[发明专利]一种垂直式重力高压单流阀串

说明书

技术领域

本发明属于石油钻采工程、石油化工设备领域，具体涉及一种垂直式重力高压单流阀串，可用于油田注水、注气、注泡沫、气水交替驱调剖堵水、酸化压裂等施工。也可用于化工、火力发电、供热、供水等其它用于低粘度流体传输的管道输送系统.

背景技术

常规单流阀有平式的和垂直式的两种。无论是平式的还是垂直式的，内部结构均是弹簧，正常输送流体时，依靠流体压力顶开弹簧顶针，通道开启，停输时，由于单流阀内弹簧的弹力作用，顶针回位堵塞通道，流体不能回流，从而达到单向流的目的。但弹簧式单流阀在设计上有缺憾，若弹簧生锈后弹性减小或失效，阀芯回不到位，在平式阀中由于重力偏移影响和流程中的脏物、污物造成顶针加不到位，导致回流通道不密封。多年来，油田生产系统中的单流阀在用过一段时间后，起不到单向流的目的，导致高压流体(如水、气、调剖液、泡沫液等)返吐回流到输送系统内，进入其它井，导致地层出砂，封隔器解封、调剖液污染其它层和流程。由于返吐造成系统压力高，不便于注同一口井注水和注气的交替注入操作，存在安全隐患。

针对注水井回流问题，目前有一种注水井井口单流阀，由封堵接头、阀罩、出口接头、阀球、阀座接头组成，注入水经地面注水管线进入注水井井口单流阀内，顶起阀球后，从出口接头流入注水井井口装置并注入井内；当注水井因故停注后，阀球下落，阻止地层水返回地面注水管线。但由于注入水含杂质原因，在单流阀的阀座与阀球密封面易结垢，或是注入水中含有颗粒物质等，从而发生单流阀失效故障。同时，这种单流阀因只有一个，一旦失效便无法保证地层水返吐事件的发生。

目前油田钻井、注水、注气、调剖使用的高压单流阀，尽管形式、结构千差万别，但都是一个单流阀，单一密封面(或线)，并非单流阀串由多个密封面复合密封，在注空气泡沫等复杂的多相流中容易发生故障。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的容易发生回流通道密封失效，注入流体倒流，导致井内注入的流体(如水、气、调剖液、泡沫液等)返吐回流到注入系统内或倒灌到其它井，返吐回流导致地层出砂，封隔器解封、调剖液污染其它层和流程问题；以及现用注水井井口单流阀由于注入水含杂质原因易结垢，或是注入水中含有颗粒物质等易发生单流阀失效的问题，本发明提供了一种垂直式重力高压单流阀串装置，可以避免在注水、注气、注泡沫、调剖等作业施工时，因流体回流原因造成的事故发生。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种垂直式重力高压单流阀串，包括垂直安装的依次串接的至少2个单流阀，每个单流阀包括阀体1、球座2和钢球3；

每个单流阀的阀体1均为圆管状，包括大径段和小径段，在所述大径段的内部设有台阶，所述小径段安装到下一个单流阀的阀体1的大径段的内孔中；

上一个单流阀的球座2安装在下一个单流阀的阀体1的所述台阶上，球座2的下端面与台阶接触，球座2的上端面与上一个单流阀的阀体1的下端面接触，两个阀体1将球座2卡住；

在球座2上放置钢球3，钢球3位于上一个单流阀的阀体1的内孔中。

各个单流阀之间采用丝扣连接。

所述垂直式重力高压单流阀串进一步包括限位销钉5，在每个单流阀的阀体1的大径段的内部均开有同轴线的盲孔和螺纹孔，两者位于阀体1的水平直径方向上；所述盲孔和螺纹孔位于台阶的下方，所述限位销钉5插入螺纹孔后，水平穿过整个阀体1的内腔，其顶端插入到盲孔内；

在每个单流阀的阀体1内，限位销钉5位于钢球3的上方。

所述限位销钉5包括螺纹段和圆柱销段，螺纹段的外径大于圆柱销段的直径，在两者之间设置有密封圈；

在螺纹段的端面设有一字开口。

每个球座2的上下面均为密封面，在每个球座2的上下面均放置有密封圈4。

所述垂直式重力高压单流阀串进一步包括转接头7，所述转接头7的下端与最顶端的单流阀的阀体1连接，在最上端的单流阀的阀体1内的台阶上设有球座2，所述球座2的上端面与转接头7的下端面接触，在该球座2上方放置有钢球3，该钢球3位于转接头7的内腔内；

所述转接头的上端通过丝扣、焊接、法兰或卡箍与系统管道连接。

在最底端的单流阀的下部连接有一个阀体1，最底端的单流阀的球座2安装在该阀体1的台阶上，该阀体1的下部通过丝扣、焊接、法兰或卡箍与系统管线连接。

所述垂直式重力高压单流阀串进一步包括限位销6，在转接头7的上部开有同轴线的两个销孔，两者位于转接头的水平直径方向上，所述限位销6插入到这两个销孔内；所述限位销6位于转接头7内的钢球3的上方；