專利名稱：油田井下流體控制閥及開關(guān)工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種油田釆油井生產(chǎn)作業(yè)用的油田井下流體控制閥及專用 開關(guān)工具。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的油田采油作業(yè)生產(chǎn)中常常要用到流體控制閥，對于現(xiàn)有流體控制 閥的開啟或關(guān)閉一般是通過投鋼球蹩壓打開或關(guān)閉的，或通過鋼絲作業(yè)打開或 關(guān)閉。由于結(jié)構(gòu)限制，這些閥只能做到要么打開一次，要么關(guān)閉一次，不能做 到對閥門進行打開和關(guān)閉，因而不能應(yīng)用于水平井，不能實現(xiàn)多層段找隔水技 術(shù)要求。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種油田井下流體控制閥，其結(jié)構(gòu)簡單，開關(guān) 靈活，不僅能夠用于直井而且能夠應(yīng)用于水平井，可在井下打開和關(guān)閉，能實 現(xiàn)多層段找隔水技術(shù)要求，使用方便。本實用新型的另 一個目的是提供 一種與所述油田井下流體控制閥配套使用 的專用開關(guān)工具，用其打開或關(guān)閉流體控制閥，操作十分方便。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的 一種油田井下流體控制閥，包括管狀殼 體，殼體的兩端分別為上、下螺紋接頭，殼體內(nèi)壁分為上、下兩段管壁，上段 管壁短而內(nèi)徑小，下段管壁長而內(nèi)徑大，下段管壁內(nèi)呈滑動密封配合套裝著一 只外滑套，外滑套下端與下螺紋接頭內(nèi)端面相抵，外滑套上端設(shè)置著彈性卡爪， 彈性卡爪外表面上設(shè)置著倒齒，外滑套的中部通過下剪釘與下段管壁固接在一 起，在下剪釘與彈性卡爪之間的外滑套外周壁上間隔套裝著上、下外密封圈；在外滑套內(nèi)呈滑動密封配合套裝著一只內(nèi)滑套，在內(nèi)滑套下端外周壁上設(shè)置著 內(nèi)滑套楔緊裝置，內(nèi)滑套的中部內(nèi)周壁上設(shè)置著一環(huán)形嵌槽，環(huán)形嵌槽兩側(cè)的 內(nèi)滑套外周壁上均設(shè)置著上、下內(nèi)密封圈，具有上內(nèi)密封圈的內(nèi)滑套上部外周 壁與上段管壁呈滑動密封配合并通過上剪釘把二者固接在一起，位于彈性卡爪 頂端上方的下段管壁上設(shè)置著通孔，在下段管壁上端設(shè)置著與所說的倒齒相嚙 合的棘齒，當(dāng)?shù)过X與棘齒嚙合在一起時，所說的上、下外密封圈分別位于所說的通孔兩側(cè)。一種與所述油田井下流體控制閥配套使用、對其進行開啟和關(guān)閉的開關(guān)工 具，該開關(guān)工具包括一中心管，中心管的上、下端為螺紋接頭，中心管中部的 軸向外周壁上對稱設(shè)置著上、下凹槽，上、下凹槽內(nèi)分別豎直設(shè)置著壓縮彈簧, 壓縮彈簧上分別扣裝著上、下嵌瓦，上、下嵌瓦的兩端分別具有向外延伸的定位凸臺，嵌瓦兩端的中心管上分別通過螺紋連接套裝著上、下壓套，嵌瓦兩端 的定位凸臺分別卡入上、下壓套端部內(nèi)，上、下嵌瓦頂面之間的距離大于上、 下壓套的外徑，嵌瓦與流體控制閥內(nèi)滑套中部設(shè)置的嵌槽相配合。本實用新型使用時，先將流體控制閥下入油井中，需要打開閥時下入開關(guān) 工具，當(dāng)開關(guān)工具運行到控制閥內(nèi)滑套中部時，嵌瓦張開卡入嵌槽中，再繼續(xù) 下放管柱對開關(guān)工具施加壓力，將上剪釘剪斷，內(nèi)滑套得以下行，直至內(nèi)滑套 的下端抵住下螺紋接頭，此時閩門打開。需要關(guān)閉流體控制閥則下入開關(guān)工具， 待工具上的嵌瓦張開卡入嵌槽管柱不能再下行時，上提管柱，開關(guān)工具向上運 動，內(nèi)滑套下端的楔緊裝置將外滑套楔緊，將上提拉力作用在外滑套上將下剪 釘剪斷，拉動外滑套向上運動，直至倒齒與棘齒嚙合在一起時，所說的上、下 外密封圈分別位于所說的通孔兩側(cè)，關(guān)閉閥門。本實用新型流體控制閥其結(jié)構(gòu)簡單，開關(guān)靈活，不僅能夠用于直井而且能 夠應(yīng)用于水平井，可在井下打開和關(guān)閉，能實現(xiàn)多層段找隔水技術(shù)要求，使用 方便。所用的開關(guān)工具與流體控制閥配套使用，可以用其打開和關(guān)閉流體控制 閥各一次，操作十分方便。


下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。圖1為本實用新型流體控制閥初始關(guān)閉狀態(tài)的主視半剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型開關(guān)工具的主視半剖面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實用新型流體控制閥打開狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本實用新型流體控制閥關(guān)閉狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本實用新型的使用狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
一種油田井下流體控制閥，如圖1所示，包括管狀殼體，殼體的兩端分別 為上、下螺紋接頭1、 8,用以連接油井作業(yè)工具。殼體內(nèi)壁分為上、下兩段管 壁，上段管壁短而內(nèi)徑小，下段管壁長而內(nèi)徑大。下段管壁內(nèi)呈滑動密封配合套裝著一只外滑套4，外滑套4下端與下螺紋接 頭8內(nèi)端面相抵；外滑套4上端間隔均布設(shè)置著彈性卡爪16，彈性卡爪16外表 面上設(shè)置著倒齒。外滑套4的中部通過下剪釘5與下段管壁固接在一起，在下剪釘5與彈性 卡爪16之間的外滑套4外周壁上間隔套裝著上、下外密封圈18、 19;在外滑套 4內(nèi)呈滑動密封配合套裝著一只內(nèi)滑套3，在內(nèi)滑套3下端外周壁上設(shè)置著內(nèi)滑 套楔緊裝置。所說的內(nèi)滑套楔緊裝置為套裝在內(nèi)滑套下端外周壁上的鎖環(huán)6以及鎖環(huán)壓套7，鎖環(huán)壓套7與鎖環(huán)6相接觸的配合表面為圓錐形面，鎖環(huán)壓套7的內(nèi)側(cè)端 插入在鎖環(huán)6之中。使用時，內(nèi)滑套楔緊裝置可以將內(nèi)滑套3與外滑套4相互 楔緊，確保內(nèi)滑套3運動時能夠通過楔緊裝置向外滑套4施加拉力，使得外滑 套4得以隨內(nèi)滑套3 —起運動。內(nèi)滑套楔緊裝置還可以釆用其他形式的結(jié)構(gòu)。 如可以直接在內(nèi)滑套3的下端外周壁上安裝楔子，通過楔子楔緊內(nèi)滑套3與外 滑套4。內(nèi)滑套3的中部內(nèi)周壁上設(shè)置著一環(huán)形嵌槽17,環(huán)形嵌槽17的上端面為錐 形表面，環(huán)形嵌槽17的下端面為平直表面。環(huán)形嵌槽17兩側(cè)的內(nèi)滑套外周壁 上均設(shè)置著上、下內(nèi)密封圈21、 20,具有上內(nèi)密封圈21的內(nèi)滑套3上部外周壁 與上段管壁呈滑動密封配合并通過上剪釘2把二者固接在一起。位于彈性卡爪16頂端上方的下段管壁上設(shè)置著通孔10,在下段管壁上端設(shè) 置著與所說的倒齒相嚙合的棘齒9，當(dāng)?shù)过X與棘齒9嚙合在一起時，所說的上、 下外密封圈20、 19分別位于所說的通孔IO兩側(cè)，閥門關(guān)閉。一種與所述油田井下流體控制閥配套使用、對其進行開啟和關(guān)閉的開關(guān)工 具，如圖2所示，該開關(guān)工具包括一中心管11，中心管ll的上、下端為螺紋接 頭，中心管中部的軸向外周壁上對稱設(shè)置著上、下凹槽，上、下凹槽內(nèi)分別豎 直設(shè)置著壓縮彈簧l4,壓縮彈簧14上分別扣裝著上、下嵌瓦13，即壓縮彈簧 14的上部分別插在上、下嵌瓦13上的盲孔內(nèi)。上、下嵌瓦13的兩端分別具有向外延伸的定位凸臺，嵌瓦13兩端的中心 管11上分別通過螺紋連接套裝著上、下壓套12、 15，嵌瓦13兩端的定位凸臺 分別卡入上、下壓套12、 15端部內(nèi)，嵌瓦13由上、下壓套12、 15固定在上、 下凹槽內(nèi)。上、下嵌瓦13頂面之間的距離大于上、下壓套12、 15的外徑，嵌瓦13與 流體控制閥內(nèi)滑套中部設(shè)置的嵌槽17相配合。靠近中心管11上端的嵌瓦13端面為錐形表面，靠近中心管11下端的嵌瓦 13另一端面為平直表面。使用方法(以水平井為例)為了開啟和關(guān)閉流體控制閥，開關(guān)工具內(nèi)的壓 縮彈簧14需要具備不同的彈力。作為開啟工具使用時，壓縮彈簧14的彈力要 求較小；作為關(guān)閉工具使用時，壓縮彈簧14的彈力要求較大。另外，每個流體控制閥內(nèi)滑套中嵌槽17的長度都各不相同，嵌槽17越長 的閥越靠近井底，每個閥的開關(guān)工具上的嵌瓦13長度與對應(yīng)閥的嵌槽17相匹 配。如圖l、圖2、圖5所示，將若干個處于初始關(guān)閉狀態(tài)的本實用新型流體控 制閥28與油管26及液壓座封封隔器27等配套工具按要求連接下入井中。座好井口后，從油管26蹩壓座封封隔器27,下入與希望打開閥對應(yīng)的開關(guān)工具，開 關(guān)工具下入油管26后嵌瓦13被壓縮。當(dāng)開關(guān)工具進入目標(biāo)流體控制閥28時，嵌瓦13在壓縮彈簧14的作用下張 開，嵌入流體控制閥內(nèi)滑套3的嵌槽17里。管柱停止下行，繼續(xù)下放管柱給開 關(guān)工具一定的向前推力，流體控制閥的上剪釘2被剪斷，內(nèi)滑套3向前移動， 當(dāng)內(nèi)滑套3上的鎖環(huán)壓套7頂?shù)较侣菁y接頭8時，內(nèi)滑套3停止移動，如圖3 所示，閥被打開。上提油管26使嵌瓦13離開嵌槽17,由于開關(guān)工具里的壓縮彈簧14彈力較 小，此時雖然流體控制閥的下剪釘5受到剪切力的作用，但不足以使其剪斷。 隨后將開關(guān)工具提出油井即可。生產(chǎn)上層一段時間，并檢測該層位是否是出水層位。如果不是水層就開啟 另一個閥，如果是水層就關(guān)閉該處的流體控制閥。關(guān)閉方法是將與該閥對應(yīng)的開關(guān)工具下入井中，待開關(guān)工具進入該閥時， 嵌瓦13張開嵌入流體控制閥內(nèi)滑套的嵌槽17里，此時管柱不能繼續(xù)下放。然 后上提管柱，在壓縮彈簧14彈力的作用下，開關(guān)工具嵌瓦13的錐形表面頂在 流體控制閥內(nèi)滑套嵌槽17的錐形表面上，給內(nèi)滑套3—個向后的推力，這個推 力通過鎖環(huán)壓套7和鎖環(huán)6的作用傳給外滑套4，作用在下剪釘5上。由于作為 關(guān)閉工具使用的開關(guān)工具的壓縮彈簧14彈力大，所產(chǎn)生的推力可以將下剪釘5 剪斷。下剪釘5被剪斷后，外滑套4和內(nèi)滑套3—起向后滑動，直到外滑套4彈 性卡爪16上的倒齒與在下段管壁上端設(shè)置的棘齒9相嚙合，外滑套4上的上、 下外密封圈18、 19將通孔10封閉，如圖4所示，閥又被關(guān)上。繼續(xù)加大上提力，開關(guān)工具與閥脫離后被提出油井。其它閥的開、關(guān)過程 同上。最終結(jié)果是水層被封閉，油層被打開，可以正常生產(chǎn)。
權(quán)利要求1、一種油田井下流體控制閥，包括管狀殼體，殼體的兩端分別為上、下螺紋接頭(1)、(8)，其特征是殼體內(nèi)壁分為上、下兩段管壁，上段管壁短而內(nèi)徑小，下段管壁長而內(nèi)徑大，下段管壁內(nèi)呈滑動密封配合套裝著一只外滑套(4)，外滑套(4)下端與下螺紋接頭(8)內(nèi)端面相抵，外滑套(4)上端設(shè)置著彈性卡爪(16)，彈性卡爪(16)外表面上設(shè)置著倒齒，外滑套(4)的中部通過下剪釘(5)與下段管壁固接在一起，在下剪釘(5)與彈性卡爪(16)之間的外滑套(4)外周壁上間隔套裝著上、下外密封圈(18)、(19)；在外滑套(4)內(nèi)呈滑動密封配合套裝著一只內(nèi)滑套(3)，在內(nèi)滑套(3)下端外周壁上設(shè)置著內(nèi)滑套楔緊裝置，內(nèi)滑套(3)的中部內(nèi)周壁上設(shè)置著一環(huán)形嵌槽(17)，環(huán)形嵌槽(17)兩側(cè)的內(nèi)滑套外周壁上均設(shè)置著上、下內(nèi)密封圈(21)、(20)，具有上內(nèi)密封圈(21)的內(nèi)滑套上部外周壁與上段管壁呈滑動密封配合并通過上剪釘(2)把二者固接在一起，位于彈性卡爪(16)頂端上方的下段管壁上設(shè)置著通孔(10)，在下段管壁上端設(shè)置著與所說的倒齒相嚙合的棘齒(9)，當(dāng)?shù)过X與棘齒(9)嚙合在一起時，所說的上、下外密封圈(18)、(19)分別位于所說的通孔(10)兩側(cè)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的油田井下流體控制閥，其特征是環(huán)形嵌槽(17) 的上端面為錐形表面，環(huán)形嵌槽(17)的下端面為平直表面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的油田井下流體控制閥，其特征是所說的內(nèi)滑套楔 緊裝置為套裝在內(nèi)滑套(3 )下端外周壁上的鎖環(huán)(6 )以及鎖環(huán)壓套(7 ), 鎖環(huán)壓套(7)與鎖環(huán)(6)相接觸的配合表面為圓錐形面，鎖環(huán)壓套(7) 的內(nèi)側(cè)端插入在鎖環(huán)(6)之中。
4、 一種與權(quán)利要求l所述油田井下流體控制閥配套使用、對其進行開啟和關(guān) 閉的開關(guān)工具，其特征是該開關(guān)工具包括一中心管(11)，中心管(11) 的上、下端為螺紋接頭，中心管(11)中部的軸向外周壁上對稱設(shè)置著上、 下凹槽，上、下凹槽內(nèi)分別豎直設(shè)置著壓縮彈簧(14),壓縮彈簧(14) 上分別扣裝著上、下嵌瓦(13),上、下嵌瓦(13)的兩端分別具有向外 延伸的定位凸臺，嵌瓦(13)兩端的中心管(11)上分別通過螺紋連接套 裝著上、下壓套(12)、 (15)，嵌瓦(13)兩端的定位凸臺分別卡入上、 下壓套(12)、 (15)端部內(nèi)，上、下嵌瓦(13)頂面之間的距離大于上、 下壓套(12)、 (15)的外徑，嵌瓦(13)與流體控制閥內(nèi)滑套(3)中部 設(shè)置的嵌槽U7)相配合。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的開關(guān)工具，其特征是靠近中心管(11)上端的嵌瓦U3)端面為錐形表面，靠近中心管(11)下端的嵌瓦(13)另一端面 為平直表面。
專利摘要一種油田井下流體控制閥，其下段管壁內(nèi)滑動配合裝有外滑套，其上端為具有倒齒的彈性卡爪，外滑套通過下剪釘與下段管壁固接在一起，外滑套外周壁上間隔套裝著上、下外密封圈；外滑套內(nèi)滑動配合裝有內(nèi)滑套，其下端裝有楔緊裝置，內(nèi)滑套中部內(nèi)開有環(huán)形嵌槽，內(nèi)滑套外周壁上裝有上、下內(nèi)密封圈，內(nèi)滑套上部與上段管壁滑動配合并由上剪釘固接在一起，下段管壁上開有通孔，下段管壁上端裝有棘齒，倒齒與棘齒嚙合時，上、下外密封圈分別位于通孔兩側(cè)。所用開關(guān)工具中心管外周壁上對稱開有凹槽，凹槽內(nèi)分別裝有壓縮彈簧，其上扣裝著嵌瓦，嵌瓦由中心管上的壓套定位，嵌瓦與嵌槽相配合。該閥可解決水平井的一趟管柱多層段找隔水等問題，保障油井正常生產(chǎn)。
文檔編號E21B34/00GK201165861SQ200820103439
公開日2008年12月17日 申請日期2008年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月25日
發(fā)明者毛萬里 申請人:毛萬里;劉 巾;毛坤范