一种地面液压控制注水井安全阀.pdf

1、(10)授权公告号 CN 202832382 U(45)授权公告日 2013.03.27CN202832382U*CN202832382U*(21)申请号 201220414183.8(22)申请日 2012.08.20E21B 34/08(2006.01)E21B 34/16(2006.01)E21B 43/20(2006.01)(73)专利权人中国海洋石油总公司地址 100010 北京市东城区朝阳门北大街25号专利权人中海油研究总院(72)发明人吴怀志 曹砚锋 管虹翔 于继飞李滨 孙翀 朱磊(74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司 11245代理人徐宁 关畅(54) 实用新型名称一

2、种地面液压控制注水井安全阀(57) 摘要本实用新型涉及一种地面液压控制注水井安全阀，其特征在于：它包括注水管柱、基管、上底座、下底座、控制滑套、压力舱筒和气压舱筒；注水管柱中部设置有若干出水嘴；基管中部间隔设置有若干出水口，基管位于注水管柱外面；上底座下部连接注水管柱和基管，上底座垂向设置有一中心孔，中心孔上部设置有连接外部注水管的内螺纹；下底座的上部连接注水管柱和基管，下底座垂向设置有一中心孔，下底座底端设置有连接外部注水管的外螺纹；控制滑套密封套设在基管外面，中部开设有若干出水口；控制滑套的上部密封套设一压力舱筒，控制滑套的下部密封套设一液压舱筒，且液压舱筒的下部设置有连接地面监测设备的液

3、控管线。本实用新型可以广泛应用于注水井安全注水过程控制中。(51)Int.Cl.(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 权利要求书2页 说明书3页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书 2 页 说明书 3 页 附图 1 页1/2页21.一种地面液压控制注水井安全阀，其特征在于：它包括注水管柱、基管、上底座、下底座、控制滑套、压力舱筒和液压舱筒；所述注水管柱中部的管壁上设置有若干间隔排列的出水嘴；所述基管中部间隔设置有一圈与所述出水嘴配合的若干出水口，所述基管位于所述注水管柱的外面；所述上底座垂向设置有一中心孔，所述中心孔上部设置有连接外部注水管的内螺纹

4、，所述上底座下部设置有同时连接所述注水管柱的外螺纹和连接所述基管的内螺纹；所述下底座垂向设置有一中心孔，所述下底座底端设置有用于连接外部注水管的外螺纹，所述下底座的上部设置有同时连接注水管柱和基管的内螺纹；所述控制滑套密封套设在所述基管外面，所述控制滑套中部开设有与每一所述基管上出水口对应的若干出水口；所述压力舱筒密封套设在所述控制滑套出水口的上部，且位于所述上底座的底端，所述压力舱筒通过螺纹与所述基管顶部连接，且所述压力舱筒上部设置有连通井下油套环空的压力平衡孔；所述液压舱筒密封套设在所述控制滑套出水口的下部，且位于所述下底座的顶端，所述液压舱筒通过螺纹与所述基管底部连接，且所述液压舱筒的下

5、部设置有连接地面监测设备的液控管线。2.如权利要求1所述的一种地面液压控制注水井安全阀，其特征在于：所述上底座的上部呈圆台形，下部呈圆柱形，底部设置有一圈下凹缘，所述上底座中心孔下部形成有一凸环，连接所述注水管柱的外螺纹设置在所述凸环的外壁上，连接所述基管的内螺纹设置在所述下凹缘的内壁上。3.如权利要求1所述的一种地面液压控制注水井安全阀，其特征在于：所述下底座下部呈圆台形，上部呈圆柱形，顶部设置有一圈上凹缘，底部设置有一凸环，连接所述注水管柱的内螺纹设置在所述下底座中心孔内壁上，连接所述基管的内螺纹设置在所述上凹缘的内壁上，连接所述外部注水管的外螺纹设置在所述凸环外壁上。4.如权利要求2所述

6、的一种地面液压控制注水井安全阀，其特征在于：所述下底座下部呈圆台形，上部呈圆柱形，顶部设置有一圈上凹缘，底部设置有一凸环，连接所述注水管柱的内螺纹设置在所述下底座中心孔内壁上，连接所述基管的内螺纹设置在所述上凹缘的内壁上，连接所述外部注水管的外螺纹设置在所述凸环外壁上。5.如权利要求1或2或3或4所述的一种地面液压控制注水井安全阀，其特征在于：所述压力舱筒下部呈圆筒形，上部呈锥筒形，连接所述基管的内螺纹设置在所述锥筒形的筒壁上口内，所述压力平衡孔设置在所述锥筒形的筒壁上。6.如权利要求1或2或3或4所述的一种地面液压控制注水井安全阀，其特征在于：所述液压舱筒上部呈圆筒形，下部呈锥筒形，连接所述

7、基管的内螺纹设置在所述锥筒形的筒壁下口内，所述液控管线的一端通过螺纹连接在所述锥筒形的筒壁上。7.如权利要求5所述的一种地面液压控制注水井安全阀，其特征在于：所述液压舱筒上部呈圆筒形，下部呈锥筒形，连接所述基管的内螺纹设置在所述锥筒形的筒壁下口内，所述液控管线的一端通过螺纹连接在所述锥筒形的筒壁上。8.如权利要求1或2或3或4或7所述的一种地面液压控制注水井安全阀，其特征在权 利 要 求 书CN 202832382 U2/2页3于：所述压力舱筒和液压舱筒内分别设置有与所述控制滑套的移动位置对应的限位凸台。9.如权利要求5所述的一种地面液压控制注水井安全阀，其特征在于：所述压力舱筒和所述液压舱筒

8、内分别设置有与所述控制滑套的移动位置对应的限位凸台。10.如权利要求6所述的一种地面液压控制注水井安全阀，其特征在于：所述压力舱筒和所述液压舱筒内分别设置有与所述控制滑套的移动位置对应的限位凸台。权 利 要 求 书CN 202832382 U1/3页4一种地面液压控制注水井安全阀技术领域0001 本实用新型涉及一种注水井安全阀，特别是关于一种能够监测和控制井下水压，保障注水井安全的地面液压控制注水井安全阀。背景技术0002 目前注水井在注入过程中常常出现因注入水的水质不达标，而造成防砂筛管及近井地带堵塞，从而导致注水井注入压力增高，注水量下降。对于分层注水井，某一层的注水量下降后将导致配水器节

9、流失效，从而使超过预期的注入压力直接作用在地层上，若该压力超过该地层的破裂压力，将导致地层发生破裂，引起注水井地质灾害。但是，采用井底动态压力监测避免注水井地质灾害的方案，其成本较高，难以大面积推广。发明内容0003 本实用新型的目的是提供一种结构简单、安全可靠，且能够监测和控制井下水压的地面液压控制注水井安全阀。0004 为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种地面液压控制注水井安全阀，其特征在于：它包括注水管柱、基管、上底座、下底座、控制滑套、压力舱筒和液压舱筒；所述注水管柱中部的管壁上设置有若干间隔排列的出水嘴；所述基管中部间隔设置有一圈与所述出水嘴配合的若干出水口，所述基管位于

10、所述注水管柱的外面；所述上底座垂向设置有一中心孔，所述中心孔上部设置有连接外部注水管的内螺纹，所述上底座下部设置有同时连接所述注水管柱的外螺纹和连接所述基管的内螺纹；所述下底座垂向设置有一中心孔，所述下底座底端设置有用于连接外部注水管的外螺纹，所述下底座的上部设置有同时连接所述注水管柱和基管的内螺纹；所述控制滑套密封套设在所述基管外面，所述控制滑套中部开设有与每一所述基管上出水口对应的若干出水口；所述压力舱筒密封套设在所述控制滑套出水口的上部，且位于所述上底座的底端，所述压力舱筒通过螺纹与所述基管顶部连接，且所述压力舱筒上部设置有连通井下油套环空的压力平衡孔；所述液压舱筒密封套设在所述控制滑套

11、出水口的下部，且位于所述下底座的顶端，所述液压舱筒通过螺纹与所述基管底部连接，且所述液压舱筒的下部设置有连接地面监测设备的液控管线。0005 所述上底座的上部呈圆台形，下部呈圆柱形，底部设置有一圈下凹缘，所述上底座中心孔下部形成有一凸环，连接所述注水管柱的外螺纹设置在所述凸环的外壁上，连接所述基管的内螺纹设置在所述下凹缘的内壁上。0006 所述下底座下部呈圆台形，上部呈圆柱形，顶部设置有一圈上凹缘，底部设置有一凸环，连接所述注水管柱的内螺纹设置在所述下底座中心孔内壁上，连接所述基管的内螺纹设置在所述上凹缘的内壁上，连接所述外部注水管的外螺纹设置在所述凸环外壁上。0007 所述压力舱筒下部呈圆筒

12、形，上部呈锥筒形，连接所述基管的内螺纹设置在所述锥筒形的筒壁上口内，所述压力平衡孔设置在所述锥筒形的筒壁上。0008 所述液压舱筒上部呈圆筒形，下部呈锥筒形，连接所述基管的内螺纹设置在所述说 明 书CN 202832382 U2/3页5锥筒形的筒壁下口内，所述液控管线的一端通过螺纹连接在所述锥筒形的筒壁上。0009 所述压力舱筒和液压舱筒内分别设置有与所述控制滑套的移动位置对应的限位凸台。0010 本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型由于在常规注水管柱的外面设置了一基管，在基管的两端设置了连接注水管柱的上底座和下底座，且在基管的外面设置了压力舱筒和液压舱筒，因此控制滑

13、套可以在基管与压力舱筒和液压舱筒之间随注水压力的变化上、下移动，不仅可以不影响常规注水管柱的注水操作，保证注水效率，而且随着注水压力的增加控制滑套可以自动地缩小过流通道的通流面积，直至将其全部关闭，从而有效地避免了出现压力超过地层的破裂压力，注水井发生破裂事故的发生。2、本实用新型由于将地面监测设备通过液控管线与液压舱室连通，操作人员在地面就可以对井下液压进行监测，以及对液压舱室内的压力安全值进行设定和修改等，不用再在井底设置任何动态压力监测设备，因此，本实用新型不但操作调整方便，而且在保证安全注水的同时，还有效地降低了生产成本。本实用新型结构简单、安全可靠，且能够监测和控制井下油套环空中的水

14、压，它可以广泛应用于注水井安全注水控制过程中。附图说明0011 图1是本实用新型的剖面结构示意图。具体实施方式0012 下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细的描述。0013 如图1所述，本实用新型包括注水管柱1、基管2、上底座3、下底座4、控制滑套5、压力舱筒6和液压舱筒7。0014 本实用新型的注水管柱1可以根据需要选择各种常规型号，注水管柱1顶部管壁上设置有内螺纹，底部管壁上设置有外螺纹，中部管壁上设置有若干圈间隔排列的出水嘴11。0015 本实用新型的基管2顶部和底部分别设置有外螺纹，中部与注水管柱1上的出水嘴11配合，间隔设置有一圈若干的出水口21，基管2套在注水管柱1外面。00

15、16 本实用新型上底座3的上部呈圆台形31，下部呈圆柱形32，底部设置有一圈下凹缘33，垂向设置有一中心孔34。中心孔34的上部设置有连接常规注水管（图中未示出）的内螺纹35，中心孔34的下部与下凹缘33之间形成一凸环36，凸环36的外壁通过外螺纹与注水管柱1顶部的内螺纹连接；凹缘33与圆柱形32外壁之间也形成一凸环37，凸环37长于凸环36，且凸环37内壁通过内螺纹与基管2上部的外螺纹连接。0017 本实用新型的下底座4下部呈圆台形41，上部呈圆柱形42，顶部设置有一圈上凹缘43，垂向设置有一中心孔44。中心孔44的上部通过内螺纹与注水管柱1的外螺纹连接，中心孔44的下端设置有一凸环45，凸

16、环45外壁设置连接常规注水管（图中未示出）的外螺纹；上凹缘43与圆柱形42外壁之间形成一凸环46，且凸环46内壁通过内螺纹与基管2底部的外螺纹连接。0018 本实用新型的控制滑套5呈圆筒状，其套设在基管2外面，二者之间通过多道密封圈51密封，控制滑套5中部开设有与基管2上每一出水口21位置相对的若干出水口52，进说 明 书CN 202832382 U3/3页6而形成若干过流通道。0019 本实用新型的压力舱筒6下部呈圆筒形，上部呈锥筒形，且套设在控制滑套5的上部，二者之间通过多道密封圈61密封，使压力舱筒6与控制滑套5上方和基管2上部之间形成一压力舱室62，压力舱室62的舱壁上设置有一连通井下

17、油套环空的压力平衡孔63，压力舱筒6的锥筒形的筒壁上口通过内螺纹与基管2顶部的外螺纹连接，且位于上底座3的底端。0020 本实用新型的液压舱筒7上部呈圆筒形，下部呈锥筒形，且套设在控制滑套的下部，二者之间通过多道密封圈71密封，使液压舱筒7与控制滑套5下方和基管2下部之间形成一液压舱室72，液压舱室72的舱壁上通过螺纹连接一液控管线8的一端，液控管线8的另一端连接地面监测设备9，以监控液压舱室72内的油压状况。液压舱筒7底部的锥筒形的筒壁下口通过螺纹与基管2底部的外螺纹连接，且位于下底座4的顶端。0021 上述实施例中，为了限制控制滑套5的上、下限移动位置，可以分别在压力舱筒6和液压舱筒7内设

18、置限位凸台64、73。0022 使用时，将本实用新型安装在常规注水管的末端，或安装在相邻两注水管的连接处，在地面监测设备9中设定油压的限定值，注入水通过注水管柱1上的出水嘴11流出，通过基管2上的出水口21和控制滑套5上的出水口52形成的过流通道进入油套环空中，实现正常注水；当油套环空中的注水压力增高后，通过压力平衡孔63流入压力舱室62内作用在控制滑套5顶部的压力增大，从而推动控制滑套5向下运行，使液压舱室72内的液压油受到压缩，且将压力波动通过液控管线8传递到地面监测设备9上，地面监测设备9可以判断出作用在井壁上的注水压力是否超过限定值；同时控制滑套5向下运行会逐渐缩小由出水口21、52形成的过流通道，减少向油套环空中的注水量。若液压舱室72中的油压超过限定值，地面监测设备9可以控制液控管线8将液压舱室72中的液压油抽出一部分，使控制滑套5继续向下移动，进一步降低注水量，直至将由出水口21、52形成的过流通道完全堵住，停止进水，再根据故障原因，进行修井操作。0023 上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构和连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。说 明 书CN 202832382 U1/1页7图1说 明 书 附 图CN 202832382 U