用于模拟实验的伸缩气囊阀门制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于模拟实验的伸缩气囊阀门，其用于打开或关闭模拟地层中的裂缝流道，包括：气缸，在所述气缸内设有活塞；与所述活塞固定连接的中空活塞杆，所述活塞杆能够在所述活塞的作用下产生轴向运动；包裹式设置在所述活塞杆上的气囊，所述气囊能够通过充气实现径向膨胀；其中，所述活塞杆通过轴向运动能够使所述气囊进入或退出所述裂缝流道，并且所述气囊进入所述裂缝流道后能够通过充气膨胀而关闭所述裂缝流道。

【技术实现步骤摘要】
用于模拟实验的伸缩气囊阀门
本技术涉及石油钻采实验室内试验装置领域，具体地涉及用于模拟实验的伸缩气囊阀门，尤其是针对裂缝流动装置的一种用于模拟实验的伸缩气囊阀门。
技术介绍
在油气开采过程，通常会遇到裂缝性地层，而油气和钻井液与这种裂缝空间连通会造成井筒压力控制困难，甚至造成井漏井喷等严重事故。为了解决此类问题，必须要了解地层裂缝空间中流体的流动规律。在裂缝流动实验研究中，流通开闭阀门必须能够精确控制流动速度和初始的流动状态以符合地下裂缝中流体的流动规律，因此，阀门设计是否合理关系到实验装置模拟对实际工程是否有足够的参考价值。在真实的地层结构中裂缝面积大，而室内实验装置由于实验条件限制一般模拟流动面积较小，如果要模拟地层裂缝局部流动状况，出入口端流体就必须以相同的速度进入裂缝的狭长空间，这就要求狭长裂缝流道尽量快速打开和关闭，从而使流体尽量同步的进入模拟裂缝空间。这种特殊的流动情况造成市面上没有这一类的开闭阀门满足实验要求。因此针对这样的实验要求，亟需一种能够满足狭长型流道迅速开闭的阀门装置。
技术实现思路
针对以上所述的一些技术问题，本技术旨在提出一种用于模拟实验的伸缩气囊阀门，该伸缩气囊阀门能够通过气囊充放气实现快速开闭狭长裂缝流道，且其结构简单，操作灵活方便。根据本技术，提供了一种用于模拟实验的伸缩气囊阀门，其用于打开或关闭模拟地层中的裂缝流道，包括：气缸，在所述气缸内设有活塞；与所述活塞固定连接的中空活塞杆，所述活塞杆能够在所述活塞的作用下产生轴向运动；包裹式设置在所述活塞杆上的气囊，所述气囊能够通过充气实现径向膨胀；其中，所述活塞杆通过轴向运动能够使所述气囊进入或退出所述裂缝流道，并且所述气囊进入所述裂缝流道后能够通过充气膨胀而关闭所述裂缝流道。在一个优选的实施例中，所述伸缩气囊阀门还包括与所述气缸连通的第一气囊腔和第二气囊腔，所述第二气囊腔处于所述模拟地层中并与所述裂缝流道连通。在一个优选的实施例中，在所述活塞杆的侧壁上设有气囊注气入口，其中当所述气囊处于所述第二气囊腔时，所述气囊注气入口处于所述第一气囊腔内。在一个优选的实施例中，在所述活塞杆的侧壁上还设有气囊注气出口，用于向所述气囊中充气而使其膨胀，其中当所述气囊处于所述第二气囊腔时，所述气囊注气出口也处于所述第二气囊腔内。在一个优选的实施例中，在所述活塞杆的中部设有密封挡板，其用于在所述气囊进入所述裂缝流道后密封阻隔所述第一气囊腔与所述第二气囊腔之间的连通。在一个优选的实施例中，所述伸缩气囊阀门还包括气体稳压器，所述气体稳压器通过第一气体管线与所述第一气囊腔相连。在一个优选的实施例中，在所述第一气体管线中设有气囊开关。在一个优选的实施例中，所述活塞将所述气缸分为第一活塞腔和第二活塞腔，所述第一活塞腔和第二活塞腔分别通过第二气体管线与所述气体稳压器相连。在一个优选的实施例中，在所述第二气体管线中设有伸缩开关，所述伸缩开关用于使所述气体稳压器与所述第一活塞腔或第二活塞腔连通，以使所述活塞杆产生轴向运动，实现所述气囊进入或退出所述裂缝流道。在一个优选的实施例中，在所述第一气囊腔与所述气缸及第二气囊腔的连接处分别设有环形的第一隔板和第二隔板。附图说明下面将参照附图对本使用新型进行说明。图1显示了根据本技术的用于模拟实验的伸缩气囊阀门的结构。图2显示了图1所示伸缩气囊阀门中的气囊收缩使裂缝流道处于打开状态时的俯视图。图3显示了图1所示伸缩气囊阀门中的气囊膨胀使裂缝流道处于关闭状态时的俯视图。在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本技术的原理，并且未按实际比例绘制。具体实施方式下面通过附图来对本技术进行更详细地介绍。需要说明的是，下文中的方位用语如“上端”、“下端”等是相对于附图1中来描述的，并不起任何限制性作用。图1显示了根据本技术的用于模拟实验的伸缩气囊阀门100的结构。在试验过程中，将流道墙体1用于模拟地层结构。如图2所示，在流道墙体1之间形成有狭长形的裂缝流道14。狭长裂缝流道14用于模拟实际地层裂缝类狭长空间。如图1所示，伸缩气囊阀门100包括气缸8，气缸8构造成圆柱形。在气缸8的上端依次设有第一气囊腔6和第二气囊腔13。第一气囊腔6和第二气囊腔13均构造成圆柱形，且气缸8、第一气囊腔6和第二气囊腔13的直径设置成依次减小。气缸8、第一气囊腔6及第二气囊腔13构造成相连通。在气缸8与第一气囊腔6的连接处设有环形的第一隔板16。同时，在第一气囊腔6与第二气囊腔13的连接处设有环形的第二隔板17。环形隔板能够起到一定的阻隔密封的效果。在实际应用中，第二气囊腔13处于模拟地层中，并且与模拟地层中的裂缝流道14相连通。在一个实施例中，在第二气囊腔13的侧壁上径向对称地设有沿轴向延伸的条缝状开口(未示出)条缝状的开口与裂缝流道14的延伸方向对应安放，从而使裂缝流道14相连通。根据本技术，在气缸8中设有活塞9。如图1所示，活塞9将气缸8分成了处于下部的第一活塞腔81和处于上部的第二活塞腔82。活塞9可沿气缸8轴向运动，且与气缸8内壁之间形成动密封。如图1所示，伸缩气囊阀门100还包括活塞杆10，活塞杆10构造为中空结构。活塞杆10设置在气缸8、第一气囊腔6和第二气囊腔13内，且活塞杆10与活塞9固定连接，活塞杆10能够在活塞9的作用下沿轴向运动。初始状态下，活塞杆10处于收缩状态，其位于气缸8和第一气囊腔6内。活塞杆10能够在活塞9的作用下运动伸出而处于第一气囊腔6和第二气囊腔13中，使活塞杆10处于伸出状态。在活塞杆10的运动过程中，环形的第一隔板16和第二隔板17能够起到一定的导向作用。此外，在活塞杆10的上半部分设有气囊12，优选地，气囊12包裹式设置在活塞杆10的上半部分。当活塞杆10处于伸出状态时，气囊12处于第二气囊腔13中，即处于裂缝地层的裂缝流道14中。此时，通过向气囊12中充入气体使得气囊12膨胀而挤满第二气囊腔13，由此，封闭第二气囊腔13侧壁上的条缝状开口而实现封闭狭长裂缝流道14。此外，在活塞杆10的中部固定设置有圆环形密封挡板3，其用于在活塞杆10处于伸出状态时，密封阻隔第一气囊腔6与第二气囊腔13之间的连通。密封挡板3的直径设置成小于第一气囊腔6的直径，以使得活塞杆10能够在第一气囊腔13中运动，且密封挡板3的直径大于设置在第一气囊腔6与第二气囊腔13的连接处的环形的第二隔板17的内环的直径，以使活塞杆10处于伸出状态时，密封挡板3与第二隔板17接触并形成密封，从而达到分隔密封第一气囊腔6与第二气囊腔13的目的，以使气囊12在第二气囊腔13中充分膨胀。根据本技术，在活塞杆10的设有气囊12的侧壁上设有气囊注气出口2，其用于向气囊2中充气而使其膨胀，以达到封闭狭长裂缝流道14的目的。当气囊12处于第二气囊腔13内时，气囊注气出口2也处于第二气囊腔内。在一个实施例中，气囊注气出口2设置在活塞杆10上的气囊12的中部位置，这样能够有效提高气囊12充气膨胀的效率。同时，在活塞杆10上还设有气囊注气入口11，当气囊12处于第二气囊腔13时，气囊注气入口11处于第一气囊腔6内。第一气囊腔6通过第一气体管线71连接有气体稳压器5，在第一气体管线71上设有气囊开关4。第一气体管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于模拟实验的伸缩气囊阀门(100)，其用于打开或关闭模拟地层中的裂缝流道(14)，包括：气缸(8)，在所述气缸内设有活塞(9)；与所述活塞固定连接的中空活塞杆，所述活塞杆能够在所述活塞的作用下产生轴向运动；包裹式设置在所述活塞杆上的气囊(12)，所述气囊能够通过充气实现径向膨胀；其中，所述活塞杆通过轴向运动能够使所述气囊进入或退出所述裂缝流道，并且所述气囊进入所述裂缝流道后能够通过充气膨胀而关闭所述裂缝流道。

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟实验的伸缩气囊阀门(100)，其用于打开或关闭模拟地层中的裂缝流道(14)，包括：气缸(8)，在所述气缸内设有活塞(9)；与所述活塞固定连接的中空活塞杆，所述活塞杆能够在所述活塞的作用下产生轴向运动；包裹式设置在所述活塞杆上的气囊(12)，所述气囊能够通过充气实现径向膨胀；其中，所述活塞杆通过轴向运动能够使所述气囊进入或退出所述裂缝流道，并且所述气囊进入所述裂缝流道后能够通过充气膨胀而关闭所述裂缝流道。2.根据权利要求1所述的伸缩气囊阀门，其特征在于，所述伸缩气囊阀门还包括与所述气缸连通的第一气囊腔(6)和第二气囊腔(13)，所述第二气囊腔处于所述模拟地层中并与所述裂缝流道连通。3.根据权利要求2所述的伸缩气囊阀门，其特征在于，在所述活塞杆的侧壁上设有气囊注气入口(11)，其中当所述气囊处于所述第二气囊腔时，所述气囊注气入口处于所述第一气囊腔内。4.根据权利要求3所述的伸缩气囊阀门，其特征在于，在所述活塞杆的侧壁上还设有气囊注气出口(2)，用于向所述气囊中充气而使其膨胀，其中当所述气囊处于所述第二气囊腔时，所述气囊注气出口也处于所述第二气囊腔内。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：何青水，刘金华，赵向阳，张进双，杨顺辉，周号博，李大奇，张华卫，王瑞瑶，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11