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一种井下双通道单流阀

2021-02-02 23:44:37

一种井下双通道单流阀

  技术领域

  本发明涉及石油采油井下工具技术领域,尤其涉及一种井下双通道单流阀。

  背景技术

  双层连续油管带工具进行作业时,将会遇到因突发性事故而引起的双层连续油管管体破损和断裂等问题,此时井内油气水将从断裂后的双层连续油管内外通道中喷涌而出并引发井喷事故。因此,需要安装一种在意外情况发生时,能够有效地封闭内外两层连续油管的通道,防止发生井喷的双层连续油管用单流阀。

  发明内容

  本发明的目的是提供一种能够在意外情况发生时有效地封闭内外两层连续油管的通道,从而阻止井液返出,防止发生井喷事故的井下双通道单流阀。

  为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

  一种井下双通道单流阀,设置于双层连续油管之间且右端与井底连通,包括阀体,所述阀体的左端设有与外层连续油管连接的左一螺纹孔,以及与内层连续油管连接的左二螺纹孔,所述阀体内设有与左一螺纹孔连通的左二通孔和与左二螺纹孔连通的左一通孔;所述阀体的右端设有与外层连续油管连接的右一螺纹孔,所述阀体内在右一螺纹孔的左端中心位置设有向左延伸的阀孔,所述阀孔的右端开口处固定安装有螺堵,所述螺堵内设有与内层连续油管连接的右二螺纹孔,所述阀体内设有与右一螺纹孔连通的右二通孔,所述螺堵内设有与右二螺纹孔连通的右一通孔;所述阀孔内设有阀控组件,在左一通孔内的压力大于左二通孔内的压力且单不小于井底压力时,所述阀控组件打开,左一通孔与右一通孔连通,左二通孔与右二通孔连通,在井底压力大于单流阀左端的外层连续油管和内层连续油管中的压力时,所述阀控组件关闭,左一通孔与右一通孔断开,左二通孔与右二通孔断开。

  进一步的,所述阀控组件包括第一阀芯、第二阀芯、第一弹簧、第二弹簧,所述阀体内在阀孔的左端中心位置向左延伸设有与左一通孔连通的第一阀口,所述第一阀芯滑动连接在阀孔内,所述第一阀芯的左端设有用于控制第一阀口通断的凸柱,所述阀孔内在第一阀芯的右端固定安装有滑动连接在阀孔内的阀座块;所述阀座块内设有左右贯穿的第二阀口,所述螺堵的左端设有伸入第二阀口内的凸套;所述第一弹簧位于阀座块和螺堵之间用于迫使阀座块带动第一阀芯向左运动;所述第一阀芯的右端设有第一环槽,所述第一阀芯内在第一环槽的左端设有第二环槽,第一阀芯在第一环槽和第二环槽的中心形成有凸轴;所述阀孔内在第一阀芯的左端和阀孔的左端之间形成第一腔室,所述凸柱、第一阀芯、凸轴内设有用于连通第一腔室和右一通孔的第一油孔;所述第二阀芯滑动连接在凸轴上,所述第二阀芯的左端外侧滑动连接在第二环槽内、右端外侧滑动连接在第二阀口内;所述第二阀芯的外侧沿径向设有位于第一环槽内的凸起,所述凸起用于控制第二阀口的通断,所述第二弹簧位于第一环槽的左端和凸起之间用于迫使第二阀芯向右运动;所述第一阀芯的外侧设有与左二通孔连通的左环槽,且所述左环槽与第一环槽连通,所述阀座块的外侧设有与右二通孔连通的右环槽,且所述右环槽与第二阀口连通;所述阀孔内在阀座块和螺堵之间形成与右一通孔连通的右腔室;所述第二环槽内在第二阀芯的左端和第二环槽的左端之间形成与右一通孔连通的左腔室;所述阀控组件打开时,凸柱离开第一阀口,凸起离开第二阀口,且第二阀芯的右端抵触在凸套的左端,在阀控组件关闭时,凸柱压紧在第一阀口上,凸起压紧在第二阀口上。

  进一步的,所述第一阀芯内设有用于连通左环槽和第一环槽的第二油孔;所述阀座块内设有用于连通右环槽和第二阀口的第三油孔,所述第二阀芯的圆周外侧在凸起的右边设有与第三油孔连通的第三环槽。

  进一步的,所述第一阀芯内设有用于连通左腔室和右一通孔的第四油孔。

  进一步的,所述螺堵内设有用于连通右腔室和右一通孔的第五油孔。

  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:

  (1)本发明设置有阀控组件,在意外情况发生时,阀控组件关闭,使得左一通孔与右一通孔断开,左二通孔与右二通孔断开,可以有效的封闭内外两层连续油管的通断,防止井液返出,防止发生井喷;

  (2)本发明中的阀控组件,具有结构简单、紧凑的优点,且开启压力低,具有可以承受高压、施工作业安全可靠的优点;

  (3)本发明中利用液体流路的连通控制阀控组件的开启和关闭,无需机械连接,相比于现有技术,结构简单、使用寿命更长。

  附图说明

  图1为本发明的剖视图,此时阀控组件处于关闭状态;

  图2为本发明的剖视图,此时处于内层连续油管注入外层连续油管返出的作业状态;

  图3为本发明阀体的剖视图;

  图4为本发明第一阀芯的剖视图。

  具体实施方式

  请参阅图1-4所示,一种井下双通道单流阀,设置于双层连续油管之间且右端与井底连通,包括阀体1,所述阀体1的左端设有与外层连续油管连接的左一螺纹孔101,以及与内层连续油管连接的左二螺纹孔103,所述阀体1内设有与左一螺纹孔101连通的左二通孔11和与左二螺纹孔103连通的左一通孔11a;所述阀体1的右端设有与外层连续油管连接的右一螺纹孔102,所述阀体1内在右一螺纹孔102的左端中心位置设有向左延伸的阀孔13,所述阀孔13的右端开口处固定安装有螺堵6,所述螺堵6内设有与内层连续油管连接的右二螺纹孔104,所述阀体1内设有与右一螺纹孔102连通的右二通孔12,所述螺堵6内设有与右二螺纹孔104连通的右一通孔6a;所述阀孔13内设有阀控组件,在左一通孔11a内压力大于右一通孔6a内压力且不小于井底压力时,所述阀控组件打开,左一通孔11a与右一通孔6a连通,左二通孔11与右二通孔12连通,在井底压力大于单流阀左端的外层连续油管和内层连续油管中的压力时,所述阀控组件关闭,左一通孔11a与右一通孔6a断开,左二通孔11与右二通孔12断开。

  所述阀控组件包括第一阀芯2、第二阀芯3、第一弹簧5、第二弹簧4,所述阀体1内在阀孔13的左端中心位置向左延伸设有与左一通孔11a连通的第一阀口105,所述第一阀芯2滑动连接在阀孔13内,所述第一阀芯2的左端设有用于控制第一阀口105通断的凸柱2a,所述阀孔13内在第一阀芯2的右端固定安装有滑动连接在阀孔13内的阀座块7;所述阀座块7内设有左右贯穿的第二阀口71,所述螺堵6的左端设有伸入第二阀口71内的凸套61;所述第一弹簧5位于阀座块7和螺堵6之间用于迫使阀座块7带动第一阀芯2向左运动;所述第一阀芯2的右端设有第一环槽2b,所述第一阀芯2内在第一环槽2b的左端设有第二环槽2c,第一阀芯2在第一环槽2b和第二环槽2c的中心形成有凸轴2d;所述阀孔13内在第一阀芯2的左端和阀孔13的左端之间形成第一腔室2e,所述凸柱2a、第一阀芯2、凸轴2d内设有用于连通第一腔室2e和右一通孔6a的第一油孔2f;所述第二阀芯3滑动连接在凸轴2d上,所述第二阀芯3的左端外侧滑动连接在第二环槽2c内、右端外侧滑动连接在第二阀口71内;所述第二阀芯3的外侧沿径向设有位于第一环槽2b内的凸起3a,所述凸起3a用于控制第二阀口71的通断,所述第二弹簧4位于第一环槽2b的左端和凸起3a之间用于迫使第二阀芯3向右运动;所述第一阀芯2的外侧设有与左二通孔11连通的左环槽2g,且所述左环槽2g与第一环槽2b连通,所述阀座块7的外侧设有与右二通孔12连通的右环槽7a,且所述右环槽7a与第二阀口71连通;所述第二环槽2c内在第二阀芯3的左端和第二环槽2c的左端之间形成左腔室1b,所述第一阀芯2内设有用于连通左腔室1b和右一通孔6a的第四油孔31。所述阀孔13内在阀座块7和螺堵6之间形成右腔室1a,所述螺堵6内设有用于连通右腔室1a和右一通孔6a的第五油孔6b;所述阀控组件打开时,凸柱2a离开第一阀口105,凸起3a离开第二阀口71,且第二阀芯3的右端抵触在凸套61的左端,在阀控组件关闭时,凸柱2a压紧在第一阀口105上,凸起3a压紧在第二阀口71上。

  所述第一阀芯2内设有用于连通左环槽2g和第一环槽2b的第二油孔2h;所述阀座块7内设有用于连通右环槽7a和第二阀口71的第三油孔7b,所述第二阀芯3的圆周外侧在凸起3a的右边设有与第三油孔7b连通的第三环槽3b。

  如图2所示,为本发明内层连续油管注入外层连续油管返出的循环工作状态示意图。进行作业时,当通过内层连续油管向井底注入洗井液时,内层油管中的液体通过左二螺纹孔103和左一通孔11a后进入到第一阀口105内,在液压的作用下,凸柱2a向右运动将第一阀口105打开,在凸柱2a向右运动时带动第一阀芯2和阀座块7向右运动并压缩第一弹簧5,此时第二阀芯3在第二弹簧4的作用下右端抵触在凸套61的左端,因此随着阀座块7向右运动使得第二阀口71被打开,洗井液即可通过左二螺纹孔103、左一通孔11a、第一阀口105、第一腔室2e、第一油孔2f、右一通孔6a、右二螺纹孔104流入井内,最终井底返出的液体经右一螺纹孔102、右二通孔12、右环槽7a、第三油孔7b、第三环槽3b、第一环槽2b、第二油孔2h、左环槽2g、左二通孔11、左一螺纹孔101流入外层连续油管内,实现内层连续油管注入,外层连续油管返出,形成液流在双层连续油管内的循环。

  当出现突发性事件而使得阀体1上方的双层连续油管断裂时,使得井底压力高于该单流阀左端的外层连续油管和内层连续油管中的压力时,第一弹簧5复位带动阀座块7向左运动,与此同时液体进入左腔室1b和右腔室1a内作用在第一阀芯2上,使第一阀芯2向左运动,通过凸柱2a将第一阀口105关闭,同时凸起3a压紧在第二阀口71上将第二阀口71关闭,此时,如图1所示,阀控组件关闭,使得该单流阀能够同时有效地封闭内外两层连续油管通道,阻止井底的液、气返出,而达到密封的效果,有效地防止井喷。

  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。

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