本发明涉及油气田开采技术领域,特别涉及一种防喷阀。
背景技术:
在油气田开采过程中,若井筒内的液体从井口溢流出来,不仅会污染环境,而且易造成井喷,因此,有必要提供一种防喷阀,以使管柱起在起下过程中,油管通道处于关闭状态。
现有技术中,通常在抽油泵的泵筒底部设置电气开关,以作为防喷阀,进而可起到打开、关闭油管通道的作用。
发明人发现现有技术至少存在以下问题:
现有技术提供的防喷阀,需对井口进行改造,增加了作业强度以及作业成本,不利于推广。
技术实现要素:
本发明实施例提供了一种防喷阀,可以解决上述问题。所述技术方案如下:
提供了一种防喷阀,所述防喷阀包括:
用于与抽油泵的泵筒连接的上接头;
与所述上接头连接的壳体;
与所述壳体的上端内壁连接的定位套;
可轴向滑动地设置在所述壳体内,上端与所述定位的内壁相抵的阀芯,所述阀芯上设置有轴向通道,外壁上还设置有长槽、与所述长槽连通的短槽;
座于所述壳体内,并与所述定位套底壁相抵的旋转套;
与所述旋转套连接,并可在所述长槽内轴向滑动的滑销,所述滑销在所述抽油泵的泵塞撞击下,可在所述长槽与所述短槽之间滑动;
套装在所述阀芯上的复位弹簧,所述复位弹簧在自然状态下,上、下端分别与所述阀芯的上端、所述壳体内的限位部相抵;
设置在所述壳体内的球体、支撑弹簧,所述球体在所述支撑弹簧处于自然状态时,同时与所述限位部、所述阀芯的下端相抵,以及在所述滑销位于所述短槽时,与所述限位部之间具有间隙;
与所述壳体连接的下接头,用于与所述抽油泵的固定阀连接。
在一种可能的设计,所述阀芯包括:由上至下顺次连接的大径段、小径段;
所述大径与所述定位套的内壁相抵,所述大径段上设置有所述轴向通道、所述长槽以及所述短槽;
所述复位弹簧套装在所述小径段上。
在一种可能的设计中,所述防喷阀还包括:与所述限位部连接的扶正件,用于套装在所述阀芯上。
在一种可能的设计中,所述扶正件包括:内环体,通过支撑体套装在所述内环体上的外环体;
所述外环体与所述限位部连接;
所述内环体用于套装在所述阀芯上。
在一种可能的设计中,所述支撑体包括:沿周向间隔设置在所述内环体与所述外环体之间的多个支撑板。
在一种可能的设计中,所述下接头的内壁上设置有弹簧座,所述支撑弹簧座于所述弹簧座上。
在一种可能的设计中,所述弹簧座包括:与所述下接头连接的本体,与所述本体的下端连接的限位凸起;
所述本体的上端开口,下端设置有多个通孔;
所述限位凸起用于套设在所述支撑弹簧内。
在一种可能的设计中,所述限位部的下端内径由上至下逐渐增大。
在一种可能的设计中,所述上接头与所述壳体螺纹连接;
所述壳体与所述定位套螺纹连接;
所述壳体还与所述下接头螺纹连接。
在一种可能的设计中,所述上接头与所述泵筒螺纹连接;
所述下接头与所述固定阀螺纹连接。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
本发明实施例提供的防喷阀,通过滑销、支撑弹簧与复位弹簧的配合,可使阀芯在抽油泵的泵塞撞击下,利用滑销在长槽与短槽之间的滑动,使球体与限位部相抵或与限位部之间形成间隙,以关闭、打开阀芯的竖直通道,进而实现油管通道的开与关,进而可保证抽油杆在起下过程中,油管通道处于关闭状态,以及在进行油气开采作业过程中,油管通道处于关闭打开状态,既可有效防止井喷,又不影响油气田的开采。
综上所述,本发明实施例提供的防喷阀,可重复开关油管通道,不需要对井口进行改造,减少了作业强度以及作业成本,有利于推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的防喷阀的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的阀芯上的长槽与短槽的分布示意图;
图3是本发明实施例提供的扶正件的结构示意图。
其中,附图中各个标号说明如下:
1-上接头;
2-壳体;
201-限位部;
3-定位套;
4-阀芯;
4a-轴向通道;
4b-长槽;
4c-短槽;
4d-滑槽;
401-大径段;
402-小径段;
5-旋转套;
6-滑销;
7-复位弹簧;
8-球体;
9-支撑弹簧;
10-下接头;
1001-大径部;
1002-过渡部;
1003-小径部;
11-扶正件;
1101-内环体;
1102-支撑体;
1103-外环体;
12-弹簧座;
1201-本体;
1202-限位凸起。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种防喷阀,如附图1所示,该防喷阀包括:用于与抽油泵的泵筒连接的上接头1;与上接头1连接的壳体2;与壳体2的上端内壁连接的定位套3;可轴向滑动地设置在壳体2内,上端与定位套3的内壁相抵的阀芯4,阀芯4上设置有轴向通道4a,外壁上还设置有长槽4b、与长槽4b连通的短槽4c(参见附图2);座于壳体2内,并与定位套3底壁相抵的旋转套5;与旋转套5连接,并可在长槽4b内轴向滑动的滑销6,滑销6在抽油泵的泵塞撞击下,可在长槽4b与短槽4c之间滑动;套装在阀芯4上的复位弹簧7,复位弹簧7在自然状态下,上、下端分别与阀芯4的上端、壳体2内的限位部201相抵;设置在壳体2内的球体8、支撑弹簧9,球体8在支撑弹簧9处于自然状态时,同时与限位部201、阀芯4的底壁相抵,以及在滑销6位于短槽4c时,与限位部201之间具有间隙;与壳体2连接的下接头10,用于与抽油泵的固定阀连接。
需要说明的是,复位弹簧7、支撑弹簧9的自然状态指的是,复位弹簧7、支撑弹簧9未受到除井筒内的油气压力之外的作用力时的状态。
下面就本发明实施例提供的防喷阀的工作原理给予描述:
应用时,先将防喷阀的上接头1与抽油泵的泵筒连接,下接头10与抽油泵底部的固定阀连接,并使滑销6限位于阀芯4的长槽4b内。在下入底部设置有泵塞的抽油杆的过程中,由于支撑弹簧9处于自然状态,使得球体8与限位部201、阀芯4的底壁相抵,以封堵阀芯4的轴向通道4a,进而关闭油管通道。当泵塞进入上接头1内,继续通过抽油杆下放时,泵塞推着阀芯4,使阀芯4压缩复位弹簧7向下滑动;进而带动钢球压缩支撑弹簧9向下运动,使球体8与壳体2的限位部201之间形成间隙,以打开油管通道;此时,撞击泵塞,使滑销6由长槽4b滑动至短槽4c内,以将滑销6容纳至短槽4c内,进而固定阀芯4,使油管通道处于打开状态,便可利用抽油泵,进行油气开采作业。待油气开采作业结束,上提抽油杆时,碰撞泵塞,滑销6由短槽4c滑动至长槽4b内,并利用抽油杆上提泵塞,复位弹簧7、支撑弹簧9进行复位,使得球体8与限位部201、阀芯4的底壁相抵,以关闭油管通道。
可见,本发明实施例提供的防喷阀,通过滑销6、支撑弹簧9与复位弹簧7的配合,可使阀芯4在抽油泵的泵塞撞击下,利用滑销6在长槽4b与短槽4c之间的滑动,使球体8与限位部201相抵或与限位部201之间形成间隙,以关闭、打开阀芯4的轴向通道4a,进而实现油管通道的开与关,可保证抽油杆在起下过程中,油管通道处于关闭状态,以及在进行油气开采作业过程中,油管通道处于关闭打开状态,既可有效防止井喷,又不影响油气田的开采。
综上所述,本发明实施例提供的防喷阀,可重复开关油管通道,不需要对井口进行改造,减少了作业强度以及作业成本,有利于推广。
基于结构简单的前提下,本发明实施例中,如附图1所示,阀芯4包括:由上至下顺次连接的大径段401、小径段402;大径段401与定位套3的内壁相抵,大径段401上设置有轴向通道4a、长槽4b以及短槽4c;复位弹簧7套装在小径段402上。
需要说明的是,大径段401的外径大于小径段402的外径。
其中,大径段401上设置多个轴向通道4a,且多个轴向通孔沿大径段401的周向间隔设置,以保证油气田的正常开采。
另外,大径段401上还设置有多个长槽4b、多个短槽4c,且多个长槽4b、多个短槽4c沿大径段401的周向交替设置(参见附图2)。通过如此设置,便于滑销6在对应的长槽4b与短槽4c之间滑动。需要说明的是,每个长槽4b与对应的短槽4c之间设置有滑槽4d,以使对应的滑销6在抽油泵的泵塞撞击下,可在长槽4b与短槽4c之间滑动,即交替地容纳在长槽4b、短槽4c内。
可以理解的是,定位套3的顶部设置有限位台,使大径段401向上滑动直至与定位套3的顶部相抵,避免滑出至定位套3的外部。
关于大径段401与小径段402的连接方式,可设置为焊接或一体形成,基于一体形成具有连接强度高的特点,本发明实施例优先采用。
为了避免阀芯4在滑动的过程中发生晃动,本发明实施例中,如附图1所示,防喷阀还包括:与限位部201连接的扶正件11,用于套装在阀芯4上。
其中,扶正件11设置在限位部201的顶壁上。
可以理解的是,扶正件11与壳体2、下接头10贯通。
作为一种示例,如附图3所示,本发明实施例中,扶正件11包括:内环体1101,通过支撑体1102套装在内环体1101上的外环体1103;外环体1103与限位部201连接;内环体1101用于套装在阀芯4上。
其中,内环体1101的结构与阀芯4的小径段402的外廓相适配,即内环体1101的内径等于或略大于小径段402的外径。
需要说明的是,内环体1101与外环体1103之间具有间隙,以使扶正件11与壳体2、下接头10贯通。
本发明实施例中,如附图3所示,支撑体1102包括:沿周向间隔设置在内环体1101与外环体1103之间的多个支撑板。通过如上设置,简化了扶正件11的结构,便于生产、加工。
其中,外环体1103与限位部201的顶壁焊接;支撑板的一端与内环体1101焊接,另一端与外环体1103焊接。通过如上设置,便于扶正件11的生产、加工。
为了防止支撑弹簧9的晃动,而保证球体8的正常上、下滑动,本发明实施例中,如附图1所示,下接头10的内壁上设置有弹簧座12,支撑弹簧9座于弹簧座12上。
可以理解的是,弹簧座12与壳体2、下接头10贯通。
作为一种示例,本发明实施例中,如附图1所示,弹簧座12包括:与下接头10连接的本体1201,与本体1201的下端连接的限位凸起1202;本体1201的上端开口,下端设置有多个通孔;,限位凸起1202用于套设在支撑弹簧9内。
其中,本体1201与下接头10焊接;本体1201与限位凸起1202焊接,便于弹簧座12的安装、加工。
本发明实施例中,为了使球体8与限位部201的下端有效相抵,如附图1所述,限位部201的下端内径由上至下逐渐增大。
为了便于壳体2、上接头1、定位套3以及下接头10的安装与拆卸,本发明实施例中,上接头1与壳体2螺纹连接;壳体2与定位套3螺纹连接;壳体2还与下接头10螺纹连接。
其中,上接头1的下端内壁上设置有螺纹,壳体2的上端外壁上设置有与上接头1的下端螺纹相适配的螺纹;壳体2的上端内壁上设置有螺纹,定位套3的外壁上设置有与壳体2的上端内壁上的螺纹相适配的螺纹;下接头10的上端内壁上设置有螺纹,壳体2的下端外壁上设置有与下接头10的上端螺纹相适配的螺纹。
基于上述结构的下接头10,为了既能与壳体2螺纹连接,又与弹簧座12连接,本发明实施例中,如附图1所示,下接头10包括:由上至下顺利次连接的大径部1001、过渡部1002、小径部1003;大径部1001的外径与过渡部1002的外径相同,内径大于过渡部1002的内径;过渡部1002的内径与小径部1003的内径相同,外径大于小径部1003的外径;壳体2的下端外壁与大径部1001的内壁螺纹连接;弹簧座12与过渡部1002的顶壁连接,并与壳体2的下端内壁相抵。
本发明实施例中,上接头1与泵筒螺纹连接;下接头10与固定阀螺纹连接。通过如此设置,便于更换防喷阀。
其中,上接头1的上端外壁上设置有与泵筒的下端内壁的螺纹相适配的螺纹,下接头10的下端内壁上设置有用于与固定阀的阀座外壁的螺纹相适配的螺纹。
上述所有可选技术方案,可以采用任意结合形成本公开的可选实施例,在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的说明性实施例,并不用以限制本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征:
1.一种防喷阀,其特征在于,所述防喷阀包括:
用于与抽油泵的泵筒连接的上接头(1);
与所述上接头(1)连接的壳体(2);
与所述壳体(2)的上端内壁连接的定位套(3);
可轴向滑动地设置在所述壳体(2)内,上端与所述定位(3)的内壁相抵的阀芯(4),所述阀芯(4)上设置有轴向通道(4a),外壁上还设置有长槽(4b)、与所述长槽(4b)连通的短槽(4c);
座于所述壳体(2)内,并与所述定位套(3)底壁相抵的旋转套(5);
与所述旋转套(5)连接,并可在所述长槽(4b)内轴向滑动的滑销(6),所述滑销(6)在所述抽油泵的泵塞撞击下,可在所述长槽(4b)与所述短槽(4c)之间滑动;
套装在所述阀芯(4)上的复位弹簧(7),所述复位弹簧(7)在自然状态下,上、下端分别与所述阀芯(4)的上端、所述壳体(2)内的限位部(201)相抵;
设置在所述壳体(2)内的球体(8)、支撑弹簧(9),所述球体(8)在所述支撑弹簧(9)处于自然状态时,同时与所述限位部(201)、所述阀芯(4)的下端相抵,以及在所述滑销(6)位于所述短槽(4c)时,与所述限位部(201)之间具有间隙;
与所述壳体(2)连接的下接头(10),用于与所述抽油泵的固定阀连接。
2.根据权利要求1所述的防喷阀,其特征在于,所述阀芯(4)包括:由上至下顺次连接的大径段(401)、小径段(402);
所述大径段(401)与所述定位套(3)的内壁相抵,所述大径段(401)上设置有所述轴向通道(4a)、所述长槽(4b)以及所述短槽(4c);
所述复位弹簧(7)套装在所述小径段(402)上。
3.根据权利要求1所述的防喷阀,其特征在于,所述防喷阀还包括:与所述限位部(201)连接的扶正件(11),用于套装在所述阀芯(4)上。
4.根据权利要求3所述的防喷阀,其特征在于,所述扶正件(11)包括:内环体(1101),通过支撑体(1102)套装在所述内环体(1101)上的外环体(1103);
所述外环体(1103)与所述限位部(201)连接;
所述内环体(1101)用于套装在所述阀芯(4)上。
5.根据权利要求4所述的防喷阀,其特征在于,所述支撑体(1102)包括:沿周向间隔设置在所述内环体(1101)与所述外环体(1103)之间的多个支撑板。
6.根据权利要求1所述的防喷阀,其特征在于,所述下接头(10)的内壁上设置有弹簧座(12),所述支撑弹簧(9)座于所述弹簧座(12)上。
7.根据权利要求6所述的防喷阀,其特征在于,所述弹簧座(12)包括:与所述下接头(10)连接的本体(1201),与所述本体(1201)的下端连接的限位凸起(1202);
所述本体(1201)的上端开口,下端设置有多个通孔;
所述限位凸起(1202)用于套设在所述支撑弹簧(9)内。
8.根据权利要求1所述的防喷阀,其特征在于,所述限位部(201)的下端内径由上至下逐渐增大。
9.根据权利要求1所述的防喷阀,其特征在于,所述上接头(1)与所述壳体(2)螺纹连接;
所述壳体(2)与所述定位套(3)螺纹连接;
所述壳体(2)还与所述下接头(10)螺纹连接。
10.根据权利要求1所述的防喷阀,其特征在于,所述上接头(1)与所述泵筒螺纹连接;
所述下接头(10)与所述固定阀螺纹连接。
技术总结
本发明公开了一种防喷阀,包括:用于与抽油泵泵筒连接的上接头;与上接头连接的壳体;与壳体上端内壁连接的定位套;可轴向滑动地设置在壳体内,上端与定位套内壁相抵的阀芯,设置有轴向通道,外壁上设置有长槽、与长槽连通的短槽;座于壳体内,与定位套底壁相抵的旋转套;与旋转套连接,并可在长槽内轴向滑动的滑销,且在抽油泵泵塞撞击下,可在长槽与短槽之间滑动;套装在阀芯上的复位弹簧,且在自然状态下,上、下端分别与阀芯上端、壳体内的限位部相抵;设置在壳体内的球体、支撑弹簧,球体在支撑弹簧处于自然状态时,同时与限位部、阀芯底壁相抵,以及在滑销位于短槽时,与限位部之间具有间隙;与壳体连接的下接头,用于与抽油泵固定阀连接。
技术研发人员:王小兵;张康卫;张宏峰;于锋;向招祥;董新;袁龙;彭军;陈达;邹立业;王健;沈沛帆
受保护的技术使用者:中国石油天然气股份有限公司
技术研发日:.07.04
技术公布日:.01.14