单向阀
技术领域
本公开涉及石油开采领域，特别涉及一种单向阀。
背景技术
单向阀在石油开采中得到了广泛的应用，可以通过单向阀控制井下液体的流动方向。
油井包括套管和油管，油管位于套管中，油管和套管之间形成环空。由于油管和套管之间有空隙，油管在套管中可能会发生偏移，需要在井下安装扶正器，对油管进行扶正，使油管居于套管中心。同时，井下还需布置单向阀。
实用新型内容
本公开实施例提供了一种单向阀，可以减少井下工具数量。所述技术方案如下：
本公开提供了一种单向阀，所述单向阀包括阀体、球座、阀球、弹簧和限位盖；
所述球座与所述阀体连接，所述阀体具有阀体通孔，所述球座具有球座通孔，所述限位盖套设在所述阀体通孔内，且所述限位盖上设置有连通两侧的所述阀体通孔的第一通孔，所述球座的一端套设在所述阀体通孔的一端内；
所述弹簧的一端与所述限位盖相抵，所述弹簧的另一端与所述阀球连接，在初始状态下，所述弹簧处于压缩状态，所述阀球堵住所述球座通孔；
所述阀体的侧壁上具有一圈朝向所述单向阀外侧的环形凸起。
在本公开实施例的一种实现方式中，沿所述环形凸起的周向，所述环形凸起上间隔布置有多个条形凹槽，所述条形凹槽沿所述阀体的长度方向布置且贯穿所述环形凸起。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述环形凸起的外径小于安装所述单向阀的井中套管的内径，所述环形凸起的外径与所述井中套管的内径差值在2至3毫米之间。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述球座与所述阀体可拆卸地连接。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述限位盖与所述阀体可拆卸地连接。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述限位盖还具有多个第二通孔，所述多个第二通孔均与所述阀体通孔连通，所述多个第二通孔围绕所述第一通孔间隔布置。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述限位盖靠近所述弹簧的端面上具有一圈限位凹槽，所述弹簧的一端位于所述限位凹槽内。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述单向阀还包括密封圈，所述密封圈位于所述阀体和所述球座之间。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述球座通孔靠近所述阀体的一端的直径大于所述球座通孔远离所述阀体的一端的直径。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述阀体通孔远离所述球座的一端的直径大于所述阀体通孔靠近所述球座的一端的直径。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
单向阀包括阀体、球座、阀球、弹簧和限位盖，阀体用于安装球座、阀球、弹簧和限位盖，限位盖用于安装弹簧，球座、弹簧和限位盖用于固定阀球，使阀球堵住球座通孔。将本公开的单向阀连接在油管上，油管内的液体通过阀体通孔、第一通孔和球座通孔流通。当液体从阀体流向球座时，弹簧和液体均给阀球一个朝向球座的力，使阀球与球座通孔密封接触，此时液体无法从球座通孔中流通；当液体从球座流向阀体时，液体推动阀球，给阀球一个朝向阀体的力，阀球离开球座通孔，液体通过球座通孔、第一通孔和阀体通孔流通，从而实现了单向阀的功能。阀体的侧壁上具有一圈朝向单向阀外侧的环形凸起。环形凸起的外直径相较于其他部分的外直径要大，在油管的位置发生偏离时，环形凸起会与套管的内壁接触，避免油管继续偏离。环形凸起相当于对油管起到扶正的作用，代替了扶正器，通过将单向阀和扶正器集成在同一器件上，避免在井下增加额外的扶正器等工具，减少了井下工具数量，更加方便井下油管等设备安装。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开实施例提供的一种单向阀的结构示意图；
图2是本公开实施例提供的一种限位盖的结构示意图；
图3是本公开实施例提供的一种单向阀的仰视图；
图4是本公开实施例提供的一种限位盖的俯视图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
图1是本公开实施例提供的一种单向阀的结构示意图。参见图1，单向阀包括阀体1、球座2、阀球3、弹簧4和限位盖5。球座2与阀体1连接，阀体1具有阀体通孔11，球座2具有球座通孔21，限位盖5套设在阀体通孔11内，且限位盖5上设置有连通两侧的阀体通孔11的第一通孔51，球座2的一端套设在阀体通孔11的一端内。弹簧4的一端与限位盖5相抵，弹簧4的另一端与阀球3连接，在初始状态下，弹簧4处于压缩状态，阀球3堵住球座通孔21。阀体1的侧壁上具有一圈朝向单向阀外侧的环形凸起12。
在本公开实施例中，单向阀包括阀体1、球座2、阀球3、弹簧4和限位盖5，阀体1用于安装球座2、阀球3、弹簧4和限位盖5，限位盖5用于安装弹簧4，球座2、弹簧4和限位盖5用于固定阀球3，使阀球3堵住球座通孔21。将本公开的单向阀连接在油管上，油管内的液体通过阀体通孔11、第一通孔51和球座通孔21流通。当液体从阀体1流向球座2时，弹簧4和液体均给阀球3一个朝向球座2的力，使阀球3与球座通孔21密封接触，此时液体无法从球座通孔21中流通。当液体从球座2流向阀体1时，液体推动阀球3，液体给阀球3一个朝向阀体1的力，阀球3离开球座通孔21，液体通过球座通孔21、第一通孔51和阀体通孔11流通。阀体1的侧壁上具有一圈朝向单向阀外侧的环形凸起12。环形凸起12的外直径相较于其他部分的外直径要大，在油管的位置发生偏离时，环形凸起12会与套管的内壁接触，避免油管继续偏离。环形凸起12相当于对油管起到扶正的作用，代替了扶正器，通过将单向阀和扶正器集成在同一器件上，避免在井下增加额外的扶正器等工具，减少了井下工具数量，更加方便井下油管等设备安装。
本公开的单向阀可以应用在注水井的注水工作中，在进行水井换封作业施工时，将井下工具(包括封隔器、配水器等)与油管连接后下入到井下设定的位置的过程中，单向阀位于油管的最底端，油管内的死油、砂粒等杂物可能会粘贴在阀球3或球座2上，使阀球3与球座通孔21的接触处不密封，影响后续单向阀的密封效果，进而影响注水工作。本公开提供的单向阀，在初始状态下弹簧4处于压缩状态，压缩状态下的弹簧4能够将阀球3抵在球座通孔21处，使单向阀处于关闭状态，套管内死油、砂粒等杂物进入不了油管内，确保后续施工安全可靠。同时套管内的液体不易推动阀球3，避免阀球3与球座通孔21分开，使杂物粘贴在阀球3与球座通孔21的接触处，影响单向阀的密封效果。
在本公开实施例中，液体可以通过阀体通孔11流通，同时阀体通孔11给球座2、阀球3、弹簧4以及限位盖5提供安装空间。在阀体通孔11内布置限位盖5，方便安装弹簧4，通过限位盖5抵挡弹簧4，使弹簧4将阀球3抵在球座通孔21处，避免阀球3移动。限位盖5上的第一通孔51与阀体通孔11连通，在单向阀工作时，液体能够从球座通孔21流通至阀体通孔11，保证单向阀的正常工作。
在本公开实施例中，环形凸起12的外径小于安装单向阀的井中套管的内径，环形凸起12的外径与井中套管的内径差值范围在2至3毫米(mm)之间。
在该实现方式中，可以根据套管的内直径确定环形凸起12的外直径。环形凸起12的外径略小于的井中套管的内径，保证能够将单向阀送入井下，套管和油管之间的环空中的液体能够流动，同时保证环形凸起12能够起到扶正作用，同时保证环形凸起12和套管之间有一定间隙可供液体流通。
例如，环形凸起12的外直径可以比套管的内直径小2毫米。
如图1所示，阀体通孔11远离球座2的一端的直径大于阀体通孔11靠近球座2的一端的直径。
在该实现方式中，阀体通孔11上侧的内径大于阀体通孔11下侧的直径，方便从阀体通孔11的上侧安装限位盖5。
示例性地，该阀体通孔11远离球座2的一端采用两级台阶式设计，其中处于端部的阀体通孔11的直径设计最大，从而与油管匹配连接。例如，阀体1的阀体通孔11可以与油管螺纹连接，便于安装和拆卸单向阀。
示例性地，阀体通孔11与油管的连接处具有内螺纹(即母螺纹)，油管具有外螺纹(即公螺纹)，通过螺纹连接单向阀和油管。
如图1所示，球座通孔21靠近阀体1的一端的直径大于球座通孔21远离阀体1的一端的直径。
在该实现方式中，球座通孔21与阀球3接触处的直径较大，可以通过弹簧4将阀球3固定在靠近阀体1的一端的球座通孔21内，避免阀球3在球座通孔21内晃动，保证阀球3的稳定性。
在本公开实施例中，阀球3的外直径小于球座通孔21靠近阀体1的一端的直径，从而使得该阀球3可以被弹簧抵入该通孔内，阀球3的外直径大于球座通孔21远离阀体1的一端的直径，保证阀球3能够堵住该球座通孔21。
在本公开实施例的一种实现方式中，阀体1可以为钢质阀体，球座2可以为钢质球座，保证单向阀的强度，避免单向阀在井下工作时与井下工具发生碰撞而损坏。
在本公开实施例的一种实现方式中，阀球3可以为钢球，保证阀球3的强度，避免在将单向阀投入井下的过程中，套管内的砂粒等杂物与阀球3摩擦、碰撞，造成阀球3损坏。
示例性地，上述钢质材料可以为钼铬合金钢(化学式：CrMo)，钼铬合金钢的抗冲击、抗弯曲能力强。例如，上述钢质材料可以为35CrMo，其中35指钼铬合金钢中的碳的质量分数在0.35％左右。
在其他实现方式中，上述阀体1、球座2和阀球3也可以采用其他金属、合金及非金属材料制成，本公开不限制于前文所述的材料。
在本公开实施例的一种实现方式中，球座2与阀体1可拆卸地连接。
在该实现方式中，球座2可拆卸地连接在阀体1上，保证了球座2的稳定性。同时在球座2或者阀体1损坏时，便于拆卸更换部件，不需要将整个单向阀更换，降低成本。
示例性地，阀体1的阀体通孔11靠近球座2的一端具有内螺纹，球座2具有外螺纹，球座2与阀体1可以通过螺纹连接，方便拆卸。
在本公开实施例的一种实现方式中，限位盖5与阀体1可拆卸地连接。
在该实现方式中，方便拆卸限位盖5，在弹簧4或者阀球3损坏时，可以将限位盖5拆卸，取出弹簧4或者阀球3，进行更换。
示例性地，限位盖5具有外螺纹，阀体1的内侧壁具有内螺纹，限位盖5和阀体1可以通过螺纹连接，方便拆卸。
图2是本公开实施例提供的一种限位盖的结构示意图。参见图1和图2，限位盖5具有限位凸台54，限位凸台54位于阀体通孔11内。
在该实现方式中，布置限位凸台54方便拆卸限位盖5，通过旋拧限位凸台54安装或者拆卸限位盖5。
在本公开实施例的一种实现方式中，限位凸台54的横截面可以为六边形，方便握住限位凸台54对限位凸台54进行旋拧。在其他实现方式中，限位凸台54的横截面也可以为三角形、四边形或者其他不规则多边形，本公开对此不做限制。
再次参见图1和图2，限位盖5靠近弹簧4的端面上具有一圈限位凹槽53，弹簧4的一端位于限位凹槽53内。
在该实现方式中，在限位盖5上布置限位凹槽53，方便安装弹簧4，将弹簧4放置在限位凹槽53内，可以固定弹簧4，避免单向阀在工作的过程中弹簧移动，同时方便拆卸弹簧4。
再次参见图1，单向阀还包括密封圈6，密封圈6位于阀体1和球座2之间。
在该实现方式中，在阀体1和球座2的螺纹连接处布置密封圈6，保证阀体1和球座2的螺纹连接的密封性，避免液体从阀体1和球座2的连接处进入阀体1内，影响单向阀的密封效果。
示例性地，密封圈6可以为硅胶密封圈、橡胶密封圈或者硅橡胶密封圈。例如，密封圈6可以为高弹密封橡胶圈。
如图1所示，阀体1和球座2的连接处布置有两个密封圈6，加强阀体1和球座2的连接处的密封性。在其他实现方式中，阀体1和球座2的连接处布置有一个或者多个密封圈6。
如图1所示，球座2的一端具有球座凸台22，球座凸台22位于阀体通孔11内。球座2的另一端位于阀体通孔11外。
在该实现方式中，通过球座凸台22连接球座2和阀体1，便于安装球座2。同时避免将球座2全部旋入阀体通孔11内，后续不易拆卸球座2。
图3是本公开实施例提供的一种单向阀的仰视图，参见图3，球座2的另一端底部的横截面可以为六边形，方便安装球座2。在其他实现方式中，球座2的底部的横截面也可以为三角形、四边形或者其他不规则多边形，本公开对此不做限制。
参见图1和图3，沿环形凸起12的周向，环形凸起12上间隔布置有多个条形凹槽121，条形凹槽121沿阀体1的长度方向a布置且贯穿环形凸起12。
示例性地，将本公开的单向阀应用在石油开采的注水工作中，套管和油管之间的环空中的液体需要经过环形凸起12进行流动，在环形凸起12上布置条形凹槽121，环空中的液体可以通过条形凹槽121流动，同时也不会阻挡环空中的杂物流向井底。
如图3所示，环形凸起12上布置有六个条形凹槽121，保证环空中的液体能够流通。在其他实现方式中，也可以布置其他数量的条形凹槽121，本公开对此不做限制。
图4是本公开实施例提供的一种限位盖的俯视图。参见图4，限位盖5还具有多个第二通孔52，多个第二通孔52均与阀体通孔11连通，多个第二通孔52围绕第一通孔51间隔布置。
在该实现方式中，布置多个第二通孔52，阀体通孔11和球座通孔21通过第一通孔51和多个第二通孔52连通，保证在工作过程中单向阀中能够流通足量的液体。
如图4所示，限位盖5上布置了六个第二通孔52，保证单向阀中能够流通足量的液体。在其他实现方式中，也可以布置其他数量的第二通孔52，本公开对此不做限制。
示例性地，将本公开的单向阀应用在石油开采的注水工作时，单向阀位于油管的最底端，将井下工具与油管连接后下入到井下设定的位置的过程中，弹簧4将阀球3抵在球座通孔21处，使单向阀处于关闭状态，套管内死油、砂粒等杂物进入不了油管内，具有防砂的作用，确保后续施工安全可靠。将井下工具投送到指定位置后，用泵车向油管内打压，使封隔器坐封，单向阀具有扶正功能你能够将油管扶正，使井下工具在套筒内居中，确保了井下工具性能。在需要洗井时，从井口向套管和油管之间的环空内注入洗井液，洗井液将环空内的死油、杂物等顶替至井底，然后从单向阀底端，将阀球3顶开，从单向阀内流向油管内，最后返至地面，完成洗井作业。
以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
