一种井下自动控水阀及自动控水阀芯制造技术

本发明专利技术提供了一种井下自动控水阀及自动控水阀芯，井下自动控水阀包括阀体和阀芯，阀体上开设有进液孔和出液孔，阀芯设于阀体内，阀芯的内部设有至少一条流道，各流道具有位于阀芯的外周缘并与进液孔连通的流道入口、以及位于阀芯的中心并能与出液孔连通的流道出口，各流道包括在流道入口前方分支形成的第一支流道和第二支流道，第一支流道呈螺旋形延伸至流道出口，第二支流道沿阀芯的径向延伸至流道出口。本发明专利技术的井下自动控水阀及自动控水阀芯能产生自动控水的效果。

Downhole automatic water control valve and automatic water control valve core

The invention provides a downhole automatic water control valve and automatic water control valve, the automatic water control valve comprises a valve body and a valve body is provided with a liquid inlet and a liquid outlet hole arranged in the valve body, spool, spool inside is provided with at least one channel, each flow props center is located in the outer periphery of the spool and with the entrance channel, a liquid inlet hole communicated and located in the core and with a liquid outlet hole connected, each channel includes channel formed in the front entrance branch of the first channel and the second channel, the first channel spiral extends to the outlet, second tributaries along the road extends to the outlet valve of the radial. The downhole automatic water control valve and the automatic water control valve core can produce the effect of automatic water control.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种油井控水装置，尤其是一种井下自动控水阀及自动控水阀芯。
技术介绍
水驱开发是中国油田开发的主要方式，中国石油注水开发储量占已开发总储量的82％，水驱产量占总产量的80％。但是由于大多数油田都是非均质、多油层砂岩油藏，地层之间压力以及渗透率分布不均匀。这样就会导致采油井个别层的出水现象。油层出水会给油田开发工作带来严重影响，甚至降低油田最终开采率。如何有效的找水、控水，成为油田开发亟待解决的一个难题。为了解决这个问题，流入控制装置(InflowControlDevices，简称ICD)被广泛使用。ICD是一种完井装置，通过产生附加压降来限制流动，从而调整井筒中的压力分布最后实现流入剖面均匀分布，从而达到良好的控水效果。但是ICD是一种“被动”的控制装置，其控制参数需要根据储层准确的进行设计，一旦投入生产后，不能再进行调节。若储层条件发生变化，ICD将起到负面的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种井下自动控水阀及自动控水阀芯，其能根据流体粘度，自动进行调节，从而实现自动控水。为达到上述目的，本专利技术提出一种井下自动控水阀，包括：阀体，阀体上开设有进液孔和出液孔；阀芯，设于阀体内，阀芯的内部设有至少一条流道，各流道具有位于阀芯的外周缘并与进液孔连通的流道入口、以及位于阀芯的中心并能与出液孔连通的流道出口，各流道包括在流道入口前方分支形成的第一支流道和第二支流道，第一支流道呈螺旋形延伸至流道出口，第二支流道沿阀芯的径向延伸至流道出口。如上所述的井下自动控水阀，其中，井下自动控水阀还包括单向阀，单向阀设于流道出口与出液孔之间，单向阀控制流体从流道出口向出液孔单向流动。如上所述的井下自动控水阀，其中，阀芯的内部具有至少两条流道，各流道的流道入口间隔设置在阀芯的外周缘，各流道的流道出口均开设在阀芯的中心并重合。如上所述的井下自动控水阀，其中，每条流道包括一条第一支流道和至少两条第二支流道。如上所述的井下自动控水阀，其中，阀芯包括上板、位于上板下方的下板、以及连接在上板与下板之间的流道板，流道开设在流道板上。如上所述的井下自动控水阀，其中，流道板包括至少两条弧形的第一挡板、至少两条弧形的第二挡板、以及至少两条弧形的第三挡板；各第一挡板位于流道板的中心区域，且环绕流道出口呈环形间隔排列，各相邻的第一挡板之间形成第一开口；各第二挡板环绕于第一挡板外周侧，且呈环形间隔排列，各相邻的第二挡板之间形成第二开口，第二开口与第一开口沿周向交替排列；各第三挡板包括相连接的首部和尾部，各第三挡板沿阀芯的周向依次首尾交叠，且沿阀芯的径向相间隔，各第三挡板的首部位于阀芯的外周缘，各第三挡板的尾部位于各第二挡板的外周侧，每条第三挡板与位于其首部的径向内侧且与其首部相邻的第三挡板的尾部之间的第一弧形流道、与位于其尾部的径向内侧且与其尾部相邻的第二挡板之间的第二弧形流道、以及位于其尾部前方且与其尾部相邻的第二开口和第一开口依次连通，并构成第一支流道；各第三挡板的尾部开设有至少一个与位于其径向内侧的第二开口径向相对的第三开口，各第三开口分别与位于其径向内侧的第二开口和第一开口构成第二支流道。如上所述的井下自动控水阀，其中，第一挡板的数量、第二挡板的数量、第三挡板的数量、以及流道的数量均相等，且均为三条。如上所述的井下自动控水阀，其中，阀体包括环形的阀座、以及连接在阀座下方的柱状的导流座，阀芯呈柱状，阀芯固定在阀座内，进液孔开设在阀座的侧壁上，出液孔开设在导流座上，且沿轴向贯穿导流座。如上所述的井下自动控水阀，其中，阀芯位于导流座上方，且与导流座之间形成导流空间，阀芯的底端开设有孔径由上至下渐扩的锥形孔，锥形孔位于流道出口下方，流道出口能依次通过锥形孔、导流空间与出液孔连通，导流座的顶端凹设有与锥形孔相对的凹槽，出液孔与凹槽相间隔；在导流空间设置单向阀，单向阀包括单向阀芯和套设在单向阀芯外的弹簧，单向阀芯的顶端为外径由上至下渐扩的锥形头，锥形头能伸入并封堵锥形孔，弹簧的顶端抵靠在锥形头下方，弹簧的底端伸入并抵靠在凹槽内。如上所述的井下自动控水阀，其中，阀体安装在油管的侧壁上，阀体的进液孔与油管的外部连通，阀体的出液孔与油管的内部连通。如上所述的井下自动控水阀，其中，井下自动控水阀外覆盖有防砂筛网。本专利技术还提供一种自动控水阀芯，其为柱状的阀芯，阀芯的内部设有至少一条流道，各流道具有位于阀芯的外周缘的流道入口、以及位于阀芯的中心的流道出口，各流道包括在流道入口前方分支形成的第一支流道和第二支流道，第一支流道呈螺旋形延伸至流道出口，第二支流道沿阀芯的径向延伸至流道出口。本专利技术的井下自动控水阀及自动控水阀芯的特点和优点是：1、本专利技术的井下自动控水阀及自动控水阀芯，利用低粘度流体(如：水)较难转向，高粘度流体(如：油)较易转向的特性，设置了螺旋形延伸的第一支流道和径向延伸的第二支流道，因此，水进入流道入口后，由于较难转向，将主要沿着螺旋形的第一支流道流向流道出口，油进入流道入口后，由于较易转向，将主要沿着径向延伸的第二支流道流向流道出口，即，不同粘度的流体会自动选择不同的流道，由于水沿着其主要流道(第一支流道)的流动路径较长，沿程产生的阻力大，而油沿着其主要流道(第二支流道)的流动路径较短，沿程产生的阻力较小，从而使本专利技术的自动控水阀能产生自动控水效果；2、本专利技术的井下自动控水阀，由于设置了单向阀，在坐封封隔器时，能自动关闭，便于封隔器坐封，在正常生产时，能自动开启，便于控水采油生产；3、本专利技术的井下自动控水阀及自动控水阀芯，安装方便，结构简单，体积小，安装在油管的侧壁上即可，不占用额外空间，不会对其它井下装置造成障碍，使用灵活、方便。附图说明以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中：图1是本专利技术的井下自动控水阀的示意图；图2是本专利技术的井下自动控水阀安装在油管上的示意图；图3是本专利技术中阀体的示意图；图4是本专利技术中阀芯的示意图；图5是图4中沿A-A线的剖视图；图6是阀芯中低粘度流体的主要流动路径的示意图；图7是阀芯中高粘度流体的主要流动路径示意图；图8是本专利技术的井下自动控水阀处于打压坐封状态的示意图；图9是本专利技术的井下自动控水阀处于正常生产状态的示意图。主要元件标号说明：1阀体11进液孔12出液孔13阀座14导流座141凹槽15凸台16挡圈槽17导流空间18螺纹2阀芯21上板22下板23第一挡板24第二挡板25第三挡板251首部252尾部26锥形孔3流道31流道入口32流道出口33第一开口34第二开口35第一弧形流道36第二弧形流道37第三开口4单向阀41单向阀芯42弹簧5油管具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。如图1、图5所示，本专利技术提供一种井下自动控水阀，可用于井下采油时控水，其包括阀体1和阀芯2，阀体1上开设有用于进液的进液孔11和用于出液的出液孔12，阀芯2设于阀体1内，阀芯2的内部设有至少一条流道3，各流道3具有位于阀芯2的外周缘并与进液孔11连通的流道入口31、以及位于阀芯2的中心并能与出液孔12连通的流道出口32，以供流体从进液孔11经由流道入口31进入流道3，再从流道出口32经由出液孔12流出控水阀，各流道3包括在流道入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下自动控水阀，其特征在于，所述井下自动控水阀包括：阀体，所述阀体上开设有进液孔和出液孔；阀芯，设于所述阀体内，所述阀芯的内部设有至少一条流道，各所述流道具有位于所述阀芯的外周缘并与所述进液孔连通的流道入口、以及位于所述阀芯的中心并能与所述出液孔连通的流道出口，各所述流道包括在所述流道入口前方分支形成的第一支流道和第二支流道，所述第一支流道呈螺旋形延伸至所述流道出口，所述第二支流道沿所述阀芯的径向延伸至所述流道出口。

【技术特征摘要】
1.一种井下自动控水阀，其特征在于，所述井下自动控水阀包括：阀体，所述阀体上开设有进液孔和出液孔；阀芯，设于所述阀体内，所述阀芯的内部设有至少一条流道，各所述流道具有位于所述阀芯的外周缘并与所述进液孔连通的流道入口、以及位于所述阀芯的中心并能与所述出液孔连通的流道出口，各所述流道包括在所述流道入口前方分支形成的第一支流道和第二支流道，所述第一支流道呈螺旋形延伸至所述流道出口，所述第二支流道沿所述阀芯的径向延伸至所述流道出口。2.如权利要求1所述的井下自动控水阀，其特征在于，所述井下自动控水阀还包括单向阀，所述单向阀设于所述流道出口与所述出液孔之间，所述单向阀控制流体从所述流道出口向所述出液孔单向流动。3.如权利要求1所述的井下自动控水阀，其特征在于，所述阀芯的内部具有至少两条所述流道，各所述流道的流道入口间隔设置在所述阀芯的外周缘，各所述流道的流道出口均开设在所述阀芯的中心并重合。4.如权利要求1所述的井下自动控水阀，其特征在于，每条所述流道包括一条所述第一支流道和至少两条所述第二支流道。5.如权利要求1所述的井下自动控水阀，其特征在于，所述阀芯包括上板、位于所述上板下方的下板、以及连接在所述上板与所述下板之间的流道板，所述流道开设在所述流道板上。6.如权利要求5所述的井下自动控水阀，其特征在于，所述流道板包括至少两条弧形的第一挡板、至少两条弧形的第二挡板、以及至少两条弧形的第三挡板；各所述第一挡板位于所述流道板的中心区域，且环绕所述流道出口呈环形间隔排列，各相邻的所述第一挡板之间形成第一开口；各所述第二挡板环绕于所述第一挡板外周侧，且呈环形间隔排列，各相邻的所述第二挡板之间形成第二开口，所述第二开口与所述第一开口沿周向交替排列；各所述第三挡板包括相连接的首部和尾部，各所述第三挡板沿所述阀芯的周向依次首尾交叠，且沿所述阀芯的径向相间隔，各所述第三挡板的首部位于所述阀芯的外周缘，各所述第三挡板的尾部位于各所述第二挡板的外周侧，每条所述第三挡板与位于其首部的径向内侧且与其首部相邻的所述第三挡板的尾部之间的第一弧形流道、与位于其尾部的径向内侧且与其尾部相邻的所述第二挡板之间的第二弧形流...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘合，郑立臣，俞佳庆，高扬，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11