洗井阀及采油设备的制作方法

文档序号:15698486发布日期:2018-10-19 19:26阅读:210来源:国知局

本发明涉及油田开采的技术领域,尤其是涉及一种洗井阀及采油设备。



背景技术:

油井在提下管柱作业前,需要进行洗压井防止井溢井喷情况出现。洗井分为正洗井和反洗井。正洗井是由油管进液从套管返出,反洗井则是由套管进液从油管返出。

针对无杆电潜泵采油井国内应用比较多的是电潜螺杆泵,电潜螺杆泵在停泵时正反向都不能进液,电动柱塞泵只可以单向进液,实现反洗井,但在稠油井应用中存在洗井压力过高的问题,非金属连续油管的抗外压强度较低,容易造成管材的压溃。非金属连续油管承内压强度高因此需要研制一种正洗阀,解决非金属连续油管洗井问题。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种洗井阀及油管,以缓解了现有的非金属连续油管洗井的技术问题。

第一方面,本发明实施例提供的一种洗井阀,包括:管体、第一滑套、第二滑套和固定凡尔,所述管体的下端口用于与电泵连接,所述管体的上端口用于与油管连接,所述固定凡尔用于限制所述管体内的流量方向为单向,以使所述管体内的液体只能从所述管体的下端口向上端口方向通过所述固定凡尔;

所述第一滑套滑动套接在所述管体的外侧,所述第二滑套滑动套接在所述管体上;

所述管体的外壁上设置有第一槽体,所述第一滑套的内壁上设置有第一凸起,且所述第一凸起位于所述第一槽体内,所述第一凸起将所述第一槽体分成第一进液腔和第二进液腔;所述第一进液腔包括与所述管体内部连通的第一进液口,所述第二进液腔包括与所述管体内部连通的第二进液口;

所述第二进液口环向空腔的截面积大于所述第一进液口环向空腔的截面积;

所述第一进液口和第二进液口分别位于所述固定凡尔的两侧,且所述第一进液口靠近所述管体的上端口,所述第二进液口靠近所述管体的下端口;

所述管体的外壁上设置有排液口,且所述排液口位于所述第一滑套的滑动路径上,以使所述第一滑套滑动至所述排液口开口位置时,将所述排液口封堵;

所述管体的外壁上设置有第二槽体,所述第二滑套上设置有第二凸起,所述第二凸起位于所述第二槽体内,所述第二槽体与所述第二凸起围成第三进液腔,所述第三进液腔用于容纳从所述第二进液腔流出的液体,所述第三进液腔包括第三进液口,所述第三进液口相对于所述第二进液口更靠近所述管体的下端口。

结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中,所述管体的侧壁上设置有第一止挡结构,所述第一止挡结构位于所述第三进液口和第一滑套之间;所述洗井阀包括第一弹簧,所述第一弹簧位于所述第一止挡结构和第一滑套之间,所述第一弹簧用于推动所述第一滑套封堵所述排液口。

结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中,所述管体的侧壁上设置有第二止挡结构,所述第二止挡结构位于所述管体的下端口和第二滑套之间;所述洗井阀包括第二弹簧,所述第二弹簧位于所述第二止挡结构和第二滑套之间。

结合第一方面的第二种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中,所述第二止挡结构包括环形套壁结构,所述环形套壁结构围绕在所述管体的外侧,所述第二弹簧的一端位于所述环形套壁和管体之间。

结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中,沿所述管体的上端口向下端口方向,所述管体的外壁上设置有第一密封结构和第二密封结构,所述排液口位于所述第一密封结构和第二密封结构之间,用于增加被所述第一滑套遮挡的所述排液口的密封性。

结合第一方面的第四种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式,其中,所述第一凸起上设置有第三密封结构,所述第二密封结构和第三密封结构位于所述第一进液腔的两侧,用于增加所述第一进液腔的密封性。

结合第一方面的第五种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式,其中,所述管体侧壁上设置有第四密封结构,所述第四密封结构和第三密封结构分别位于所述第二进液腔的相对两侧,用于增加所述第二进液腔的密封性。

结合第一方面的第六种可能的实施方式,本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式,其中,所述管体的外壁上设置有第五密封结构,所述第二凸起上设置有第六密封结构,所述第五密封结构和第六密封结构位于所述第三进液腔的相对两侧,用于增加所述第三进液腔的密封性。

结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式,其中,所述管体的上端口包括锥形外螺纹结构,所述管体的下端口设置有锥形内螺纹结构。

第二方面,本发明实施例提供的一种采油设备,包括套管、油管、电泵和上述的洗井阀;

所述油管和所述电泵分别与所述洗井阀连接。

本发明实施例带来了以下有益效果:

本发明实施例提供的洗井阀,包括:管体、第一滑套、第二滑套和固定凡尔,所述管体的下端口用于与电泵连接,所述管体的上端口用于与油管连接,所述固定凡尔用于限制所述管体内的流量方向为单向,以使所述管体内的液体只能从所述管体的下端口向上端口方向通过所述固定凡尔;所述第一滑套滑动套接在所述管体的外侧,所述第二滑套滑动套接在所述管体上;所述管体的外壁上设置有第一槽体,所述第一滑套的内壁上设置有第一凸起,且所述第一凸起位于所述第一槽体内,所述第一凸起将所述第一槽体分成第一进液腔和第二进液腔;所述第一进液腔包括与所述管体内部连通的第一进液口,所述第二进液腔包括与所述管体内部连通的第二进液口;所述第二进液口环向空腔的截面积大于所述第一进液口环向空腔的截面积;所述第一进液口和第二进液口分别位于所述固定凡尔的两侧,且所述第一进液口靠近所述管体的上端口,所述第二进液口靠近所述管体的下端口;所述管体的外壁上设置有排液口,且所述排液口位于所述第一滑套的滑动路径上,以使所述第一滑套滑动至所述排液口开口位置时,将所述排液口封堵;所述管体的外壁上设置有第二槽体,所述第二滑套上设置有第二凸起,所述第二凸起位于所述第二槽体内,所述第二槽体与所述第二凸起围成第三进液腔,所述第三进液腔用于容纳从所述第二进液腔流出的液体,所述第三进液腔包括第三进液口,所述第三进液口相对于所述第二进液口更靠近所述管体的下端口。该洗井阀具有两个工作状态:第一,采油状态,输送介质从下方的电泵向上流动举升到地面,该过程中固定凡尔处于打开状态,第一进液口和第二进液口内的环向空腔均充满液体,由于第二进液口环向空腔的截面积大于第一进液口环向空腔的截面积,因此,第一滑套受到向上的推力保持静止不动,此时,第一滑套所处的位置可以将排液口密封,排液口处于封闭状态与套管之间不连通,输送介质可以通过管体被提升到地面;第二,洗井状态,将洗井液从井口油管注入,液体向下流动进入到洗井阀中。由于固定凡尔具有单向性,该过程中固定凡尔处于关闭状态,液体无法进入第二进液口,第一进液口环向空腔受压力作用推动第一滑套向下运动,排液口打开与套连通实现正洗井。当第一滑套向下运动时,将第二进液腔内液体排到固定凡尔下方的密闭腔内,第三进液口对应的环向空腔受压力作用推动第二滑套向下运动,增加了第三进液腔的容积,用于容纳第二进液腔排出的液体,防止第一滑套无法顺利下滑。

本发明实施例提供的采油设备,包括套管、油管、电泵和上述的洗井阀;所述油管和所述电泵分别与所述洗井阀连接。该洗井阀具有两个工作状态:第一,采油状态,输送介质从下方的电泵向上流动举升到地面,该过程中固定凡尔处于打开状态,第一进液口和第二进液口内的环向空腔均充满液体,由于第二进液口环向空腔的截面积大于第一进液口环向空腔的截面积,因此,第一滑套受到向上的推力保持静止不动,此时,第一滑套所处的位置可以将排液口密封,排液口处于封闭状态与套管之间不连通,输送介质可以通过管体被提升到地面;第二,洗井状态,将洗井液从井口油管注入,液体向下流动进入到洗井阀中。由于固定凡尔具有单向性,该过程中固定凡尔处于关闭状态,液体无法进入第二进液口,第一进液口环向空腔受压力作用推动第一滑套向下运动,排液口打开与套连通实现正洗井。当第一滑套向下运动时,将第二进液腔内液体排到固定凡尔下方的密闭腔内,第三进液口对应的环向空腔受压力作用推动第二滑套向下运动,增加了第三进液腔的容积,用于容纳第二进液腔排出的液体,防止第一滑套无法顺利下滑。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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为本发明实施例提供的洗井阀处于采油状态的示意图;

图2为图1中a位置的局部放大图;

图3为图1中b位置的局部放大图;

图4为本发明实施例提供的洗井阀处于洗井状态的示意图;

图5为图4中c位置的局部放大图;

图6为图4中d位置的局部放大图。

图标:110-上端口;120-下端口;200-第一滑套;210-第一凸起;300-第二滑套;310-第二凸起;400-固定凡尔;510-第一进液腔;511-第一进液口;520-第二进液腔;521-第二进液口;530-第三进液腔;531-第三进液口;600-排液口;710-第一弹簧;720-第二弹簧;800-套管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等,其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

另外,在本发明实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-图6所示,本发明实施例提供的洗井阀,包括:管体、第一滑套、第二滑套和固定凡尔,所述管体的下端口用于与电泵连接,所述管体的上端口用于与油管连接,所述固定凡尔用于限制所述管体内的流量方向为单向,以使所述管体内的液体只能从所述管体的下端口向上端口方向通过所述固定凡尔。

固定凡尔就是一种单向阀,他一般由凡尔外壳体,以及内部的凡尔球和凡尔球座组成,当流体通过凡尔时,凡尔球离开凡尔球座,流通通道打开,流体可以通过,当流体逆向流动时,在压力(或其他力)的作用下凡尔球坐在凡尔球座上,流通通道关闭,流体不能通过凡尔。

所述第一滑套滑动套接在所述管体的外侧,所述第二滑套滑动套接在所述管体上;所述管体的外壁上设置有第一槽体,第一槽体可以为环状的,所述第一滑套的内壁上设置有第一凸起,且所述第一凸起位于所述第一槽体内,所述第一凸起将所述第一槽体分成第一进液腔和第二进液腔,第一腔体和第二腔体体作用在第一凸起相对两面上的压力不同时,可以推动第一滑套上下运动。

所述第一进液腔包括与所述管体内部连通的第一进液口,所述第二进液腔包括与所述管体内部连通的第二进液口;所述第二进液口环向空腔的截面积大于所述第一进液口环向空腔的截面积;所述第一进液口和第二进液口分别位于所述固定凡尔的两侧,且所述第一进液口靠近所述管体的上端口,所述第二进液口靠近所述管体的下端口;所述管体的外壁上设置有排液口,且所述排液口位于所述第一滑套的滑动路径上,以使所述第一滑套滑动至所述排液口开口位置时,将所述排液口封堵。

因为固定凡尔密封后,固定凡尔与电泵之间是密封的环境,且其中充满了油,而液体很难被压缩,所以第二进液腔被压缩后,其中的液体将无处排放,导致排液口无法正常打开所以,管体的外壁上设置有第二槽体,所述第二滑套上设置有第二凸起,所述第二凸起位于所述第二槽体内,所述第二槽体与所述第二凸起围成第三进液腔,所述第三进液腔用于容纳从所述第二进液腔流出的液体,所述第三进液腔包括第三进液口,所述第三进液口相对于所述第二进液口更靠近所述管体的下端口。

该洗井阀具有两个工作状态:

第一,采油状态,输送介质从下方的电泵向上流动举升到地面,该过程中固定凡尔处于打开状态,第一进液口和第二进液口内的环向空腔均充满液体,由于第二进液口环向空腔的截面积大于第一进液口环向空腔的截面积,因此,第一滑套受到向上的推力保持静止不动,此时,第一滑套所处的位置可以将排液口密封,排液口处于封闭状态与套管之间不连通,输送介质可以通过管体被提升到地面。

第二,洗井状态,将洗井液从井口油管注入,液体向下流动进入到洗井阀中。由于固定凡尔具有单向性,该过程中固定凡尔处于关闭状态,液体无法进入第二进液口,第一进液口环向空腔受压力作用推动第一滑套向下运动,排液口打开与套连通实现正洗井。当第一滑套向下运动时,将第二进液腔内液体排到固定凡尔下方的密闭腔内,第三进液口对应的环向空腔受压力作用推动第二滑套向下运动,增加了第三进液腔的容积,用于容纳第二进液腔排出的液体,防止第一滑套无法顺利下滑。

管体的侧壁上设置有第一止挡结构,第一止挡结构可以为向管体外侧周向凸出的环线凸起结构。所述第一止挡结构位于所述第三进液口和第一滑套之间;所述洗井阀包括第一弹簧,所述第一弹簧位于所述第一止挡结构和第一滑套之间,所述第一弹簧用于推动所述第一滑套封堵所述排液口。洗井液从井口油管注入,液体向下流动。由于固定凡尔具有单向性,该过程中固定凡尔处于关闭状态,液体无法进入第二进液口,第一进液口环向空腔受压力作用推动第一滑套压缩第一弹簧向下运动,排液口打开与套连通实现正洗井。洗井结束后在第一弹簧的推力下第一滑套复位,排液口封闭。

管体的侧壁上设置有第二止挡结构,所述第二止挡结构位于所述管体的下端口和第二滑套之间;所述洗井阀包括第二弹簧,所述第二弹簧位于所述第二止挡结构和第二滑套之间。洗井作业前,需要向套管内灌满液体保证油管和套管的压力相同,在第二弹簧的推力作用下第二滑套处于最上端位置,从而保证第三进液腔有可增加的空间量来容纳从第二进液腔流出的油。

具体的,所述第二止挡结构包括环形套壁结构,所述环形套壁结构围绕在所述管体的外侧,所述第二弹簧的一端位于所述环形套壁和管体之间。第二弹簧被环形套壁固定,增加第二弹簧的稳定性。

为了保证洗井阀上排液口和各个进液腔的密封性,沿所述管体的上端口向下端口方向,所述管体的外壁上设置有第一密封结构和第二密封结构,所述排液口位于所述第一密封结构和第二密封结构之间,用于增加被所述第一滑套遮挡的所述排液口的密封性。

第一凸起上设置有第三密封结构,所述第二密封结构和第三密封结构位于所述第一进液腔的两侧,用于增加所述第一进液腔的密封性。

管体侧壁上设置有第四密封结构,所述第四密封结构和第三密封结构分别位于所述第二进液腔的相对两侧,用于增加所述第二进液腔的密封性。

管体的外壁上设置有第五密封结构,所述第二凸起上设置有第六密封结构,所述第五密封结构和第六密封结构位于所述第三进液腔的相对两侧,用于增加所述第三进液腔的密封性。

具体的,所述密封结构可以为多个间隔设置有的密封圈,具体的,同一个密封结构中,密封圈的数量可以为两个。

管体的上端口包括锥形外螺纹结构,所述管体的下端口设置有锥形内螺纹结构,锥形螺纹结构的密封性更好,与油管和电泵连接更加紧密,不易产生泄露。

本发明实施例提供的采油设备,包括套管、油管、电泵和上述的洗井阀;所述油管和所述电泵分别与所述洗井阀连接。该洗井阀具有两个工作状态:第一,采油状态,输送介质从下方的电泵向上流动举升到地面,该过程中固定凡尔处于打开状态,第一进液口和第二进液口内的环向空腔均充满液体,由于第二进液口环向空腔的截面积大于第一进液口环向空腔的截面积,因此,第一滑套受到向上的推力保持静止不动,此时,第一滑套所处的位置可以将排液口密封,排液口处于封闭状态与套管之间不连通,输送介质可以通过管体被提升到地面;第二,洗井状态,将洗井液从井口油管注入,液体向下流动进入到洗井阀中。由于固定凡尔具有单向性,该过程中固定凡尔处于关闭状态,液体无法进入第二进液口,第一进液口环向空腔受压力作用推动第一滑套向下运动,排液口打开与套连通实现正洗井。当第一滑套向下运动时,将第二进液腔内液体排到固定凡尔下方的密闭腔内,第三进液口对应的环向空腔受压力作用推动第二滑套向下运动,增加了第三进液腔的容积,用于容纳第二进液腔排出的液体,防止第一滑套无法顺利下滑。

最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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