的结构示意图；

图3是本实用新型的一种环控压力操作可脱手回接式井下开关井阀中操作销和球阀总成的装配结构示意图；

图4是本实用新型的一种环控压力操作可脱手回接式井下开关井阀中球阀总成的结构示意图；

图5是本实用新型的一种环控压力操作可脱手回接式井下开关井阀中操作销的结构示意图。

图中，1.下接头，2.球阀总成，3.球形阀芯，4.操作销，5.球阀外筒，6.密封外筒，7.脱出短节，8.第一破裂盘，9.第一剪销，10.第一芯轴，11.第一上接头，12.第二上接头，13.第二剪销，14.第二破裂盘，15.第二芯轴，16.破裂盘外筒，17.锚定密封圈，18.支撑环， 19.锚定短节，20.回接头，21.弹性爪。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步地详细说明。

如图1所示，本实用新型的一种环控压力操作可脱手回接式井下开关井阀，包括脱离机构，脱离机构包含第一芯轴10，第一芯轴 10外从上到下套装有首尾依次相连的第一上接头11和脱出短节7，第一上接头11的侧部设置有第一通孔，第一通孔内设置有第一破裂盘8，第一芯轴10的侧部通过第一剪销9与第一上接头11连接，第一芯轴10上设置有第一环形外沿，第一环形外沿与第一上接头11 之间设置有第一密封圈，第一密封圈位于第一通孔的上方，第一上接头11内设置有第一限位台，第一环形外沿滑动设置在第一限位台于脱出短节7之间。

结合图2，本实用新型的一种环控压力操作可脱手回接式井下开关井阀，还包括回接机构和下接头1；回接机构包含第二芯轴 15，第二芯轴15外从上到下套装有首尾依次连接的第二上接头 12、破裂盘外筒16、锚定短节19和回接头20，第二芯轴15的侧部通过第二剪销13与第二上接头12连接，破裂盘外筒16上设置有第二通孔，第二通孔内设置有第二破裂盘14，第二芯轴15上设置有第二环形外沿，第二环形外沿与第二接头之间设置有第二密封圈，第二密封圈位于第二通孔的下方，破裂盘外筒16内设置有第二限位台，第二环形外沿滑动设置在第二限位台于第二上接头12之间，锚定短节19上套装有锚定密封圈17和支撑环8；下接头1的上端连接有球阀外筒5，球阀外筒5的上端连接有密封外筒6，密封外筒6与脱出短节7或锚定短节19的下端连接；结合图3、图4和图5，球阀外筒5内从下到上依次设置有球阀总成2、操作销4和弹性爪 21，球阀总成2的下端与下接头1的上端连接，球阀总成2内设置有球形阀芯3，球形阀芯3的上设置有球形槽，操作销4的内侧设置有与球形槽相匹配的钢球，弹性爪21的爪部卡扣于第一芯轴10或第二芯轴15下端的环形槽中，弹性爪21的座体固定在操作销4的上端。

在脱手动作实施时，先在环空加压至第一破裂盘8爆破值，关闭球阀关井，然后反转管柱一定圈数即可旋出螺纹，最后上提管柱即可脱手，至此关井、脱手动作全部完成。回接时，回接管柱端部安装的回接部分，可下放管柱直接将回接机构插入留在井下的密封外筒6内，完成管柱的锚定和油套隔离，然后环空加压至第二破裂盘14爆破值，关闭球阀开井，至此回接、开井动作全部完成。

具体来说：

关井、脱手：如图1所示，入井后无需关注只需进行正常作业即可，当需要关井时，先向环空加压操作打破第一上接头11上的第一破裂盘8，压差使第一芯轴10向上运动，此时第一芯轴10带动扣在第一芯轴10下端环形槽中的弹性爪21，弹性爪21带动操作销 4下行，操作销4上的钢球推动球阀总成2内的球形阀芯3转动 90°，此时弹性爪21移动至球阀外筒5上端的空位处张开，此时关井动作完成；待需要脱手时则需要反转管柱一定的圈数然后通过第一上接头11带动脱出短节7旋转，使脱出短节7与密封外筒6的反扣连接螺纹旋转脱开，然后继续上提管柱，此时在第一上接头11的带动下脱出短节7脱出密封外筒6，同时脱出短节7的上端面带动第一芯轴10从张开的弹性爪21、密封外筒6中脱出密封外筒5，此时管柱脱手动作完成。

回接、开井：结合图2，当管柱需要回接开井时，在回接管柱下端安装好回接机构，回接机构随管柱一起正常下入井内，当距离回接部位3m位置时停止下入开泵循环冲洗约10分钟，然后边冲洗边缓慢下插管柱。此时第二芯轴15下端部的斜切口导向缓慢进入密封外筒6，随后锚定密封圈17也进入密封外筒6完成油套隔离，回接动作完成；当需要开井时，只需环空加压打破第二破裂盘14，环空压力立即推动第二芯轴15下行，第二芯轴15下端面顶住弹性爪 21内锥面使弹性爪的爪端收缩在球阀外筒5和第二芯轴15下端外圆的环形槽中，此时弹性爪21带动操作销4使球阀总成2中的球形阀芯3转动90°实现开井。

因此，本实用新型的环控压力操作可脱手回接式井下开关井阀，其结构简单，比哈里伯顿的风暴阀通径大，因此作业管柱处不会形成节流，相关零件不会产生冲蚀作用，不会对关井后的密封效果产生影响；可进行有大通径要求的管柱内其他作业；相比哈里伯顿风暴阀外径小，也可在小井眼中使用。