專(zhuān)利名稱：一種投撈式井下安全閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于油氣田生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域的井下工具，尤其涉及天然氣井中用于安全生產(chǎn)的井下安全閥，是一種投撈式井下安全閥。
背景技術(shù)：
井下安全閥是一種安放于井筒內(nèi)的連接在油管上設(shè)定位置的安全裝置，是一種防止井噴、保證生產(chǎn)安全的井下工具。在石油開(kāi)采中，進(jìn)行井下作業(yè)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)由于開(kāi)采設(shè)備發(fā)生故障等原因造成烴類(lèi)流體流速增大的情況，這時(shí)就需要及時(shí)關(guān)閉流體通道，確保作業(yè)安全，避免發(fā)生更大的事故。實(shí)際生產(chǎn)中，通常使用井下安全閥來(lái)關(guān)閉流體通道，在油氣井出現(xiàn)異常情況時(shí)阻斷油管內(nèi)流體，同時(shí)，也有利于保證在修井和投放、打撈井下工具等作業(yè)時(shí)的安全。目前國(guó)內(nèi)外的井下安全閥按用途分類(lèi)有兩種一是注水井的注水量或采油井的產(chǎn)量的控制閥；一是與封隔器組合使用以防井噴的安全閥。其中以地面控制油管回收式最具代表性，它直接與油管下端連接并安裝在油管某一深度，同時(shí)連接一條小直徑不銹鋼控制管線，從閥體連接到地面并與自動(dòng)控制系統(tǒng)連接起來(lái)，組成一套井下安全閥系統(tǒng)。油氣井正常生產(chǎn)時(shí)，地面控制系統(tǒng)通過(guò)泵給安全閥提供液壓油并使其自動(dòng)保持在設(shè)定的打開(kāi)壓力下，液壓力推動(dòng)活塞及中心管移動(dòng)，同時(shí)壓縮彈簧，中心管頂開(kāi)閥板，井下安全閥處于打開(kāi)狀態(tài)。一旦出現(xiàn)緊急情況，地面控制系統(tǒng)可泄掉控制管線內(nèi)的壓力。這時(shí)，中心管和活塞在彈簧力的作用下回到原位，閥板在扭簧的作用下關(guān)閉，封住油管的生產(chǎn)空間，井下安全閥處于關(guān)閉狀態(tài)。由于井下安全閥直接與油管下端連接，當(dāng)安全閥損壞時(shí)，不可避免的要進(jìn)行壓井取油管作業(yè)，這樣降低了修井效率，同時(shí)壓井作業(yè)還會(huì)導(dǎo)致油氣層的污染，減少氣井產(chǎn)量。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的為了防止井噴、保證安全生產(chǎn)，同時(shí)避免維修井下安全閥時(shí)取油管作業(yè)，減少修井作業(yè)量和保證安全生產(chǎn)的需要的問(wèn)題，特提供一種投撈式井下安全閥。它是用卡瓦固定和密封膠筒密封并安裝在油管內(nèi)壁的一種井下工具，對(duì)安全閥的投放和打撈都不用壓井取油管作業(yè)，減少了修井作業(yè)量，對(duì)油氣層起到保護(hù)作用。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種投撈式井下安全閥，由投放頭、打撈頭、剪銷(xiāo)、卡瓦、芯軸、連接筒體、密封膠筒、密封錐、中心管、閥座、閥芯、防噴彈簧和外筒體構(gòu)成。其特征在于投放頭下端與芯軸上端用剪銷(xiāo)連接，中心管安裝在投放頭的下端，中心管外壁設(shè)置有0型密封圈與芯軸密封，卡瓦與芯軸錐面配合；打撈頭的下端外壁上設(shè)有環(huán)形臺(tái)階，用防砂圈螺母把防砂圈和防砂圈墊片固定在環(huán)形臺(tái)階上；連接筒體與芯軸下端螺紋連接，連接筒體外端安裝有密封膠筒，連接筒體下端與預(yù)壓彈簧端蓋螺紋連接；中心管下端與閥座螺紋連接，用鎖緊螺母防松；閥座上端螺紋連接有密封錐，閥座下端用螺紋連接外筒體，外筒體底端螺紋連接導(dǎo)向頭，外筒體下端內(nèi)腔在導(dǎo)向頭上方安裝過(guò)流盤(pán)；固定桿的下端與過(guò)流盤(pán)中心螺紋連接，防噴彈簧端蓋安裝在固定桿上，固定桿上部安裝有閥芯，固定桿上部與閥芯之間的環(huán)形空間內(nèi)安裝有防噴彈簧，閥芯與閥座采用球面密封；防噴彈簧上端與固定桿的臺(tái)階接觸，下端與防噴彈簧端蓋接觸；預(yù)壓彈簧安裝在連接筒體與中心管的環(huán)形空間內(nèi)，預(yù)壓彈簧上端與中心管的臺(tái)階接觸，下端與預(yù)壓彈簧端蓋接觸。本實(shí)用新型具有以下有益效果(1)投放井下安全閥簡(jiǎn)單方便，只需一套專(zhuān)用的投放工具即可完成投放安裝；(2)由于打撈頭上安裝有防砂圈等輔助裝置，具有防砂卡、防砂埋的功能；(3)油氣井出現(xiàn)井噴等事故能實(shí)現(xiàn)井口流道的關(guān)閉，保證生產(chǎn)安全；(4)安全閥打撈解卡方便，避免了修井作業(yè)時(shí)壓井取油管作業(yè)，減少了修井作業(yè)量。

圖I本實(shí)用新型一種投撈式井下安全閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2本實(shí)用新型一種投撈式井下安全閥的投放成功狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為投撈式井下安全閥的關(guān)閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為投撈式井下安全閥的打撈狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，I.投放頭；2.剪銷(xiāo)；3.打撈頭；4. 0型密封圈；5.防砂圈螺母；6.防砂圈塾片；7.防砂圈；8.卡瓦；9.中心管；10.芯軸；11.常封I父筒；12.連接筒體；13.預(yù)壓彈簧；14.預(yù)壓彈簧端蓋；15.密封錐；16.鎖緊螺母；17.閥座；18.外筒體；19.閥芯；20.防噴彈簧；21.防噴彈簧端蓋；22.固定桿；23.過(guò)流盤(pán)；24.導(dǎo)向頭。
具體實(shí)施方式
由圖所示，本實(shí)用新型主要由投放頭1，剪銷(xiāo)2，打撈頭3，卡瓦8，中心管9，芯軸10，密封膠筒11，連接筒體12，預(yù)壓彈簧13，預(yù)壓彈簧端蓋14，密封錐15，鎖緊螺母16，閥座17，外筒體18，閥芯19，防噴彈簧20，防噴彈簧端蓋21，固定桿22，過(guò)流盤(pán)23，導(dǎo)向頭24組成。投放頭I與芯軸10用剪銷(xiāo)2連接，防砂圈螺母5把防砂圈7和防砂圈墊片6固定在打撈頭3的下端外壁環(huán)形臺(tái)階上，打撈頭3下端內(nèi)安裝有卡瓦8，卡瓦8與芯軸10錐面配合實(shí)現(xiàn)與油管內(nèi)管壁的卡定；連接筒體12與芯軸10下端螺紋連接，連接筒體12外端安裝有密封膠筒11，連接筒體12下端與預(yù)壓彈簧端蓋14螺紋連接，預(yù)壓彈簧13安裝在連接筒體12和中心管9的環(huán)形空間內(nèi)，中心管9下端與閥座17螺紋連接，并用鎖緊螺母16防松，中心管9安裝在投放頭3的下端，外壁設(shè)有0型密封圈4與芯軸10密封，并在芯軸10上軸向移動(dòng)，閥座17上下端分別螺紋連接有密封錐15和外筒體18，外筒體18下端螺紋連接有過(guò)流盤(pán)23和導(dǎo)向頭24，過(guò)流盤(pán)23螺紋連接有固定桿22，防噴彈簧端蓋21安裝在固定桿22上，防噴彈簧20安裝在閥芯19和固定桿22的環(huán)形空間內(nèi)，閥芯19與閥座17采用球面密封。實(shí)際工作中，投撈式井下安全閥的投放和打撈過(guò)程都是由鋼絲作業(yè)車(chē)操作完成。其中，投放過(guò)程如下將專(zhuān)用的投放下入工具連接在投放頭I上，通過(guò)鋼絲作業(yè)車(chē)緩慢勻速下放安全閥，卡瓦8處于松弛狀態(tài)，密封膠筒11處于自然收縮狀態(tài)，如圖I所示。當(dāng)下放到預(yù)定深度后，緩慢上提鋼絲，卡瓦8在芯軸10的錐面上滑動(dòng)向外撐出，卡瓦8的卡瓦牙卡在油管內(nèi)壁上，當(dāng)下放鋼絲拉力達(dá)到設(shè)計(jì)卡定拉力時(shí)，表明安全閥已卡在油管內(nèi)壁上，完成卡瓦卡死定位。然后上提鋼絲，依靠震擊力剪斷投放頭I與芯軸10連接的剪銷(xiāo)2，此時(shí)，預(yù)壓、彈簧13推動(dòng)中心管9向上移動(dòng)，帶動(dòng)密封錐15移動(dòng)至密封膠筒11錐面，使得密封膠筒11向外膨脹，實(shí)現(xiàn)密封膠筒11與油管內(nèi)壁的密封，完成安全閥的投放、座封作業(yè)，如圖2所示。工作過(guò)程如下在井口失控等情況下，油管內(nèi)油氣量突然增大，井下安全閥閥芯19處流量增加產(chǎn)生節(jié)流壓差，在壓差的作用下推動(dòng)防噴彈簧20向上移動(dòng)，使閥芯19與閥座17貼合，實(shí)現(xiàn)關(guān)閉油氣井的功能，如圖3所示。當(dāng)完成相關(guān)事故處理后需要恢復(fù)氣井生產(chǎn)時(shí)，通過(guò)向油管內(nèi)注入高壓流體，以此來(lái)平衡閥座17下端來(lái)自油氣層的壓力，同防噴彈簧20 —起作用來(lái)頂開(kāi)閥芯19，打開(kāi)油氣流通道，恢復(fù)油氣井的正常生產(chǎn)。 打撈過(guò)程如下下放專(zhuān)用打撈工具,下震擊打撈工具與打撈頭3對(duì)接，向上抓提卡瓦8,使得卡瓦8與芯軸10松開(kāi),解除卡瓦8的卡定狀態(tài)，同時(shí)打撈工具擠壓中心管9,預(yù)壓彈簧13收縮，密封錐15離開(kāi)密封膠筒11，密封膠筒11回到自然收縮狀態(tài)，由此上提出安全閥，完成安全閥的打撈作業(yè)，如圖4所示。
權(quán)利要求1.一種投撈式井下安全閥，是由投放頭、打撈頭、剪銷(xiāo)、卡瓦、芯軸、連接筒體、密封膠筒、密封錐、中心管、閥座、閥芯、防噴彈簧和外筒體組成，其特征在于投放頭(I)的下端與芯軸(10)上端用剪銷(xiāo)(2)連接，中心管(9)安裝在投放頭(I)的下端，中心管(9)外壁設(shè)置有O型密封圈(4)與芯軸(10)密封，卡瓦(8)與芯軸(10)錐面配合，打撈頭(3)的下端外壁上設(shè)有環(huán)形臺(tái)階，用防砂圈螺母(5)將防砂圈(7)和防砂圈墊片(6)固定在環(huán)形臺(tái)階上；連接筒體(12)與芯軸(10)下端螺紋連接，連接筒體(12)外端安裝有密封膠筒(11)，連接筒體(12)下端與預(yù)壓彈簧端蓋(14)螺紋連接；中心管(9)下端與閥座(17)螺紋連接，用鎖緊螺母(16)防松；閥座(17)上端螺紋連接有密封錐(15)，閥座(17)下端用螺紋連接外筒體(18)，外筒體(18)底端螺紋連接導(dǎo)向頭(24)，外筒體(18)下端內(nèi)腔在導(dǎo)向頭(24)上方安裝過(guò)流盤(pán)(23)，固定桿(22)的下端與過(guò)流盤(pán)(23)中心螺紋連接，防噴彈簧端蓋(21)安裝在固定桿(22 )上，固定桿(22 )上部安裝有閥芯(19 )，固定桿(22 )上部與閥芯(19 )之間的環(huán)形空間內(nèi)安裝有防噴彈簧(20)，閥芯(19)與閥座(17)采用球面密封；防噴彈簧(20)上端與固定桿(22)的臺(tái)階接觸，防噴彈簧(20)下端與防噴彈簧端蓋(21)接觸；預(yù)壓彈簧(13)安裝在連接筒體(12)與中心管(9)的環(huán)形空間內(nèi)，預(yù)壓彈簧(13)上端與中心管(9)的臺(tái)階接觸，預(yù)壓彈簧(13)下端與預(yù)壓彈簧端蓋(14)接觸。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于油氣田生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域的投撈式井下安全閥。它能防止井噴，保證生產(chǎn)安全，避免維修安全閥時(shí)取油管作業(yè)，減少修井作業(yè)量。其技術(shù)方案投放頭與芯軸用剪銷(xiāo)連接，中心管安裝在投放頭下端，中心管外壁設(shè)有O型密封圈與芯軸密封；卡瓦安裝在打撈頭下端，與芯軸錐面配合，打撈頭下端外壁設(shè)有環(huán)形臺(tái)階，用防砂圈螺母將防砂圈和防砂圈墊片固定在環(huán)形臺(tái)階上；連接筒體與芯軸下端螺紋連接，外端安有密封膠筒；中心管下端與閥座連接，閥座下端連接有外筒體，外筒體上連接有導(dǎo)向頭和過(guò)流盤(pán)，固定桿上安有閥芯，兩者間的環(huán)形空間內(nèi)安裝防噴彈簧。本安全閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投放打撈方便，出現(xiàn)井噴能實(shí)現(xiàn)進(jìn)口流道的自動(dòng)關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。
文檔編號(hào)E21B34/08GK202510087SQ201220138228
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月5日
發(fā)明者張力文, 張梁, 李雙雙, 梁政, 趙洪瑞 申請(qǐng)人:西南石油大學(xué)