井下開關裝置的製作方法

2023-05-20 23:21:31 1

本發明涉及油氣田開發技術，尤其涉及一種井下開關裝置。

背景技術：

在油氣田開發中，採油作業和修井作業時，為了對任意油層段進行生產調整，井下油管在相應位置設置開關。

現有技術中，通過對油管水力蹩壓實現開關的打開操作。

採用現有技術，對開關進行關閉操作時，必須起出油管，導致開關重複作業時的費用較高。

技術實現要素：

本發明提供井下開關裝置，能夠通過在井下操作執行機構實現井下開關裝置的開啟和閉合，而不用反覆起出油管操作井下開關裝置，降低了井下開關裝置開關開啟和關閉作業時的費用。

本發明提供的井下開關裝置，包括：護管、所述護管內壁設置有凹槽，所述凹槽設置有閥板，所述閥板的一端設置有閥板旋轉軸銷，所述閥板旋轉軸銷內設置有閥板復位彈簧，所述閥板在執行機構的作用下限制在所述凹槽內，所述閥板在閥板復位彈簧的作用沿所述閥板旋轉軸銷轉動；所述閥板上設置有平衡閥芯，所述平衡閥芯用於平衡所述閥板上下的壓力。

在本發明一實施例中，所述平衡閥芯設置在所述閥板的通孔內，所述閥板上還設置有平衡閥芯彈簧，所述平衡閥芯在所述平衡閥芯彈簧的作用下密封所述閥板的通孔；所述平衡閥芯在所述執行機構的作用下使所述通孔與所述閥板具有間隙。

在本發明一實施例中，所述閥板為圓弧形。

在本發明的上述各實施例中，開關裝置還包括外管，所述外管套設在所述護管，所述護管的軸心和所述外管的軸心未在同一直線。

在本發明一實施例中，所述執行機構設置有長短滑道。

在本發明一實施例中，所述閥板復位彈簧和所述平衡閥芯彈簧耐高溫和耐高壓。

本發明提供的井下開關裝置，包括：護管，其中護管內壁設置有凹槽，凹槽中設置有閥板，閥板被執行機構限制在凹槽內，並當執行機構上提後，閥板在閥板復位彈簧的作用下沿閥板旋轉銷轉動，實現井下開關裝置的關閉。閥板上設置有平衡閥芯用於平衡閥板上下的壓力，實現閥板的開啟時，先由平衡閥芯平衡閥板上下的壓力之後，再由執行結構將閥板限制在凹槽內。本發明提供的井下開關裝置，能夠通過在井下操作執行機構實現井下開關裝置的開啟和閉合，而不用反覆起出油管操作井下開關裝置，降低了井下開關裝置開關開啟和關閉作業時的費用。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明井下開關裝置實施例一的結構示意圖；

圖2為本發明井下開關裝置實施例一處於關閉狀態時的結構示意圖；

圖3為本發明井下開關裝置實施例二的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語「第一」、「第二」、「第三」、「第四」等(如果存在)是用於區別類似的對象，而不必用於描述特定的順序或先後次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這裡描述的本發明的實施例例如能夠以除了在這裡圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語「包括」和「具有」以及他們的任何變形，意圖在於覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限於清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對於這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。

圖1為本發明井下開關裝置實施例一的結構示意圖。如圖1所示，井下開關裝置處於開啟狀態，本發明井下開關裝置包括：護管1，其中，護管1的內壁設置有凹槽2，凹槽2設置有閥板3，閥板3的一端設置有閥板旋轉軸銷4，閥板旋轉軸銷4內設置有閥板復位彈簧5。則閥板3在執行機構6的作用下限制在凹槽2內，閥板3在閥板復位彈簧5的作用下沿閥板旋轉軸銷4轉動。閥板3上設置有平衡閥芯7，平衡閥芯7用於平衡閥板3上下的壓力。

具體地，執行機構6可以是護管內的滑管，當井下開關裝置處於開啟狀態時，執行機構將閥板3限制在護管1內壁的凹槽2內，由於護管1與執行機構6為內外滑管的設計，此時護管1處於開啟狀態。需要關閉井下開關裝置時，通過上提執行機構6，執行機構6上提後，不再將閥板3限制在護管1內壁的凹槽2內，則閥板3在閥板復位彈簧5的作用下，沿閥板旋轉軸銷4轉動，至與護管1軸向垂直的方向後，實現開關裝置的關閉，從而堵塞護管1的內部通道實現密封。

當井下開關裝置處於關閉狀態時，閥板3與護管1軸向方向垂直並封閉護管1的內部通道，此時閥板3的上下壓差較大，直接打開閥板3的難度很大，若強行打開會損壞閘板。因此，通過在閥板3上設置平衡閥芯7實現閥板兩側的壓力平衡。需要開啟井下開關裝置時，通過下放執行機構6，首先執行機構6與閥板3上的平衡閥芯7接觸，首先，通過平衡閥芯7平衡閥板3兩側的壓力。當閥板3兩側的壓力平衡後，執行機構6與閥板3接觸，並施加一定的壓力後，使得閥板3沿著閥板旋轉軸銷4轉動，執行機構6最終將閥板3限制在護管1內壁的凹槽2內，實現開關裝置的開啟，從而使護管1的內部通道貫通。

本實施例提供的井下開關裝置，包括：護管，其中護管內壁設置有凹槽，凹槽中設置有閥板，閥板被執行機構限制在凹槽內，並當執行機構上提後，閥板在閥板復位彈簧的作用下沿閥板旋轉銷轉動，實現井下開關裝置的關閉。閥板上設置有平衡閥芯用於平衡閥板上下的壓力，實現閥板的開啟時，先由平衡閥芯平衡閥板上下的壓力之後，再由執行結構將閥板限制在凹槽內。本實施例提供的井下開關裝置，能夠通過在井下操作執行機構實現井下開關裝置的開啟和閉合，而不用反覆起出油管操作井下開關裝置，降低了井下開關裝置開關開啟和關閉作業時的費用。

可選地，上述實施例一種可能的實現方式為：平衡閥芯7設置在閥板3的通孔內，閥板3上還設置有平衡閥芯彈簧，平衡閥芯7在平衡閥芯彈簧的作用下密封閥板3上的通孔。平衡閥芯7在執行機構6的作用下使通孔與閥板3具有間隙。

具體地，為了實現閥板3兩側壓力的平衡，在閥板3上設置通孔，通孔使得閥板3兩側連通。將平衡閥芯設置在閥板3的通孔內，並在平衡閥芯彈簧的作用下，平衡閥芯7與閥板3上的通孔密封實現閥板的密封。圖2為本發明井下開關裝置實施例一處於關閉狀態時的結構示意圖。如圖2所示，在當井下開關裝置處於關閉狀態時，閥板3的通孔通過平衡閥芯7在平衡閥芯彈簧的作用下實現密封。需要將井下開關裝置開啟時，通過下放執行機構6，首先執行機構6與閥板3上的平衡閥芯7接觸，施加一定的與平衡閥芯彈簧相反的作用力，使得平衡閥芯7與閥板3上的通孔具有間隙。當通過該間隙實現閥板3兩側的壓力平衡後，繼續下放執行機構，使得執行機構6與閥板3接觸，並施加一定的壓力後，使得閥板3沿著閥板旋轉軸銷4轉動，執行機構6最終將閥板3限制在護管1內壁的凹槽2內，實現開關裝置的開啟，從而使護管1的內部通道貫通。

本實施例，通過閥板上設置通孔，平衡閥芯設置在通孔內並通過平衡閥芯彈簧實現與閥板的密封，使得井下開關裝置在打開時，通過執行機構下行與平衡閥芯接觸並提供一定的壓力，使得平衡閥芯與通孔產生間隙，實現閥板兩側壓力平衡後，執行機構繼續下行並對閥板提供一定的壓力使得井下開關裝置開啟。本實施例提供的井下開關裝置，能夠通過在井下操作執行機構實現井下開關裝置的開啟和閉合，而不用反覆起出油管操作井下開關裝置，降低了井下開關裝置開關開啟和關閉作業時的費用。本實施例提供的井下開關裝置在開啟時不需要通過執行機構向閥板提供壓力而強行開啟閥板造成閥板的損壞，而是通過平衡閥芯平衡閥板兩側的壓力後開啟閥板，提高了井下開關裝置的可靠性。

可選地，在上述實施例中，閥板3為圓弧形。具體地，閥板3採用圓弧設計。

可選地，在上述各實施例中，井下開關裝置還包括外管，外管套設在護管1上，護管1的軸心與外管得軸心未在同一直線。具體地，護管的兩側用於連接外管，通過護管1內的閥板3實現護管兩側的外管的連通與封閉。其中，為了使護管1內的閥板3能夠被限制在護管1的內壁設置的凹槽2內，護管與外管採用「偏心設計」，即護管與外管得軸心不在同一直線，使得護管1內的閥板3能夠實現外管的封閉。可選地，當閥板3處於開啟狀態時，護管1和外管內的通徑均大於62毫米。

可選地，在上述實施例中，執行機構6設置有長短滑道。通過下放操作工具，操作執行機構6，使得執行機構6沿著長短滑到相對於護管1運動。

圖3為本發明井下開關裝置實施例二的結構示意圖。如圖3所示，井下開關裝置包括：下接頭301，偏心閥座302，滑塊303，中心管304，定位接頭305，連接管306，第一填料墊圈307，矩形石墨環308，第二填料墊圈309，和齒形墊圈310。其中，下接頭301與齒形墊圈310用於與井下開關裝置下方的管道連接；偏心閥座302用於形成空間容納閥板；滑塊303用於使執行機構相對於護管滑動；中心管304用於提供操作工具的操作空間，通過井上下方的執行結構的操作，執行結構相對於護管運動；定位接頭305用於固定執行機構的位置，防止執行機構滑動出操作工具的控制範圍；連接管306用於連接井下開關裝置上方的管道；第一調料墊圈307和第二填料墊圈309中間添加矩形石墨環308，用於密封護管與外管的連接部。

可選地，在上述實施例中，閥板復位彈簧5和平衡閥芯彈簧耐高溫和高壓。具體地，閥板復位彈簧5和平衡閥芯彈簧採用不鏽鋼材料製作，同時，該不鏽鋼材料可以在600℃的高溫條件下使用。可選地，閥板表面噴焊鎳基合金，以實現閥板、閥板復位彈簧5和平衡閥芯彈簧耐衝刷、耐氣蝕和耐高溫的功能。

本實施例提供的井下開關裝置根據井下溫度、壓力、流體工況，能夠滿足600℃的高溫，並且井下開關裝置的閥板復位彈簧和平衡閥芯彈簧可在井下高溫高壓環境下正常使用，擴展了井下開關裝置的適用範圍。

最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。