内置液动平板阀油管头装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201922037690.9 (22)申请日 2019.11.22 (73)专利权人 中国石油天然气集团有限公司 地址 100120 北京市西城区六铺炕 专利权人 新疆石油管理局有限公司 (72)发明人 申玉壮高亮周汉鹏王海涛 秦利军 (74)专利代理机构 乌鲁木齐合纵专利商标事务 所 65105 代理人 周星莹汤建武 (51)Int.Cl. E21B 34/02(2006.01) E21B 34/16(2006.01) (54)实用新型名称 内置液动平板阀油管头装置 (57)摘。

2、要 本实用新型涉及井口油管头装置技术领域， 是一种内置液动平板阀油管头装置， 其包括油管 头四通和主控闸阀， 主控闸阀包括阀板和能控制 阀板开关油管头四通主通道的液压驱动机构。 本 实用新型结构合理而紧凑， 使用方便， 其将油管 头四通和主控闸阀集成一体， 主控闸阀的阀板通 过横穿左端口和右端口内置于油管头四通内， 极 大降低了整体高度， 其集油管头四通和主控闸阀 功能于一身， 通过液压驱动机构控制油管头四通 主通道的连通状态， 即能够实现对井筒压力的控 制。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 211058768 U 2020.07.21 CN 211058768 U 1.一种内置液。

3、动平板阀油管头装置， 其特征在于包括油管头四通和主控闸阀， 主控闸 阀包括阀板和能控制阀板开关油管头四通主通道的液压驱动机构； 在油管头四通的前端口 和后端口上方以及油管头四通的上端口下方之间的油管头四通上设置有左右对称的左端 口和右端口， 左端口和右端口通过油管头四通主通道连通； 阀板自油管头四通的左端口横 穿油管头四通的右端口， 液压驱动机构与油管头四通的左端口固定连接。 2.根据权利要求1所述的内置液动平板阀油管头装置， 其特征在于油管头四通的左端 口、 前端口、 右端口和后端口在水平面上呈错开分布。 3.根据权利要求1或2所述的内置液动平板阀油管头装置， 其特征在于与左、 右端口对 应。

4、的油管头四通内设置有安装环槽， 在安装环槽内固定安装有阀座； 阀座的内径与其衔接 处的油管头四通的内径相同， 在阀座左端设置有与油管头四通左端口同轴对应的左通孔， 在阀座右端设置有与油管头四通右端口同轴对应的右通孔， 阀板通过左通孔和右通孔横穿 阀座， 在阀板上设置有能使油管头四通上端口与其下端口连通且直径与阀座内径相同的阀 孔。 4.根据权利要求3所述的内置液动平板阀油管头装置， 其特征在于油管头四通左端口 外侧密封固定安装有遮盖油管头四通左端口的左阀盖， 在油管头四通右端口外侧密封固定 安装有遮盖油管头四通右端口的右阀盖， 在左阀盖上横向设置有左窄右宽且与左通孔轴向 对应连通的左阶梯孔， 。

5、在右阀盖上横向设置有左宽右窄且与右通孔轴向对应连通的右阶梯 孔， 阀板自左而右依序穿过左阶梯孔、 左通孔、 右通孔和右阶梯孔； 阀板的左端与液压驱动 机构的活塞杆固定连接。 5.根据权利要求4所述的内置液动平板阀油管头装置， 其特征在于液压驱动机构包括 液压缸、 活塞和活塞杆， 活塞杆呈与阀板同轴的方式设置在液压缸的液压腔内， 活塞固定安 装在活塞杆外侧， 与液压腔左端对应的液压缸侧壁上设置有进油口， 与液压腔右端对应的 液压缸侧壁上设置有出油口， 活塞的左端横截面呈左窄右宽， 活塞的右端横截面呈右窄左 宽， 活塞的左端外与液压缸内壁面之间形成左助推液压腔， 活塞的右端外与液压缸内壁面 之间形。

6、成右助推液压腔； 液压缸左侧与左阀盖密封固定连接， 在液压缸左侧设置有与左端 口轴向对应的左连接孔， 阀板的左端穿过左连接孔后与活塞杆右端固定连接。 6.根据权利要求5所述的内置液动平板阀油管头装置， 其特征在于液压缸包括液压缸 体和缸盖， 缸盖与液压缸体左部密封固定安装在一起， 缸盖与液压缸体之间形成液压腔， 液 压缸体左侧与左阀盖密封固定连接， 在液压缸体左侧设置有与左端口轴向对应的左连接 孔， 与液压腔左端对应的液压缸体侧壁上设置有进油口， 与液压腔右端对应的液压缸体侧 壁上设置有出油口； 在缸盖上设置有与活塞杆轴向对应的伸缩孔， 在伸缩孔外侧的缸盖上 设置有包围伸缩孔的左阀罩， 在伸缩。

7、孔与左阀罩左端之间形成能使活塞杆左右伸缩的伸缩 行程， 在左阀罩上设置有活塞杆位置的观察口。 7.根据权利要求4或5或6所述的内置液动平板阀油管头装置， 其特征在于左阶梯孔窄 径段设置有开口朝左的左密封槽， 在左密封槽内固定安装有密封件， 密封件采用弹簧蓄能 密封填料或弹簧蓄能密封圈， 在密封件外端的左密封槽内固定安装有密封压盖； 或/和， 在 右阶梯孔窄径段设置有开口朝右的右密封槽， 在右密封槽内固定安装有密封件， 在密封件 外端的右密封槽内固定安装有密封压盖； 或/和， 在阀板上方以及下方的阀座外侧与油管头 四通内侧之间设置有至少一道密封圈。 权利要求书 1/2 页 2 CN 211058。

8、768 U 2 8.根据权利要求1或2或4或5或6所述的内置液动平板阀油管头装置， 其特征在于油管 头四通上端口处沿圆周分布有径向锁紧孔； 或/和， 在油管头四通下端口处沿圆周分布有径 向注脂孔和径向泄压孔。 9.根据权利要求3所述的内置液动平板阀油管头装置， 其特征在于油管头四通上端口 处沿圆周分布有径向锁紧孔； 或/和， 在油管头四通下端口处沿圆周分布有径向注脂孔和径 向泄压孔。 权利要求书 2/2 页 3 CN 211058768 U 3 内置液动平板阀油管头装置 技术领域 0001 本实用新型涉及井口油管头装置技术领域， 是一种内置液动平板阀油管头装置。 背景技术 0002 目前非常规。

9、油气藏压裂技术在新疆油田得到了批量推广应用， 该技术在目前的压 裂作业过程中， 采用了压裂井口装置+2只大通径平板闸阀+压裂树的组合结构进行压裂， 当 压裂钻塞作业完成后， 关闭大通径平板闸阀， 安装同压裂井口相同规格的采油树进行压裂 液反排和生产。 但由于该技术井筒内没有油管， 不能对套管压力进行控制， 井口与采油树之 间需要保留一只或两只大通径的平板闸阀 （主控闸阀） 控制井筒压力， 给后期生产操作带来 很大麻烦， 也造成了采油树资源的巨大浪费， 平板闸阀的尺寸较大， 在较高压力下靠人力开 启和关闭比较困难， 高度上对于人员操作也存在一定的安全隐患。 发明内容 0003 本实用新型提供了一。

10、种内置液动平板阀油管头装置， 克服了上述现有技术之不 足， 其能有效解决现有采油树高度过高， 且在较高压力下， 难以开启和关闭主控闸阀的问 题。 0004 本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的： 一种内置液动平板阀油管头装 置， 包括油管头四通和主控闸阀， 主控闸阀包括阀板和能控制阀板开关油管头四通主通道 的液压驱动机构； 在油管头四通的前端口和后端口上方以及油管头四通的上端口下方之间 的油管头四通上设置有左右对称的左端口和右端口， 左端口和右端口通过油管头四通主通 道连通； 阀板自油管头四通的左端口横穿油管头四通的右端口， 液压驱动机构与油管头四 通的左端口固定连接。 0005 下面是。

11、对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进： 0006 上述油管头四通的左端口、 前端口、 右端口和后端口在水平面上呈错开分布。 0007 上述与左、 右端口对应的油管头四通内设置有安装环槽， 在安装环槽内固定安装 有阀座； 阀座的内径与其衔接处的油管头四通的内径相同， 在阀座左端设置有与油管头四 通左端口同轴对应的左通孔， 在阀座右端设置有与油管头四通右端口同轴对应的右通孔， 阀板通过左通孔和右通孔横穿阀座， 在阀板上设置有能使油管头四通上端口与其下端口连 通且直径与阀座内径相同的阀孔。 0008 上述油管头四通左端口外侧密封固定安装有遮盖油管头四通左端口的左阀盖， 在 油管头四通右端口外。

12、侧密封固定安装有遮盖油管头四通右端口的右阀盖， 在左阀盖上横向 设置有左窄右宽且与左通孔轴向对应连通的左阶梯孔， 在右阀盖上横向设置有左宽右窄且 与右通孔轴向对应连通的右阶梯孔， 阀板自左而右依序穿过左阶梯孔、 左通孔、 右通孔和右 阶梯孔； 阀板的左端与液压驱动机构的活塞杆固定连接。 0009 上述液压驱动机构包括液压缸、 活塞和活塞杆， 活塞杆呈与阀板同轴的方式设置 在液压缸的液压腔内， 活塞固定安装在活塞杆外侧， 与液压腔左端对应的液压缸侧壁上设 说明书 1/5 页 4 CN 211058768 U 4 置有进油口， 与液压腔右端对应的液压缸侧壁上设置有出油口， 活塞的左端横截面呈左窄 。

13、右宽， 活塞的右端横截面呈右窄左宽， 活塞的左端外与液压缸内壁面之间形成左助推液压 腔， 活塞的右端外与液压缸内壁面之间形成右助推液压腔； 液压缸左侧与左阀盖密封固定 连接， 在液压缸左侧设置有与左端口轴向对应的左连接孔， 阀板的左端穿过左连接孔后与 活塞杆右端固定连接。 0010 上述液压缸包括液压缸体和缸盖， 缸盖与液压缸体左部密封固定安装在一起， 缸 盖与液压缸体之间形成液压腔， 液压缸体左侧与左阀盖密封固定连接， 在液压缸体左侧设 置有与左端口轴向对应的左连接孔， 与液压腔左端对应的液压缸体侧壁上设置有进油口， 与液压腔右端对应的液压缸体侧壁上设置有出油口； 在缸盖上设置有与活塞杆轴向。

14、对应的 伸缩孔， 在伸缩孔外侧的缸盖上设置有包围伸缩孔的左阀罩， 在伸缩孔与左阀罩左端之间 形成能使活塞杆左右伸缩的伸缩行程， 在左阀罩上设置有活塞杆位置的观察口。 0011 上述左阶梯孔窄径段设置有开口朝左的左密封槽， 在左密封槽内固定安装有密封 件， 密封件采用弹簧蓄能密封填料或弹簧蓄能密封圈， 在密封件外端的左密封槽内固定安 装有密封压盖； 在右阶梯孔窄径段设置有开口朝右的右密封槽， 在右密封槽内固定安装有 密封件， 在密封件外端的右密封槽内固定安装有密封压盖； 在阀板上方以及下方的阀座外 侧与油管头四通内侧之间设置有至少一道密封圈。 0012 上述油管头四通上端口处沿圆周分布有径向锁紧。

15、孔； 在油管头四通下端口处沿圆 周分布有径向注脂孔和径向泄压孔。 0013 本实用新型结构合理而紧凑， 使用方便， 其将油管头四通和主控闸阀集成一体， 主 控闸阀的阀板通过横穿左端口和右端口内置于油管头四通内， 极大降低了整体高度， 其集 油管头四通和主控闸阀功能于一身， 通过液压驱动机构控制油管头四通主通道的连通状 态， 即能够实现对井筒压力的控制。 附图说明 0014 附图1为本实用新型最佳实施例的主视剖视结构示意图。 0015 附图2为附图1中A处的放大结构示意图。 0016 附图中的编码分别为： 10为油管头四通， 11为阀板， 12为前端口， 13为上端口， 14为 左端口， 15为。

16、右端口， 16为油管头四通主通道， 17为阀座， 18为阀孔， 19为左阀盖， 20为右阀 盖， 21为左阶梯孔， 22为右阶梯孔， 23为活塞， 24为活塞杆， 25为液压腔， 26为进油口， 27为左 助推液压腔， 28为右助推液压腔， 29为左连接孔， 30为液压缸体， 31为缸盖， 32为伸缩孔， 33 为左阀罩， 34为密封件， 35为密封压盖， 36为右阀罩， 37为密封圈， 38为径向锁紧孔， 39为径 向注脂孔， 40为径向泄压孔， 41为出油口， 42为观察口， 43为BT密封圈。 具体实施方式 0017 本实用新型不受下述实施例的限制， 可根据本实用新型的技术方案与实际情况。

17、来 确定具体的实施方式。 0018 在本实用新型中， 为了便于描述， 各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书 附图1的布图方式来进行描述的， 如： 前、 后、 上、 下、 左、 右等的位置关系是依据说明书附图1 的布图方向来确定的。 说明书 2/5 页 5 CN 211058768 U 5 0019 下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述： 0020 如附图1、 2所示， 该内置液动平板阀油管头装置包括油管头四通10和主控闸阀， 主 控闸阀包括阀板11和能控制阀板11开关油管头四通主通道16的液压驱动机构； 在油管头四 通10的前端口12和后端口上方以及油管头四通10的上端口13下方之。

18、间的油管头四通10上 设置有左右对称的左端口14和右端口15， 左端口14和右端口15通过油管头四通主通道16连 通； 阀板11自油管头四通10的左端口14横穿油管头四通10的右端口15， 液压驱动机构与油 管头四通10的左端口14固定连接。 0021 本装置将油管头四通10和主控闸阀集成一体， 主控闸阀的阀板11通过横穿左端口 14和右端口15内置于油管头四通10内， 极大降低了整体高度， 其集油管头四通10和主控闸 阀功能于一身， 通过液压驱动机构控制油管头四通主通道16的连通状态， 即能够实现对井 筒压力的控制。 0022 油管头四通10的前端口12和后端口按照现有常规连接方式固定连接套。

19、管阀， 油管 头四通10内部近上端口13处按照现有常规安装方式安装油管悬挂器， 油管头四通10下端口 安装套管。 0023 油管头四通主通道16为油管头四通10的垂直通道， 阀板11下方的油管头四通主通 道16为套管通道， 通过将套管通道设置在阀板11下方， 以预留套管抢险通道。 0024 阀板11设计在油管头四通10套管通道和油管悬挂器之间的位置处， 在压裂作业和 反排、 自喷生产阶段不安装油管悬挂器， 后期转生产时通过带压作业装置安装油管悬挂器。 0025 液压驱动机构的设置， 解决了现有采油树油管头四通10上方连接的手动大平板闸 阀的启闭力矩大， 启闭困难的问题； 由于将主控闸阀的启闭端。

20、 （阀板11） 内置于油管头四通 10内， 由此降低了人员登高操作带来的安全隐患。 0026 可根据实际需要， 对上述内置液动平板阀油管头装置作进一步优化或/和改进： 0027 如附图1所示， 为了便于拆装套管阀、 液压驱动机构， 有效利用空间， 进一步降低本 装置的整体高度， 油管头四通10的左端口14、 前端口12、 右端口15和后端口在水平面上呈错 开分布。 0028 油管头四通10的左端口14、 前端口12、 右端口15和后端口沿水平面呈90 间隔分布 时， 操作最为方便， 整体高度达到最低值。 0029 如附图1所示， 与左、 右端口15对应的油管头四通10内设置有安装环槽， 在安装。

21、环 槽内固定安装有阀座17； 阀座17的内径与其衔接处的油管头四通10的内径相同， 在阀座17 左端设置有与油管头四通10左端口14同轴对应的左通孔， 在阀座17右端设置有与油管头四 通10右端口15同轴对应的右通孔， 阀板11通过左通孔和右通孔横穿阀座17， 在阀板11上设 置有能使油管头四通10上端口13与其下端口连通且直径与阀座17内径相同的阀孔18。 0030 阀座17可采用两瓣式结构， 以便于拆装。 0031 阀座17对阀板11起支撑作用， 在该主控闸阀全开时， 其阀孔18与油管头四通10通 径 （与阀座17衔接的油管头四通主通道16处） 保持一致， 以不影响常规操作。 0032 液。

22、压驱动机构通过控制阀板11阀孔18与油管头四通主通道16的连通状态来达到 控压的目， 同时， 在阀板11上的阀孔18与油管头四通主通道16连通时， 阀板11上的阀孔18可 以作为液体通道， 即阀板11集液体通道和控压于一体。 0033 如附图1所示， 油管头四通10左端口14外侧密封固定安装有遮盖油管头四通10左 说明书 3/5 页 6 CN 211058768 U 6 端口14的左阀盖19， 在油管头四通10右端口15外侧密封固定安装有遮盖油管头四通10右端 口15的右阀盖20， 在左阀盖19上横向设置有左窄右宽且与左通孔轴向对应连通的左阶梯孔 21， 在右阀盖20上横向设置有左宽右窄且与右。

23、通孔轴向对应连通的右阶梯孔22， 阀板11自 左而右依序穿过左阶梯孔21、 左通孔、 右通孔和右阶梯孔22； 阀板11的左端与液压驱动机构 的活塞杆24固定连接。 0034 左阀盖19、 右阀盖20对阀板11起支撑作用， 左阶梯孔21和右阶梯孔22的宽径段处 形成环腔， 有利于阀板11左右行进， 防止憋压。 0035 如附图1、 2所示， 液压驱动机构包括液压缸、 活塞23和活塞杆24， 活塞杆24呈与阀 板11同轴的方式设置在液压缸的液压腔25内， 活塞23固定安装在活塞杆24外侧， 与液压腔 25左端对应的液压缸侧壁上设置有进油口26， 与液压腔25右端对应的液压缸侧壁上设置有 出油口41。

24、， 活塞23的左端横截面呈左窄右宽， 活塞23的右端横截面呈右窄左宽， 活塞23的左 端外与液压缸内壁面之间形成左助推液压腔27， 活塞23的右端外与液压缸内壁面之间形成 右助推液压腔28； 液压缸左侧与左阀盖19密封固定连接， 在液压缸左侧设置有与左端口14 轴向对应的左连接孔29， 阀板11的左端穿过左连接孔29后与活塞杆24右端固定连接。 0036 如附图1、 2所示， 液压缸包括液压缸体30和缸盖31， 缸盖31与液压缸体30左部密封 固定安装在一起， 缸盖31与液压缸体30之间形成液压腔25， 液压缸体30左侧与左阀盖19密 封固定连接， 在液压缸体30左侧设置有与左端口14轴向对应。

25、的左连接孔29， 与液压腔25左 端对应的液压缸体30侧壁上设置有进油口26， 与液压腔25右端对应的液压缸体30侧壁上设 置有出油口41； 在缸盖31上设置有与活塞杆24轴向对应的伸缩孔32， 在伸缩孔32外侧的缸 盖31上设置有包围伸缩孔32的左阀罩33， 在伸缩孔32与左阀罩33左端之间形成能使活塞杆 24左右伸缩的伸缩行程， 在左阀罩33上设置有活塞杆24位置的观察口42。 0037 图1为油管头四通主通道16处于连通状态 （即开阀状态） ， 即油管头四通主通道16 与阀板11上的阀孔18连通。 以图1中连通状态为起始状态进行说明。 0038 当需要关阀 （阻断油管头四通主通道16） 。

26、时， 通过出油口41泵入液压油， 活塞23在 液压油的作用下向左移动， 活塞23带动活塞杆24向左移动， 从而带动阀板11向左移动， 直至 阀板11上的阀孔18与油管头四通主通道16完全错开， 由此阻断油管头四通主通道16； 在活 塞23向左移动的同时， 活塞23左方液压腔25内的液压油通过进油口26排出， 由此完成关阀 操作。 0039 当需要开阀时， 通过进油口26泵入液压油， 使阀板11向右移动直至阀板11上的阀 孔18与油管头四通主通道16上下对应连通， 由此完成开阀操作。 0040 左助推液压腔27的设置有利于液压油将行至液压腔25左端的活塞23向右推动； 右 助推液压腔28的设置有。

27、利于液压油将行至液压腔25右端的活塞23向左推动。 0041 如附图1、 2所示， 左阶梯孔21窄径段设置有开口朝左的左密封槽， 在左密封槽内固 定安装有密封件34， 密封件34采用弹簧蓄能密封填料或弹簧蓄能密封圈， 在密封件34外端 的左密封槽内固定安装有密封压盖35； 在右阶梯孔22窄径段设置有开口朝右的右密封槽， 在右密封槽内固定安装有密封件34， 在密封件34外端的右密封槽内固定安装有密封压盖 35， 在右密封槽外侧的右阀盖20上固定安装有遮盖阀板11右端的右阀罩36； 在阀板11上方 以及下方的阀座17外侧与油管头四通10内侧之间设置有至少一道密封圈37。 0042 阀杆密封采用弹簧。

28、蓄能密封结构 （弹簧蓄能密封填料或弹簧蓄能密封圈） ， 大大提 说明书 4/5 页 7 CN 211058768 U 7 高了内置主控闸阀的密封可靠性。 0043 如附图1所示， 油管头四通10上端口13处沿圆周分布有径向锁紧孔38； 在油管头四 通10下端口处沿圆周分布有径向注脂孔39和径向泄压孔40。 0044 在径向注脂孔39和径向泄压孔40内端分别固定安装有BT密封圈43， 在对应BT密封 圈43上设置有将油管头四通主通道16与各自径向注脂孔39和径向泄压孔40连通的连通通 道。 BT密封圈43能够实现对套管的注脂、 密封功能。 0045 弹簧蓄能密封填料、 弹簧蓄能密封圈、 BT密封。

29、圈43均为现有公知公用的密封件。 0046 以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例， 其具有较强的适应性和最佳实施 效果， 可根据实际需要增减非必要的技术特征， 来满足不同情况的需求。 0047 本实用新型最佳实施例的使用过程： 0048 压裂前， 在套管法兰上安装本内置液动平板阀油管头装置， 油管头四通10上端口 13通过法兰连接安装压裂树， 液压驱动机构驱动阀板11移动至图1所述位置， 使阀板11上的 阀孔18与油管头四通主通道16连通 （即打开主控闸阀） ， 进行压裂作业。 0049 压裂结束后， 液压驱动机构驱动阀板11向左移动， 使阀板11上的阀孔18与油管头 四通主通道16完全错开(即关闭主控闸阀） ， 实现对井筒压力的控制， 拆卸压裂树并安装采 油树， 闷井后打开主控闸阀进行反排和自喷生产。 后期需要进行转抽时， 关闭主控闸阀， 拆 除采油树并安装带压作业装置 （现有技术） ， 完全打开油管头四通10内置的液动平行闸阀 （主控闸阀） 并下入抽油泵及油管， 待下至最后一根油管时， 连接油管悬挂器并座封在油管 头四通10内， 安装以上采油树部分， 完成转抽准备。 说明书 5/5 页 8 CN 211058768 U 8 图1 图2 说明书附图 1/1 页 9 CN 211058768 U 9 。