[实用新型]一种井下投球控制开关阀

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种油气井试油试采井下工具，尤其是涉及一种井下投球后打压开关控制阀。

背景技术

随着石油勘探开发的进展，油气井试油试采工艺不断更新，目前常用的试油测试方法是每测试一层，就要打开循环阀压井，起出测试管柱，更换管柱再向上部井段测试，以此类推，完成全井试油测试。频繁的起下管柱，首先浪费时间，其次，起下管柱过程时间长了也容易发生井喷事故，频繁的起下管柱也容易发生井下落物。对于多层的碳酸盐岩的井进行分层试采，由于碳酸盐岩储层的不稳产特性，单层试采经常在很短的时间就枯竭或发生水淹，需要上返试采其它井段，此时需要使用修井机把原来下入的管柱起出来，施工需要很长时间，造成施工成本大幅增加。

实用新型内容

针对以上现有技术的状况，为了解决试井时频繁起管柱的问题，本实用新型提供一种在关闭油管主通道的同时也可以打开工具上端的油、套环空循环通道的装置，采用的方案如下：一种井下投球控制开关阀，包括上接头、外筒和下接头，其特征在于，所述上接头与外筒连接，所述外筒内依次安装有球座、滑阀、弹簧爪、动力芯轴、球阀、花键芯轴，所述球座通过卡簧固定在滑阀顶端，所述滑阀与外筒之间有空气腔，所述上接头上有循环孔，所述弹簧爪与滑阀、动力芯轴连接，所述操作臂一端与弹簧爪、动力芯轴连接另一端与球阀连接，所述下接头与花键芯轴安装在一起。

本实用新型的一优选方式：所述空气腔的长度≥滑阀落下时露出循环孔的距离，所述空气腔下部安装有缓冲垫。

本实用新型的另一优选方式：所述空气腔长度为104.75mm。

本实用新型的再一优选方式：所述操作臂安装在外筒内壁上，所述操作臂的上端通过卡合方式与弹簧爪下端外侧凹槽连接，下端通过凸起与球阀连接，所述球阀内阀球上开有孔洞，所述操作臂上球形凸起卡入阀球上孔洞内。

本实用新型的还一优选方式：所述滑阀与上接头通过剪切销钉固定。

本实用新型的又一优选方式：所述上接头、外筒、下接头相互连接处有密封圈密封。

本实用新型的另一优选方式：所述外筒包括滑阀外筒和球阀外筒并通过螺纹连接在一起。

本实用新型的再一优选方式：所述循环孔的直径为50-70mm。

本实用新型的再一优选方式：所述循环孔优选为61.35mm。

本实用新型的再一优选方式：所述下接头连接有存储式压力计。

本方案当球坐落在球座上后，管柱内打压，压力作用在销钉所处圆形面积上转换为向下的推力，当推力大于销钉的剪切力时销钉被剪断，依靠管柱液柱压力和空气腔压力差，向下压缩空气腔，滑阀下端推动弹簧爪带动操作臂，操作臂通过凸起推动阀球旋转实现关闭球阀，使下面测试井段关闭并可进行压力恢复测试，此时滑套芯轴的顶端正好运动到循环孔的下面，循环孔当量直径大，管柱内外实现连通可以进行压井或对第二层进行测试。本技术方案效率高、事故率低，使用方便。大大缩短了试油时间，节约了大量施工作业成本，同时也把安全风险降到了最低。实现了一趟管柱对三个试油井段分别测试的目的。

附图说明

图1本实用新型结构示意图

具体实施方式

如图1所示，将投球球座4利用卡簧安装在滑阀5顶端，卡簧可以固定球座，滑阀5通过剪切销钉17安装在上接头1内，上接头1上的循环孔11位于剪切销钉17的上方，循环孔11的上下两边、滑阀5与上接头1接触的地方都有密封圈18密封，循环孔11的直径在50-70毫米之间，优选为61.35mm。为了安装方便，一般将外筒2分为滑阀外筒19、球阀外筒20两部份，两者之间通过螺纹连接，滑阀外筒19与上接头1通过螺纹连接在一起，连接处位于上接头剪切销钉孔上方，连接处与剪切销钉孔之间安装有密封圈18，在滑阀的中部外表面、滑阀外筒19的内表面对应处分别有一台阶，两个台阶相互错开形成一个空气腔10，空气腔10的上下方分别由密封圈密封，空气腔10的下部安装有弹性缓冲垫13，用于缓冲滑阀下降时的冲力，空气腔10的长度保证滑阀下降后循环孔11可完全露出，本方案空气腔10的长度选为104.75mm。滑阀的下端连接一个弹簧爪6，弹簧爪6的上部利用弹力固定在滑阀5下端，下部装入动力芯轴7上的爪槽内。弹簧爪6外表面下部有凹槽，凹槽与操作臂12一端的凸起卡合，球阀8安装在动力芯轴7下方，包括球蓝、弹簧垫、阀球15、阀球座，在阀球上有一凹洞16，操作臂的另一端有朝向轴心的球形凸起14，球形凸起14卡入阀球15上的凹洞16内，球阀8的下方连接有花键芯轴9，花键芯轴9通过螺纹与下接头3连接，在连接处还安装的密封圈18密封，在下接头的另一端可安装有存储式压力计。

本申请装置控制阀随跨隔管柱及其它测试工具一起入井，在每个需要测试点安装控制阀，安装时循环孔11为关闭状态，下方的球阀8为打开状态。控制阀连接在两只封隔器之间，下接头下端连接存储式压力计，控制阀设计有足够的销钉孔，可以根据控制阀下入的深度或计划措施改造的压力，任意选择销钉数量来满足施工要求。在需要打开控制阀时，在管柱内投球到球座4上后通过管外施加压力，当滑阀5受到的压力转换为纵向力达到或超过销钉总的剪切力时，销钉17被剪断，上部液柱压力作用在滑阀顶面上，挤压空气腔10内大气压力，使滑阀5迅速下落，滑阀下端利用固定的弹簧爪6、动力芯轴7向下推动操作臂12，操作臂12下行时，操作臂上的球形凸起14推动阀球15发生纵向旋转运动90°，使阀球15关闭，实现管柱内关闭，球阀8打开的行程要小于循环孔11打开的行程，操作臂12停止运动后，滑阀5下端继续下行进入弹簧爪6内部，直到循环孔11打开，此时弹簧爪6上部进入滑阀5与外筒2之间的空隙，循环孔11被露出并建立管柱内外通道，实现此层的关闭测试，在下接头的另一端安装存储式压力计，用于测试封闭后井下压力值。