[实用新型]拉压式全通径井下开关阀

说明书

技术领域

本实用新型涉及油气井储层改造与完井工具，具体是一种拉压式全通径井下开关 阀。

背景技术

目前，在油气井储层改造与完井技术领域，对大段储层普遍采用分段改造完井工 艺。目的是使改造液较均衡地挤入被改造井段，避免大段笼统改造工艺中改造液集中 进入渗透性较好的井段，而真正需要改造的渗透性较差的井段却得不到有效的改造。 其中，拖动管柱分段改造是分段改造的一种方式。

要实现拖动管柱分段改造，管柱中就要设置一个井下开关阀，以便在拖动管柱时 使管内关闭以防井喷，在分段改造及完井生产时管内打开，使改造液能够通过管内挤 入地层、地层流体通过管内采出地面。该井下开关阀要求打开时要有足够的流体通道， 而在关闭时不能意外打开，同时具有可靠的密封性。

与之最接近的是应用于地层测试技术领域的全通径LPR-N阀。全通径LPR-N阀 是美国哈里伯顿的产品，它采用球阀翻转开关原理，打开后具有全通功能，可以提供 足够的流体通道。但全通径LPR-N阀是通过环空加压的方式来控制球阀开关的，给 环空施加一定的压力球阀打开，环空释放压力球阀关闭。它的地面操作压力是根据氮 气腔充氮压力和该阀在井下的环空静液柱压力及温度决定的，氮气腔充氮压力也取决 于该阀在井下的环空静液柱压力和温度。而拖动管柱分段改造时，井下开关阀所处的 位置、压力和温度都不确定，所以全通径LPR-N阀不太适用于拖动管柱分段改造， 而且结构复杂、造价昂贵。

实用新型内容

为了适应拖动管柱分段改造工艺的要求，同时简化结构、降低成本，本实用新型 提供了一种拉压式全通径井下开关阀，以达到拖动管柱时管内关闭，作业生产时管内 打开的目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种拉压式全通径井下开关 阀，该拉压式全通径井下开关阀包括：外管组件，沿竖直方向设置，该外管组件内设 有沿轴向贯通的内流道；球阀开关，设置在该外管组件内，该球阀开关包括球阀，球 阀能够转动到开启状态和关闭状态；操作组件，设置在该外管组件内并且与球阀连接， 该操作组件能够上下移动并推动球阀转动至该开启状态的极限位置或关闭状态的极 限位置；球阀锁定机构，设置在该外管组件的内流道中并且与该操作组件连接，该球 阀锁定机构能够通过该操作组件将球阀锁定在该关闭状态的极限位置。

进一步地，该操作组件包括上下固定连接的操作臂和棘爪，操作臂为沿竖直方向 设置条状结构，棘爪为筒状结构，棘爪的轴线沿竖直方向设置，操作臂设置于该外管 组件和该球阀开关之间，操作臂的内侧表面设置有用于插入球阀的突出部，棘爪的下 端设有多个沿竖直方向设置的条形爪，该条形爪的下端能够沿棘爪的径向收缩。

进一步地，该外管组件包括上下固定连接的球阀外筒和棘爪外筒，球阀外筒套设 于操作臂和该球阀开关外，棘爪的上端设置于球阀外筒内，棘爪的下端设置于棘爪外 筒内，操作臂的下端与棘爪的上端卡接，球阀外筒能够防止操作臂与棘爪分离，棘爪 的下端外侧设有外卡接凸起，棘爪外筒的内表面设有与该外卡接凸起相匹配的环形凹 槽，当球阀位于关闭状态的极限位置时，棘爪下端的该外卡接凸起位于该环形凹槽内。

进一步地，棘爪外筒的上端的内径小于球阀外筒的内径，棘爪外筒的上端固定插 接于球阀外筒的下端内，棘爪与棘爪外筒间隙配合或过渡配合，棘爪的上端外设有环 形凸起，该环形凸起位于操作臂的下方，当球阀位于关闭状态的极限位置时，该环形 凸起下端面与棘爪外筒的上端抵接。

进一步地，该球阀锁定机构包括弹簧和自锁套，自锁套能够上下移动，自锁套套 设于棘爪内，自锁套的轴线与棘爪的轴线重合，自锁套的外周面呈顶端朝下的锥台状， 棘爪的下端内侧设有内卡接凸起，弹簧的上下两端分别与该球阀开关和自锁套连接， 该内卡接凸起到自锁套的轴线的距离小于自锁套上端外径的一半，当自锁套向下移动 时，自锁套的外周面能够与棘爪下端的该内卡接凸起接触并将棘爪下端的该外卡接凸 起挤压于该环形凹槽内。