一种可自行实现油套压力换向平衡的液压开关的制作方法

本发明涉及一种油田工具，具体涉及一种可自行实现油套压力换向平衡的液压开关。

背景技术：

在油田生产中，多层位是一种常见的现象，在众多的层位中，液体的油水含量及地层的地能情况是不同的，为了提高效益，分层采油技术（对油层进行精细化管理）是一种比较理想的方法，在众多的分层技术中，机械式分层采油技术是一种比较理想的方案，它克服“电的短命”（因井浪与耗电量大造成）、液压管线的繁琐，在使用中确实做到了结构简单，操作方便使用，取得了很好的经济效益和社会效益，但是由于条件的限制，该工艺还存在一些问题，同时在实践中也提出了一些新的要求，如在大港油田，由于国家战略的需要，相关人员提出了将液压开关用于页岩气。

与此相关的专利，一种分层采油装置（专利号为2013104715687），一种程序可地面调控的分层采油装置（专利申请号为2018102326051），一种可实施换向显示的液压开关（专利申请号为2019106269692），一种分层采油用信号开关（专利申请号为2018110277521），这些与此相关的工具都存在稳定性差，实验比较繁琐，且不能实现换向的自我平衡，在地层压差较大的情况下都必须配备信号开关，而在页岩气的开采中，信号开关的出现会极大的增加整个作业过程的危险性，因此，重新设计“一种可自行实现油套压力换向平衡的液压开关”是十分有必要的。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种可自行实现油套压力换向平衡的液压开关。

其技术方案是：一种可自行实现油套压力换向平衡的液压开关，包括上接头、下接头、中心管和密封缸套，上接头上的进液孔内装有密封钢球，密封钢球下端被换向开启弹簧支撑连接，换向开启弹簧下端连接有挡帽，密封缸套与中心管之间设有密封活塞，密封活塞通过螺纹连接设有单流滑道体，密封活塞与单流滑道体之间形成的空腔内设有换向泄压活塞、泄压单向阀和单向阀，换向泄压活塞内设有排液密封钢体，泄压单向阀内设有压力交换阀和出液开启弹簧，换向泄压活塞通过泄压传力杆连接压力交换阀，单流滑道体向下依次设有转环压帽、转环、轨道销钉、回力弹簧，转环压帽上设有中心管破晶针，转环上设有轨道破晶针。

本发明与现有技术相比较，具有以下优点：该工具换向更加稳定，降低试验次数，降低成本，提高成功率，安全系数高。

附图说明

图1是本发明一种实施例的上部结构示意图；

图2是本发明一种实施例的中部结构示意图；

图3是本发明一种实施例的下部结构示意图；

图4是a-a向视图；

图5是b-b向视图。

具体实施方式

参照图1-3，一种可自行实现油套压力换向平衡的液压开关，包括上接头1、下接头12、中心管7和密封缸套10，在上接头1上，增设进液孔23和出液孔24，进液孔23和出液孔24内部装上密封钢球2，密封钢球2的位置决定工作腔液体的进出，换向开启弹簧18为密封钢球2提供弹力，换向开启弹簧18下端连接有挡帽17，通过调节挡帽17使开启压力为一个定值；密封缸套10与中心管7之间设有密封活塞3，密封活塞3上装有密封胶圈，可实现密封活塞3与密封缸套10的密封，密封活塞3与单流滑道体6通过螺纹进行连接，依靠密封圈实现两者的密封，在密封活塞3与单流滑道体6之间形成的空腔内设有换向泄压活塞4、泄压单向阀16和单向阀5，单向阀5决定整个液压开关在不同的状态下的开与关，换向泄压活塞4为泄压单向阀16在关闭状态时提供开启压力，换向泄压活塞4内设有排液密封钢体20，泄压单向阀16内设有压力交换阀21和出液开启弹簧22，单流滑道体6向下依次设有转环压帽8、转环9、轨道销钉13、回力弹簧11，转环压帽8上设有中心管破晶针15，转环9上设有轨道破晶针14，开启过程为：当地层压力过大时，向中心管7内注入液体压力，这时，排液密封钢体20将向下微动实现换向泄压活塞4的自我密封，当排液密封钢体20实现自我密封后，中心管7内的压力将传递到换向泄压活塞4上，这时，换向泄压活塞4通过泄压传力杆19将压力转换成压力交换阀21的推动力，由于换向泄压活塞4的受力面积大大的大于压力交换阀21的面积，所以可以实现放大泄压效应，这时就有液体向中心管7内排液，密封活塞3与单流滑道体6等将整体下行，当单流滑道体6上与中心管7相密封的胶圈脱离关闭状态时的密封面时，就完成了高压差下的换向工作，而关闭时，由于泄压单向阀16的单向作用而不受影响，密封活塞3、单流滑道体6、转环压帽8、转环9、回力弹簧11、轨道销钉13共同组成该工具的运动副的动件，在这个动件体系中，轨道销钉13插入到中心管7的换向轨道内，在运动件的上下运动中，轨道销钉13将沿中心管7的轨道进行运动，转环9的转动决定于轨道销钉13；当转环压帽8下行时将使回力弹簧11受压而储存弹性势能，当液体压力消失时，转环压帽8将在回力弹簧11的作用下，使单流滑道体6到开关应该所处的位置，即完成换向；有些油气井由于各种地质的因素存在结晶现象，因此在转环压帽8上增设有中心管破晶针15，由于中心管破晶针15较短，只限于中心管7的外部，不会影响换向工作，由于结晶具有无向性，在中心管7的轨道上也需要破晶，因此在转环9上增设轨道破晶针14，由于轨道破晶针14较短，且有弹簧进行调节补偿，所以不会影响换向运动，下接头12的主要作用是连接进液以及对回力弹簧11施力，下接头12通过丝扣连接砂管进行防砂。

工作原理：1、利用单向阀5来保证工具的换向开启压力；2、通过增大密封活塞3的受力面积的方式确保工具换向顺畅，减小进液开启压力的目的；3、利用多层负压阀作为单向阀5，使工具变的更加稳定，降低试验次数，从而达到降低成本，提高成功率的目的；4、在单流滑道体6上增加单向进入阀与单向阀5；相互配合实现换向时油套平衡的目的；5、由于一些气井常出现结晶的现象，通过延长轨道（即增长破晶自由度）在转环压帽8上设有中心管破晶针15，转环9上设有轨道破晶针14进行破晶。

技术特征：

1.一种可自行实现油套压力换向平衡的液压开关，其特征在于：包括上接头（1）、下接头（12）、中心管（7）和密封缸套（10），上接头上的进液孔（23）内装有密封钢球（2），密封钢球（2）下端被换向开启弹簧（18）支撑连接，换向开启弹簧（18）下端连接有挡帽（17），密封缸套（10）与中心管（7）之间设有密封活塞（3），密封活塞（3）通过螺纹连接设有单流滑道体（6），密封活塞（3）与单流滑道体（6）之间形成的空腔内设有换向泄压活塞（4）、泄压单向阀（16）和单向阀（5），换向泄压活塞（4）内设有排液密封钢体（20），泄压单向阀（16）内设有压力交换阀（21）和出液开启弹簧（22），换向泄压活塞（4）通过泄压传力杆（19）连接压力交换阀（21），单流滑道体（6）向下依次设有转环压帽（8）、转环（9）、轨道销钉（13）、回力弹簧（11），转环压帽（8）上设有中心管破晶针（15），转环（9）上设有轨道破晶针（14）。

技术总结
本发明公开了一种可自行实现油套压力换向平衡的液压开关，包括上接头、下接头、中心管和密封缸套，上接头上的进液孔内装有密封钢球，密封钢球下端被换向开启弹簧支撑连接，换向开启弹簧下端连接有挡帽，密封缸套与中心管之间设有密封活塞，密封活塞通过螺纹连接设有单流滑道体，密封活塞与单流滑道体之间形成的空腔内设有换向泄压活塞、泄压单向阀和单向阀，换向泄压活塞内设有排液密封钢体，泄压单向阀内设有压力交换阀和出液开启弹簧，换向泄压活塞通过泄压传力杆连接压力交换阀，单流滑道体向下依次设有转环压帽、转环、轨道销钉、回力弹簧。该工具换向更加稳定，降低试验次数，降低成本，提高成功率，安全系数高。

技术研发人员：王凯;王芳;白雪娇;王玲玲;李鹏;金琳;范辉
受保护的技术使用者：王凯
技术研发日：2019.11.15
技术公布日：2020.05.29