[发明专利]一种套管完井用箭型回压阀及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油井下工具及方法，特别涉及一种套管完井用箭型回压阀及方法。

背景技术

目前，在油田钻完井下套管作业施工中，回压阀作为一种重要的内防喷工具，相当于单流阀，防止固井后水泥浆回流以保证套管外水泥浆的上返高度，回压阀一般在技术套管和油层套管中使用。目前现场多数在使用球座式回压凡尔，球座式回压凡尔采用的是胶木球或尼龙球，在现场施工时胶木球或尼龙球在高压时发生塑性变形，不能承受高压，适应性不强，不利于固井质量的提高。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种套管完井用箭型回压阀及方法，该机构结构简单、现场使用安全，且设计具有单相导通性、反向密封性，能够长时间经受流体的冲击而不损坏。

本发明提到的一种套管完井用箭型回压阀，其技术方案是：包括外壳（1）、密封圈（2）、密封座（3）、密封胶皮（4）、密封箭体（5）、弹簧（6）、下接头（7），所述外壳（1）与密封座（3）通过螺纹连接固定在外壳（1）的内壁，通过多组密封圈（2）实施密封；密封座（3）的下端与密封箭体（5）配合，在密封座（3）上面设有导流孔（9），所述密封箭体（5）上设有导向头（8）和过液通孔（10）；弹簧（6）套装在密封箭体（5）下台阶外侧与外壳（1）的内壁之间的空腔内；下接头（7）通过外螺纹（7.4）与外壳（1）相连接，并对弹簧（6）起到压紧作用。

上述的密封箭体（5）的上端设有导向头（8），中间为主筒体（5.2），导向头（8）与主筒体（5.2）的顶部通过锥形面（5.1）连接，在主筒体（5.2）的外壁设有一圈台阶（5.3），台阶（5.3）的下侧为弹簧腔（5.4），台阶（5.3）的上侧设有多个过液通孔（10）。

上述的台阶（5.3）的外部设置有两组密封圈，上密封圈与外壳（1）的内壁配合，下密封圈和下接头（7）的内壁相配合。

上述密封箭体（5）的顶部带有导向头（8）方便其受交变压力时上下运动，台阶（5.3）的上侧外环空加工有6个过液通孔（10），台阶下侧的弹簧腔（5.4）通过弹簧（6）定位；所述导向头（8）下压时，密封座（3）与密封箭体（5）之间的通道打开，密封座（3）的导流孔（9）与过液通孔（10）之间连通，形成水泥浆流动通道；导向头（8）通过弹簧（6）回位时，则密封座（3）与密封箭体（5）之间的通道关闭。

上述的密封座（3）的下端设有密封胶皮（4），通过密封胶皮（4）与密封箭体（5）的锥形面（5.1）配合。

下接头（7）包括下接头主体（7.1）、外凸台（7.2）和内凸台（7.3），所述内凸台（7.3）与密封箭体（5）配合，外凸台（7.2）通过外螺纹（7.4）与外壳（1）的下端配合连接。

在下接头（7）的外凸台（7.2）上侧设有O型密封圈，下接头（7）的内部设有的内凸台（7.3），对密封箭体（5）起到扶正和下行限位作用。

本发明提到的一种套管完井用箭型回压阀的使用方法，包括以下步骤：

a套管完井用箭型回压阀的外壳上端设有套管螺纹，通过套管螺纹与上部套管柱连接，作为井下管柱的一部分，随同套管一起下井；

b套管全部入井后，用固井车向套管内注水泥浆，高压水泥浆流体作用在密封箭体的上表面，推动密封箭体压缩弹簧向下运动，密封座（3）与密封箭体（5）之间的通道打开，密封座（3）的导流孔（9）与过液通孔（10）之间连通，形成水泥浆流动通道，这时水泥浆就通过密封箭体充填到套管外和裸眼井壁的环空空间；

c注水泥浆过程结束后，固井车停泵，此时由于套管外的压力高于套管内压力，水泥浆由于自重会有倒流到套管内的趋势，且密封箭体通过弹簧（6）回位，密封座（3）与密封箭体（5）之间的通道关闭；此时，当液体水泥浆压力作用到密封箭体的内表面时，水泥浆会把密封箭体往上顶，在密封胶皮的作用下，此处形成密封屏障，防止其倒流到套管内，实现完井。

本发明的有益效果是：油气井注水泥及替浆碰压结束后，由于套管外的水泥浆与套管内的钻井液密度的不同，因而管外液柱压力高于套管内液柱压力，水泥浆有从套管外流向套管内的趋势，此时由于箭型回压阀作用在套管底部，有效防止套管外的水泥浆倒流入套管内；

另外，本发明是在现有回压阀的基础上采用密封箭体密封，预设密封座和密封箭体之间的过液通孔，该过液通孔根据密封箭体的受压情况打开和关闭；既能保证泥浆、冲洗液、水泥浆等入井液体的正常循环，又能防止固井顶替碰压后套管外高压流体倒流入套管内，使之互相隔离，降低固井风险，提高固井质量。

附图说明