[实用新型]一种可反洗井双重密封单流阀

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油井下油管柱上控制流体单向流动的控制装置，特别是一种能控制流体流动方向的井下专用工具。

背景技术

石油工业的开采现场，常常使用单流阀控制流体流动方向，尤其是在油气水井维护修井作业过程中，应用单流阀控制地层产出的高压油气水从油管中向上溢出地面或者无控制喷出而发生井控事故；某些工艺技术实施中应用单流阀控制井筒环空内高密度流体或者高压注水井从地层产出的高压注入水反向流入油管而致修井作业工作困难。

目前，公知的井下常闭式单流阀有球形单流阀、锥形单流阀和环形单流阀，前者的阀球、后者的阀体锥面总是盖在阀座的阀口上，密封处处于线性密封状态。这些单流阀它靠介质的压力来实现阀球或阀芯和阀座之间的金属对金属密封，介质压力越大，密封性能越好。阀球与阀座锥面或者阀芯与阀座锥面之间的密封处是金属线密封或面密封，但往往存在受到高压力作用后密封配合面容易变形失效；由于加工制造的精度差异而使密封配合面之间不能紧密配合而达不到密封作用；只有一处密封，在受到井筒内流体冲蚀和腐蚀失效后无附加密封而使其失去作用；在需要进行反洗井时，由于是常闭式单流阀而不能实现，需要从井内起出后再下钻至井内才能洗井，给施工带来不便，甚至引起事故造成不必要的损失。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种可反洗井双重密封单流阀，流体自油管内下行时始终开启流道，流体自油管内上行时关闭流道的常闭式单流阀，适用于油水井维修修井中多种作业管柱和油气水井完井管柱。实现通常的常闭式单流阀向下单向流动的同时，具备向上的双重密封特性，在必要时又能实现反循环洗井和压井，金属密封处只是起作降压缓冲和辅助密封作用。克服常闭式单流阀只有一处密封的不足。

本实用新型采用的技术方案是：可反洗井双重密封单流阀，主要由外筒、滑套、剪钉、阀座、钢球、阀芯和弹簧，外筒为圆柱体形，有中心孔，在外筒的上端有内螺纹，在外筒的下端有外螺纹，能连接到井下管柱中。其特征在于：

在外筒中心孔的上端通过剪钉固定有一个滑套。在外筒壁上有通孔，滑套封堵通孔。滑套为圆柱体形，滑套中心孔内有一个环形球座面。当从井口投入大钢球后，大钢球与滑套憋压，当压力达到一定高度值后，滑套下滑并剪断剪钉。这时外筒上的通孔被打开，能通过通孔进行循环洗井。

在外筒中心孔的中部有螺纹，螺纹上固定有阀座，阀座有中心孔，在阀座下端面中心有一个环形球座面。

在外筒中心孔的下端有一个环形台阶，在外筒中心孔内并在环形台阶与阀座之间有一个阀芯。阀芯能沿外筒内壁滑动，阀芯的下端穿过环形台阶中心。所述的阀芯的顶部有凹槽，在阀芯顶部凹槽内有一个钢球。钢球能从下部座封阀座环形球座面。阀芯有中心孔，在阀芯中心孔上端有斜孔，使阀芯中心孔与上部联通。在阀芯中心孔下端固定有端盖，端盖封堵中心孔。在阀芯壁上有横向孔，横向孔使阀芯中心孔与外部沟通。在阀芯的外壁上有环形台阶，阀芯外壁与外筒之间形成环形空间，在环形空间内有弹簧。

滑套中心孔内环形球座面为圆锥面；阀座下端面中心环形球座面为圆锥面。

为了限定阀芯向下滑的距离，在阀芯的外壁上有第二环形台阶，当阀芯向下滑动，阀芯第二环形台阶与外筒下端环形台阶接触后，阀芯的横向孔与外筒下端联通。

为了提高密封性，在滑套外壁两端分别有一个O型密封圈；在阀座外壁下端上有一个O型密封圈，在外筒下端中心孔壁上有两道O型密封圈。

为了安装旋紧固定阀座，在阀座的上端面有长方形槽。

可反洗井双重密封单流阀的工作原理：

参阅图2。在外筒1的下部由阀芯8与外筒1、O型密封圈5构成第一道滑动密封系统。正常工作状态下，流体通过阀座6中心孔向下，使阀芯8向下滑动，流体进入斜孔12继续推动阀芯8向下运动；当阀芯8的横向孔11向下滑出外筒1下端中心孔后，流体通过横向孔11流入管柱下部。

参阅图1。中部由外筒1、阀座6、阀芯8、下钢球7、弹簧9、O型密封圈5构成金属与金属接触密封面而达到密封作用的第二道球型密封系统。当发生井涌时流体向上流动，与弹簧9共同作用推动阀芯8向上运动，下钢球7座封在阀座6的环形球座面上并密封，防止井喷事故发生。

参阅图3。上部由外筒1、滑套2、剪钉3、大钢球14、O型密封圈5构成常闭滑套式反循环系统。当需要进行反向循环时，则由地面投入钢球8，钢球8落在滑套2的锥面12的环形球座面上，通过注入流体对打钢球14施压，剪断剪钉3，滑套2、大钢球14和O型密封圈5一起向下方向滑动，从而使通孔4打开。使管柱内外连通实现反循环作业。