專利名稱：一種新型的液壓控制井下滑套開關(guān)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種新型的油氣井生產(chǎn)管柱上的液壓控制井下滑套開關(guān)閥，主要應(yīng)用于連通或關(guān)閉生產(chǎn)通道與套管環(huán)空。起到提供洗井或壓井通道的作用。
技術(shù)背景滑套開關(guān)閥是在油氣井生產(chǎn)管柱上常用的井下工具之一，其作用就是在井下生產(chǎn)管柱上提供一個可以控制的生產(chǎn)通道與油套管環(huán)空之間的開關(guān)閥。其開關(guān)型式包括機械開關(guān)式和液壓開關(guān)式。機械開關(guān)式一般不受下入深度的限制，但需要下入鋼絲工具實現(xiàn)打開或關(guān)閉，需要配套較大的地面操作設(shè)備。液壓開關(guān)式因受液柱壓力的影響，需按下入深度進行設(shè)計和加工，但地面控制較為簡單，只需要一臺手動液壓泵即可實現(xiàn)開關(guān)，因此在空間比較緊張的海上油田應(yīng)用較為廣泛。但目前在用的液控井下滑套開關(guān)閥主要存在如下問題1、密封性能較差，滑套開關(guān)閥的出口密封件安裝在滑動的中心管上，致使密封件隨中心管通過外孔段上的泄壓孔眼時，容易被刺壞，造成最終的密封不嚴。2、關(guān)閉滑套開關(guān)閥的彈簧浸泡在井液中，由于井液成分復(fù)雜，含有蠟質(zhì)、膠質(zhì)或泥沙較多時很容易造成彈簧被卡??；而且在進行酸化等施工時也容易使彈簧受損，影響到彈簧的回彈力。易造成液控滑套開關(guān)閥打不開或關(guān)不上等故障的發(fā)生
實用新型內(nèi)容
本實用新型為一種新型的液壓控制井下滑套開關(guān)閥，主要的創(chuàng)新點包括(1)滑套開關(guān)閥中心管上的孔眼上下端密封采取外殼體對內(nèi)函密封的型式，由一組固定的密封函實現(xiàn)對中心管孔眼上下端的密封，取消了原來位于孔眼上下端，隨中心管一起移動的密封件，降低了密封件的受損機率。(2)設(shè)計了密閉的容積幾乎不變的彈簧腔，將彈簧置于密閉的固定容積的空間進行保護，有效防止井液的進入，防止井液腐蝕或污垢的卡阻，保證了彈簧運動的可靠性。(3)采用雙活塞桿推動中心管，使中心管僅受到軸向力的作用，而不受徑向力的作用，從而使中心管與對其密封的各密封件間的受力均勻，保證了密封效果。(4)設(shè)計了使彈簧在彈簧腔內(nèi)居中的彈簧墊片，避免彈簧在壓縮或彈開的過程中與腔體發(fā)生剮蹭。具體技術(shù)方案為該液壓控制井下滑套開關(guān)閥，包括上接頭、液控管線接頭、液壓缸、活塞桿、傳壓環(huán)、中心管、彈簧、外殼體、外孔段、下接頭、活塞桿頂頭、彈簧墊片、密封函、 0型圈及緊固螺釘。其中，上接頭與下接頭連接；上接頭上設(shè)置有液壓缸，液壓缸分別與液控管線接頭和活塞桿連接，活塞桿置于中心管中，活塞桿下方設(shè)置傳壓環(huán)并通過緊固螺釘定位；外殼體內(nèi)部的中心管中設(shè)置有彈簧，彈簧兩端設(shè)置有彈簧墊片；下接頭與活塞桿頂頭的外孔段連接，下接頭與活塞桿頂頭之間設(shè)置有密封函；上接頭、下接頭及活塞桿頂頭相連接的位置設(shè)置有0型圈。以下將結(jié)合附圖對本實用新型的工作原理及過程作進一步的詳細描述。


圖1、圖2和圖3分別是7in井筒用外徑5in，接頭2_7/8in的液壓控制滑套的上半部分、中間部分和下半部分結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是縮小的整體圖。圖中1、上接頭；2、液控管線接頭；3、液壓缸；4、活塞桿；5、傳壓環(huán)；6、中心管；7、 彈簧；8、外殼體；9、外孔段；10、下接頭；11、活塞桿頂頭；12、彈簧墊片；13、密封函；14 17、0型圈；18、緊固螺釘。
具體實施方式
如圖1-圖4所示，正常生產(chǎn)過程中，液控管線內(nèi)沒有任何壓力，因此滑套開關(guān)閥處于常關(guān)狀態(tài)，井液從滑套開關(guān)閥的下接頭流入，上接頭流出。需要打開滑套開關(guān)閥時，通過接在液控管線接頭2上液控管線加液壓，液壓會推動液壓缸3內(nèi)的兩根對稱的活塞桿4向下運動，活塞的運動再通過傳壓環(huán)5壓縮彈簧7帶動中心管6向下運動。最終使中心管6的下端頂?shù)较陆宇^10的臺階上，此時中心管6上的孔眼就會移動至上下兩組密封函13之間，與外孔段9上的孔眼對齊，滑套開關(guān)閥被打開，實現(xiàn)內(nèi)外連通，此時若從井口向油管內(nèi)泵注流體，流體就會從滑套開關(guān)閥的孔眼中流到油套環(huán)空。由于兩根活塞桿4的體積非常小，他們進入彈簧腔后造成的彈簧腔體積變化極小，不會造成彈簧腔內(nèi)的氣體壓力產(chǎn)生明顯變化，因此彈簧腔的體積可以認為是固定不變的，不會影響到中心管6的上下滑動及彈簧7的正常壓縮和彈開。需要關(guān)閉滑套開關(guān)閥時，只需泄掉液控管線壓力，彈簧7就會向上推動傳壓環(huán)5， 傳壓環(huán)5帶動中心管6和活塞桿4向上運動，最終傳壓環(huán)5頂?shù)揭簤焊?的下端面上，此時中心管6上的孔眼就會移動至上面一組密封函13以上，與外孔段9上的孔眼被隔離開，滑套開關(guān)閥被關(guān)閉。該工具具體使用時非常簡單，現(xiàn)場安裝時僅需將其連接到上產(chǎn)油管上的需要位置，液控管線接頭連接液控管線至井口即可。完井后，需要打開液控滑套開關(guān)閥時，僅需從液控管線打液壓至3000Psi以上即可打開滑套開關(guān)閥；需要關(guān)閉液控滑套開關(guān)閥時，僅需將液控管線中的液壓泄掉即可。該工具可以根據(jù)施工需要反復(fù)多次開關(guān)。另外，工具的上下接頭的內(nèi)壁均被設(shè)計成密封段，且下接頭的內(nèi)徑要小于上面各部件的內(nèi)徑。因此，一旦出現(xiàn)滑套故障無法關(guān)閉時，還可以投入密封短節(jié)，將上下接頭之間的部分封住，起到關(guān)閉滑套開關(guān)閥相同的密封效果。
權(quán)利要求1. 一種新型的液壓控制井下滑套開關(guān)閥，包括上接頭(1)、液控管線接頭(2)、液壓缸 (3)、活塞桿(4)、傳壓環(huán)(5)、中心管(6)、彈簧(7)、外殼體(8)、外孔段(9)、下接頭(10)、活塞桿頂頭(11)、彈簧墊片(12)、密封函(13)、0型圈及緊固螺釘(18)，其特征在于 上接頭(1)與下接頭(10)連接；上接頭(1)上設(shè)置有液壓缸(3)，液壓缸(3)分別與液控管線接頭(2)和活塞桿(4)連接，活塞桿(4)置于中心管(6)中，活塞桿(4)下方設(shè)置傳壓環(huán)(5)并通過緊固螺釘(18) 定位；外殼體(8)內(nèi)部的中心管(6)中設(shè)置有彈簧(7)，彈簧(7)兩端設(shè)置有彈簧墊片(12)； 下接頭(10)與活塞桿頂頭(11)的外孔段(9)連接，下接頭(10)與活塞桿頂頭(11) 之間設(shè)置有密封函(13)；上接頭(1)、下接頭(10)及活塞桿頂頭(11)相連接的位置設(shè)置有0型圈。
專利摘要本實用新型是一種新型的油氣井生產(chǎn)管柱上的液壓控制井下滑套開關(guān)閥，用以為洗井或壓井等提供自生產(chǎn)油管內(nèi)至油套環(huán)空間的可控通道。本滑套開關(guān)閥通過合理的外固定式密封函設(shè)計，保證了滑套開關(guān)閥中心管的密封性能。通過密閉的容積固定的彈簧腔及保證彈簧居中的彈簧墊片設(shè)計，有效的保證了彈簧性能的穩(wěn)定性和運動的可靠性。采用雙活塞桿推動中心管，使中心管與對其密封的各密封件間的受力均勻，保證了密封效果，增強了可靠性。
文檔編號E21B34/10GK202165053SQ20112031933
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:范曉峰, 靳濤