多球座封式井筒截止阀制造技术

技术编号:10470588 阅读:134 留言:0更新日期:2014-09-25 09:31
一种多球座封式井筒截止阀,包括阀体和阀座,所述阀座位于阀体的空腔内,并在流体的推动下在阀体内滑动并座封,其中,所述阀体由上接头和下接头可拆装连接形成,连接处密封;所述阀座为活塞;所述活塞上开有至少两个贯通的过流通道,所述过流通道入口设有为多个球运动至各自座封位置起导引作用的过渡部。后座封的球运动至过流通道入口位置时,已座封的球和所述过渡部一起形成后座封的球运动到其座封位置的导引通道。该截止阀具备足够大的过流能力保证替浆及投球作业顺利进行,避免了一个过流通道的截流作用导致的提前座封;且结构设计简单合理,不仅更适于加工制造,而且装拆维护过程中不需额外工装,操作简单。

【技术实现步骤摘要】
多球座封式井筒截止阀
本专利技术涉及一种水平井分段压裂施工中的井筒截止阀,特别是涉及一种有多个座 封流道的井筒截止阀。
技术介绍
目前,水平井分段压裂工艺越来越多的应用到低渗储层措施改造中,以增加油气 田产量。该工艺的作业管柱底端需要一种工具来满足以下作业施工要求,包括管柱下入过 程中液体可通过,管柱到达指定深度后时可关闭通道憋压。现有油气田应用的该类型工具 具备以上两个基本条件,但在实际使用过程中却存在很多缺陷,比如过流面积小、截流作用 导致提前座封、结构设计不合理、加工和装拆维护难度大、密封锁定机构复杂缺乏稳定性 等,这些缺陷甚至限制了整个施工工艺的发展,因此有必要对该工具进行重新研发。 现有技术的截止阀只有一个过流孔,受投球尺寸限制,过流面积小,在替浆过程需 严格限制排量,否则会因截流作用导致提前座封;密封锁定机构设计复杂,如采用挤压橡胶 件强制入槽锚定或者金属爪锚定等,因材料或形状不合理导致稳定性差;现有截止阀在整 体结构设计上虽然都能满足使用的最基本要求,但是却没有兼顾拆装维护便捷性,比如整 体筒式设计,其余零件均需伸入孔内安装或者采用繁冗的过多零件设计,增加了不必要的 操作时间和难度。
技术实现思路
本专利技术提供一种多球座封式井筒截止阀,其目的是通过对球座的结构形式的改变 为多球座封提供可能,增加过流面积,防止提前座封。 另一目的是,通过对阀体连接方式的改变,增加装拆的便捷性。 为了实现上述专利技术目的,本专利技术采取的技术方案如下: -种多球座封式井筒截止阀,包括阀体和阀座,所述阀座位于阀体的空腔内,并在 流体的推动下在阀体内滑动并座封,其中, 所述阀体由上接头和下接头可拆装连接形成,连接处密封; 所述阀座为活塞;所述活塞上开有至少两个贯通的过流通道,所述过流通道入口 设有为多个球运动至各自座封位置起导引作用的过渡部。 进一步地,后座封的球运动至过流通道入口位置时,已座封的球和所述过渡部一 起形成后座封的球运动到其座封位置的导引通道。 进一步地,所述活塞包括活塞体和活塞杆,所述活塞体与上接头通过剪切销钉连 接并与上接头动密封;所述活塞体上有嵌有座封时打开的锁紧环;所述活塞杆上有座封时 与下接头密封的密封结构。 进一步地,所述上接头和下接头公母扣连接,所述上接头内有与上部井下工具连 接的母扣及第一台肩; 所述下接头内有第二台肩和密封筒,所述密封筒下端部有与下部井下工具连接的 公扣; 所述第二台肩和上接头的下端面形成所述锁紧环的轴向定位槽。 进一步地,所述第一台肩与所述活塞体间隙配合;所述密封筒与所述活塞杆间隙 配合。 进一步地,所述下接头的下端有安装下部井下工具的装配孔道。 进一步地,所述过流通道包括第一过流通道和第二过流通道,所述第一过流通道、 所述第二过流通道和所述活塞的中心线在同一平面上。 进一步地,所述过渡部包括第一锥面、第一过渡坡面、第二锥面、第二过渡坡面及 过渡锥面;所述第一锥面和所述第二锥面形状相同,对称设置所述活塞上端口的顶部和底 部;所述第一过渡坡面和所述第二过渡坡面形状相同;所述第一过渡坡面和所述第二过渡 坡面同时连接第一锥面和第二锥面形成闭合的曲面,所述过渡锥面连接曲面上边缘和所述 活塞上端口边缘。 所述第一锥面的中心线与所述第一过流通道的中心线重合; 所述第二锥面的中心线与所述第二过流通道的中心线重合; 所述第一过渡坡面和所述第二过渡坡面同时与所述第一锥面和所述第二锥面相 切; 所述过渡锥面的中心线与所述活塞位置的中心线重合。 进一步地,所述第二锥面与第二过流通道连接处、所述第一锥面与所述第一过流 通道连接处均设置有具有座封时起密封作用的倒角过渡面。 进一步地,所述第一过流通道和第二过流通道包括水平段和斜向段; 所述水平段位于活塞体内,所述水平段平行于活塞中心线设置; 所述斜向段设置在活塞体与活塞杆连接处,所述斜向段中心线的交点位于活塞的 中心线上。 进一步地,所述过流通道包括第三过流通道、第四过流通道和第五过流通道,所述 第三过流通道、所述第四过流通道和所述第五过流通道纵断面的中心在活塞断面上呈正三 角形分布。 进一步地,所述过渡部包括第一台阶、第二台阶、第三台阶; 所述第一台阶由活塞体的上端面与所述第三过流通道、所述第四过流通道和所述 第五过流通道入口端面之间形成的环面; 所述第二台阶为位于相邻两个过流通道底部的弧形块; 所述第三台阶为位于相邻两个过流通道之间的梯形块,所述梯形块的侧面为与其 所对应过流通道壁连续的弧形面。 进一步地,所述第三台阶与所述第三过流通道、所述第四过流通道和所述第五过 流通道入口端面连接处均设置有具有座封时起密封作用的倒角过渡面。 进一步地,所述第三过流通道、所述第四过流通道和所述第五过流通道均包括水 平段和斜向段; 所述水平段位于活塞体内,所述水平段平行于活塞中心线设置; 所述斜向段设置在活塞体与活塞杆连接处,所述斜向段中心线的交点位于活塞的 中心线上。 本专利技术和现有技术相比,具有如下有益效果: 该截止阀具备足够大的过流能力保证替浆及投球作业顺利进行,避免了一个过流 通道的截流作用导致的提前座封;该截止阀结构设计简单合理,不仅更适于加工制造,而且 装拆维护过程中不需额外工装,操作简单;该截止阀密封锁紧机构设计巧妙,并且保证稳定 可靠。 活塞与上接头连接后安装剪切销钉,再连接下接头,安装过程避免狭窄空间操作, 简单方便;该截止阀在拆卸过程中只要先拧下下接头,其他零件依次拆下,不存在需破坏锁 紧机构才能拆卸的情况。 该截止阀投球憋压后,活塞下行至下接头进入密封筒,同时活塞上的锁紧环入槽 后胀开锁定活塞位置,其中,密封机构有双重密封圈保证,设计巧妙并且都大大提高了稳定 性。 【附图说明】 图1是两球井筒截止阀装配图。 图2是图1和图6的A处放大图。 图3是低密度球座封后位置示意图。 图4是两球井筒截止阀立体装配图的纵剖图。 图5是两球井筒截止阀活塞轴测图。 图6是三球井筒截止阀装配图。 图7是低密度球座封后位置示意图。 图8是三球井筒截止阀立体装配图的纵剖图。 图9是三球井筒截止阀的活塞轴测图。 图10是三球井筒截止阀的过流通道分布示意图。 附图标记:1-上接头、2-密封圈a、3-剪切销钉、4-锁紧环、5-密封圈b、6-活塞、 601-活塞体、602-活塞杆、7-密封圈c、8-下接头、9-第二低密度球、10-第一过流通道、 11-第二过流通道、13-第一锥面、14-第一过渡坡面、15-第二锥面、16-母扣、17-公扣、 18-第一过渡锥面、19-倒角过渡面、20-第一台肩、21-第二台肩、22-密封筒、23-装配孔 道、24-第一低密度球、25-第三过流通道、26-第三低密度球、27-剪切销钉槽、28-锁紧环 安装槽、29-第二过渡坡面、30-第二过渡锥面、31-第一台阶、32-第二台阶、33-第三台阶、 34-弧形面、35-第四过流通道、36-第五过流通道、37-第五低密度球。 【具体实施方式】 为使本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多球座封式井筒截止阀,包括阀体和阀座,所述阀座位于阀体的空腔内,并在流体的推动下在阀体内滑动并座封,其中,所述阀体由上接头(1)和下接头(8)可拆装连接形成,连接处密封;所述阀座为活塞(6);所述活塞(6)上开有至少两个贯通的过流通道,所述过流通道入口设有为多个球运动至各自座封位置起导引作用的过渡部。

【技术特征摘要】
1. 一种多球座封式井筒截止阀,包括阀体和阀座,所述阀座位于阀体的空腔内,并在流 体的推动下在阀体内滑动并座封,其中, 所述阀体由上接头(1)和下接头(8)可拆装连接形成,连接处密封; 所述阀座为活塞(6);所述活塞(6)上开有至少两个贯通的过流通道,所述过流通道入 口设有为多个球运动至各自座封位置起导引作用的过渡部。2. 根据权利要求1所述的多球座封式井筒截止阀,其中,后座封的球运动至过流通道 入口位置时,已座封的球和所述过渡部一起形成后座封的球运动到其座封位置的导引通 道。3. 根据权利要求1或2所述的多球座封式井筒截止阀,其中,所述活塞(6)包括活塞体 (601)和活塞杆(602),所述活塞体(601)与上接头(1)通过剪切销钉(3)连接并与上接头 (I) 动密封;所述活塞体(601)上有嵌有座封时打开的锁紧环(4);所述活塞杆(602)上有 座封时与下接头(8)密封的密封结构。4. 根据权利要求1或2所述的多球座封式井筒截止阀,其中,所述上接头(1)和下接头 (8)公母扣连接,所述上接头(1)内有与上部井下工具连接的母扣(16)及第一台肩(20); 所述下接头(8)内有第二台肩(21)和密封筒(22),所述密封筒(22)下端部有与下部 井下工具连接的公扣(17); 所述第二台肩(21)和上接头(1)的下端面形成所述锁紧环(4)的轴向定位槽。5. 根据权利要求4所述的多球座封式井筒截止阀,其中,所述第一台肩(20)与所述活 塞体(601)间隙配合;所述密封筒(22)与所述活塞杆(602)间隙配合。6. 根据权利要求4所述的多球座封式井筒截止阀,其中,所述下接头(8)的下端有安装 下部井下工具的装配孔道(23)。7. 根据权利要求1至6任意一项所述的多球座封式井筒截止阀,其中,所述过流通道 包括第一过流通道(10)和第二过流通道(11),所述第一过流通道(10)、所述第二过流通道 (II) 和所述活塞(6)的中心线在同一平面上。8. 根据权利要求7所述的多球座封式井筒截止阀,其中,所述过渡部包括第一锥面 (13)、第一过渡坡面(14)、第二锥面(15)、第二过渡坡面(29)及过渡锥面(18);所述第一 锥面(13)和所述第二锥面(15)形状相同,对称设置所述活塞(6)上端口的顶部和底部;所 述第一过渡坡面(14)和所述第二过渡坡面(29)形状相同;所述第一过渡坡面(14)和所述 第二过渡坡面(29)同时连接第一锥面(13)和第二锥面(15)形成闭合的曲面,所述过渡锥 面(18)连接曲面上边...

【专利技术属性】
技术研发人员:付强王杏尊李啸南乔金中董社霞李英松路振兴
申请(专利权)人:中国海洋石油总公司中海油田服务股份有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1