井下作业井液平衡的缓冲方法及多功能缓冲液流阀的制作方法
【专利摘要】本发明公开的是井下作业井液平衡的缓冲方法及多功能缓冲液流阀，适用于油田井下作业现场施工的多个工序。井下作业井液平衡的缓冲方法是在井下作业管柱中，于通井规或其它井下作业工具的上部连接一个缓冲液流阀，使其井下管柱在下放过程中，有效控制井液进入油管内部的速度，让油管内液面低于套管内液面，使油管内压力与套管内压力基本平衡，防止井液从油管喷溅至地面。液流阀包括工作筒，工作筒与压帽连接，工作筒内装有双向液流控制装置。能够平衡井筒内液面，在下油管管柱过程中，油管不喷不溢，干净卫生，方便了操作。同时满足了正、反洗井要求，保证了替泥浆彻底，保护油层不受二次伤害，解决了长期困扰生产的技术难题。
【专利说明】井下作业井液平衡的缓冲方法及多功能缓冲液流阀
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油工业井下作业的方法和工具，特别是井下作业井液平衡的缓冲方法及多功能缓冲液流阀，适用于油田井下作业现场施工的多个工序，特别是新井通井施工、老井冲砂、钻塞、套管刮削、落物打捞等，能够平衡井筒内液面，防止油管喷液，满足正、反洗井要求。
【背景技术】
[0002]石油工业采油井在井下作业时，经常遇到下油管管柱过程中油管、套管同时返液的情况，套管返液可连接水龙带或其它管线排到指定地点，但是油管返液却只能无控制地任其喷洒在井口。当井液是油或者泥浆时，井口污染严重，所用工具及井口设备无法正常操作，操作人员经常冒着油雨或泥浆雨进行施工，脚下经常打滑，操作困难，存在着极大的人身伤害隐患，也影响施工进度。目前井上施工时，为了防止上述现象的发生，方便施工，一般都是在下井管柱的底部加装一个单流阀。严格地讲，这是一种违章现象，因为所下管柱的内腔是空的，而套管内却是满的，这样就造成油套环空与油管内腔压差过大，对油管造成极大的伤害，严重时可将油管压变形，造成油管报费，不仅生产成本增加，同时也会导致工序返工，延误生产进度，增加工人的工作量。另外底部带有单流阀的管柱只能正洗井，无法进行反洗井施工。对于替泥浆施工，只能正替，这样就不能将井筒的泥浆替净，射孔后泥浆进入地层，造成二次污染，严重地影响油井的产量。生产现场急需一种方法和工具，解决上述问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是提供井下作业井液平衡的缓冲方法及多功能缓冲液流阀，解决目前井下作业下管柱过程中，油管返液喷洒井口的现象，同时使下井管柱不仅可以正洗井，也可以反洗井。方便施工、降低生产成本，避免洗井不彻底造成的油层二次污染。
[0004]本发明是这样实现的:
井下作业井液平衡的缓冲方法，是在井下作业管柱中，于通井规或其它井下作业工具的上部连接一个缓冲液流阀，使其井下管柱在下放过程中，有效控制井液进入油管内部的速度，让油管内液面低于套管内液面，使油管内压力与套管内压力基本平衡，防止井液从油管喷溅至地面。
[0005]用于实现井下作业井液平衡的缓冲方法的多功能缓冲液流阀包括工作筒，工作筒与压帽连接，工作筒内装有双向液流控制装置。
[0006]所述双向液流控制装置包括内套和球杆，球杆装在内套中，内套设有密封腔和液流腔，内套的密封腔与球杆的球头配合。
[0007]与现有技术相比，本发明的显著效果在于:本工具结构简单，使用方便，加工成本低廉。把本工具连接在下井管柱上，人为增加一个压差值，缓解下管柱过程中井液在油管内腔上升的速度和液量，避免油管在下放途中喷洒井液，方便操作，提高安全系数，使井内返出的井液沿套管管线排到指定地点。同时能够平衡井内压力，可控制油套环空与油管内腔的压差小于I兆帕，杜绝油管被挤扁或挤毁的现象，保护油管不受破坏，减少生产成本。本发明不仅克服了目前下管柱过程中油管出液的问题，而且消除了油管出液引起的所有危害和后果，保持井口环境卫生，一改过去那种“油雨浇头”的恶劣环境，彻底改善了操作人员的工作条件，提高了生产效率，消除职工在工作中的烦燥情绪，做到安全生产。同时满足了正反洗井的需求，解决了由于现有技术安装单流阀无法反洗井的技术问题。尤其对于新井替泥浆来说，保证了替泥浆彻底，保护油层不受二次伤害，从根本上解决了这一长期困扰生产的技术难题。本发明经现场实验证明，在下油管管柱过程中，油管不喷不溢，干净卫生，操作方便，从而加快了作业进度，提高了生产效率，同时也减轻了工人的劳动强度，保证了安全生产。在整个施工过程中，油套环空与油管内腔的压差控制在IMPa左右，避免了由于下单流阀压差过大对油管造成的损伤，保护了油管；替泥浆时，反替压力正常，无憋压现象，完全可以满足施工要求，保证替泥浆干净彻底，杜绝了由于替泥浆不彻底而造成的射孔后污染油层的隐患，有效地保护了油层。现场实验证明了本发明具有显著的经济效益和社会效益，应用前景良好，具有很好的推广价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]以下结合附图详述本发明，并非限制本发明的保护范围。
[0010]井下作业井液平衡的缓冲方法，是在井下作业管柱中，于通井规或其它井下作业工具的上部连接一个缓冲液流阀，使其井下管柱在下放过程中，有效控制井液进入油管内部的速度，让油管内液面低于套管内液面，使油管内压力与套管内压力基本平衡，防止井液从油管喷溅至地面。
[0011]用于实现井下作业井液平衡的缓冲方法的多功能缓冲液流阀包括工作筒2，工作筒2与压帽I连接，工作筒2内装有双向液流控制装置。双向液流控制装置包括内套3和球杆4，球杆4装在内套3中，内套3设有密封腔和液流腔，内套3的密封腔与球杆4的球头配合。内套3是筒状体，其中部内径小是密封腔、两端内径大是液流腔，在液流腔的壳壁上还设有液流槽或孔，在筒体底部设有球杆穿过中心孔和液流槽或孔。球杆4 一端是球头，另一端设有螺纹安装调整螺母6和背帽7，中部杆体从内套3的球杆穿过中心孔中穿过、在球杆穿过中心孔两端的球杆4的杆体上安装上部压缩弹簧5.1和下部压缩弹簧5.2。上部压缩弹簧5.1和下部压缩弹簧5.2两端还装有垫圏，上部压缩弹簧5.1的收缩压力设定在
0.5-0.8 MPa之间，下部压缩弹簧5.2的收缩压力设定在0.8 — 1.5MPa。工作筒2的下部外圆加工油管外螺纹与油管连接、上部外圆加工细牙外螺纹与压帽I连接、内圆设有限位台肩安装内套3。压帽I上部内圆设有油管内螺纹与油管连接、下部内圆设有细牙内螺纹与工作筒2连接，中部内圆的内径等于或小于内套3的内径，通过压帽I将内套3封堵在工作筒2中。
[0012]本液流阀组装时，在球杆4上依次套上垫圈和上部压缩弹簧5.1，从内套3上部装入，使球杆4穿过内套3筒体底部的球杆穿过中心孔，然后再依次套上下部压缩弹簧5.2和垫圈。将调整螺母6拧在球杆4的杆体上，调整好上部压缩弹簧5.1和下部压缩弹簧5.2的松紧度，再用背帽7将调整螺母6背紧。将组装好的双向液流控制装置从工作筒2上部装入，最后将压帽I与工作筒2连接。
[0013]现场使用时，将本液流阀连接在通井规或其它工具的上部，随下井管柱下入井内，在下放过程中，球杆4的球头在上部压缩弹簧5.1和下部压缩弹簧5.2的调节下，实现打开和关闭内套3密封腔的动作，从而有控制地使井液进入油管内腔，保证油管内压力始终低于油套环空压力，油管不会出现喷液的现象，井筒内多余的液体从套管排出。当油套环空和油管内腔之间的压差达到设计的数值时，下部压缩弹簧5.2被压缩，球杆4上移，球头离开内套3的密封腔进入液流腔，打开液流通道。本液流阀下面的液体通过内套3的密封腔进入到上部油管内，起到平衡油管和套管压力的作用，并始终保持两者之间有一定的压差，让油管内液面稍低于套管内液面。当本工具下至设计深度后，可根据不同的施工要求选择适当的洗井方式进行反洗井或正洗井，实现各种施工要求。
【权利要求】
1.井下作业井液平衡的缓冲方法，是在井下作业管柱中，于通井规或其它井下作业工具的上部连接一个缓冲液流阀，使其井下管柱在下放过程中，有效控制井液进入油管内部的速度，让油管内液面低于套管内液面，使油管内压力与套管内压力基本平衡，防止井液从油管喷溅至地面。
2.用于实现权利要求1井下作业井液平衡的缓冲方法的多功能缓冲液流阀，包括工作筒(2)，其特征是，工作筒(2)与压帽(I)连接，工作筒(2)内装有双向液流控制装置。
3.根据权利要求2所述的多功能缓冲液流阀，其特征是，所述双向液流控制装置包括内套(3 )和球杆(4 )，球杆(4 )装在内套(3 )中，内套(3 )设有密封腔和液流腔，内套(3 )的密封腔与球杆(4)的球头配合。
4.根据权利要求3所述的多功能缓冲液流阀，其特征是，所述内套(3)是筒状体，其中部内径小是密封腔、两端内径大是液流腔，在液流腔的壳壁上还设有液流槽或孔，在筒体底部设有球杆穿过中心孔和液流槽或孔。
5.根据权利要求3所述的多功能缓冲液流阀，其特征是，所述球杆(4)一端是球头，另一端设有螺纹安装调整螺母(6)和背帽(7)，中部杆体从内套(3)的球杆穿过中心孔中穿过、在球杆穿过中心孔两端的球杆(4)的杆体上安装上部压缩弹簧(5.1)和下部压缩弹簧(5.2)。
6.根据权利要求5所述的多功能缓冲液流阀，其特征是，所述上部压缩弹簧(5.1)和下部压缩弹簧(5.2)两端还装有垫圏，上部压缩弹簧(5.1)的收缩压力设定在0.5-0.8 MPa之间，下部压缩弹簧(5.2)的收缩压力设定在0.8 — 1.5MPa。
7.根据权利要求2所述的多功能缓冲液流阀，其特征是，所述工作筒(2)的下部外圆加工油管外螺纹与油管连接、上部外圆加工细牙外螺纹与压帽(I)连接、内圆设有限位台肩安装内套(3)。
8.根据权利要求2所述的多功能缓冲液流阀，其特征是，所述压帽(I)上部内圆设有油管内螺纹与油管连接、下部内圆设有细牙内螺纹与工作筒(2)连接，中部内圆的内径等于或小于内套(3)的内径。
【文档编号】E21B21/10GK103742108SQ201410032828
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2014年1月24日
【发明者】孙汉军, 熊敏, 张成良, 于宪武, 张礼星 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司临盘采油厂