單向式井下關(guān)井循環(huán)閥及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用在油氣井測(cè)試作業(yè)中的循環(huán)關(guān)斷閥，尤其涉及一種單向式井下關(guān)井循環(huán)閥及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]試油測(cè)試中，在測(cè)試期間，需要確保油管內(nèi)和環(huán)空之間隔絕，在測(cè)試結(jié)束后，需要進(jìn)行壓井循環(huán)時(shí)，又要求油管內(nèi)和環(huán)空之間能夠溝通。因此需要設(shè)計(jì)一種井下工具，當(dāng)環(huán)空壓力達(dá)到一個(gè)預(yù)定的壓力值時(shí)，該工具就開始運(yùn)轉(zhuǎn)，在環(huán)空和油管內(nèi)建立起連通通道。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，采用RDS循環(huán)閥就可以實(shí)現(xiàn)以上功能，RDS循環(huán)閥在內(nèi)芯軸下移過程中，內(nèi)心軸上的循環(huán)孔與外筒上的循環(huán)孔溝通，從而實(shí)現(xiàn)井筒油套環(huán)空之間的溝通，可以實(shí)施循環(huán)壓井等作業(yè)，在RDS閥內(nèi)心軸下移過程中，心軸帶動(dòng)操作臂一起運(yùn)動(dòng)，并推動(dòng)球閥旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉下部通道，實(shí)現(xiàn)封閉作業(yè)管柱和隔斷地層，從而實(shí)現(xiàn)井下關(guān)斷，可以進(jìn)行壓恢測(cè)試作業(yè)等。但RDS閥為一次性關(guān)井閥，測(cè)試結(jié)束后操作井下RDS閥直接關(guān)井，即關(guān)井后，井下RDS閥的球閥無法再次打開，管柱內(nèi)部通道被關(guān)閉，雙向不連通。這樣的管柱結(jié)構(gòu)及配套工具，雖然很好的保證了關(guān)井作業(yè)的可靠性，卻不能適應(yīng)后續(xù)的針對(duì)高產(chǎn)氣井的壓井堵漏工作的需要。由于無法通過油管內(nèi)栗注堵漏及壓井泥漿，只能先行解封封隔器，解封后通過封隔器膠筒與套管之間的環(huán)空間隙打堵漏漿進(jìn)行堵漏，但該間隙非常小，泥漿通過性差，造成堵漏作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，效率低，并且，堵漏材料極易在此搭橋、沉淀，造成管柱卡埋等井下復(fù)雜；倘若為了避免因采用一次性井下關(guān)井閥帶來的后期壓井堵漏帶來的問題，就貿(mào)然將測(cè)試管柱結(jié)構(gòu)中的井下一次性關(guān)井閥去掉，則不僅減少了井下測(cè)試管柱的功能，使井下壓力恢復(fù)數(shù)據(jù)資料錄取困難，更為關(guān)鍵的是井下測(cè)試管柱失去了重要的安全屏障，出現(xiàn)緊急情況下對(duì)管柱無法進(jìn)行有效控制，井控安全將面臨巨大風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種單向式井下關(guān)井循環(huán)閥及其工作方法。本發(fā)明能通過環(huán)空壓力控制實(shí)現(xiàn)油管內(nèi)和環(huán)空之間隔絕、溝通，油管正眼向上單向關(guān)斷，以滿足易漏失儲(chǔ)層壓井堵漏施工作業(yè)需要，減少因壓井堵漏等造成的復(fù)雜帶來的經(jīng)濟(jì)損失；節(jié)約試油測(cè)試作業(yè)周期，降低試油作業(yè)成本；降低試油測(cè)試作業(yè)期間的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，保障施工安全可控。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種單向式井下關(guān)井循環(huán)閥，其特征在于:包括上接頭、壓差心軸、壓?jiǎn)⑵?、循環(huán)外筒、閥座、閥板和下接頭，循環(huán)外筒一端與上接頭固定連接，另一端與下接頭固定連接，壓差心軸固定限位在循環(huán)外筒內(nèi)，在預(yù)定壓力下能夠破裂的壓?jiǎn)⑵O(shè)置在上接頭上，閥座固定設(shè)置在循環(huán)外筒下端，閥板與閥座連接用于控制循環(huán)外筒內(nèi)腔的開關(guān)，循環(huán)外筒上開有外循環(huán)孔，壓差心軸上開有內(nèi)循環(huán)孔，當(dāng)壓差心軸未運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)循環(huán)孔和外循環(huán)孔未溝通，且閥板處于開啟狀態(tài)，當(dāng)壓差心軸運(yùn)動(dòng)至內(nèi)循環(huán)孔和外循環(huán)孔溝通時(shí)，內(nèi)循環(huán)孔和外循環(huán)孔形成環(huán)空和管柱之間的連通通道，且閥板處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0006]所述壓差心軸外壁和上接頭內(nèi)壁之間形成有密閉的空氣腔，空氣腔中的壓差心軸外壁形成壓差面積，當(dāng)壓?jiǎn)⑵陬A(yù)定的壓力下破裂時(shí)，環(huán)空壓力作用于壓差面積上。
[0007]所述壓差心軸一端通過銷釘與循環(huán)外筒固定限位，另一端與擋板心軸固定連接。
[0008]所述擋板心軸上端與壓差心軸另一端通過絲扣固定連接，下端將閥板限位在擋板心軸和下接頭之間。
[0009]所述閥座設(shè)置在循環(huán)外筒與擋板芯軸之間空隙處，當(dāng)壓差心軸未運(yùn)動(dòng)時(shí)，閥板被擋板心軸限位在開啟狀態(tài)。
[0010]所述閥板通過扭簧與扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸的配合傳遞扭轉(zhuǎn)力，當(dāng)壓差心軸帶動(dòng)擋板芯軸運(yùn)動(dòng)至內(nèi)循環(huán)孔和外循環(huán)孔溝通時(shí)，閥板在扭轉(zhuǎn)力作用下反彈回關(guān)閉狀態(tài)。
[0011]所述閥板和閥座之間采用金屬密封方式密封。
[0012]一種單向式井下關(guān)井循環(huán)閥的工作方法，其特征在于:壓?jiǎn)⑵陬A(yù)定的壓力下破裂，環(huán)空壓力作用于壓差心軸的壓差面積上，剪斷銷釘后壓差心軸向上運(yùn)動(dòng)，壓差心軸上移至內(nèi)循環(huán)孔與循環(huán)外筒上的外循環(huán)孔溝通，使環(huán)空和管柱之間連通；同時(shí)，壓差心軸向上運(yùn)動(dòng)后，閥板向上反彈，貼合閥座，閥板處于關(guān)閉狀態(tài)，阻止地層流體向上繼續(xù)流入油管上部空間，在地層壓力大于油管內(nèi)靜液柱壓力時(shí)關(guān)斷油管內(nèi)部與地層的通道，實(shí)現(xiàn)封閉作業(yè)管柱和隔離地層。
[0013]所述方法還包括:當(dāng)壓井期間地層漏失嚴(yán)重，從油管正眼直接栗注堵漏漿，當(dāng)油管內(nèi)靜液柱壓力高于閥板下部地層壓力時(shí)，推開閥板，直接將堵漏漿推向地層實(shí)現(xiàn)正眼堵漏作業(yè)。
[0014]所述單向式井下關(guān)井循環(huán)閥在使用之前，應(yīng)當(dāng)預(yù)先計(jì)算出操作壓力，以便選擇具備適當(dāng)承壓能力的壓?jiǎn)⑵?br>[0015]所述單向式井下關(guān)井循環(huán)閥與其它環(huán)空壓力驅(qū)動(dòng)閥一起下井使用時(shí)，單向式井下關(guān)井循環(huán)閥的作業(yè)壓力應(yīng)該與其它測(cè)試閥的操作壓力間隔至少7個(gè)MPa以上。
[0016]采用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
1、本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在測(cè)試后循環(huán)壓井、井下關(guān)斷、再次向井內(nèi)單向開啟等功能，以滿足壓井堵漏施工作業(yè)需要，保障測(cè)試期間管柱的安全可靠和可直推式壓井堵漏，提高試油安全施工效率，降低試油作業(yè)成本。
[0017]2、本發(fā)明通過環(huán)空壓力控制實(shí)現(xiàn)油管內(nèi)和環(huán)空之間隔絕、溝通，油管正眼向上單向關(guān)斷，可以滿足循環(huán)壓井、井下壓力恢復(fù)測(cè)試、易漏失儲(chǔ)層正眼直推法壓井堵漏作業(yè)需要，減少因壓井堵漏等造成的復(fù)雜帶來的經(jīng)濟(jì)損失；節(jié)約試油測(cè)試作業(yè)周期，降低試油測(cè)試作業(yè)期間的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，保障試油測(cè)試施工作業(yè)安全可控。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖
圖中標(biāo)記為:1、上接頭，2、壓差心軸，3、壓?jiǎn)⑵?、銷釘，5、循環(huán)外筒，6、外循環(huán)孔，7、內(nèi)循環(huán)孔，8、擋板心軸，9、閥座，10、閥板，11、下接頭。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1
一種單向式井下關(guān)井循環(huán)閥，包括上接頭1、壓差心軸2、壓?jiǎn)⑵?、循環(huán)外筒5、閥座9、閥板10和下接頭10，循環(huán)外筒5 —端與上接頭I固定連接，另一端與下接頭11固定連接，壓差心軸2固定限位在循環(huán)外筒5內(nèi)，在預(yù)定壓力下能夠破裂的壓?jiǎn)⑵?設(shè)置在上接頭I上，閥座9固定設(shè)置在循環(huán)外筒5下端，閥板10與閥座9連接用于控制循環(huán)外筒5內(nèi)腔的開關(guān)，循環(huán)外筒5上開有外循環(huán)孔6，壓差心軸2上開有內(nèi)循環(huán)孔7，當(dāng)壓差心軸2未運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)循環(huán)孔7和外循環(huán)孔6未溝通，且閥板10處于開啟狀態(tài)，當(dāng)壓差心軸2運(yùn)動(dòng)至內(nèi)循環(huán)孔7和外循環(huán)孔6溝通時(shí)，內(nèi)循環(huán)孔7和外循環(huán)孔6形成環(huán)空和管柱之間的連通通道，且閥板10處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0020]本實(shí)施例中，所述壓差心軸2外壁和上接頭I內(nèi)壁之間形成有密閉的空氣腔，空氣腔中的壓差心軸2外壁形成壓差面積，當(dāng)壓?jiǎn)⑵?在預(yù)定的壓力下破裂時(shí)，環(huán)空壓力作用于壓差面積上。
[0021]本實(shí)施例中，所述壓差心軸2 —端通過銷釘4與循環(huán)外筒5固定限位，另一端與擋板心軸8固定連接。
[0022]本實(shí)施例中，所述擋板心軸8上端與壓差心軸2另一端通過絲扣固定連接，下端將閥板10限位在擋板心軸8和下接頭11之間。
[0023]本實(shí)施例中，所述閥座設(shè)置在循環(huán)外筒與擋板芯軸之間空隙處，當(dāng)壓差心軸未運(yùn)動(dòng)時(shí)，閥板被擋板心軸限位在開啟狀態(tài)。
[0024]本實(shí)施例中，所述閥板10通過扭簧與扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸的配合傳遞扭轉(zhuǎn)力，當(dāng)壓差心軸2帶動(dòng)擋板芯軸8運(yùn)動(dòng)至內(nèi)循環(huán)孔7和外循環(huán)孔6溝通時(shí)，閥板10在扭轉(zhuǎn)力作用下反彈回關(guān)閉狀態(tài)。
[0025]本實(shí)施例中，所述閥板10和閥座9之間采用金屬密封方式密封。
[0026]一種單向式井下關(guān)