一种可脱手或回接的井下开关阀制造技术

本公开涉及一种可脱手或回接的井下开关阀，包括：阀本体，具有开启位置和关闭位置，从而能够相应地使所述井下开关阀处于闭合状态或连通状态；脱手工具，可拆卸地连接于所述阀本体，能够完成脱手动作并使所述阀本体处于关闭位置；以及回接工具，可插入地安装于所述阀本体，能够完成回接动作并使所述阀本体处于开启位置。因此，根据本公开实施例，能够保证在更换作业管柱、临时弃井、修井等作业时使油气流和井液阻断隔离，优化作业工艺，防止压井液漏失，减小油气流进入井筒造成的井控风险。

A kind of downhole on-off valve which can be released or connected back

【技术实现步骤摘要】
一种可脱手或回接的井下开关阀
本公开涉及石油、天然气测试、生产和维修作业器材领域，尤其涉及一种可脱手或回接的井下开关阀。
技术介绍
井下开关阀是用于石油天然气井的测试、生产和维修作业过程，作为井底防喷器在封隔器上部开、关井实现双向隔离的设备。相关的井下开关阀存在操作方式单一、在工作温度较低的环境下密封不可靠、作业安全性不足的问题。具体而言，传统的井下开关阀主要使用非金属密封(全氟醚或氟橡胶O形圈+支撑圈)，全氟醚材料价格昂贵，采购周期长，低温密封性能差，作业工具在地面无法进行高压差试验，氟橡胶不耐高温环境，另外此工具的零件较多，零件之间密封部位的数量也较多，因此大大增加工具下井使用的泄漏风险，造成很多作业失败的后果。并且市场同类工具无法将开、关井动作与脱手、回接动作分解操作，不能在脱手前对关井的密封隔离效果进行验封，也不能在回接后开井前对油套隔离密封效果进行验封。因此可能在关井(球阀关闭)不能密封的情况下使上部管柱脱手，无法避免因关井失败而管柱已脱开造成井涌的危险；也可能在回接后油套隔离未密封的情况下开井，无法避免油套隔离失败造成的油套串通的危险。此外，目前市场同类工具主要以机械操作为主。例如申请号为2018204287926的专利申请《一种机械操作可脱手回接式井下开关阀》属于存在此类问题。而在实际作业中受井况、井口装置、作业工艺等因素的影响，无法实施机械操作。也可能因为实际情况的变化需要临时变换操作方式，因此市场现有产品无法及时进行调整，会导致作业暂停等待，增加作业成本和井控风险。另外这些产品大多回接动作需要旋转上扣操作，操作难度大、易失败。而已有插入式结构，但因其结构缺陷操作成功概率低。而随着原油、天然气开发的发展需要，工具的承压能力和工作温度要求越来越高，而O形圈目前市场可用的耐高温高压工具工作压差为10000Psi；其密封主要使用非金属密封(全氟醚O形圈+支撑圈)，耐温最高230℃，但此材料价格昂贵，采购周期长，低温密封性能差，作业工具在地面无法进行高压差试验，另外此类工具的零件较多，零件之间密封部位的数量也较多，因此大大增加工具下井使用的泄漏风险，造成很多作业失败的后果。目前此类工具零件多，零件之间的密封部位数量也多，因此当该工具回接后作为完井管柱使用时，密封材料受温度、压力、工作年限影响较大，工作年限一般需要超过两年。而全氟醚O形圈+支撑圈的密封无法满足该需求。
技术实现思路
有鉴于此，本公开实施例提供一种井下开关井阀，用以保证在更换作业管柱、临时弃井、修井等作业时使油气流和井液阻断隔离，优化作业工艺，防止压井液漏失，减小油气流进入井筒造成的井控风险。在本公开的一个方面，提供一种可脱手或回接的井下开关阀，包括：阀本体，具有开启位置和关闭位置，从而能够相应地使所述井下开关阀处于闭合状态或连通状态；脱手工具，可拆卸地连接于所述阀本体，能够完成脱手动作并使所述阀本体处于关闭位置；以及回接工具，可插入地安装于所述阀本体，能够完成回接动作并使所述阀本体处于开启位置；其中，所述脱手工具和所述回接工具可进一步地由气体或液体压力驱动，分别使阀本体处于关闭、开启位置。在一些实施例中，所述阀本体包括：回接外筒，具有第一内孔结构；球阀机构，通过螺纹可拆卸地安装于所述第一内孔结构的下端，能够有选择地使所述第一内孔结构处于闭合状态或连通状态；以及限位套，通过螺纹安装于所述回接外筒的第一内孔结构中，并位于所述球阀机构的上侧。在一些实施例中，所述球阀机构包括：下座圈，下端通过外螺纹可拆卸地连接于所述回接外筒下端的内螺纹，具有与所述第一内孔结构相连通的第二内孔结构；球笼，嵌设于所述下座圈的上端与所述回接外筒之间，内部与所述下座圈之间形成空腔结构，且所述空腔结构与所述第二内孔结构相连通；球阀总成，可旋转地嵌设于所述空腔结构中，内部具有第三内孔结构，能够通过自身的旋转使所述第三内孔结构分别与所述第二内孔结构处于闭合状态或连通状态；以及球阀驱动装置，与所述球阀总成连接，用于驱动所述球阀总成旋转。在一些实施例中，所述球阀总成上开设有两个径向小孔所述球阀驱动装置包括：两个操作销，可滑动地安装于所述球笼上端的外侧，内侧表面设有径向球形凸耳，所述径向球形凸耳穿设于所述径向小孔之间，以带动所述球阀总成旋转，且所述操作销的内侧上端设有第一环形槽；弹性爪，设置于所述回接外筒的第一内孔结构中，上端具有圆环状的爪形结构，下端外侧设有第二环形槽，从而通过与所述第一环形槽形成镶嵌连接，使所述弹性爪与所述操作销连接。在一些实施例中，所述脱手工具包括：脱出短节，下端通过外螺纹与所述回接外筒的第一内孔结构上端的内螺纹可旋转地连接，内部具有与所述第一内孔结构贯通的第四内孔结构；第一破裂盘外筒，下端通过外螺纹与所述脱出短节上端的外螺纹可旋转地连接，内部具有与所述第四内孔结构连通的第五内孔结构；芯轴，可滑动地设置于所述第一破裂盘外筒的第五内孔结构中，所述芯轴的下端与所述弹性爪的爪形结构卡接，并与所述第一破裂盘外筒之间形成第一气路；以及第一破裂盘，密封设置于所述第一破裂盘外筒与所述芯轴之间的第一气路，能够有选择地使气体或液体进入所述第一气路。在一些实施例中，所述脱手工具包括：剪销，设置于所述脱出短节上端的径向孔与所述芯轴外侧的环形槽之间，用于限制所述脱出短节和所述芯轴沿上下方向的相对位置；减震垫，设置于所述第一破裂盘外筒和所述芯轴之间的第一可滑动间隙；其中，所述第一可滑动间隙与所述第一气路之间通过密封圈密封。在一些实施例中，所述第一破裂盘通过螺纹固定在第一破裂盘外筒的第五内孔结构上端的台肩上，可由所述第五内孔结构的内部压力驱动自身破碎，从而使气体或液体压力进入所述第一气路并推动所述芯轴在所述第一破裂盘外筒的第五内孔结构中向上端滑动。在一些实施例中，所述第一破裂盘通过螺纹固定在所述第一破裂盘外筒外圆上，可由所述第一破裂盘外筒的外部压力驱动自身破碎，从而使气体或液体进入所述第一气路并推动所述芯轴在所述第一破裂盘外筒的第五内孔结构中向上端滑动。在一些实施例中，所述回接工具包括：空气室外筒，下端可插入地连接于所述回接外筒的第一内孔结构中，并具有与所述第一内孔结构相连通的第六内孔结构；芯轴，从上端穿入所述空气室外筒的第六内孔结构中，与所述空气室外筒之间形成第二气路；第二破裂盘，密封设置于所述空气室外筒与所述芯轴之间的第二气路，能够有选择地使气体或液体进入所述第二气路；以及锚定爪，从所述空气室外筒下端穿装于所述空气室外筒外圆中部的台肩位置。在一些实施例中，所述回接工具包括：限位套，通过螺纹与所述空气室外筒下端可拆卸地连接在一起，并位于所述锚定爪的下端；三个闭合组件，穿设于所述空气室外筒下端的外圆周面，并位于所述限位套的下侧；以及导向接头，通过螺纹可拆卸地连接在所述空气室外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可脱手或回接的井下开关阀，其特征在于，包括：/n阀本体，具有开启位置和关闭位置，从而能够相应地使所述井下开关阀处于闭合状态或连通状态；/n脱手工具，可拆卸地连接于所述阀本体，能够完成脱手动作并使所述阀本体处于关闭位置；以及/n回接工具，可插入地安装于所述阀本体，能够完成回接动作并使所述阀本体处于开启位置；/n其中，所述脱手工具和所述回接工具可进一步地由气体或液体压力压力驱动，分别完成脱手动作和回接动作。/n

【技术特征摘要】
1.一种可脱手或回接的井下开关阀，其特征在于，包括：
阀本体，具有开启位置和关闭位置，从而能够相应地使所述井下开关阀处于闭合状态或连通状态；
脱手工具，可拆卸地连接于所述阀本体，能够完成脱手动作并使所述阀本体处于关闭位置；以及
回接工具，可插入地安装于所述阀本体，能够完成回接动作并使所述阀本体处于开启位置；
其中，所述脱手工具和所述回接工具可进一步地由气体或液体压力压力驱动，分别完成脱手动作和回接动作。


2.根据权利要求1所述的井下开关阀，其特征在于，所述阀本体包括：
回接外筒(14)，具有第一内孔结构；
球阀机构，通过螺纹可拆卸地安装于所述第一内孔结构的下端，能够有选择地使所述第一内孔结构处于闭合状态或连通状态；以及
限位套(15)，通过螺纹安装于所述回接外筒(14)的第一内孔结构中，并位于所述球阀机构的上侧。


3.根据权利要求2所述的井下开关阀，其特征在于，所述球阀机构包括：
下座圈(20)，下端通过外螺纹可拆卸地连接于所述回接外筒(14)下端的内螺纹，具有与所述第一内孔结构相连通的第二内孔结构；
球笼(18)，嵌设于所述下座圈(20)的上端与所述回接外筒(14)之间，内部与所述下座圈(20)之间形成空腔结构，且所述空腔结构与所述第二内孔结构相连通；
球阀总成(19)，可旋转地嵌设于所述空腔结构中，内部具有第三内孔结构，能够通过自身的旋转使所述第三内孔结构分别与所述第二内孔结构处于闭合状态或连通状态；以及
球阀驱动装置，与所述球阀总成(19)连接，用于驱动所述球阀总成(19)旋转。


4.根据权利要求3所述的井下开关阀，其特征在于，所述球阀总成(19)上开设有两个径向小孔(30)所述球阀驱动装置包括：
两个操作销(17)，可滑动地安装于所述球笼(18)上端的外侧，内侧表面设有径向球形凸耳(27)，所述径向球形凸耳(27)穿设于所述径向小孔(30)之间，以带动所述球阀总成(19)旋转，且所述操作销(17)的内侧上端设有第一环形槽(28)；
弹性爪(16)，设置于所述回接外筒(14)的第一内孔结构中，上端具有圆环状的爪形结构，下端外侧设有第二环形槽(29)，从而通过与所述第一环形槽形成镶嵌连接，使所述弹性爪(16)与所述操作销连接。


5.根据权利要求4所述的井下开关阀，其特征在于，所述脱手工具包括：
脱出短节(26)，下端通过外螺纹与所述回接外筒(14)的第一内孔结构上端的内螺纹可旋转地连接，内部具有与所述第一内孔结构贯通的第四内孔结构；
第一破裂盘外筒(21)，下端通过外螺纹与所述脱出短节(26)上端的外螺纹可旋转地连接，内部具有与所述第四内孔结构连通的第五内孔结构；
芯轴(22)，可滑动地设置于所述第一破裂盘外筒(21)的第五内孔结构中，所述芯轴(22)的下端与所述弹性爪(16)的爪形结构卡接，并与所述第一破裂盘外筒(21)之间形成第一气路；以及
第一破裂盘(24)，密封设置于所述第一破裂盘外筒(21)与所述芯轴(22)之间的第一气路，能够有选择地使气体或液体压力进入所述第一气路。


6.根据权利要求5所述的井下开关阀，其特征在于，所述脱手工具包括：
剪销(25)，设置于所述脱出短节(26)上端的径向孔(30)与所述芯轴(22)外侧的环形槽(31)之间，用于限制所述脱出短节(26)和所述芯轴(22)沿上下方向的相对位置；
减震垫(23)，设置于所述第一破裂盘外筒(21)和所述芯轴(22)之间的第一可滑动间隙；
其中，所述第一可滑动间隙与所述第一气路之间通过密封垫密封。


7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳荣，郭钢，陈娟，
申请(专利权)人：宝鸡市元亨石油设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61