[实用新型]机械式换位阀

说明书

技术领域

本实用新型涉及油田井下作业技术领域，特别涉及一种井下油层转换开采的专用工具，是一种机械式换位阀。

背景技术

目前，油田井下有多个油层，油田采油时，有时需要更换油层进行采油；油田井下有多个水层，注水时，有时需要更换注水的层位进行注水。在油层或水层之间采用轮采或轮注工艺技术，实现提高采油产量。在井下管柱上需要配套专用工具进行层间转换。专用工具是换位阀，现有的换位阀品种较少。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种机械式换位阀，连接在管柱上，能实现油层或水层之间采用轮采或轮注工艺技术，性能可靠，操作简便、适应性强，特别适应层间压差大的油、水井换层。

本实用新型采用的技术方案是：机械式换位阀，包括上接头、上密封筒、活塞管、连接管、胶筒上接头、胶筒、胶筒芯管、胶筒下接头、限位环、剪切环、剪钉、外筒总成、换向头、弹簧压环、弹簧、弹簧限位环、限位螺钉、密封环、格莱圈、密封塞和下接头。其特征在于：上接头的上端有油管内螺纹；上接头的下端有外螺纹，上接头的下端螺纹连接上密封筒，上接头与上密封筒之间有外密封圈，上接头的上端有横向的螺钉，螺钉将上密封筒固定在上接头上，在上接头下端内有一个活塞管，活塞管与上接头之间有内密封圈，活塞管的下端外壁与上密封筒内壁之间滑动配合，活塞管的下端与连接管连接。活塞管与上密封筒之间有密封圈；在上密封筒壁上有平衡孔，液体可以通过平衡孔进入由上接头、密封筒和活塞管组成的活塞腔；

在上密封筒的下端有外螺纹，上密封筒的下端螺纹连接胶筒上接头；胶筒上接头的下端连接胶筒芯管，胶筒芯管外套装胶筒和胶筒下接头，胶筒芯管下端用油管螺纹连接限位环，限位环上端外壁安装有键，键的作用是将限位环连接的上端各件和与胶筒下接头连接的下端各件径向锁定。外筒总成上端有外螺纹，外筒总成上端与胶筒下接头由螺纹连接，在胶筒下接头下端横向固定有固定螺钉，固定螺钉的内端在外筒总成外壁的凹槽内；外筒总成上端横向固定有剪钉，剪钉将外筒总成和剪切环固定在一起。剪切环的位置在限位环的下部；在胶筒下接头与胶筒芯管之间有中密封圈；胶筒下接头与外筒总成之间有下密封圈；外筒总成内有四个浅内槽和四个深内槽，四个浅内槽和四个深内槽间隔排列并对称；连接管的下端螺纹连接环形的换向头；限位环下端有一个弹簧压环，弹簧压环外套装有弹簧，弹簧下端的弹簧限位环由装在外筒总成上的限位螺钉固定。在外筒总成内有一个密封环，密封环与外筒总成滑动配合，弹簧压环的下端与密封环上端固定在一起；在密封环的外壁上有两组格莱圈；外筒总成上有两组相互平行的孔，上一组孔指向胶筒与下配套封隔器之间的上采出或注入层，下一组孔通过与密封塞、下接头组成的桥式机构进入下配套封隔器下端的下采出或注入层。两组相互平行的孔中始终有一组孔是由装在外筒总成内的密封环和格莱圈密封着。在外筒总成内有一个密封塞，密封塞与外筒总成滑动配合；外筒总成的下端有外螺纹，外筒总成的下端螺纹连接下接头。当密封环和格莱圈密封上一组指向上层的孔时，采出液将由下层通过桥式机构进入到油管内被采出，或注入液由油管通过桥式机构进入到下注入层。

活塞管与连接管之间采用弹性分瓣爪连接；弹簧压环与密封环之间采用弹性分瓣爪连接，在保证轴向有效传递载荷的情况下，有效降低了加工难度，除摩擦力外不会形成大的反扭矩，使得换向更加可靠。

与液压式封隔器配合使用时根据下封隔器的工作原理，可以分别选择自己先坐封还是下封隔器先坐封，但先坐封下封隔器时外筒总成内的密封环应处于关闭上一组开孔位置，这样液压才能传递到下封隔器，且应配备相应配套工具。由于本换位阀上的胶筒为机械压缩方式坐封，坐封时下端需要有一个支点，因此下部和液压式封隔器配合使用时，不建议下部封隔器支井底然后自己先坐封。

简述机械式换位阀的工作原理。工作时接在上部油层射孔顶界以上位置。下面以本实用新型配合卡瓦式封隔器管串为例说明其工作原理。

将自下而上接有坐封球座、卡瓦式封隔器、连接油管和本实用新型的管串按要求入井，当下部卡瓦式封隔器位于上、下两层中间、本实用新型位于上部油层射孔顶界以上位置时，按要求坐封下部卡瓦式封隔器，然后继续下放管柱，加压坐封机械式换位阀，使其胶筒在压重的作用下支撑在套管壁上，实现将胶筒上部射孔顶界以上的未射孔段和下部的已射孔段有效隔离。安装好井口后即可从所设置开启层实施注入或采出，若需换改变注入或采出层位，只需从油套环形空间加液压，每升压-降压一次，就实现一次换位，如此反复。