一种石油开采用井下单流阀
技术领域
本发明涉及石油采油井下工具技术领域，尤其涉及一种石油开采用井下单流阀。
背景技术
在常规油气井的完井中，特别是在连续油管作业或者带压油管作业时，为了保证作业连续性、安全性，通常在完井管柱中安装单流阀。常规单流阀都是预先设置流向，液体流向始终只有一种方向(正向，或者反向)，无法做到在特定的作业条件下的双向连通，有较大的使用局限性。
发明内容
本发明的目的是提供一种能按需要开关实现单向或者双向连通，能满足更多作业环境的，可重复开关，使用范围广的井下单流阀。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种石油开采用井下单流阀，包括阀体、大憋压球、小憋压球，所述阀体的上端设有上安装孔、下端设有下一滑孔，所述阀体内设有用于连通上安装孔和下一滑孔的下二滑孔；所述上安装孔内固定安装有上阀块，所述上阀块的上端设有与井口连通的上螺孔、下端设有与上螺孔连通的上一滑孔；所述下一滑孔的下端开口处固定安装有下阀块，所述下阀块内设有与井底连通的下螺孔，且所述下螺孔与下一滑孔连通；所述下一滑孔内滑动连接有阀芯块，所述阀芯块的上端设有用于控制下二滑孔通断的凸锥体，所述下一滑孔内在阀芯块和下阀块之间设有用于迫使阀芯块向上运动的下弹簧；所述下一滑孔内在其上端和阀芯块的上端之间形成与下螺孔连通的下腔室；所述凸锥体的上端设有伸入下二滑孔内的凸柱，所述凸柱在靠近凸锥体的外侧设有与上螺孔连通的环形槽；所述上一滑孔内滑动连接有上一滑块，所述上一滑块的下端设有伸入下二滑孔内的阀杆；所述上一滑块内设有与上螺孔连通的上一通孔，所述上一滑块和阀杆内设有与上一通孔连通的上二滑孔，所述上一滑孔内在其底部和上一滑块之间设有用于迫使上一滑块向上运动的上弹簧；所述上二滑孔内在凸柱的上方滑动连接有上二滑块，所述上二滑块内设有与上二滑孔连通的上二通孔，以及与上二通孔连通的上三通孔；所述下二滑孔的内侧壁设有环形锁槽，所述凸柱的上端两侧均设有与环形锁槽配合的定位组件；
在井下单流阀由井口到井底单向连通时，将大憋压球从上一通孔取出，将小憋压球从上二通孔取出，上二滑块控制定位组件的锁块处于解锁状态；在井下单流阀由井底到井口单向连通时，将大憋压球放入上一通孔内，大憋压球在重力作用下压在上二滑孔的上端开口处，井口加压到P1后并停止加压使定位组件的锁块伸入环形锁槽内；在井下单流阀由井底到井口单向连通切换至由井口到井底单向连通时，将大憋压球从上一通孔取出，将小憋压球放入上二通孔内，小憋压球在重力作用下压在上三通孔的上端开口处，井口加压到P2后并停止加压使定位组件的锁块处于解锁状态，再将小憋压球从上二通孔取出，其中P2小于P1。
进一步的，所述定位组件包括锁块，所述凸柱上端的外侧沿径向设有安装槽，所述安装槽内沿垂直于凸柱的轴向设有转轴，所述锁块转动连接在转轴上，所述凸柱内在安装槽的远心端上方设有上避让槽、在近心端的下方设有下避让槽；所述凸柱内沿其轴向滑动连接有第一柱塞和第二柱塞，所述第一柱塞和第二柱塞分别位于转轴的两侧且下端均伸入安装槽内；所述凸柱内在第一柱塞和第二柱塞之间设有定位孔，所述定位孔内设有定位弹簧，所述定位孔内在定位弹簧的两端分别设有第一定位球和第二定位球，所述第一柱塞的外侧设有第一定位环槽，所述第二柱塞的外侧设有第二定位环槽；
在上二滑块向下推动第二柱塞向下运动时，第二柱塞的下端推动锁块的转动，使锁块的远心端旋入上避让槽内并处于解锁状态，锁块转动时推动第一柱塞向上运动，第一定位球进入第一定位环槽内，第二定位球脱离第二定位环槽；在上一滑块向下通过阀杆推动第一柱塞向下运动时，第一柱塞的下端推动锁块的转动，使锁块的远心端旋出上避让槽并伸入环形锁槽内，锁块转动时推动第二柱塞向上运动，第二定位球进入第二定位环槽内，第一定位球脱离第一定位环槽。
进一步的，所述上二滑孔在靠近上端的内侧壁设有用于防止上二滑块脱离上二滑孔的卡簧。
进一步的，所述阀芯块和凸锥体内设有用于连通下腔室和下螺孔的第一通孔。
进一步的，所述凸柱内设有用于连通上三通孔和环形槽的第二通孔。
有益效果
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明在不投大憋压球或小憋压球时，可以实现单向连通功能；通过投大憋压球并加压到P1，可以控制井下单流阀实现反向连通功能，通过投小憋压球并加压到P2，可以实现反向连通后的关闭，因此可以满足更多的作业环境，具有安装方便，使用范围广的优点。
附图说明
图1为本发明的剖视图，此时阀芯块带动凸锥体处于关闭状态；
图2为本发明的剖视图，此时处于投大憋压球后加压控制阀芯块反向开启状态；
图3为本发明的剖视图，此时处于投大憋压球加压后再停止加压控制阀芯块保持在反向开启的状态；
图4为本发明的剖视图，此时处于投小憋压球加压的状态；
图5为本发明的剖视图，此时处于投小憋压球加压后阀芯块开始关闭的状态；
图6为本发明的剖视图，此时处于投小憋压球加压后停止加压阀芯块关闭的状态；
图7为本发明阀体、上阀块、下阀块的连接剖视图；
图8为图4中A处放大结构示意图；
图9为图6中B处放大结构示意图；。
具体实施方式
请参阅图1-9所示，一种石油开采用井下单流阀，包括阀体2、大憋压球001、小憋压球002，所述阀体2的上端设有上安装孔2a、下端设有下一滑孔2b，所述阀体2内设有用于连通上安装孔2a和下一滑孔2b的下二滑孔2c；上安装孔2a内固定安装有上阀块1，所述上阀块1的上端设有与井口连通的上螺孔1a、下端设有与上螺孔1a连通的上一滑孔1b；所述下一滑孔2b的下端开口处固定安装有下阀块3，所述下阀块3内设有与井底连通的下螺孔3a，且所述下螺孔3a与下一滑孔2b连通；所述下一滑孔2b内滑动连接有阀芯块6，所述阀芯块6的上端设有用于控制下二滑孔2c通断的凸锥体6a，所述下一滑孔2b内在阀芯块6和下阀块3之间设有用于迫使阀芯块6向上运动的下弹簧7；所述下一滑孔2b内在其上端和阀芯块6的上端之间形成与下螺孔3a连通的下腔室1e；所述凸锥体6a的上端设有伸入下二滑孔2c内的凸柱6b，所述凸柱6b在靠近凸锥体6a的外侧设有与上螺孔1a连通的环形槽6c；所述阀芯块6和凸锥体6a内设有用于连通下腔室1e和下螺孔3a的第一通孔6d。
所述上一滑孔1b内滑动连接有上一滑块4，所述上一滑块4的下端设有伸入下二滑孔2c内的阀杆4a；所述上一滑块4内设有与上螺孔1a连通的上一通孔4b，所述上一滑块4和阀杆4a内设有与上一通孔4b连通的上二滑孔4c，所述上一滑孔1b内在其底部和上一滑块4之间设有用于迫使上一滑块4向上运动的上弹簧8；所述上二滑孔4c内在凸柱6b的上方滑动连接有上二滑块5，所述上二滑孔4c在靠近上端的内侧壁设有用于防止上二滑块5脱离上二滑孔4c的卡簧4c1；所述上二滑块5内设有与上二滑孔4c连通的上二通孔5a，以及与上二通孔5a连通的上三通孔5b，所述凸柱6b内设有用于连通上三通孔5b和环形槽6c的第二通孔6e；所述下二滑孔2c的内侧壁设有环形锁槽2d，所述凸柱6b的上端两侧均设有与环形锁槽2d配合的定位组件。
在井下单流阀由井口到井底单向连通时，将大憋压球001从上一通孔4b取出，将小憋压球002从上二通孔5a取出，上二滑块5控制定位组件的锁块91处于解锁状态；在井下单流阀由井底到井口单向连通时，将大憋压球001放入上一通孔4b内，大憋压球001在重力作用下压在上二滑孔4c的上端开口处，井口加压到P1后并停止加压使定位组件的锁块91伸入环形锁槽2d内；在井下单流阀由井底到井口单向连通切换至由井口到井底单向连通时，将大憋压球001从上一通孔4b取出，将小憋压球002放入上二通孔5a内，小憋压球002在重力作用下压在上三通孔5b的上端开口处，井口加压到P2后并停止加压使定位组件的锁块91处于解锁状态，再将小憋压球002从上二通孔5a取出，其中P2小于P1。
所述定位组件包括锁块91，所述凸柱6b上端的外侧沿径向设有安装槽61，所述安装槽61内沿垂直于凸柱6b的轴向设有转轴62，所述锁块91转动连接在转轴62上，所述凸柱6b内在安装槽61的远心端上方设有上避让槽63、在近心端的下方设有下避让槽64；所述凸柱6b内沿其轴向滑动连接有第一柱塞92a和第二柱塞92b，所述第一柱塞92a和第二柱塞92b分别位于转轴62的两侧且下端均伸入安装槽61内；所述凸柱6b内在第一柱塞92a和第二柱塞92b之间设有定位孔6b1，所述定位孔6b1内设有定位弹簧93，所述定位孔6b1内在定位弹簧93的两端分别设有第一定位球94和第二定位球95，所述第一柱塞92a的外侧设有第一定位环槽92c，所述第二柱塞92b的外侧设有第二定位环槽92d。
在上二滑块5向下推动第二柱塞92b向下运动时，第二柱塞92b的下端推动锁块91的转动，使锁块91的远心端旋入上避让槽63内并处于解锁状态，锁块91转动时推动第一柱塞92a向上运动，第一定位球94进入第一定位环槽92c内，第二定位球95脱离第二定位环槽92d；在上一滑块4向下通过阀杆4a推动第一柱塞92a向下运动时，第一柱塞92a的下端推动锁块91的转动，使锁块91的远心端旋出上避让槽63并伸入环形锁槽2d内，锁块91转动时推动第二柱塞92b向上运动，第二定位球95进入第二定位环槽92d内，第一定位球94脱离第一定位环槽92c。
本发明由井口到井底单向连通时，如图1所示，本发明中不投入大憋压球001和小憋压球002时，油管中的液体由井口通过上螺孔1a、上一通孔4b、上二通孔5a、上三通孔5b、第二通孔6e流入到环形槽6c处，作用到凸锥体6a上推动阀芯块6克服下弹簧7的作用力向下移动，打开下二滑孔2c的下端开口，液体进入下腔室1e内并经过第一通孔6d和下螺孔3a流入井下；上一滑块4的上下压力相等，在上弹簧8的作用力下保持不动。当井口停止向下供液时，在上弹簧8的作用下上滑块的上端抵触在上一滑孔1b的上端、凸锥体6a在下弹簧7的作用下压紧在下二滑孔2c的下端开口处。
本发明由井底到井口单向连通时，首先将大憋压球001放入上一通孔4b内，大憋压球001在重力作用下压在上二滑孔4c的上端开口处，然后从井口加压到P1，在压力作用下，上一滑块4克服上弹簧8的作用力向下移动，上一滑块4向下移动时通过阀杆4a推动凸柱6b带动凸锥体6a将下二滑孔2c的下端开口打开；当阀芯块6运动到最下端时，上一滑块4继续向下运动并通过阀杆4a推动第一柱塞92a向下运动进而推动锁块91旋出上避让槽63并伸入环形锁槽2d内，如图2所示；然后井口停止加压，如图3所示，凸锥体6a通过锁块91与环形锁槽2d的配合被锁止在开启位置，大憋压球001在井下压力的作用下实现返排。
本发明由井底到井口单向连通切换至由井口到井底单向连通时：本发明反向开启工作后需要关闭时，首先将大憋压球001从上一通孔4b取出，将小憋压球002放入上二通孔5a内，小憋压球002在重力作用下压在上三通孔5b的上端开口处，然后从井口加压到P2，在压力作用下，上二滑块5向下移动，并推动第二柱塞92b向下移动，进而使锁块91旋入上避让槽63内并处于解锁状态，然后停止加压，在下弹簧7的作用力下，阀芯块6带动凸锥体6a向上运动关闭下二滑孔2c的下端开口。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
