一种液控井下全金属开关阀制造技术

技术编号:37229544 阅读:32 留言:0更新日期:2023-04-20 23:12
本实用新型专利技术涉及一种液控井下全金属开关阀,包括阀体和套设在所述阀体内的芯管,所述阀体和芯管之间形成环形空间,所述环形空间内由上至下依次安装有驱动机构、传动机构、内向球头组件和外向球头组件;所述芯管上设有第一过流槽,所述阀体上设有第二过流槽;所述内向球头组件上下移动连通或阻断所述第一过流槽和过流通道,所述外向球头组件上下移动连通或阻断所述第二过流槽和过流通道。所述液控井下全金属开关阀实现从地面对海上油田稠油热采注采一体化工艺技术中井下产液通道的开关进行控制,推动海上油田稠油热采注采一体化工艺技术发展。技术发展。技术发展。

【技术实现步骤摘要】
一种液控井下全金属开关阀


[0001]本技术涉及一种液控井下全金属开关阀,属于稠油热采领域。

技术介绍

[0002]在稠油热采领域,蒸汽吞吐作为主要开发模式,其分为蒸汽注入阶段、焖井阶段、放喷阶段、生产阶段,在注热过程中井下温度最高,井口注入蒸汽温度达350℃,注入压力近21MPa。苛刻的井下工况对井下工具提出了极高的要求,同时也造成采油成本偏高。为了进一步增产降本提效,海上油田研发出稠油热采(电潜泵)注采一体化工艺技术。
[0003]稠油热采(电潜泵)注采一体化工艺技术的实现需要从地面控制井下管柱状态进行切换,在前期注热期间关闭井下产液通道,保证350℃蒸汽正常注入,在之后生产期间打开井下产液通道,让地层中流体在地层压力作用下到达泵的吸入口。在常规开发中通常使用滑套来实现对产液通道的开关,但由于稠油热采井井下温度较高,现有滑套无法满足耐温350℃的工况要求,因而无法用于稠油热采领域配套的生产管柱工艺,这对实现稠油热采(电潜泵)注采一体化工艺技术提出了巨大挑战。

技术实现思路

[0004]针对上述问题,本技术的目的是提供一种液控井下全金属开关阀,实现从地面对海上油田稠油热采注采一体化工艺技术中井下产液通道的开关进行控制,推动海上油田稠油热采注采一体化工艺技术发展。
[0005]为实现上述目的,本技术采取以下技术方案:
[0006]本技术提供一种液控井下全金属开关阀,包括阀体和套设在所述阀体内的芯管,所述阀体和芯管之间形成环形空间,所述环形空间内由上至下依次安装有驱动机构、传动机构、内向球头组件和外向球头组件;
[0007]所述芯管上设有第一过流槽,所述阀体上设有第二过流槽;
[0008]所述内向球头组件和外向球头组件之间设有过流阀体,所述过流阀体内形成有过流通道,所述过流通道用于连通所述第一过流槽和第二过流槽;
[0009]所述驱动机构的底端通过所述传动机构与所述内向球头组件固定连接,并推动所述内向球头组件上下移动;
[0010]所述内向球头组件上下移动连通或阻断所述第一过流槽和过流通道,所述外向球头组件上下移动连通或阻断所述第二过流槽和过流通道;
[0011]初始状态下所述第一过流槽和过流通道连通,流体从芯管内通过所述第一过流槽进入至所述过流通道内,并向下推动所述外向球头组件,使所述过流通道和第二过流槽连通。
[0012]进一步的,所述过流阀体的顶端和底端均形成有密封面,所述内向球头组件的底面与所述过流阀体顶端的密封面形状配合,所述外向球头组件的顶面与所述过流阀体底部的密封面形状配合;
[0013]当所述内向球头组件的底面与所述过流阀体顶部的密封面抵接时,所述过流通道与所述第一过流槽断开,当所述内向球头组件的底面与所述过流阀体顶部的密封面分离时,所述第一过流槽和过流通道连通。
[0014]进一步的,所述本体包括由上至下依次连接的变扣、上接头、上段筒体、所述过流阀体、下段筒体、连接体和下接头;
[0015]所述驱动机构和内向球头组件设置在所述上段筒体与芯管形成的环形空间内;
[0016]所述过流阀体的外径的顶端和底端分别与所述上段筒体和下段筒体固定连接,所述过流阀体的内径与所述芯管密封接触;
[0017]所述上接头内设有与所述驱动机构连通的液压通道,并通过所述液压通道向驱动机构内输入控制压力,在所述控制压力的作用下,所述驱动机构带动所述传动机构和内向球头组件上下移动;
[0018]所述第二过流槽设置在所述下段筒体上,所述外向球头组件设置在所述下段筒体与所述芯管形成的环形空间内。
[0019]进一步的,所述驱动机构包括液压组件、上压环和下压环,所述液压组件的顶端和底端分别通过所述上压环和下压环固定安装在所述上段筒体和芯管之间。
[0020]进一步的,所述液压组件包括密封接头、承压筒、芯轴、焊接头和弹性部件,所述密封接头的顶端设有控制管线接口,所述控制管线接口与所述上接头内部液压通道之间通过控制管线连通,所述控制管线接口的底端与所述承压筒密封固定连接,所述承压筒的底端与所述焊接头密封固定连接,所述芯轴依次穿过所述密封接头、承压筒和焊接头,所述芯轴的底端从所述焊接头伸出,所述弹性部件套设在所述芯轴的外侧,在所述控制压力的作用下所述芯轴向下压缩所述弹性部件。
[0021]进一步的,所述传动机构包括传动推环和传动芯管,所述传动推环与所述芯轴的底端固定连接,所述传动芯管的顶端与所述传动推环固定连接,所述第一过流槽设置在所述传动芯管上,所述芯管包括固定芯管和所述传动芯管,所述驱动机构位于所述固定芯管与上段筒体之间形成的环形空间内,所述传动机构、内向球头组件和外向球头组件位于所述传动芯管和阀体之间的环形空间内。
[0022]进一步的,所述内向球头组件套设在所述传动芯管的顶部,所述内向球头组件包括内向弹簧座、内向导向螺钉、内向预紧弹簧和内向球头,所述内向弹簧座为环形,所述内向导向螺钉包括多个,多个所述内向导向螺钉沿着圆周方向阵列安装在所述内向弹簧座上,每个所述内向导向螺钉上均固定套设有一个内向预紧弹簧,所述内向球头上与所述内向导向螺钉相对的位置处设有导向槽,所述内向导向螺钉插设在对应的导向槽并在外力作用下沿所述导向槽滑动,当所述内向球头组件向下运动与所述过流阀体的顶面抵接时,所述第一过流槽和所述过流通道断开,当所述内向球头组件向上运动与所述过流阀体的顶面分离时,所述第一过流槽和过流通道连通。
[0023]进一步的,所述外向球头组件设置在所述下段筒体和连接体形成的环形空间内,所述外向球头组件包括外向球头、外向导向螺钉、外向预紧弹簧和外向弹簧座,所述外向球头的顶面形成有与所述过流阀体底部密封面相配合的内凹的弧形面,所述外向导向螺钉固定在所述外向弹簧座上,所述外向预紧弹簧套设在所述外向导向螺钉上,所述外向预紧弹簧的底端和顶端分别固定在所述外向弹簧座和外向球头上,所述外向球头的底部设有与所
述外向导向螺钉相配合的导向凹槽,初始状态时,所述外向预紧弹簧为压缩状态,所述外向球头与所述过流通道的底端相抵接,所述第二过流槽和过流通道断开。
[0024]进一步的,所述下接头内部中空,所述液控井下全金属开关阀还包括动力缓冲组件,所述动力缓冲组件固定安装在所述下接头内,所述动力缓冲组件的顶端与所述传动芯管连接,用于缓冲所述内向球头组件向下运动的作用力。
[0025]进一步的,所述动力缓冲组件包括动力弹簧芯管、动力弹簧支架、第一动力弹簧推环、第二动力弹簧推环、第一动力弹簧、第二动力弹簧、动力弹簧座、若干动力弹簧导杆、第一开口挡环和第二开口挡环,所述动力弹簧芯管、传动芯管和固定芯管被配置为共同形成所述芯管,若干所述动力弹簧导杆的底端沿着圆周方向阵列固定在所述动力弹簧座上,所述动力弹簧导杆的顶端螺母固定,所述动力弹簧支架套设在若干所述动力弹簧导杆外,所述第一动力弹簧固定套设在所述动力弹簧导杆上且位于所述动力弹簧支架内,所述第一动力弹簧的底端与所述动力弹簧支架的底端抵接,所述第一本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液控井下全金属开关阀,其特征在于,包括阀体和套设在所述阀体内的芯管,所述阀体和芯管之间形成环形空间,所述环形空间内由上至下依次安装有驱动机构、传动机构、内向球头组件和外向球头组件;所述芯管上设有第一过流槽,所述阀体上设有第二过流槽;所述内向球头组件和外向球头组件之间设有过流阀体,所述过流阀体内形成有过流通道,所述过流通道用于连通所述第一过流槽和第二过流槽;所述驱动机构的底端通过所述传动机构与所述内向球头组件固定连接,并推动所述内向球头组件上下移动;所述内向球头组件上下移动连通或阻断所述第一过流槽和过流通道,所述外向球头组件上下移动连通或阻断所述第二过流槽和过流通道;初始状态下所述第一过流槽和过流通道连通,流体从芯管内通过所述第一过流槽进入至所述过流通道内,并向下推动所述外向球头组件,使所述过流通道和第二过流槽连通。2.根据权利要求1所述的液控井下全金属开关阀,其特征在于,所述过流阀体的顶端和底端均形成有密封面,所述内向球头组件的底面与所述过流阀体顶端的密封面形状配合,所述外向球头组件的顶面与所述过流阀体底部的密封面形状配合;当所述内向球头组件的底面与所述过流阀体顶部的密封面抵接时,所述过流通道与所述第一过流槽断开,当所述内向球头组件的底面与所述过流阀体顶部的密封面分离时,所述第一过流槽和过流通道连通。3.根据权利要求1所述的液控井下全金属开关阀,其特征在于,所述阀体包括由上至下依次连接的变扣、上接头、上段筒体、所述过流阀体、下段筒体、连接体和下接头;所述驱动机构和内向球头组件设置在所述上段筒体与芯管形成的环形空间内;所述过流阀体的外径的顶端和底端分别与所述上段筒体和下段筒体固定连接,所述过流阀体的内径与所述芯管密封接触;所述上接头内设有与所述驱动机构连通的液压通道,并通过所述液压通道向驱动机构内输入控制压力,在所述控制压力的作用下,所述驱动机构带动所述传动机构和内向球头组件上下移动;所述第二过流槽设置在所述下段筒体上,所述外向球头组件设置在所述下段筒体与所述芯管形成的环形空间内。4.根据权利要求3所述的液控井下全金属开关阀,其特征在于,所述驱动机构包括液压组件、上压环和下压环,所述液压组件的顶端和底端分别通过所述上压环和下压环固定安装在所述上段筒体和芯管之间。5.根据权利要求4所述的液控井下全金属开关阀,其特征在于,所述液压组件包括密封接头、承压筒、芯轴、焊接头和弹性部件,所述密封接头的顶端设有控制管线接口,所述控制管线接口与所述上接头内部液压通道之间通过控制管线连通,所述控制管线接口的底端与所述承压筒密封固定连接,所述承压筒的底端与所述焊接头密封固定连接,所述芯轴依次穿过所述密封接头、承压筒和焊接头,所述芯轴的底端从所述焊接头伸出,所述弹性部件套设在所述芯轴的外侧,在所述控制压力的作用下所述芯轴向下压缩所述弹性部件。6.根据权利要求5所述的液控井下全金属开关阀,其特征在于,所述传动机构包括传动推环和传动芯管,所述传动推环与所述芯轴的底端固定连接,所述传动芯管的顶端与所述
传动推环固定连接,所述第一过流槽设置在所述传动芯管上,所述芯管包括固定芯管和所述传动芯管,所述驱动机构位于所述固定芯管与上段筒体之间形成的环形空间内,所述传动机构、内向球头组件和外向球头组件位于所述传动芯管和阀体之间的环形空间内。7.根据权利要求6所述的液控井下全...

【专利技术属性】
技术研发人员:于继飞刘海英李孟龙柳沣洵刘波辛野闫新江杨阳张晓彤
申请(专利权)人:中海石油中国有限公司
类型:新型
国别省市:

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