深海油氣井多功能循環閥的製作方法
2023-06-05 20:21:56 2
深海油氣井多功能循環閥的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種深海油氣井多功能循環閥，其連接在鑽杆之間，包括有上部結構、中部結構和下部結構，所述中部結構分別與上部結構和下部結構活動連接，所述下部結構中形成有第一通道，所述第一通道連通下部油層，所述中部結構形成有第二通道，所述第一通道與第二通道連通，所述中部結構與上部結構錯開時，所述第一通道、第二通道與鑽杆的內部空間形成循環通道。本發明結構簡單，開啟動作靈活可靠，並且設計有獨立的旁通循環通道，開啟後循環通道大，而且其內通徑大，完全能夠滿足大直徑座封鋼球通過的要求，對其它井下工具及流道不產生任何影響，而且在打壓座封時能夠防止提前激活。
【專利說明】深海油氣井多功能循環閥
【技術領域】
[0001]本發明涉及石油工程領域，尤其涉及一種深海油氣井多功能循環閥。
【背景技術】
[0002]相對於常規井作業，在深海油氣井中，送入的生產管柱、防砂管柱在作業時具有很多要求:下入深度大、作業時效性要求高、對環保要求高，不允許鑽杆滿液起管柱等。
[0003]在對生產管柱、防砂管柱上的頂部封隔器進行座封時，需在鑽杆內投入座封鋼球，投球後鑽杆與油層隔離、鑽杆與套管隔離。如果在座封后需要鑽杆與地層連通或在起管柱時要求鑽杆與套管連通，則存在以下不足:
1、座封鋼球投入後，鑽杆與地層的連通通道被封堵，必須將座封鋼球洗出，增加了作業時間及修井成本；
2、座封鋼球投入後，鑽杆與套管的連通通道被封堵，必須將座封鋼球洗出，增加了作業時間及修井成本，而且在鑽杆內滿液時，起管柱容易造成施工困難、抽吸地層等風險；
3、如不進行洗球作業，則需要通過在座封鋼球與送入管柱的環空之間建立循環通道，此方案循環通道小，施工排量受限。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是，提供一種深水油氣井多功能循環閥，為深海油氣井的送入管柱提供座封通道，打壓激活多功能循環閥後，可通過旁通通道與下部油層建立循環通道，在起管柱時可以達到洩流的目的。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種深海油氣井多功能循環閥，其連接在鑽杆之間，包括有上部結構、中部結構和下部結構，所述中部結構分別與上部結構和下部結構活動連接，所述下部結構中形成有第一通道，所述第一通道連通下部油層，所述中部結構形成有第二通道，所述第一通道與第二通道連通，所述中部結構與上部結構錯開時，所述第一通道、第二通道與鑽杆的內部空間形成循環通道。
[0006]進一步地，所述上部結構包括有上接頭、活動接頭和密封接頭，所述上接頭的上部連接入井設備，所述上接頭的下部與活動接頭的上部連接，所述活動接頭的下部連接密封接頭的上部。
[0007]進一步地，所述上接頭的內側設置有內懸掛臺階，所述活動接頭的外側設置有外懸掛臺階，所述內懸掛臺階與外懸掛臺階配合固定。
[0008]進一步地，所述內懸掛臺階上設置有內密封面，所述活動接頭的外側設置有密封圈，所述密封圈與內密封面配合密封。
[0009]進一步地，在所述密封接頭的上部還設置有緊定銷釘孔，所述緊定銷釘孔內穿設有緊定銷釘。
[0010]進一步地，所述中部結構包括有內循環接頭、外循環接頭和滑動球座，所述密封接頭套設在內循環接頭和外循環接頭之間，所述內循環接頭的下部與滑動球座連接，所述密封接頭的外側與外循環接頭連接。
[0011]進一步地，所述內循環接頭上設置有外懸掛臺階，所述密封接頭上設置有內懸掛臺階，所述密封接頭的內懸掛臺階與內循環接頭的外懸掛臺階配合固定，在所述內循環接頭與滑動球座的接觸位置設有銷釘孔，所述銷釘孔內安裝剪切銷釘。
[0012]進一步地，所述滑動球座外部設計有兩組密封圈，兩組所述密封圈分別與內循環接頭的內密封面及外循環接頭的內密封面配合密封，所述滑動球座內設有第二通道。
[0013]進一步地，所述下部結構包括有下接頭，所述下接頭的下部連接下部完井工具，所述下接頭的外側與外循環接頭連接，下接頭的內側與滑動球座通過密封圈配合密封。
[0014]進一步地，下接頭內側還設有懸掛臺階，滑動球座下行定位於下接頭的懸掛臺階上，所述下接頭內設有第一通道，所述第一通道分別與第二通道和下部油層連通。
[0015]本發明具有如下有益效果:結構簡單，開啟動作靈活可靠，並且設計有獨立的旁通循環通道，開啟後循環通道大，而且其內通徑大，完全能夠滿足大直徑座封鋼球通過的要求，對其它井下工具及流道不產生任何影響，而且在打壓座封時能夠防止提前激活。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為深海油氣井多功能循環閥座封狀態的結構不意圖；
圖2為深海油氣井多功能循環閥激活狀態的結構示意圖。
[0017]圖中，圖中:1、上接頭，2、活動接頭，3、緊定銷釘，4、密封接頭，5、上部密封環，6、內循環接頭，7、剪切銷釘，8、外循環接頭，9、滑動球座，10、下接頭，11、下部密封環。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發明並能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。
[0019]如圖1、圖2所示，深海油氣井多功能循環閥，其連接在鑽杆之間，包括有上部結構、中部結構和下部結構，所述中部結構分別與上部結構和下部結構活動連接，所述下部結構中形成有第一通道，所述第一通道連通下部油層，所述中部結構形成有第二通道，所述第一通道與第二通道連通，所述中部結構與上部結構錯開時，所述第一通道、第二通道與鑽杆的內部空間形成循環通道。
[0020]施工時，將本發明與送入管柱連接後下入至設計深度，在鑽杆內投入座封鋼球，座封鋼球通過所述的多功能循環閥，坐落於懸掛封隔器的座封球座上，在鑽杆內打壓座封懸掛封隔器，驗封合格後正轉管柱丟手後，上提管柱2m-5m。
[0021]如果在座封后需要鑽杆與油層連通或在起管柱時要求鑽杆與套管連通，此時，在鑽杆內投入剪切鋼球，使得中部結構下行定位於下部結構上，此時本發明處於激活狀態，中部結構與上部結構錯開一孔洞並與鑽杆內部連通，第一通道、第二通道與鑽杆的內部空間形成循環通道，實現了鑽杆與下部油層的連通或鑽杆與套管環空的連通，在起管柱時，即可實現鑽杆內的液體自動洩流到井筒內。
[0022]所述上部結構包括有上接頭1、活動接頭2和密封接頭4，所述上接頭I的上部連接入井設備，所述上接頭I的下部與活動接頭2的上部連接，所述活動接頭2的下部連接密封接頭4的上部，所述密封接頭4設置有上部密封環5。
[0023]為了使得結構之間的連接更加密切和牢固，本發明的連接關係採用螺接，即上接頭I上部設有連接螺紋並與其他入井設備連接，所述上接頭I的內側設置有內懸掛臺階，所述活動接頭2的外側設置有外懸掛臺階，所述內懸掛臺階與外懸掛臺階配合固定，活動接頭2能夠自由轉動。
[0024]為了加強構件之間的密封性，所述內懸掛臺階上設置有內密封面，所述活動接頭2的外側設置有密封圈，所述密封圈與內密封面配合密封。
[0025]活動接頭2下部設有連接螺紋，所述密封接頭4上部、下部均設計有螺紋，所述密封接頭4的上部螺紋與活動接頭2的下部螺紋連接。為了防止密封接頭4與活動接頭2之間的連接螺紋鬆動，本發明在所述密封接頭4的上部還設置有緊定銷釘孔，所述緊定銷釘孔內穿設有緊定銷釘3。
[0026]所述中部結構包括有內循環接頭6、外循環接頭8和滑動球座9，所述密封接頭4套設在內循環接頭6和外循環接頭9之間，並分別與內循環接頭6和外循環接頭9螺接，所述內循環接頭6的下部與滑動球座9連接，所述密封接頭4的外側與外循環接頭8連接。
[0027]所述內循環接頭6上設置有外懸掛臺階，所述密封接頭4上設置有內懸掛臺階，所述內懸掛臺階與外懸掛臺階配合固定，將內循環接頭6與密封接頭4連接，在所述內循環接頭6與滑動球座9的接觸位置設有銷釘孔，所述銷釘孔內安裝剪切銷釘7，本發明中，內循環接頭6下部設計有2-8個銷釘孔，用於安裝剪切銷釘7，並且內循環接頭6在銷釘孔上部設計有2-6個返液孔。
[0028]為了加強密封接頭4與內循環接頭6之間的密封性，所述密封接頭4的內懸掛臺階上部設計有內密封面，內循環接頭6外部設計有密封圈與密封接頭4的內密封面配合密封。
[0029]外循環接頭8上部、下部均設計有連接螺紋，外循環接頭8的上部連接螺紋與密封接頭4的下部螺紋連接，外循環接頭8內部設計有內密封面，下部連接螺紋上部設計有2-6個返液孔。
[0030]滑動球座9外部設計有三組密封圈，分別於內循環接頭6的內密封面、外循環接頭8的內密封面及下接頭10的內密封面配合密封，滑動球座9設計有第二通道。
[0031]所述下部結構包括有下接頭10，下接頭10上部、下部均設計有連接螺紋，所述下接頭10的下部與其他工具連接進而與完井工具連通，完井工具與下部油層連通，所述下接頭10的外側的上部螺紋與外循環接頭8的下部螺紋連接，下接頭10的內側與滑動球座9通過密封圈配合密封，所述下接頭10外圍設置有下部密封環11。
[0032]所述下接頭10設有第一通道，下接頭10內部設有外懸掛臺階，鑽杆打壓時，剪斷剪切銷釘7後滑動球座9下行定位於下接頭10的內懸掛臺階上。
[0033]本發明，滑動球座9有兩個工作位置:座封位置(圖1)、激活位置(圖2)。
[0034]滑動球座9在座封位置時，滑動球座9與密封接頭4通過密封圈密封，可提供打壓座封的密封條件。
[0035]在需要激活時，鑽杆內投入剪切鋼球後落至滑動球座9上，鑽杆內打壓剪斷剪切銷釘7，使滑動球座9下行定位於下接頭10的內懸掛臺階上。此時可建立鑽杆與套管的連通通道，在起管柱時鑽杆內液體可自動洩漏至井筒內。
[0036]在具體施工時，將本發明與送入管柱連接後下入至設計深度，鑽杆內投入懸掛封隔器座封鋼球，座封鋼球通過所述的多功能循環閥，坐落於懸掛封隔器的座封球座上，在鑽杆內打壓座封懸掛封隔器，驗封合格後正轉管柱丟手後，上提管柱2m-5m。
[0037]需要激活時，在鑽杆內投入剪切鋼球，剪切鋼球落於所述滑動球座9的上部密封面上，在鑽杆內打壓剪斷剪切銷釘7，使滑動球座9下行定位於下接頭10的內懸掛臺階上，此時多功能循環閥處於激活狀態。滑動球座9的第二通道與下接頭10的第一通道連通，即可實現鑽杆與下部油層的連通，或鑽杆與套管環空的連通，起管柱時即可實現鑽杆的液體內自動洩流至井筒內。
[0038]以上所述實施例僅是為充分說明本發明而所舉的較佳的實施例，本發明的保護範圍不限於此。本【技術領域】的技術人員在本發明基礎上所作的等同替代或變換，均在本發明的保護範圍之內。本發明的保護範圍以權利要求書為準。
【權利要求】
1.一種深海油氣井多功能循環閥，其連接在鑽杆之間，其特徵在於，包括有上部結構、中部結構和下部結構，所述中部結構分別與上部結構和下部結構活動連接，所述下部結構中形成有第一通道，所述第一通道連通下部油層，所述中部結構形成有第二通道，所述第一通道與第二通道連通，所述中部結構與上部結構錯開時，所述第一通道、第二通道與鑽杆的內部空間形成循環通道。
2.根據權利要求1所述的深海油氣井多功能循環閥，其特徵在於，所述上部結構包括有上接頭、活動接頭和密封接頭，所述上接頭的上部連接入井設備，所述上接頭的下部與活動接頭的上部連接，所述活動接頭的下部連接密封接頭的上部。
3.根據權利要求2所述的深海油氣井多功能循環閥，其特徵在於，所述上接頭的內側設置有內懸掛臺階，所述活動接頭的外側設置有外懸掛臺階，所述內懸掛臺階與外懸掛臺階配合固定。
4.根據權利要求3所述的深海油氣井多功能循環閥，其特徵在於，所述內懸掛臺階上設置有內密封面，所述活動接頭的外側設置有密封圈，所述密封圈與內密封面配合密封。
5.根據權利要求4所述的深海油氣井多功能循環閥，其特徵在於，在所述密封接頭的上部還設置有緊定銷釘孔，所述緊定銷釘孔內穿設有緊定銷釘。
6.根據權利要求5所述的深海油氣井多功能循環閥，其特徵在於，所述中部結構包括有內循環接頭、外循環接頭和滑動球座，所述密封接頭套設在內循環接頭和外循環接頭之間，所述內循環接頭的下部與滑動球座連接，所述密封接頭的外側與外循環接頭連接。
7.根據權利要求6所述的深海油氣井多功能循環閥，其特徵在於，所述內循環接頭上設置有外懸掛臺階，所述密封接頭上設置有內懸掛臺階，所述密封接頭的內懸掛臺階與內循環接頭的外懸掛臺階配合固定，在所述內循環接頭與滑動球座的接觸位置設有銷釘孔，所述銷釘孔內安裝剪切銷釘。
8.根據權利要求7所述的深海油氣井多功能循環閥，其特徵在於，所述滑動球座外部設計有三組密封圈，三組所述密封圈分別與內循環接頭的內密封面、外循環接頭的內密封面及下接頭的內密封面配合密封，所述滑動球座內設有第二通道。
9.根據權利要求8所述的深海油氣井多功能循環閥，其特徵在於，所述下部結構包括有下接頭，所述下接頭的下部連接下部完井工具，所述下接頭的外側與外循環接頭連接，下接頭的內側與滑動球座通過密封圈配合密封。
10.根據權利要求9所述的深海油氣井多功能循環閥，其特徵在於，下接頭內側還設有懸掛臺階，滑動球座下行定位於下接頭的懸掛臺階上，所述下接頭內設有第一通道，所述第一通道分別與第二通道和下部油層連通。
【文檔編號】E21B34/06GK104453779SQ201410716680
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月2日 優先權日:2014年12月2日
【發明者】王威, 鄧輝, 羅衛, 焦青青, 劉淑靜, 趙飛, 林彬, 欒志軍 申請人:東營市福利德石油科技開發有限責任公司