專利名稱：油井用自動切換三通循環(huán)接頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于石油、天然氣井井下生產(chǎn)工具，特別是涉及一種作業(yè)簡單、快捷且使用壽命長的適于石油生產(chǎn)過程中頻繁改變生產(chǎn)作業(yè)方式的油井用自動切換三通循環(huán)接頭。
背景技術：
在石油開采生產(chǎn)過程中，廣泛采用電泵井采油，但由于井況復雜，一般在生產(chǎn)過程中要進行井下循環(huán)作業(yè)或洗井作業(yè)，在循環(huán)作業(yè)時需要采用正循環(huán)作業(yè)，有時需要采用反循環(huán)作業(yè)，而目前公知的油井用循環(huán)接頭是利用鋼絲作業(yè)和起下管柱作業(yè)，其工作原理是在油井正常生產(chǎn)時，從電泵出口的原油通過單向閥流入上部油管內(nèi)通道，從而進行正常原油生產(chǎn)；當油井停產(chǎn)需要進行井下循環(huán)作業(yè)時，必須采用鋼絲作業(yè)把循環(huán)通道銷釘剪斷，將循環(huán)接頭連同油管由井下提出，更換剪切銷釘，把循環(huán)接頭重新關閉后再連同油管送入井內(nèi)方能再次使用，此時先打開井下循環(huán)通道，再進行循環(huán)作業(yè)。在正循環(huán)時，循環(huán)液由油管內(nèi)通道經(jīng)過循環(huán)通道，進入環(huán)空，而形成正循環(huán)作業(yè)通道。在反循環(huán)時，循環(huán)液由環(huán)空經(jīng)過循環(huán)通道，進入油管內(nèi)通道，形成反循環(huán)作業(yè)通道。當再次恢復原油生產(chǎn)時，還必須通過起下管柱作業(yè)下入新的循環(huán)接頭，才能進行原油生產(chǎn)作業(yè)，不僅給井下循環(huán)作業(yè)和洗井作業(yè)帶來極大的不便，而且頻繁的進行這樣的鋼絲作業(yè)和起下管柱作業(yè)，占據(jù)了大量的作業(yè)時間，對油井的生產(chǎn)也帶來了不利影響。此外，井下作業(yè)、洗井作業(yè)時采用機械方式切斷剪切銷釘打開循環(huán)接頭，在黏度大的稠油井中其操作是非常困難的，不僅費時費力，而且作業(yè)費用也高，不利于油井生產(chǎn)成本的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種作業(yè)簡單、快捷且使用壽命長的適于石油生產(chǎn)過程中頻繁改變生產(chǎn)作業(yè)方式的油井用自動切換三通循環(huán)接頭。
本發(fā)明提供一種油井用自動切換三通循環(huán)接頭，其主要原理是利用原油、環(huán)空循環(huán)液的壓力驅(qū)動密封塞移動，通過密封塞的上下移動，可在三通短接上出口、三通短接下入口和反循環(huán)通道之間形成三通循環(huán)通道，可方便地在油田生產(chǎn)過程中隨時改變生產(chǎn)和循環(huán)作業(yè)方式，實現(xiàn)油井生產(chǎn)、反循環(huán)作業(yè)和正循環(huán)作業(yè)三種作業(yè)方式通道的自由切換，為降低油田的開發(fā)成本、高效地開發(fā)油氣田提供技術保障。
本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是
油井用自動切換三通循環(huán)接頭，包括三通循環(huán)接頭本體，在三通循環(huán)接頭本體內(nèi)上部設置油管內(nèi)通道、反循環(huán)通道和三通短接上出口，三通循環(huán)接頭本體內(nèi)下部設置三通短接下入口，所述三通短接上出口與反循環(huán)通道連通，反循環(huán)通道與環(huán)空連通，三通短接下入口通過通道槽口與三通短接上出口連通，形成本三通循環(huán)接頭的三通循環(huán)通道，在三通循環(huán)接頭內(nèi)部中間位置設有密封塞移動通道體，密封塞移動通道體內(nèi)設置有可移動的密封塞裝置，密封塞移動通道體下端與固定連接在三通循環(huán)接頭本體內(nèi)的固定板固定，在密封塞移動通道體的周壁上分布有通道槽口。
本發(fā)明還可以采用如下技術措施所述油井用自動切換三通循環(huán)接頭的三通循環(huán)通道是a.當油井生產(chǎn)時，原油推動密封塞從密封塞移動通道體內(nèi)下部向上移動，當密封塞向上移過通道槽口時，通道槽口打開，原油從通道槽口流出，經(jīng)三通短接上出口進入油管內(nèi)通道，流到地面油井口，密封塞移動至密封塞移動通道體上部，密封反循環(huán)通道，形成正常生產(chǎn)通道。
b.當油井停止生產(chǎn)進行正循環(huán)作業(yè)時，循環(huán)液從環(huán)空經(jīng)過反循環(huán)通道進入密封塞移動通道體，推動密封塞從密封塞移動通道體上部向下移動，當密封塞向下移動至通道槽口時，通道槽口打開，循環(huán)液從通道槽口流出，經(jīng)三通短接上出口，進入油管內(nèi)通道，經(jīng)油管內(nèi)通道流到地面油井口，這時密封塞移動至密封塞移動通道體下部，將三通短接下入口密封，形成反循環(huán)作業(yè)通道。
c.當油井停止生產(chǎn)進行正循環(huán)作業(yè)時，先進行反循環(huán)作業(yè)，密封塞從密封塞移動通道體上部移動至下部，密封三通短接下入口，再正循環(huán)作業(yè)，正循環(huán)作業(yè)時，循環(huán)液從油管內(nèi)通道經(jīng)三通短接上出口向下流動，再經(jīng)過通道槽口流入密封塞移動通道體內(nèi)，循環(huán)液從密封塞移動通道體向上流動，經(jīng)反循環(huán)通道和環(huán)空流到地面油井口，密封塞處于密封塞移動通道體下部，密封三通短接下入口，形成正循環(huán)作業(yè)通道。
所述密封塞設計為圓柱體，其兩端部設計呈梯形形狀，密封塞的長度應稍大于通道槽口的長度。
所述密封塞選用耐腐蝕的尼龍材料制成。
所述密封塞移動通道體的上部和下部均設計有與密封塞兩端部梯形相吻合的梯形面。
所述通道槽口均勻分布在密封槽移動通道體上，沿密封槽移動通道體圓周方向至少設置有6個條形通道槽口，通道槽口長度應小于密封塞長度。
在三通循環(huán)接頭本體的上下兩端均制有便于與油管連接的標準油管螺紋扣。
本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是由于本發(fā)明利用原油、環(huán)空循環(huán)液的壓力驅(qū)動，通過密封塞的上下移動，可在三通循環(huán)接頭的三通短接上出口、三通短接下入口和反循環(huán)通道之間形成三通循環(huán)通道，并可方便地實現(xiàn)油井生產(chǎn)、反循環(huán)作業(yè)和正循環(huán)作業(yè)三種作業(yè)方式通道的自由切換；克服了公知技術存在的缺陷，在油田的生產(chǎn)過程中可隨時改變生產(chǎn)和循環(huán)作業(yè)方式，因而不需要常規(guī)循環(huán)形接頭的鋼絲作業(yè)和起下管柱作業(yè)，特別適合于黏度大的稠油油井使用。采用本技術方案后，既可滿足生產(chǎn)要求，又能簡化了作業(yè)程序，這樣不僅大大減少了作業(yè)工作量和修井作業(yè)對油井生產(chǎn)的影響，同時又能進一步節(jié)約作業(yè)費用，為降低油田的開發(fā)成本、穩(wěn)定和提高油田產(chǎn)量提供了保障。此外，本實用新型結構設計簡單、合理，具有較長的使用壽命，具有廣闊的市場發(fā)展前景。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖；圖2是圖1的A-A剖面圖；圖3是本發(fā)明處于生產(chǎn)狀態(tài)示意圖；圖4是本發(fā)明處于反循環(huán)狀態(tài)示意圖；圖5是本發(fā)明處于正循環(huán)狀態(tài)示意圖。
圖中1油管內(nèi)通道、2三通循環(huán)接頭本體、3反循環(huán)通道、4環(huán)空、5三通短接上出口、6套管、7密封塞、8通道槽口、9密封塞移動通道體、10固定板、11三通短接下入口。
具體實施例方式
為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下請參閱圖1和圖2，油井用自動切換三通循環(huán)接頭，包括三通循環(huán)接頭本體2，在三通循環(huán)接頭本體2內(nèi)上部設置油管內(nèi)通道1、反循環(huán)通道3和三通短接上出口5，三通循環(huán)接頭本體內(nèi)下部設置三通短接下入口11，所述三通短接上出口5與反循環(huán)通道3連通，反循環(huán)通道與環(huán)空4連通，三通短接下入口11通過通道槽口8與三通短接上出口5連通，形成本三通循環(huán)接頭的三通循環(huán)通道，在三通循環(huán)接頭內(nèi)部中間位置設有密封塞移動通道體9，密封塞移動通道體內(nèi)設置有可移動的密封塞7，該密封塞7可在密封塞移動通道體內(nèi)上下自由移動。所述密封塞設計為圓柱體，其兩端部設計呈梯形形狀，整個密封塞的其長度應稍大于通道槽口8的長度，密封塞優(yōu)選用耐腐蝕的尼龍材料制成。所述密封塞移動通道體9的上部和下部均設計有與密封塞7兩端部梯形形狀相吻合的梯形面。密封塞移動通道體下端與固定連接在三通循環(huán)接頭本體內(nèi)的固定板10固定，在密封塞移動通道體的周壁上分布有通道槽口8。所述通道槽口8均勻分布在密封槽移動通道體上，沿密封槽移動通道體圓周方向至少設置有6個條形通道槽口8，通道槽口8的長度應小于密封塞7長度。在三通循環(huán)接頭本體的上下兩端均制有標準油管螺紋扣。
在本發(fā)明的油井用自動切換三通循環(huán)接頭中，為提高密封塞的耐腐蝕性和機械強度，改善其使用壽命和密封性，在本實施例中，密封塞材料優(yōu)選高性能的尼龍材料(尼龍6即聚酰胺)。
請參閱圖3-圖5，在本實施例中，當油井正常生產(chǎn)時，密封塞7處于密封塞移動通道體9的上部；當油井停止生產(chǎn)而進行反循環(huán)作業(yè)時，密封塞處于密封塞移動通道體9的下部；當油井停止生產(chǎn)而進行正循環(huán)作業(yè)時，密封塞處于密封塞移動通道體9的下部。
本發(fā)明的工作原理為在油井生產(chǎn)狀態(tài)，原油在電泵的驅(qū)動下向上流動，推動密封塞7向上移動，密封塞從密封塞移動通道體9下部向上移動，當密封塞移過通道槽口8時，通道槽口8打開，原油就會從通道槽口8流出，流到三通短接上出口5，進而流入油管內(nèi)通道1，通過油管內(nèi)通道1流到地面井口。這時密封塞7移動到密封塞移動通道體9的上部，從而把反循環(huán)通道3密封，形成正常生產(chǎn)通道。
在油井停止生產(chǎn)進行反循環(huán)作業(yè)時，循環(huán)作業(yè)液從環(huán)空4通過反循環(huán)通道3進入密封塞移動通道9，推動密封塞7向下移動，密封塞7從密封塞移動通道9上部向下移動，當密封塞7向下移過通道槽口8時，通道槽口打開，循環(huán)作業(yè)液就會從通道槽口8流出，流向三通短接上出口5，進而流入油管內(nèi)通道1，通過油管內(nèi)通道1流到地面井口。這時密封塞7移動到密封塞移動通道體9的下部，從而把三通短接下入口11密封，形成反循環(huán)作業(yè)通道。
在油井停止生產(chǎn)進行正循環(huán)作業(yè)時，首先進行反循環(huán)作業(yè)操作，使密封塞7從密封塞移動通道體9上部移動到下部，將三通短接下入口11密封，然后再進行正循環(huán)作業(yè)。在正循環(huán)作業(yè)時，循環(huán)作業(yè)液從油管內(nèi)通道1通過三通短接上出口5向下流動，循環(huán)作業(yè)液通過通道槽口8流入密封塞移動通道9，循環(huán)作業(yè)液從密封塞移動通道9向上流動，經(jīng)過反循環(huán)通道3流入環(huán)空4，循環(huán)作業(yè)液再通過環(huán)空4流到地面井口。這時密封塞7處于密封塞移動通道9的下部，從而將三通短接下入口11密封，形成正循環(huán)作業(yè)通道。
當然本發(fā)明并不局限于此，如上述的三通短接上出口5、反循環(huán)通道3、通道槽口8、密封塞移動通道體9和短接三通下入口11，可根據(jù)實際作業(yè)情況設置為不同直徑，不同大小尺寸。
以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，依然可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種油井用自動切換三通循環(huán)接頭，其特征在于包括三通循環(huán)接頭本體，在三通循環(huán)接頭本體內(nèi)上部設置油管內(nèi)通道、反循環(huán)通道和三通短接上出口，三通循環(huán)接頭本體內(nèi)下部設置三通短接下入口，所述三通短接上出口與反循環(huán)通道連通，反循環(huán)通道與環(huán)空連通，三通短接下入口通過通道槽口與三通短接上出口連通，形成本三通循環(huán)接頭的三通循環(huán)通道，在三通循環(huán)接頭內(nèi)部中間位置設有密封塞移動通道體，密封塞移動通道體內(nèi)設置有可移動的密封塞裝置，密封塞移動通道體下端與固定連接在三通循環(huán)接頭本體內(nèi)的固定板固定，在密封塞移動通道體的周壁上分布有通道槽口。
2.根據(jù)權利要求1所述的油井用自動切換三通循環(huán)接頭，其特征在于所述三通循環(huán)接頭的三通循環(huán)通道是a.當油井生產(chǎn)時，原油推動密封塞從密封塞移動通道體內(nèi)下部向上移動，當密封塞向上移過通道槽口時，通道槽口打開，原油從通道槽口流出，經(jīng)三通短接上出口和反循環(huán)通道進入油管內(nèi)通道，流到地面油井口，密封塞移動至密封塞移動通道體上部，密封反循環(huán)通道，形成正常生產(chǎn)通道。b.當油井停止生產(chǎn)進行正循環(huán)作業(yè)時，循環(huán)液從環(huán)空經(jīng)過反循環(huán)通道進入密封塞移動通道體，推動密封塞從密封塞移動通道體上部向下移動，當密封塞向下移動至通道槽口時，通道槽口打開，循環(huán)液從通道槽口流出，經(jīng)三通短接上出口，進入油管內(nèi)通道，經(jīng)油管內(nèi)通道流到地面油井口，這時密封塞移動至密封塞移動通道體下部，將三通短接下入口密封，形成反循環(huán)作業(yè)通道。c.當油井停止生產(chǎn)進行正循環(huán)作業(yè)時，先進行反循環(huán)作業(yè)，密封塞從密封塞移動通道體上部移動至下部，密封三通短接下入口，再正循環(huán)作業(yè)，正循環(huán)作業(yè)時，循環(huán)液從油管內(nèi)通道經(jīng)三通短接上出口向下流動，再經(jīng)過通道槽口流入密封塞移動通道體內(nèi)，循環(huán)液從密封塞移動通道體向上流動，經(jīng)反循環(huán)通道和環(huán)空流到地面油井口，密封塞處于密封塞移動通道體下部，密封三通短接下入口，形成正循環(huán)作業(yè)通道。
3.根據(jù)權利要求1所述的油井用自動切換三通循環(huán)接頭，其特征在于所述密封塞設計為圓柱體，其兩端部設計呈梯形形狀，密封塞的長度應稍大于通道槽口的長度。
4.根據(jù)權利要求1所述的油井用自動切換三通循環(huán)接頭，其特征在于所述密封塞選用耐腐蝕的尼龍材料制成。
5.根據(jù)權利要求1所述的油井用自動切換三通循環(huán)接頭，其特征在于所述密封塞移動通道體的上部和下部均設計有與密封塞兩端部梯形形狀相吻合的梯形面。
6.根據(jù)權利要求1所述的油井用自動切換三通循環(huán)接頭，其特征在于所述通道槽口均勻分布在密封塞移動通道體上，沿密封塞移動通道體圓周方向至少設置有6個條形通道槽口，通道槽口長度應小于密封塞長度。
7.根據(jù)權利要求1所述的油井用自動切換三通循環(huán)接頭，其特征在于在三通循環(huán)接頭本體的上下兩端均制有標準油管螺紋扣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油井用自動切換三通循環(huán)接頭，包括在三通循環(huán)接頭本體內(nèi)上部設置油管內(nèi)通道、反循環(huán)通道和三通短接上出口，三通循環(huán)接頭本體內(nèi)下部設置三通短接下入口，三通短接上出口與反循環(huán)通道連通，反循環(huán)通道與環(huán)空連通，三通短接下入口與三通短接上出口連通，形成三通循環(huán)通道，在三通循環(huán)接頭內(nèi)設有密封塞移動通道體，密封塞移動通道體內(nèi)設置密封塞裝置，密封塞移動通道體下端與固定板固定，在密封塞移動通道體的周壁上分布有通道槽口。優(yōu)點在于可方便地實現(xiàn)油井生產(chǎn)、反循環(huán)作業(yè)和正循環(huán)作業(yè)三種作業(yè)方式通道的自由切換；簡化了作業(yè)程序，特別適合于黏度大的稠油油井使用。降低作業(yè)費用，具有廣闊的市場發(fā)展前景。
文檔編號E21B21/10GK1766281SQ20051001527
公開日2006年5月3日 申請日期2005年9月29日 優(yōu)先權日2005年9月29日
發(fā)明者蘇杰, 陳建兵, 于小龍, 蔣慰興, 鞏立根 申請人:中國海洋石油總公司, 中海石油基地有限責任公司