CN105840894B - 一种粘度敏感性的流量控制阀 - Google Patents
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Abstract
本发明属于完井施工作业控水技术领域，公开了一种粘度敏感性的流量控制阀，其阀盖和阀底之间设置有浮盘限位装置，阀盖、浮盘限位装置和阀底通过螺栓连接固定，浮盘限位装置和阀底之间放置有浮盘；浮盘上部表面为锥形密封面，阀盖和浮盘限位装置相对于浮盘的表面均设置为锥形密封面且在同一平面上；地层流体可经阀盖的流体入口流入，而后依次经过浮盘与阀盖之间的过流通道、浮盘限位装置与阀盖之间的过流通道、浮盘限位装置的过流孔，最终由阀底的出油孔流出。本发明在油含量高时正常生产，而当地层出水时粘度降低的流体流经该流量控制阀，在液体压差的作用下浮盘可自动上浮从而降低阀门开度，抑制水的产出，实现生产井稳油控水的目的。
Description
技术领域
本发明属于完井施工作业控水技术领域，具体的说，是涉及一种粘度敏感性的流量控制阀。
背景技术
在油田开采的中后期，油层含水量会大幅上升，给后续的处理带来很多问题，也浪费了许多资源。例如，油井生产过程中局部见水后容易冲蚀防砂管柱造成防砂失效；含水率急剧上升也可能对电泵叶导轮侵蚀，致使卡泵或停泵后造成砂堵；含水率过高还会增大平台油水处理的负荷，导致生产成本增加；另外，分离出的过量生产水如果采用回注方式会额外占用生产资源。目前水平井控水方面常用筛管控水装置，但是涉及到的工艺复杂，工具较多，因此成本较高。此外，国外也有流量控制阀，但是不能根据流体粘度调节流体流量，功能有限。
因此，为有效提高油井的产量，降低油田产出含水率，降低生产成本，迫切需要在完井作业过程中，根据油层含水情况采取控水措施。
发明内容
本发明要解决的是现有技术中无法根据油层含水情况采取控水措施的技术问题，提供一种粘度敏感性的流量控制阀，其能根据流过的液体粘度不同控制阀的开度大小，在油层含水量低时，通过流量控制阀的开度增大实现多出油，在油层含水量高时，通过流量控制阀的开度减小实现少出水，进而达到控制地层液体流入井筒的流量的目的，保证多采油少出水，具有很高的实用价值。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：
一种粘度敏感性的流量控制阀，包括阀盖和阀底，所述阀盖和所述阀底之间设置有浮盘限位装置，所述阀盖、所述浮盘限位装置和所述阀底通过环向均布的螺栓连接固定，所述浮盘限位装置和所述阀底之间放置有浮盘；
所述阀盖下部设置有内孔，顶部中心设置有上下贯通的流体入口；所述阀盖环向均布有用于安装所述螺栓的螺栓沉孔；
所述阀底设置于所述阀盖的内孔底部，环向均布有用于安装所述螺栓的螺纹孔；所述阀底周部设置有出油孔；
所述浮盘限位装置为环形体结构，其设置于所述阀盖和所述阀底之间，并坐落在阀底上；所述浮盘限位装置环向均布有用于安装所述螺栓的螺栓通孔；所述浮盘限位装置对应于所述阀底的出油孔设置有过流孔，并与所述阀底的出油孔相连通；
所述浮盘为圆锥壳体结构，放置在所述浮盘限位装置、所述阀底与所述阀盖的内孔顶面所形成的空间内；所述浮盘上部表面为锥形密封面，所述阀盖和所述浮盘限位装置相对于所述浮盘的表面均设置为锥形密封面，且所述阀盖和所述浮盘限位装置的锥形密封面在同一平面上；
所述阀盖与所述浮盘限位装置之间、所述阀盖与所述浮盘之间均具有间隙，以形成能够使流体通过的过流通道；地层流体可经所述阀盖的流体入口流入，而后依次经过所述浮盘与所述阀盖之间的过流通道、所述浮盘限位装置与所述阀盖之间的过流通道、所述浮盘限位装置的过流孔，最终由所述阀底的出油孔流出。
其中，所述阀盖的流体入口与其顶部平面之间为圆角过渡。
其中，所述阀盖的外回转面下部设置有外螺纹，上部设置有凸台，凸台底部设置有密封圈沟槽。
其中，所述阀盖下部相对于所述浮盘限位装置的位置设置有弧形凹槽，以使所述阀盖与所述浮盘限位装置之间的过流通道圆滑过渡。
其中，所述阀底中部设置有出砂孔。
本发明的有益效果是：
本发明的粘度敏感性的流量控制阀可以对流入的不同粘度流体自动控制阀体开度，实现多采油少出水。在完井作业过程中下入该粘度敏感性的流量控制阀，在油含量高时正常生产，而当地层出水时流体粘度降低，低粘度的流体流经该流量控制阀时，在液体压差的作用下浮盘可自动上浮从而降低阀门开度，抑制水的产出，最终实现生产井稳油控水的目的。
附图说明
图1是本发明所提供的粘度敏感性的流量控制阀的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是本发明所提供的粘度敏感性的流量控制阀的第一外观图；
图4是本发明所提供的粘度敏感性的流量控制阀的第二外观图。
上述图中：1、阀盖；2、浮盘限位装置；3、浮盘；4、阀底；5、螺栓。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如图1至图4所示，本实施例提供了一种粘度敏感性的流量控制阀，包括阀盖1、浮盘限位装置2、浮盘3、阀底4、螺栓5。阀盖1、浮盘限位装置2和阀底4通过环向均布的螺栓5连接在一起，浮盘限位装置2安装于阀盖1和阀底4之间，浮盘3放置在浮盘限位装置2与阀底4之间。
阀盖1为具有圆形横截面的盖体，其下部设置有内孔，用于安装阀底4、浮盘限位装置2和浮盘3。阀盖1的外回转面下部设置有外螺纹，用于与控水短节本体连接；阀盖1的外回转面上部设置有凸台，凸台底部设置有密封圈沟槽，用于安装密封圈，以保证阀盖1与控水短节本体之间的密封性。阀盖1环向均匀布置有螺栓沉孔，用于安装螺栓5，从而与浮盘限位装置2和阀底4完成连接。阀盖1中心设置有上下贯通的流体入口，流体入口与阀盖1顶部平面之间为圆角过渡，以保证流体顺利流入阀盖1且减小对阀体的冲蚀作用。阀盖1下部对应于浮盘限位装置2的位置设置有弧形凹槽，以便使阀盖1与浮盘限位装置2之间形成较为圆滑的过流通道。阀盖1下部对应于浮盘3的位置设置有锥形密封面，这样当浮盘3上表面与阀盖1的锥形密封面贴合后，可以阻止流体流过。
阀底4为圆盘结构，安装于阀盖1底部封堵其下部内孔。阀底4环向均匀地布置有与阀盖1的螺栓沉孔相对应的螺纹孔，用于通过螺栓5完成阀盖1、浮盘限位装置2和阀底4的连接。阀底4还环向均匀布置有上下贯通的出油孔，用于将流体排出，每个出油孔位于相邻两个螺纹孔之间。阀底4的中部设置有若干直径较小的出砂孔，可以防止因阀底4积砂造成流量控制阀失效。
浮盘限位装置2为环形体结构，其设置于阀盖1和阀底4之间，并坐落在阀底4上。浮盘限位装置2环向均匀地布置有与阀盖1的螺栓沉孔、阀底4的螺纹孔相对应的螺栓通孔，用于通过螺栓5与阀盖1和阀底4连接。浮盘限位装置2环向均匀地布置有上下贯通的过流孔，用于使流体通过，该过流孔与阀底4的出油孔相对应并连通。浮盘限位装置2与阀盖1(设置有弧形凹槽)之间形成过流通道，可使流体通过。浮盘限位装置2对应于浮盘3的位置设置有锥形密封面，这样可以保证浮盘3上表面和浮盘限位装置2的锥形密封面完全贴合从而阻止流体流过。阀盖1的锥形密封面和浮盘限位装置2的锥形密封面在同一平面上，从而可实现浮盘3处于上位时能够同时与浮盘限位装置2和阀盖1完全贴合而实现流体的完全关断。
浮盘3是由合金钢制成的空心圆锥壳体结构，放置在浮盘限位装置2、阀底4与阀盖1顶面所形成的空间内。浮盘3设计为圆锥体结构，这样在浮盘3出现偏心时，流体的作用力就会使它自动回到中心位置。浮盘3的锥形表面设置为密封面，这样浮盘3处于上位时能够同时与浮盘限位装置2和阀盖1的锥形密封面完全贴合，阻止流体通过。浮盘3与阀盖1之间形成过流通道，可使流体通过。
本发明的工作过程如下：
在完井作业过程中下入该粘度敏感性的流量控制阀，在油含量高的时候正常生产，地层流体经阀盖1的流体入口流入，依次经过浮盘3与阀盖1之间的过流通道、浮盘限位装置2与阀盖1之间的过流通道、浮盘限位装置2的过流孔、阀底4的出油孔流出。当油井含水量上升时，流体粘度降低，当液体流经粘度敏感性的流量控制阀时，上下压差推动浮盘3上升，此时浮盘3与浮盘限位装置3之间、浮盘3与阀盖1之间的间隙变小，进而减小流量控制阀的开度，当含水量上升至一定比例时，流体粘度达到阀体设计的关闭值，则浮盘3与浮盘限位装置3之间、浮盘3与阀盖1之间完全贴合，阀体关闭，最终实现控制地层水产出的目的。另外，本发明的流量控制阀内部形状符合流体流动特性，可以减小流体对阀体内部的冲蚀作用。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种粘度敏感性的流量控制阀，包括阀盖和阀底，其特征在于，所述阀盖和所述阀底之间设置有浮盘限位装置，所述阀盖、所述浮盘限位装置和所述阀底通过环向均布的螺栓连接固定，所述阀盖、所述浮盘限位装置和所述阀底之间设置有浮盘；
所述阀盖下部设置有内孔，顶部中心设置有上下贯通的流体入口；所述阀盖环向均布有用于安装所述螺栓的螺栓沉孔；
所述阀底设置于所述阀盖的内孔底部，环向均布有用于安装所述螺栓的螺纹孔；所述阀底周部设置有出油孔；
所述浮盘限位装置为环形体结构，其设置于所述阀盖和所述阀底之间，并坐落在阀底上；所述浮盘限位装置环向均布有用于安装所述螺栓的螺栓通孔；所述浮盘限位装置对应于所述阀底的出油孔设置有过流孔，并与所述阀底的出油孔相连通；
所述浮盘为圆锥壳体结构，放置在所述浮盘限位装置、所述阀底与所述阀盖的内孔顶面所形成的空间内；所述浮盘上部表面为锥形密封面，所述阀盖和所述浮盘限位装置相对于所述浮盘的表面均设置为锥形密封面，且所述阀盖和所述浮盘限位装置的锥形密封面在同一平面上；
所述阀盖与所述浮盘限位装置之间、所述阀盖与所述浮盘之间均具有间隙，以形成能够使流体通过的过流通道；地层流体可经所述阀盖的流体入口流入，而后依次经过所述浮盘与所述阀盖之间的过流通道、所述浮盘限位装置与所述阀盖之间的过流通道、所述浮盘限位装置的过流孔，最终由所述阀底的出油孔流出。
2.根据权利要求1所述的一种粘度敏感性的流量控制阀，其特征在于，所述阀盖的流体入口与其顶部平面之间为圆角过渡。
3.根据权利要求1所述的一种粘度敏感性的流量控制阀，其特征在于，所述阀盖的外回转面下部设置有外螺纹，上部设置有凸台，凸台底部设置有密封圈沟槽。
4.根据权利要求1所述的一种粘度敏感性的流量控制阀，其特征在于，所述阀盖下部相对于所述浮盘限位装置的位置设置有弧形凹槽，以使所述阀盖与所述浮盘限位装置之间的过流通道圆滑过渡。
5.根据权利要求1所述的一种粘度敏感性的流量控制阀，其特征在于，所述阀底中部设置有出砂孔。
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