封隔器的坐封阀的制作方法

专利2022-06-29  116


本实用新型涉及油田压裂技术领域,尤其涉及一种封隔器的坐封阀。



背景技术:

压裂技术是指通过向地层内泵入含有支撑剂的液体,形成一个人工的通道以加大泄流面积,提供地层油气的采收率。随着工业化的迅速发展,对能源的需求量越来越大,加重了对石油等矿物能源的开采,使得已发现的主力油田开采已经进入某种程度上的枯竭期,为了缓解油气供应不足,压裂技术已成为提高油气井产量的重要手段。

通常,在压裂作业中,压裂管柱以k344封隔器为核心工具,压裂管柱下入井筒中的预定位置后,通过压裂车组大排量油管注入液体,液体经过端部喷砂器或侧孔喷砂器的出液孔时产生节流,形成油、套管节流压差,迫使k344封隔器扩张坐封,进而完成压裂施工。

然而,现有技术在压裂作业之前,无法对压裂管柱中的封隔器进行验封,无法判断工具和管串的完好性,当压裂作业时才发现封隔器无法坐封,导致压裂作业无法进行,损失大。



技术实现要素:

本实用新型提供一种封隔器的坐封阀,能够在压裂作业之前对压裂管柱中的封隔器进行验封,检测工具和管串的完好性。

本实用新型提供的一种封隔器的坐封阀,包括:壳体、第一固定座和活动组件;

壳体内设有容纳腔,第一固定座和活动组件位于容纳腔内,壳体上设有与容纳腔连通的第一进液口和出液口;

第一固定座与壳体内侧壁连接,第一固定座位于第一进液口与活动组件之间,第一固定座上具有与第一进液口连通的第二进液口;

活动组件包括第二固定座和与第二固定座连接的活动座,出液口位于第二固定座与第一固定座之间,活动座可沿壳体的内测壁滑动且封堵第二进液口。

作为一种可选的方式,本实用新型提供的封隔器的坐封阀,

壳体为管状,壳体的第一端封闭,壳体的第二端为第一进液口,第一进液口与第二进液口同轴设置,第二进液口为锥状,第二进液口的大径端与第一进液口连通,第二进液口的小径端与活动座相对。

作为一种可选的方式,本实用新型提供的封隔器的坐封阀,

活动组件还包括伸缩件,第二固定座和活动座通过伸缩件连接,活动座上具有封堵块,封堵块与第二进液口的小径端相对。

作为一种可选的方式,本实用新型提供的封隔器的坐封阀,

第一固定座上具有至少一个台阶孔,台阶孔与第一进液口连通,台阶孔内具有活动块,活动块位于台阶孔的大内径孔内,并封堵所述台阶孔的小内径孔,且所述活动块可沿台阶孔的大内径孔的内侧壁移动;

第二固定座上具有至少一个通孔,各通孔与台阶孔的小内径孔相对。

作为一种可选的方式,本实用新型提供的封隔器的坐封阀,

出液口的数量为多个,出液口的直径为5-10mm。

作为一种可选的方式,本实用新型提供的封隔器的坐封阀,

台阶孔的大内径孔内具有隔板,活动块位于隔板与台阶孔的小内径孔之间。

作为一种可选的方式,本实用新型提供的封隔器的坐封阀,

活动块和封堵块为球状。

作为一种可选的方式,本实用新型提供的封隔器的坐封阀,

第二固定座与壳体的内侧壁通过螺纹连接,第一固定座与壳体内侧壁通过螺纹连接。

作为一种可选的方式,本实用新型提供的封隔器的坐封阀,

还包括引导件,引导件与壳体的第一端连接以封闭壳体的第一端。

作为一种可选的方式,本实用新型提供的封隔器的坐封阀,

伸缩件为伸缩杆或弹簧。

本实用新型提供的封隔器的坐封阀,具体结构包括壳体、第一固定座和活动组件,壳体内设有容纳腔,第一固定座和活动组件位于容纳腔内,壳体上设有与容纳腔连通的第一进液口和出液口,第一固定座与壳体内侧壁连接,第一固定座位于第一进液口与活动组件之间,第一固定座上具有与第一进液口连通的第二进液口,活动组件包括第二固定座和与第二固定座连接的活动座,出液口位于第二固定座与第一固定座之间,活动座可沿壳体的内侧壁滑动且封堵第二进液口。能够在压裂作业之前,对压裂管柱中的封隔器进行验封,有效减少管柱异常时的损失。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的一种封隔器的坐封阀的结构示意图;

图2为本实用新型实施例二提供的一种封隔器的坐封阀的结构示意图。

附图标记说明

10-壳体;

101-容纳腔;

102-第一进液口;

103-出液口;

11-第一固定座;

111-第二进液口;

112-台阶孔;

12-活动组件;

121-活动座;

1211-通孔;

122-第二固定座;

123-伸缩件;

13-引导件;

14-固定件;

15-封堵块;

16-活动块;

17-隔板。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

压裂技术是指通过向地层内泵入含有支撑剂的液体,形成一个人工的通道以加大泄流面积,提供地层油气的采收率。随着工业化的迅速发展,对能源的需求量越来越大,加重了对石油等矿物能源的开采,使得已发现的主力油田开采已经进入某种程度上的枯竭期,为了缓解油气供应不足,压裂技术已成为提高油气井产量的重要手段。通常,在压裂作业中,压裂管柱以封隔器为核心工具,压裂管柱下入井筒中的预定位置后,通过压裂车组大排量油管注入液体,液体经过端部喷砂器或侧孔喷砂器的出液孔时产生节流,形成油、套管节流压差,迫使封隔器扩张坐封,进而完成压裂施工。然而,在压裂作业之前,无法对压裂管柱中的封隔器进行验封,无法判断工具和管串的完好性,当压裂作业时才发现封隔器无法坐封,导致压裂作业无法进行,损失大。

为了解决在压裂作业之前,无法对压裂管柱中的封隔器进行验封,无法判断工具和管串的完好性,在管柱异常时作业而导致损失大的问题,本实用新型提供的一种封隔器的坐封阀,具体结构包括壳体、第一固定座和活动组件,壳体内设有容纳腔,第一固定座和活动组件位于容纳腔内,壳体上设有与容纳腔连通的第一进液口和出液口,第一固定座与壳体内侧壁连接,第一固定座位于第一进液口与活动组件之间,第一固定座上具有与第一进液口连通的第二进液口,活动组件包括第二固定座和与第二固定座连接的活动座,出液口位于第二固定座与第一固定座之间,活动座可沿壳体的内侧壁滑动且封堵第二进液口。能够在压裂作业之前,对压裂管柱中的封隔器进行验封,有效减少管柱异常时的损失。

图1为本实用新型实施例提供的一种封隔器的坐封阀的结构示意图。如图1所示,本实用新型提供的封隔器的坐封阀,具体可以包括壳体10、第一固定座11和活动组件12。

其中,壳体10内设有容纳腔101,第一固定座11和活动组件位于容纳腔101内,壳体10上设有与容纳腔101连通的第一进液口102和出液口103;第一固定座11与壳体10内侧壁连接,第一固定座11位于第一进液口102与活动组件12之间,第一固定座11上具有与第一进液口102连通的第二进液口111;活动组件12包括第二固定座122和与第二固定座122连接的活动座121,出液口103位于第二固定座122与第一固定座11之间,活动座121可沿壳体10的内侧壁滑动且封堵第二进液口111。

液体从第一进液口102进入壳体10的容纳腔101内,再进入第二进液口111,由于第二进液口111的口径小于第一进液口102的口径,且活动组件12上的出液口较小,因此,会产生一个节流压差,节流压差产生冲击力,推动活动组件12移动,当活动组件12的顶端低于出液口103顶端时,出液口103的出液面积随着活动组件12的移动而逐渐变大,节流压差逐渐减小,当活动组件12的反弹力与节流压差产生的冲击力平衡时,活动组件12不再移动,形成稳定压差,进而封隔器在内外压差的作用下完成坐封。

其中,第一固定座11位于容纳腔101内,为了方便第一固定座11与壳体10内侧壁连接,可以在壳体10的内侧壁上加工内螺纹,在第一固定座11上加工与壳体10的内侧壁上的内螺纹相匹配的外螺纹,第一固定座11与壳体10内侧壁通过螺纹旋拧的方式连接。

作为一种可选的方式,还可以在壳体10的内侧壁上加工一个凹槽,在第一固定座11上加工与凹槽相匹配的凸起,凸起卡合在凹槽内,从而实现第一固定座11与壳体10内侧壁的连接。

具体的,壳体10为管状,可以是圆形管,方形管、多边形管等任意形状,且壳体10的一端可以为开口结构,并与壳体10内的容纳腔101连通作为第一进液口102,开口结构的形状可以是圆形、方形、多边形等。其中,壳体可以是非金属管,可以通过注塑的方式一体成型,也可以是金属管,通过铸造的方式一体成型,也可以通过机械加工的方式加工而成,对此,本实施不作限制。

其中,需要说明的是,封隔器的坐封阀是安装在管柱的下方,因此,第一进液口102的形状与管柱中与第一进液口102相连接部位的形状相匹配。可选的,第一进液口102的形状可以是圆形、方形、多边形等。

具体的,当液体从第一进液口102进入容纳腔101内后,为了使液体产生一定的压差,通过压差使活动组件12移动,因此,在第一固定座11上设置第二进液口111,优选的,第二进液口111可以为锥形孔,并使第二进液口111与第一进液口102连通,由于第二进液口111的口径逐渐变小,会产生一个节流压差,当节流压差产生的冲击力大于活动组件12的反弹力时,活动组件12开始移动。

其中,活动组件12包括第二固定座122和第二固定座122连接的活动座121,出液口103位于第二固定座122与第一固定座11之间,且活动座121封堵第二进液口111,在节流压差的冲击力作用下,活动座121被顶开,且活动座121沿壳体10的内侧壁滑动。

具体的,第二固定座122位于容纳腔内并与壳体10的内侧壁连接,优选的,可以在第二固定座122的外侧壁上加工外螺纹,在壳体10的内侧壁上加工与外螺纹相匹配的内螺纹,第二固定座122通过与壳体10内侧壁螺纹旋拧的方式进行连接,由于第二固定座122与壳体10内侧壁是螺纹旋拧的方式连接的,因此,通过螺纹旋拧可以调节第二固定座122在壳体内侧壁的位置。

具体的,活动座121在节流压差产生的冲击力作用下移动,当活动座121移动到低于出液口103的顶端时,随着活动座121继续沿着壳体10的内侧壁移动,出液口103的出液面积越来越大,因而管柱内的节流压差越来越小,当节流压差产生的冲击力与活动座121下方的伸缩件的反弹力平衡时,活动座121不再移动,达到一个相对平衡的状态,从而实现封隔器坐封,实现了在压裂作业之前,通过封隔器的坐封阀实现对管柱中的封隔器提前验封的工作,有效减少管柱异常时的损失。

在验封时,将封隔器的坐封阀连接在压裂管柱的最下端,当压裂管柱下到位后,可以用水泥车给管柱内泵入带有一定压力的清水等液体,液体通过封隔器的坐封阀时,由于壳体10上的第一进液口102的口径大于第一固定座11上的第二进液口111的口径,而活动座121上的出液孔较小,因此,管柱内会产生较大的节流压差,节流压差产生的冲击力将活动座121顶开并沿着壳体10的内侧壁移动,当活动座121移动超过出液口103的顶端时,则出液面积越来越大,相应的,管柱内的节流压差越来越小,当管柱内节流压差产生的冲击力与活动座121下方伸缩件的反弹力相互平衡时,活动座121不再移动,处于一个相对平衡的状态,从而完成封隔器的坐封,实现了在压裂作业之前,对管柱内的封隔器进行提前验封的工作,有效减少了管柱异常时的损失。

由于封隔器等随着管柱在井内工作,管柱内压力是否平衡不好确定,因此,为了更好的观察井内封隔器是否坐封,可以在井外设置一个与管柱内的封隔器的坐封阀相连的一个压力表,通过观察压力表的变化就可以判断封隔器是否坐封,当管柱内的节流压差较大时,压力表上的压力值也比较大且是不断变化的,当管柱内的节流压差产生的冲击力与活动座121下方伸缩件的反弹力相互平衡时,这是,压力表上的压力值为一个定值,进而判断封隔器坐封。

本实施提供的封隔器的坐封阀,通过设置壳体、第一固定座和活动组件,其中,壳体内设有容纳腔,第一固定座和活动组件位于容纳腔内,壳体上设有与容纳腔连通的第一进液口和出液口,第一固定座与壳体内侧壁连接,第一固定座位于第一进液口与活动组件之间,第一固定座上具有与第一进液口连通的第二进液口,活动组件包括第二固定座和与第二固定座连接的活动座,出液口位于第二固定座与第一固定座之间,活动座可沿壳体的内侧壁滑动且封堵第二进液口。能够在压裂作业之前,对压裂管柱中的封隔器进行验封,有效减少管柱异常时的损失。

可选的,壳体10为管状,壳体10的第一端封闭,壳体10的第二端为第一进液口102,第一进液口102与第二进液口111同轴设置,第二进液口111为锥状,第二进液口111的大径端与第一进液口102连通,第二进液口111的小径端与活动座121相对。

其中,第一进液口102的形状可以为圆形、方形、多边形等,第二进液口111的大径端的形状与第一进液口102的形状相匹配,为了管柱内产生的节流压差在各点处相对均衡,因此,使第一进液口102与第二进液口111同轴设置。

进一步的,为了使管柱内产生节流压差,通过节流压差产生的冲击力推动活动座121移动,优选的,将第二进液口111可以设置为锥状,使第二进液口111的大径端的口径远远大于小径端的口径。液体在流动过程中,由于进液口102的口径远大于第二进液口111的口径,且活动座121上的出液孔比较小,或者活动座121上没有出液孔,液体仅从活动座121与壳体内侧壁的间隙流出,因此,管柱内会产生比较大的节流压差,节流压差会产生比较大的冲击力,进而,冲击力推动活动座121沿着壳体侧壁移动。

进一步的,活动组件12还包括伸缩件123,第二固定座122和活动座121通过伸缩件123连接,活动座121上具有封堵块15,封堵块15与第二进液口111的小径端相对。

其中,伸缩件123可以是金属件,也可以是非金属件,对此,本实施例不作限制。

伸缩件123可以是压缩弹簧,同时,还可以在壳体10的内侧壁上设置滑道,在活动座121上设置与滑道相匹配的滑块,使活动座121在冲击力的作用下在滑道内滑动。或者可以在活动座121上设置凹槽,伸缩件123的一端设置在凹槽内,在第二固定座122上也设置凹槽,伸缩件123的另一端设置在第二固定座122上的凹槽内,实现对伸缩件123的径向进行限制,防止伸缩件123在受到冲击力时在径向来回摇摆。

可选的,活动座121上具有封堵块15,通过在活动座121上设置封堵块15,封堵块15的部分位于活动座121上,且封堵块15将第二进液口111的小径端封堵,当液体从第一进液口102进入第二进液口111时,由于液体与封堵块15的接触面积为封堵块15封堵第二进液口111的小径端部分,因此,液体节流压差产生的冲击力主要集中在封堵块15的封堵部分,因此,当冲击力大于伸缩件123的最大支撑力时,封堵块15被顶开,封堵块15与活动座121随着伸缩件123的压缩而移动。

其中,封堵块可以是金属件,也可以是非金属件。封堵块15的形状可以是圆形、椭圆形、三角形等任意形状,只要将第二进液口111的小径端封堵即可。

可选的,封堵块15为球状,例如:钢球。当封堵块15为球状时,若管柱内产生节流压差,节流压差产生的冲击力则主要集中在封堵块15与第二出液口111小径端相对应部分的弧面上,相对于平面,球面被顶开所需要的冲击力更小一些,因此,水泥车等装备只需对管柱内泵入少量加压的液体,且不需要持续的给管柱内泵入大量的液体,进而通过节流压差产生的冲击力将封堵块15顶开,使活动座121随着伸缩件123的压缩而沿着壳体的内侧壁滑动,实现坐封。

在验封时,将封隔器的坐封阀连接在压裂管柱的最下端,并在地面上设置与封隔器的坐封阀相连接的压力表,用于测量管柱内的压力,当压裂管柱下到位后,可以用水泥车给管柱内泵入带有一定压力的清水等液体,液体通过封隔器的坐封阀时,由于壳体10上的第一进液口102的口径大于第一固定座11上的第二进液口111的口径,而活动座121上的出液孔较小,且伸缩件123的一端与第二固定座122连接,另一端与活动座121连接,伸缩件123用于支撑活动座121,当管柱内的节流压差产生的冲击力大于伸缩件123的支撑力时,活动座121上的封堵块15被顶开,封堵块15和活动座121随着伸缩件123并沿着壳体10的内侧壁移动,当活动座121移动超过出液口103的顶端时,则出液面积越来越大,相应的,由于出液量增加,管柱内的节流压差越来越小,当管柱内节流压差产生的冲击力与活动座121下方伸缩件123的反弹力相互平衡时,活动座121不再移动,处于一个相对平衡的状态,从而完成封隔器的坐封,实现了在压裂作业之前,对管柱内的封隔器进行提前验封的工作,有效减少了管柱异常时的损失。

本实施提供的封隔器的坐封阀,通过设置壳体、第一固定座和活动组件,其中,壳体内设有容纳腔,第一固定座和活动组件位于容纳腔内,壳体上设有与容纳腔连通的第一进液口和出液口,第一固定座与壳体内侧壁连接,第一固定座位于第一进液口与活动组件之间,第一固定座上具有与第一进液口连通的第二进液口,活动组件包括第二固定座和与第二固定座连接的活动座,出液口位于第二固定座与第一固定座之间,活动座可沿壳体的内侧壁滑动且封堵第二进液口。能够在压裂作业之前,对压裂管柱中的封隔器进行验封,有效减少管柱异常时的损失。

在油气田长时间开采过程中,井内可能会有污垢、杂质等,为了利于油气田的进一步开发,作业一段时间需要洗井或者反洗井,或者管柱内压力过大,需要对管柱进行泄压。因此,本实施例还设置有反洗井结构。

可选的,第一固定座11上具有至少一个台阶孔112,台阶孔112与第一进液口102连通,台阶孔112内具有活动块16,活动块16位于台阶孔112的大内径孔内,且活动块16可沿台阶孔112的大内径孔的内侧壁移动以封堵台阶孔112的小内径孔。

其中,活动座121上具有至少一个通孔1211,各通孔1211与台阶孔112的小内径孔相对。

具体的,第一固定座11上具有至少一个台阶孔112,其中,台阶孔112中会因为孔径大小不等而形成一个台阶面,且活动块16位于台阶面上。台阶孔112的形状可以是圆形、四边形、多边形以及规则形状等任意形状,对此,本实施例不作限制。

具体的,活动座121上具有至少一个通孔1211,1211的形状可以是圆形、四边形、多边形以及不规则形状等任意形状,通孔1211的中心轴线与台阶孔112的中心轴线对齐。

具体的,当封隔器坐封时,液体沿着大内径孔向小内径孔流动时,活动块16不移动,并将小内径孔封堵,而当反洗井或者管柱内压力过大需要泄压时,则液体从井内沿着出液口103进入管柱内,由于封堵块15将第一固定座11上的第一进液口102封堵,液体沿着活动座121上的通孔1211进入第一固定座11上的台阶孔112内,液体从台阶孔112的小内径孔向大内径孔流动时,由于活动块16将台阶孔112的大内径孔封堵,因此,需要一定的冲击力才能将活动块16顶开,由于出液口103的口径远大于活动座121上的通孔,因此,管柱内也会产生一个节流压差,节流压差产生的冲击力大于活动块16的自身重力时,活动块16会被顶开并沿着大内径孔壁移动,液体从第一进液口102流出。可选的,台阶孔112绕第二进液口111的周向间隔均匀设置。

可选的,出液口103的数量为多个,出液口103的直径为5-10mm。

具体的,为了防止出液口103被杂质堵塞,出液口103的数量可以设置为多个大小不等的口径,其中,可以将出液口103的最小直径设置为5mm,出液口103的最大直径设置为10mm,其他口径设置在5到10mm之间,适应于各种大小不同的杂质通过,在反洗井时,若其中一个出液口103被堵塞,液体还可以从其他出液口103通过进入容纳腔101内,从而使反洗井工作顺利进行,提高工作效率。

可选的,台阶孔112的大内径孔内具有隔板17,活动块16位于隔板17与台阶孔112的小内径孔之间。

具体的,为了防止活动块16在液体冲击力的作用下从台阶孔112的大内径孔冲出,因此,在台阶孔112的大内径孔内设置隔板17,使隔板17能够阻挡活动块16,使活动块16沿着台阶孔112的大内径孔壁移动。其中,隔板17可以是一个杆,杆的形状可以是圆形、四边形、多边形以及不规则形状等任意形状,隔板17可以是金属材料,也可以是非金属材料,对此,本实施例不做限制。

具体的,隔板17可以通过过盈配合的方式放置在台阶孔112的大内径孔内,也可以是在台阶孔112的大内径孔壁上加工上卡槽,隔板17上具有相应的凸起,通过卡合的方式放置在台阶孔112的大内径孔内。

在反洗井工作过程中,液体从出液口103进入容纳腔101内,由于活动组件12上顶第一固定座11,活动组件12中的封堵块15位于活动座121上并封堵第二进液口111,因此,液体从活动座121上的通孔1211流向第一固定座11,由于通孔1211的直径小,液体会产生节流压差,节流压差会产生较大的冲击力,由于第二进液口111被封堵块15封堵,因此,液体的冲击力将活动块16顶开,液体径台阶孔112从第一进液口102流出,通过液体的流动,将管柱中的污垢、腐蚀物质、杂质等排出,达到反洗井的目。

本实施例提供的封隔器的坐封阀,通过在第一固定座上设置台阶孔,并在台阶孔内设置活动块和隔板,活动座上还具有沿周向分别的通孔,液体从出液口进入容纳腔内,封堵块将第一固定座上第二进液口封堵,液体从活动座上的通孔进入第一固定座上的台阶孔,当管柱内的节流压差产生的冲击力大于活动块的自身重力时,液体将活动块顶开并经台阶孔从第一进液口流出,进而实现反洗井或者管柱内泄压的目的。

在一个实施例中,活动块16和封堵块15为球状。

具体的,为了在坐封过程中或者反洗井过程中,能够采用较小的压力或者间断的注入液体就能够将封堵块15或者活动块16顶开,使验封作业或者反洗井能够顺利进行,将活动块16和封堵块15设置为球状,由于活动块16和封堵块15的受力面部分球面,相对于平面来说受力更集中,因此,只需要较小的压差就可以将活动块16和封堵块15顶开,在验封作业中,不需要持续的注入液体就可以完成坐封,操作更简单,效率高。

可选的,活动块16和封堵块15可以是非金属球状,也可以是金属球状,例如:钢球。对此,本实施例不作限制。

在一些实施例中,第二固定座122与壳体10的内侧壁通过螺纹连接,第一固定座11与壳体10内侧壁通过螺纹连接。

可选的,可以在第二固定座122上设置外螺纹,在壳体10的内侧壁上设置与外螺纹相匹配的内螺纹,通过内外螺纹旋拧,第二固定座122可以在壳体10的内侧壁上移动,从而可以调节伸缩件123的松紧。同样,也可以在壳体10的内侧壁上设置内螺纹,在第一固定座11上设置与内螺纹相匹配的外螺纹,通过内、外螺纹旋拧的方式使第一固定座11与壳体10的内侧壁连接。

在一些实施例中,封隔器的坐封阀还包括引导件13,引导件13与壳体10的第一端连接以封闭壳体10的第一端。

需要说明的是,由于封隔器的坐封阀壳体10内要容纳第二固定座122,伸缩件123,活动座121等结构,并且为了将第二固定座122等结构固定在壳体内壁上,因此,就需要在壳体10的内壁上加工相应的结构,因此,壳体10的第一端应当为开口结构,但在坐封时,壳体10的第一端应为封闭状态才能使液体在特定条件下保持壳体内压差平衡,实现坐封,设置引导件,使引导件与壳体10的第一端连接,用以封闭壳体10的第一端,同时,可以使引导件13的前端尺寸小于与壳体10连接端的尺寸,方便封隔器的坐封阀进入管道内,起到一个导向的作用。可选的,引导件13的前端可以是倒梯形的椎体,也可以是前端尺寸小于与壳体10连接端尺寸的回转体结构等。

其中,为了使引导件13与壳体10之间具有较好的密封性,优选的,可以在壳体10的外侧壁上设置外螺纹,在引导件13的内侧壁上设置与外螺纹相匹配的内螺纹,引导件13与壳体10通过内外螺纹旋拧的方式连接,为了防止密封不严,还可以在壳体10与引导件13之间设置密封圈。可选的引导件13和壳体10之间还可以通过卡合等方式连接。

可选的,封隔器的坐封阀可以设置有固定件14,引导件13与壳体10的第一端通过螺纹连接,固定件14用于连接引导件13与壳体10。

具体的,当引导件13与壳体10之间为螺纹旋拧连接时,在液体冲击及管柱震动的情况下,引导件13与壳体10之间的螺纹连接容易松脱,导致封隔器的坐封阀无法正常工作,因此,可以在壳体10与引导件13上设置销孔,当引导件13与壳体10旋拧以后,用一个销轴插入壳体10与引导件13上的销孔内,防止松脱。固定件14也可以是限位螺钉,可以在引导件13上设置与限位螺钉相应的螺钉孔,在壳体10的相应位置设置与限位螺钉相匹配的小锥孔,限位螺钉与螺钉孔旋合并部分位于壳体10上的小锥孔内,进而防止壳体10与引导件13之间的螺纹松脱。

具体的,封隔器验封时,将设置有引导件13的封隔器的坐封阀连接在压裂管柱的最下端,当压裂管柱在引导件的引导下下到位后,可以通过水泥车给管柱内泵入带有一定压力的清水等液体,液体从第一进液口102进入容纳腔内,由于第一固定座11上的台阶孔112被活动块16封堵,液体进入第二进液口111,由于第一进液口102的口径大于第二进液口111,且活动座121上的出液孔较小,管柱内会产生节流压差,当节流压差大于伸缩件123的支撑力时,活动座121上的封堵块15被顶开,封堵块15和活动座121随着伸缩件123并沿着壳体10的内侧壁移动,当活动座121移动超过出液口103的顶端时,则出液面积越来越大,相应的,由于出液量增加,管柱内的节流压差越来越小,当管柱内节流压差产生的冲击力与活动座121下方伸缩件123的反弹力相互平衡时,活动座121不再移动,处于一个相对平衡的状态,从而完成封隔器的坐封,实现了在压裂作业之前,对管柱内的封隔器进行提前验封的工作,有效减少了管柱异常时的损失。而反洗井时,液体从出液口103进入容纳腔101内,由于活动组件12上顶第一固定座11,活动组件12中的封堵块15位于活动座121上并封堵第二进液口111,因此,液体从活动座121上的通孔1211流向第一固定座11,由于通孔1211的直径小,液体会产生节流压差,节流压差会产生较大的冲击力,由于第二进液口111被封堵块15封堵,因此,液体的冲击力将活动块16顶开,液体径台阶孔112从第一进液口102流出,通过液体的流动,将管柱中的污垢、腐蚀物质、杂质等排出,达到反洗井的目。

本实施提供的封隔器的坐封阀,通过设置壳体、第一固定座和活动组件,其中,壳体内设有容纳腔,第一固定座和活动组件位于容纳腔内,壳体上设有与容纳腔连通的第一进液口和出液口,第一固定座与壳体内侧壁连接,第一固定座位于第一进液口与活动组件之间,第一固定座上具有与第一进液口连通的第二进液口,活动组件包括第二固定座和与第二固定座连接的活动座,出液口位于第二固定座与第一固定座之间,活动座可沿壳体的内侧壁滑动且封堵第二进液口。能够在压裂作业之前,对压裂管柱中的封隔器进行验封,有效减少管柱异常时的损失。

图2为本实用新型实施例二提供的一种封隔器的坐封阀的结构示意图。如图2所示,实施例二与实施例一的不同之处在于,实施例二中,伸缩件123为伸缩杆,当活动座121因节流压差而受到冲击力时,活动座121以伸缩杆为导向沿着伸缩杆的压缩和延伸方向移动,不会因受力不均衡沿径向来回摆动或倾斜而导致活动座121卡死在容纳腔内无法移动,从而使验封或反洗井工作能够顺利进行,进一步的提高工作效率。

实施例二与实施例一其余部分结构相同,上述实施例一对封隔器的坐封阀的结构和工作原理进行了详细说明,本实施例在此不一一赘述。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱落本实用新型各实施例技术方案的范围。


技术特征:

1.一种封隔器的坐封阀,其特征在于,包括:壳体、第一固定座和活动组件;

所述壳体内设有容纳腔,所述第一固定座和所述活动组件位于所述容纳腔内,所述壳体上设有与所述容纳腔连通的第一进液口和出液口;

所述第一固定座与所述壳体内侧壁连接,所述第一固定座位于所述第一进液口与所述活动组件之间,所述第一固定座上具有与所述第一进液口连通的第二进液口;

所述活动组件包括第二固定座和与所述第二固定座连接的活动座,所述出液口位于所述第二固定座与所述第一固定座之间,所述活动座可沿所述壳体的内侧壁滑动且封堵所述第二进液口。

2.根据权利要求1所述的封隔器的坐封阀,其特征在于,所述壳体为管状,所述壳体的第一端封闭,所述壳体的第二端为所述第一进液口,所述第一进液口与所述第二进液口同轴设置,所述第二进液口为锥状,所述第二进液口的大径端与所述第一进液口连通,所述第二进液口的小径端与所述活动座相对。

3.根据权利要求2所述的封隔器的坐封阀,其特征在于,所述活动组件还包括伸缩件,所述第二固定座和所述活动座通过所述伸缩件连接,所述活动座上具有封堵块,所述封堵块与所述第二进液口的小径端相对。

4.根据权利要求3所述的封隔器的坐封阀,其特征在于,所述第一固定座上具有至少一个台阶孔,所述台阶孔与所述第一进液口连通,所述台阶孔内具有活动块,所述活动块位于所述台阶孔的大内径孔内,并封堵所述台阶孔的小内径孔,且所述活动块可沿所述台阶孔的大内径孔的内侧壁移动;

所述活动座上具有至少一个通孔,各所述通孔与所述台阶孔的小内径孔相对。

5.根据权利要求1所述的封隔器的坐封阀,其特征在于,所述出液口的数量为多个,所述出液口的直径为5-10mm。

6.根据权利要求4所述的封隔器的坐封阀,其特征在于,所述台阶孔的大内径孔内具有隔板,所述活动块位于所述隔板与所述台阶孔的小内径孔之间。

7.根据权利要求4所述的封隔器的坐封阀,其特征在于,所述活动块和所述封堵块为球状。

8.根据权利要求1至7任一项所述的封隔器的坐封阀,其特征在于,所述第二固定座与所述壳体的内侧壁通过螺纹连接,所述第一固定座与所述壳体内侧壁通过螺纹连接。

9.根据权利要求2至7任一项所述的封隔器的坐封阀,其特征在于,还包括引导件,所述引导件与所述壳体的第一端连接以封闭所述壳体的第一端。

10.根据权利要求3所述的封隔器的坐封阀,其特征在于,所述伸缩件为伸缩杆或弹簧。

技术总结
本实用新型提供了一种封隔器的坐封阀,包括:壳体、第一固定座和活动组件,壳体内设有容纳腔,第一固定座和活动组件位于容纳腔内,壳体上设有与容纳腔连通的第一进液口和出液口,第一固定座与壳体内侧壁连接,第一固定座位于第一进液口与活动组件之间,第一固定座上具有与第一进液口连通的第二进液口,活动组件包括第二固定座和与第二固定座连接的活动座,出液口位于第二固定座与第一固定座之间,活动座可沿壳体的内侧壁滑动且封堵第二进液口。能够在压裂作业之前,对压裂管柱中的封隔器进行验封,有效减少管柱异常时的损失。

技术研发人员:赵三省;刘慎成;何成德;高涛;李有盛;吴占关;董再新;张刚;龚知远;高连涛;汪明志;郑翔频
受保护的技术使用者:中国石油天然气股份有限公司
技术研发日:2019.07.25
技术公布日:2020.06.09

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