一种井下注气安全阀的制作方法

1.本实用新型涉及石油钻采专用设备，特别是一种固完井工具用的井下注气安全阀。


背景技术：

2.气举采油具有产量调节范围广、作业简单的优点，适应于高气油比井、定向井和井液中，有腐蚀介质的井，常规气举生产是将多个注气阀连接在管柱中，然后从套管环空中注入气体，气体从注气阀注入油管中，从而降低流体密度粘度等，实现注气人工举升。
3.现有技术的气举设备中，注气阀管柱上端没有封隔器，注气管柱上存在注气井控问题，增加井控风险。常规过电缆封隔器放气阀的通道小，难以满足注气量的要求，同时常规放气阀不具有良好的气密封效果。因此常规过电缆封隔器及放气阀难以满足注气井井控和大排量注气要求。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种井下注气安全阀。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种井下注气安全阀，其中，安装在封隔器上，并与油管连接，所述井下注气安全阀包括：
6.阀外壳；
7.滑套开关机构，包括内滑套和外滑套，所述内滑套设置在所述外滑套内，所述外滑套上设置有外流体通道，所述内滑套上设置有与所述外流体通道适配的内流体通道，所述内流体通道相对于所述外流体通道分别具有一打开位置和一关闭位置；所述外滑套的一端与所述阀外壳连接；
8.金属阀瓣开关机构，安装在所述阀外壳的另一端，并通过阀推筒与所述滑套开关机构连接，所述阀推筒位于所述阀外壳内，所述金属阀瓣开关机构分别具有一阀瓣打开位置和阀瓣关闭位置，并与所述滑套开关机构同步打开或关闭；
9.复位机构，对应于所述金属阀瓣开关机构设置在所述阀外壳内；以及
10.控制机构，与所述滑套开关机构连接，并通过液控管线与地面控制面板连接。
11.上述的井下注气安全阀，其中，所述控制机构包括：
12.上接头，与所述外滑套的顶端连接；
13.管线接头，一端安装在所述上接头上，所述管线接头的另一端与所述液控管线连接；以及
14.活塞杆，安装在所述上接头内，所述活塞杆的一端安置于上接头内的液压通道中，增大液压可推动活塞杆，所述活塞杆的另一端与所述内滑套连接。
15.上述的井下注气安全阀，其中，所述活塞杆的另一端通过连接盖与所述内滑套连接。
16.上述的井下注气安全阀，其中，所述金属阀瓣开关机构包括：
17.阀座，安装在所述阀外壳的底端；
18.自平衡阀，安装在所述阀座的底部，并对应于所述滑套开关机构的打开位置和闭合位置分别打开和闭合；
19.阀瓣，对应于所述自平衡阀安装在所述阀座的底端，所述阀瓣相对于所述阀座分别具有一阀打开位置和阀闭合位置，所述阀打开位置和阀闭合位置分别同步于所述自平衡阀的打开和闭合；以及
20.复位件，对应于所述阀瓣设置，用于所述阀瓣的复位。
21.上述的井下注气安全阀，其中，所述复位件为板簧，所述板簧的一端安装在所述阀座上，所述板簧的另一端与所述阀瓣的固定端抵接。
22.上述的井下注气安全阀，其中，所述金属阀瓣开关机构还包括：
23.下接头，与所述阀外壳的底端连接，且所述阀座、板簧、自平衡阀和阀瓣均位于所述下接头的空腔内。
24.上述的井下注气安全阀，其中，所述阀瓣位于所述阀闭合位置时，所述阀瓣与阀座之间为金属对金属止密封。
25.上述的井下注气安全阀，其中，所述复位机构包括上弹簧座、复位弹簧和下弹簧座，所述上弹簧座套装在所述阀推筒外并抵接在所述外滑套的底端，所述下弹簧座套装在所述阀推筒外并抵接在所述阀外壳的凸台上，所述复位弹簧的两端分别抵接在所述上弹簧座和下弹簧座上。
26.上述的井下注气安全阀，其中，所述外滑套和内滑套之间分别设置有上密封件和下密封件。
27.上述的井下注气安全阀，其中，所述上接头顶端还设置有保护帽，所述保护帽上设置有管线穿越接头。
28.本实用新型的技术效果在于：
29.本实用新型的井下注气安全阀适用于常规油气藏完井以及高压油气藏完井中，该井下注气安全阀与生产封隔器组合，安装于注气管柱上端，可更好实现大剂量注气和有关注气环空井控功能。井下注气安全阀采用滑套与安全阀金属对金属密封结构相结合，注气过程不形成端面截流，不会增加注气摩阻，关闭注气阀后可形成有效密封，确保气密，无泄漏，降低了气举井井控风险，且结构简单紧凑，操作方便，作业安全。
30.以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
附图说明
31.图1为本实用新型一实施例的结构示意图；
32.图2为本实用新型一实施例的井下注气安全阀未打开状态示意图；
33.图3为本实用新型一实施例的井下注气安全阀打开状态示意图；
34.图4为本实用新型一实施例的注气安全阀在封隔器上安装位置示意图；
35.图5为本实用新型一实施例的工作原理图。
36.其中，附图标记
37.100井下注气安全阀
38.1管线穿越接头
39.2保护帽
40.3管线接头
41.4活塞杆
42.5上接头
43.6连接盖
44.7内滑套
45.8外滑套
46.9上密封件
47.10下密封件
48.11阀推筒
49.12上弹簧座
50.13阀外壳
51.14复位弹簧
52.15下弹簧座
53.16阀座
54.17复位件
55.18自平衡阀
56.19阀瓣
57.20下接头
58.21液控管线
59.22油管
60.23封隔器
61.24套管
具体实施方式
62.下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述：
63.参见图1，图1为本实用新型一实施例的结构示意图。本实用新型的井下注气安全阀100，安装在封隔器23上，并与油管22连接，封隔器23安装在套管24内，所述井下注气安全阀100包括：阀外壳13；滑套开关机构，包括互相适配的内滑套7和外滑套8，所述内滑套7设置在所述外滑套8内，所述外滑套8上设置有外流体通道b，所述内滑套7上设置有与所述外流体通道b适配的内流体通道a，所述内流体通道a相对于所述外流体通道b分别具有一打开位置和一关闭位置；所述外滑套8的一端与所述阀外壳13连接，所述外滑套8和内滑套7之间分别设置有上密封件9和下密封件10；金属阀瓣19开关机构，安装在所述阀外壳13的另一端，并通过阀推筒11与所述滑套开关机构连接，所述阀推筒11位于所述阀外壳13内，所述金属阀瓣19开关机构分别具有一阀瓣19打开位置和阀瓣19关闭位置，并与所述滑套开关机构同步打开或关闭；复位机构，对应于所述金属阀瓣19开关机构设置在所述阀外壳13内；以及控制机构，与所述滑套开关机构连接，并通过液控管线21与地面控制面板连接。
64.本实施例中，所述控制机构包括：上接头5，与所述外滑套8的顶端连接，所述上接头5顶端还可设置有保护帽2，所述保护帽2上设置有管线穿越接头1；管线接头3，一端安装在所述上接头5上，所述管线接头3的另一端与所述液控管线21连接；以及活塞杆4，安装在所述上接头5内，所述活塞杆4的一端安置于所述上接头5内的液压通道中，所述活塞杆4的另一端与所述内滑套7连接。优选所述活塞杆4的另一端通过连接盖6与所述内滑套7连接。
65.本实施例的金属阀瓣19开关机构包括：阀座16，安装在所述阀外壳13的底端；自平衡阀18，安装在所述阀座16的底部，并对应于所述滑套开关机构的打开位置和闭合位置分别打开和闭合；阀瓣19，对应于所述自平衡阀18安装在所述阀座16的底端，所述阀瓣19相对于所述阀座16分别具有一阀打开位置和阀闭合位置，所述阀打开位置和阀闭合位置分别同步于所述自平衡阀18的打开和闭合；以及复位件17，对应于所述阀瓣19设置，用于所述阀瓣19的复位。其中，所述复位件17优选为板簧，所述板簧的一端安装在所述阀座16上，所述板簧的另一端与所述阀瓣19的固定端抵接。该金属阀瓣19开关机构还可包括：下接头20，与所述阀外壳13的底端连接，且所述阀座16、板簧、自平衡阀18和阀瓣19均位于所述下接头20的空腔内。当所述阀瓣19位于所述阀闭合位置时，所述阀瓣19与阀座16之间为金属对金属止密封。
66.其中，所述复位机构包括上弹簧座12、复位弹簧14和下弹簧座15，所述上弹簧座12套装在所述阀推筒11外并抵接在所述外滑套8的底端，所述下弹簧座15套装在所述阀推筒11外并抵接在所述阀外壳13的凸台上，所述复位弹簧14的两端分别抵接在所述上弹簧座12和下弹簧座15上。
67.参见图2，图2为本实用新型一实施例的井下注气安全阀100未打开状态示意图。内滑套7上的内流体通道a与外滑套8上的外流体通道b相互不连通，自平衡阀18的通道c未打开，阀瓣19的通道d未打开。
68.参见图3，图3为本实用新型一实施例的井下注气安全阀100打开状态示意图。自平衡阀18的通道c打开，内滑套7上的内流体通道a与外滑套8上的外流体通道b相互连通，阀瓣19的通道d打开，流体通过阀瓣19的通道d经过内流体通道a/外流体通道b通道，流出井筒。
69.参见图4，图4为本实用新型一实施例的注气安全阀安装位置示意图。本实用新型的井下注气安全阀100安装在封隔器23上，与油管22连接，并通过液控管线连接到地面控制面板，液控管线21与注气安全阀的顶部管线接头3连接，一同下入到井下预定深度，然后坐封封隔器23，井下注气安全阀100处于关闭状态，此时阀瓣19与阀座16之间的密封是金属对金属止密封。
70.参见图5，图5为本实用新型一实施例的工作原理图。当需要注气时，可通过地面液控管线21加压，活塞杆4推动连接盖6并推动内滑套7和阀推筒11，刚开始动作时，阀推筒11会首先将自平衡阀18打开，实现注气安全阀内部与阀瓣19下端的压力平衡，活塞杆4继续推动，通过力的传递，最终将阀瓣19打开，并将阀推筒11推到下接头20底部，并与下接头20形成金属对金属止密封，此时内滑套7与外滑套8通孔对齐，形成封隔器23上端环空与封隔器23下端环空相互连通，参见图3，可进行注气操作。注气时，气体从环空注入，经过井下注气安全阀100进入封隔器23下端环空，再通过井下注气安全阀100进入油管22内，进行人工气举。
71.当不需要注气时，可将管线液压泄掉，井下注气安全阀100在弹簧的作用力下将阀
推筒11、内滑套7及活塞杆4推回至原位置，此时阀瓣19也自动关闭，自平衡阀18在板簧的作用力下自动关闭，隔离井下注气安全阀100与封隔器23下端的压力。
72.本实用新型适用于常规油气藏完井以及高压油气藏完井中，注气安全阀与生产封隔器合理组合，安装于注气管柱上端，可更好实现大剂量注气和环空关井功能；采用滑套与安全阀的金属对金属密封结构相结合，注气过程不形成端面截流，不增加注气摩阻，关井后可形成有效密封，确保气密，无泄漏，降低气举井井控风险。
73.当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。