[發明專利]一種地面可控式井下開關閥

有效

• 申請號: 201510271525.3
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN104912516B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 陳磊;龍慶;祝心發;時崢;李學林;都清旺;王增軍
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶井下技術作業公司
• 主分類號: E21B34/14
• 分類號: E21B34/14;E21B34/16
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司61108
• 代理人: 張恒陽

技術領域

本發明屬于油氣田完井鋼絲作業技術領域，具體涉及一種地面可控試井下開關閥。

背景技術

在完井鋼絲作業領域，有油管完井時，通常使用循環滑套實現井下開、關井，建立和關閉循環通道；無油管完井時，則需通過預置(鋼絲作業)的井下開關工具來實現井下的開井和關井。

井下開關閥也就是井下安全閥，井下安全閥是一種防止井噴、保證生產安全的井下工具。在石油開采業中，進行井下作業時經常出現由于開采設備發生故障等原因造成烴類流體流速增大的情況，這時就需要及時關閉流體通道，確保作業全，避免發生更大的事故。實際生產中，通常使用井下安全閥來關閉流體通道，在井內出現異常情況時實現油管內流體的阻斷功能。

世界各國越來越重視環境保護和安全生產，很多國家對油氣井的安全生產都有詳細的法律規定，強調位于人口稠密地區、重要經濟區、海洋和陸地水域的、可能發生自噴或者外溢的油氣井都要安裝井下安全閥。目前，國內上海由自噴能力的油氣井都安裝有井下安全閥，陸地油田也越來越多地在油氣井中實用安全閥。

在長慶蘇南項目完井鋼絲作業領域，采用的是3.5英寸單套管完井，通過鋼絲作業將井下開關工具安裝到預置的工作筒內來實現井下的開井和關井。斯倫貝謝時鐘式井下開關工具安裝至井內工作筒后，通過電子計時器及電機裝置在預置的時間實現井下的開井。該工具在使用過程中，存在穩定性差、井下故障率較高、不能反復開關的問題。該工具打撈徑為1.75英寸，在3.5英寸的油管(內徑2.922英寸)中與油管管壁之間的間隙較大，容易積累沉積物且不易打撈，給施工造成較大的風險。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中斯倫貝謝時鐘式井下開關工具在使用過程中存在的穩定性差、井下故障率較高、不能反復開關等問題以及解決因該工具打撈徑為1.75英寸，在3.5英寸的油管(內徑2.922英寸)中與油管管壁之間的間隙較大，容易積累沉積物且不易打撈，給施工造成較大的風險的問題。

為此，本發明提供了一種安全性高、穩定性強、便于打撈、開關易于控制、能實現反復開關的地面可控試井下開關閥。

本發明的技術方案是：一種地面可控式井下開關閥，包括外筒、連接體、密封總成、鎖塊座、鎖塊、內筒、套筒以及上接頭，所述外筒的上端與連接體的下端螺紋連接，連接體上套設有密封總成，連接體的上端與鎖塊座的下端螺紋連接，鎖塊座套設于內筒的外側并與內筒滑動連接，所述鎖塊鑲嵌于鎖塊座的中部，鎖塊座的上端與套筒螺紋連接；內筒與上接頭之間螺紋連接；鎖塊座上端螺紋連接有阻止內筒向上移動的鎖緊圈，鎖塊與內筒之間設有相互配合的斜坡臺階，所述外筒內設有閥體，閥體與外筒之間設有連通外筒下端進液口的流體通道，該流體通道在所述閥體關閉時被切斷，在所述閥體打開時連通。

上述閥體包括活塞缸、閥芯以及底堵；活塞缸的中部與外筒之間螺紋連接且設有O型密封圈，活塞缸側壁上開有上通液孔和下通液孔；所述活塞缸除中部螺紋連接部分外，其外表面與外筒的內表面之間設有流體通道；所述閥芯的下端設有與活塞缸滑動連接的活塞一，閥芯的中部設有與活塞缸滑動連接的活塞二；當閥體處于關閉狀態時活塞一與位于活塞缸底部的底堵接觸，且活塞二位于上、下通液孔之間；所述閥芯的上端還設有打撈頸；當閥體處于打開狀態時，活塞一位于下通液孔的下方位置且活塞二位于上通液孔的上方位置。

上述活塞一以及活塞二與活塞缸之間均設有O型密封圈。

上述閥芯上端和外筒之間設有卡簧，卡簧上端設有阻擋閥芯向上移動的壓蓋，壓蓋和外筒之間設有螺紋連接在外筒內壁上的用于調節和固定壓蓋位置的內六角圓柱頭螺釘。

上述鎖塊的數量是3個，且于沿鎖塊座的周向均勻分布。

上述外筒與連接體之間設有O型密封圈。

上述密封總成為筒狀結構，其材料為橡膠。

上述套筒上端的內側卡接有位于上接頭與套筒之間的用于橫向固定上接頭并減小上接頭上行時對套筒的直接沖擊力的擋塊。

本發明的有益效果：本發明針對斯倫貝謝時鐘式井下開關工具存在的不足，提供了一種全新的井下開關閥，該井下開關閥通過鋼絲作業的方式實現井下閥體的開、關，可準確的控制開關井的時間；通過使用配套的打撈1.375"外打撈徑的上擊脫手打撈筒、盲錘工具可以實現井下開關閥的反復開啟、關閉，使得施工過程安全高效。本發明的打撈徑設計為與油管內徑(2.922"接近的2.313")，以便于打撈。相對于斯倫貝謝時鐘式井下開關閥，其具有安全性高、穩定性強、便于打撈、開關易于控制、能實現反復開、關井等顯著特點。