[發明專利]用于高溫高壓巖心流動實驗的回壓閥

在審

• 申請號: 201810089752.8
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN110107253A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 倫增珉;周霞;呂成遠;王銳;王海濤;王欣;齊義彬
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: E21B34/08
• 分類號: E21B34/08;E21B49/00;E21B47/00
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 孫向民;廉莉莉

本發明公開了一種用于高溫高壓巖心流動實驗的回壓閥，包括：閥體的內部為階梯結構，側面設有流體入口，閥體上設有備壓加壓口，備壓加壓口處設有第一階梯；活塞設于閥體內部，呈一端開口的凸型結構，其小端處設有球套，其大端填充橡膠塊，活塞處設有第二階梯；閥蓋與凸型結構的大端配合連接，閥蓋設有通孔；密封球設于球套內，球套帶動密封球前進或后退；端蓋設于活塞的凸型結構的小端外，與閥體連接，端蓋上設有流體出口，流體出口與流體入口相對，端蓋內設有球窩，與密封球密封。其優點在于：采用球形密封方式，打開壓差極小，提高回壓閥的靈敏度和控制精度，并能在高溫高壓條件下長期使用，并具有極小的死體積，流體適應性廣。

技術領域

本發明涉及油氣田開發實驗領域，更具體地，涉及一種用于高溫高壓巖心流動實驗的回壓閥。

背景技術

回壓閥是高溫高壓巖心流動實驗裝置中的重要組成部分。通過設定回壓閥的開啟壓力，可以在流體流出端壓力高于此設定壓力時，回壓閥自動打開，但不會泄掉出口壓力；而如流體出口壓力低于設定壓力，則回壓閥會處于關閉狀態。這種在設定壓力下的自動開關可以控制巖心流動實驗過程流體產出端的壓力始終保持在一定數值，以此模擬實驗過程中的地層孔隙壓力或井底壓力。

現有回壓閥主要有片狀密封回壓閥和針式回壓閥兩大類，其中片狀密封回壓閥使用過程中膜片會發生塑性形變而失效，造成使用壽命短，并且拆裝比較復雜，此外，死體積較大也是該種回壓閥的一個不足，所以使用的越來越少。針式回壓閥是目前應用最多的回壓閥類型，又分為采用膜片拉動針閥控制閥門的開關和利用活塞驅動閥針開啟和關閉閥門。比如2014年7月9日公開的專利《一種超高溫高壓回壓閥》，申請號為CN201410157897，這是一種依靠合金膜片拉動閥針運動的回壓閥。該專利主要由上閥體、下閥體、超高壓氣室體、合金膜片、水平流體通道、垂直流體通道、中心孔、閥針組成，該專利的主要特點是采用多級組合軟密封以適應較高壓力下使用，采用合金膜片拉動閥針上下實現開啟和關閉。這類回壓閥的主要問題在于存在靈敏度不夠，比如當流動壓力大于設定壓力較高數值時閥門仍然不能打開，而一旦打開，流動壓力低于有效壓力又不能及時關閉，造成整個流動實驗過程壓力波動過大，此外，合金膜片還存在容易被拉力撕裂開裂導致回壓閥失效等易發問題。高壓條件下閥針使用壽命短、在高溫高壓條件下可靠性差等缺點。也有利用活塞驅動針閥的回壓閥，這種閥門相對上述兩種回壓閥在靈敏度控制方面有了較好的改進。比如2014年5月14日公開的專利《回壓閥》，申請號為CN201320626368，就是將閥針與活塞連接，通過推動活塞帶動閥針開啟或關閉閥門。這種閥門也存在針閥打開壓力過大和高壓下重復性較差的不足。

因此，有必要開發一種密封效率、靈敏度和精度較高，死體積小的回壓閥，用于高溫高壓巖心流動實驗。

公開于本發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明提出了一種用于高溫高壓巖心流動實驗的回壓閥，其能夠通過球形密封的方式，實不僅提高了密封效率，還極大地提高回壓閥控制壓力的林敏度和精度，保證了巖心流動實驗過程中的壓力穩定。

根據本發明的一種用于高溫高壓巖心流動實驗的回壓閥，包括：

閥體，所述閥體的內部為階梯結構，所述閥體側面設有流體入口，所述閥體上還設有備壓加壓口，所述備壓加壓口處設有第一階梯；

活塞，所述活塞設置于所述閥體內部，呈一端開口的凸型結構，所述凸型結構的小端處設有球套，所述凸型結構的大端填充橡膠塊，所述活塞處設有第二階梯；

閥蓋，所述閥蓋與所述凸型結構的大端處配合連接，所述閥蓋中間設有通孔；

密封球，所述密封球設置于所述球套內，所述球套能夠帶動所述密封球前進或后退；