一种新型潜油电泵井用单流阀制造技术

本实用新型专利技术公开的是一种新型潜油电泵井用单流阀，本单流阀包括阀体、挡板和阀球，阀体为一体制造，挡板中设有液流孔且安装在阀体内，挡板的液流孔设在挡板中心孔外周的板体中；阀杆安装在挡板的中心孔内，阀球与阀杆连接，阀杆能够在挡板中移动，阀球能够跟随阀杆在阀体中的球座与挡板之间上下移动。单流阀的阀体为整体加工，避免井液对螺纹连接部位的冲刷所造成的腐蚀和断裂以及腐蚀和断裂后引发的油井停产和因单流阀断裂造成单流阀以下的电缆、油管、机组等落入井内带来的巨额井下作业费用。同时改变了阀球的运动方式，有效防止了阀球在阀体内滚动带来的“刷锅”效应，避免对阀体内壁的磨损。阀体内壁的磨损。阀体内壁的磨损。

【技术实现步骤摘要】
一种新型潜油电泵井用单流阀


[0001]本技术涉及石油工业潜油电泵井生产管柱中连接的单流阀，特别是一种新型潜油电泵井用单流阀。

技术介绍

[0002]潜油电泵井的生产管柱中一般都要下入单流阀，其位置位于电泵以上第1根油管的上端，与油管的连接方式为丝扣连接。单流阀的作用有二：
[0003]一是防止电泵被卸扣：按照电泵的电气部件设计，电泵工作时，电泵下到井内后，由上往下看，电泵的泵轴、叶轮的旋转方向是逆时针旋转，而电泵泵壳与泵接头之间丝扣连接方式是顺时针丝扣连接。在电泵工作中出现临时停机时，若没有下入单流阀，油管内的液体会下落到电泵内，带动电泵内的叶轮顺时针转动，并引起泵壳与泵接头之间发生相对顺时针旋转，产生卸扣现象，不仅造成电泵内部的漏失，严重时电泵泵壳与泵头因连接丝扣完全被卸开，电泵泵壳会与泵头发生脱落，整个电泵就落入井内，从而造成电泵失效停产，并需要打捞出落井的电泵。
[0004]二是减少启动压力：潜油电泵中的泵为离心泵，采出的是混相流液体，基本上遵循伯努利方程的要约；伯努利方程为:p+1/2ρv2+ρgh=C,其中p为流体中某点的压强，v为流体该点的流速，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为该点所在高度，C是一个常量。电泵刚启动时出口流速为0，按照伯努利方程，泵出口压力p只与液体高度有关，而且与泵出口处液体高度h成反比关系。当电泵上方管柱中装有单流阀，就关闭了油管内液体向下流动的通道，单流阀以上到井口位置的油管内就充满井液，相当于此处液体的高度h为最大，这样潜油电泵的启动所需要的压强或称压力就最小，需要很小的负荷就会将电泵启动起来。若不安装单流阀，电泵上端油管内液体向下流动电泵内，电泵出口处的液体的高度很小，需要的压强或称压力就很大，就需要非常大的负荷启动；过大的负荷需要的电流强度会很大，可能会超过电泵本身允许的额定电流，从而对电泵、电缆等会产生非常大的冲击，有可能会烧毁电泵、电缆。
[0005]因而电泵管柱中在电泵上端安装单流阀是很有必要的。
[0006]为了便于加工生产，目前潜油电泵井在用的单流阀与抽油泵井用固定凡尔的内部结构基本相似。但是，潜油电泵井与抽油泵井相比生产方式存在较大的差异，潜油电泵井产液量一般都在100方/日以上，是抽油泵井产液量的5
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10倍；潜油电泵井油压一般在1.2Mpa以上，比抽油泵井高1Mpa。
[0007]由于潜油电泵井产液量较高，对地层的破坏力大，因而井液中普遍含砂量较高，有些油田的电泵井中含砂都在0.01
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0.03%以上，生产时井液中的砂粒会对单流阀中金属部件内壁产生较大的冲击和破坏力量并且由于潜油电泵井含水较高，一般在90%以上，矿化度较大，有些油田中含水的矿化度更是达到了3000mg/L以上。油田含水的矿化度越大，对金属的腐蚀就越严重，而抽油机井中井液的含水在20
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50%之间，矿化度一般比潜油电泵井小，因而相对于抽油泵而言，电泵井井液对单流阀中金属部件的腐蚀性更大。所以，尽管单流阀的结
构基本相似，但是由于工作条件的不同，潜油电泵井中的单流阀特别容易损坏。
[0008]由于潜油电泵井中单流阀结构的原因，潜油电泵井因单流阀漏失、单流阀断裂等原因造成躺井的现象不断增加，而且有些井的平均生产周期只有320天。单流阀不仅造成油井停产而且因单流阀断裂还能造成单流阀以下的电缆、油管、机组等落入井内。带来打捞施工作业，而且其打捞难度大，占井周期长，更有电泵井因单流阀断裂、造成机组落井的打捞施工作业，历时55天才将落物打捞出来。不仅大幅增加了作业费用，增加了生产成本，而且因作业占井时间较长，不能进行正常的原油生产，造成了较大的原油产量损失。
[0009]为了解决上述问题，从拆解的损坏单流阀内部结构分析，造成漏失断裂的主要原因有两个：
[0010]一是：单流阀为分体加工，中间用丝扣连接，连接处存在间隙。由于高压、高矿化度的含砂液体在丝扣连接部位连续冲刷，造成连接部位壳壁的腐蚀、损伤、破损，严重时造成该处断裂。
[0011]二是：由于高排量、高压液体在上升过程中通过单流阀时，顶着阀球上移。阀球在阀座内的运动方式为滚动加旋转的综合运动，俗称“刷锅”，长期的滚动磨擦，造成单流阀阀体内壁磨损出洞眼、进而断裂。
[0012]由于以上单流阀的工作特点和结构原因，潜油电泵井的采出液对于单流阀的内部构件造成较大的冲击、腐蚀，从而形成较为严重的损伤。
[0013]经检索，目前还有以下潜油电泵机组使用的单流阀：
[0014]授权公告号CN100570156C公开的一种潜油电泵用自回流单流阀，阀体中上部壁上开有外泄油孔，阀体内设有内外带环形台阶的阀芯，阀芯上下变径端分别置于阀体的上接头及下接头内，阀芯下部壁上开有进油孔，阀芯上部壁上开有与泄油孔相对应的内泄油孔，阀芯内环形台阶上设有阀球，上接头内设有阀球挡板。
[0015]上述潜油电泵用自回流单流阀将单流阀及泄油阀的工作特点结合到一起，并且能够自动泄油，开关效果好。
[0016]但这种自回流单流阀在含砂井工作时，井液中的砂砾会堵塞阀球挡板的流道，导致井液无法被及时举升到地面，耽误油田开采；在稠油井工作时，由于阀体内井液粘度较大，并且阀球挡板的流道比较窄，导致井液通过流道速度过于缓慢，油田开采效率降低。同时也是分体制造，容易漏失和断裂。
[0017]授权公告号CN205446829U公开的一种新型结构潜油电泵自回流单流阀，包括阀体，设于阀体内部的支撑座，设于阀体内部顶端的阀块挡板和设于阀块挡板上的通油孔，支撑座上部设有滤网，滤网上部设有阀块，阀块两侧还固定有滑板，阀体内壁设有与滑板配合的凹槽。
[0018]上述技术能够有效防止阀体内通油孔被堵塞，还可以降低井液的粘度，保证油田开采的效率。
[0019]但是这种自回流单流阀只是解决阀体内通油孔被堵塞的问题，由于其改进不涉及对阀球在阀体内运动轨迹的的改变，所以不能解决单流阀阀体内壁因被阀球滚动造成的内壁磨损、断裂问题；同时该改进也不涉及增加对阀体内壁的保护，不能解决高含砂、高矿化度井液对阀体内壁的腐蚀、冲刷等造成的内壁破损出洞眼的漏失和断裂等问题。
[0020]授权公告号CN216518579U公开的一种潜油电泵用单流防砂止回阀，包括上运输
帽、上连接头、壳体、单向阀阀芯、下连接头、外螺纹运输帽，所述上运输帽与上连接头通过螺纹连接，壳体的一端与上连接头固定连接，壳体的另一端与下连接头固定连接，下连接头与外螺纹运输帽通过螺纹连接，单向阀阀芯滑动设置在壳体内；所述单向阀阀芯包括阀体、阀瓣、阀芯密封体，阀体与阀瓣固定连接，阀瓣与阀芯密封体固定连接，所述阀体的外侧壁上均匀设有矩形螺纹槽；阀体的侧壁通过矩形螺纹槽能够存油液，在阀体滑动时能够起到润滑作用，避免阀体因砂子堵塞不能滑动。
[0021]上述技术在潜油泵电泵正常工作时，水流推动单向阀阀芯向上连接头运动，阀体将排砂孔堵住，水流通过阀瓣和阀体，当潜油泵的电机停机时，单向阀阀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型潜油电泵井用单流阀，包括阀体、挡板和阀球，其特征是：阀体为一体制造，挡板中设有液流孔且安装在阀体内，挡板的液流孔设在挡板中心孔外周的板体中；阀杆安装在挡板的中心孔内，阀球与阀杆连接，阀杆能够在挡板中移动，阀球能够跟随阀杆在阀体中的球座与挡板之间上下移动。2.如权利要求1所述的一种新型潜油电泵井用单流阀，其特征是，所述阀体的内腔是非等径内腔，上部内腔设有内螺纹、中部内腔的螺纹能够与挡板连接；阀体中的球座位于挡板的下方且由小于上方阀体内腔的台阶构成，球座下方的内腔设有喇叭形过渡段，阀体的下部外壁设有外螺纹。3.如权利要求2所述的一种新型潜油电泵井用单流阀，其特征是，所述阀体两端的内螺纹和外螺纹均是油管螺纹且能够分别与单流阀上下两端的油管螺纹连接，所述阀体中球座的中心孔小于阀球的外径。4.如权利要求2或3所述的一种新型潜油电泵井用单流阀，其特征是，所述挡板的中心孔是多棱孔。5.如权利要求4所述的一种新型潜油电泵井用单流阀，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王滨，贾宇轩，冯虎，张德崇，路广娥，董雨萌，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：新型
国别省市：