本發(fā)明涉及油田開發(fā)工具，具體的是一種井下安全閥，還是一種井下安全閥的安裝方法。

背景技術(shù)：

1、井下安全閥是油田開發(fā)的重要工具之一，在海上油田、陸上油氣井和儲(chǔ)氣庫(kù)井中廣泛使用。隨著油氣開發(fā)技術(shù)的進(jìn)步，油氣井開發(fā)深度越來越深，井下溫度壓力越來越高，對(duì)井下安全閥的耐壓耐溫性能要求也越來越高。特別是稠油熱采井，注蒸汽的溫度達(dá)到350℃以上，另外深井、超深井復(fù)雜工況下，對(duì)井下安全閥的材質(zhì)、耐壓耐溫性能等提出了極其苛刻的要求。目前使用的安全閥的密封件主要是非金屬材料，如橡膠、復(fù)合材料等，這些材料在高溫高壓下存在易老化問題，其耐壓耐溫性能不能滿足高溫高壓井完井生產(chǎn)和注蒸汽熱采的長(zhǎng)期生產(chǎn)要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有井下安全閥密封件采用非金屬材料在高溫高壓下存在易老化問題，本發(fā)明提供了一種井下安全閥和和井下安全閥的安裝方法，所述井下安全閥采用了全金屬密封組件，解決了目前井下安全閥存在的耐壓耐溫性能不足問題，能夠滿足高溫高壓井和稠油熱采井的長(zhǎng)期生產(chǎn)要求。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

3、一種井下安全閥，包括液控接頭，液控接頭的側(cè)壁內(nèi)有軸向側(cè)孔，軸向側(cè)孔內(nèi)套設(shè)有柱塞桿，軸向側(cè)孔的上端內(nèi)固定套設(shè)有筒形的上帽，上帽的下端內(nèi)設(shè)第一內(nèi)圓錐面；柱塞桿的外表面含有上下設(shè)置的頭部段和桿身段，頭部段的外表面含有上下設(shè)置的上密封外弧面和下密封外弧面；軸向側(cè)孔的下部?jī)?nèi)表面含有從上向下依次設(shè)置的內(nèi)凸出段、密封安裝段和下帽安裝段，內(nèi)凸出段的上端內(nèi)設(shè)置有第二內(nèi)圓錐面，密封安裝段內(nèi)套設(shè)有全金屬密封組件，下帽安裝段內(nèi)固定套設(shè)有筒形的下帽，全金屬密封組件和下帽均套設(shè)于柱塞桿外；柱塞桿能夠上下移動(dòng)；當(dāng)柱塞桿位于上極限位置時(shí)，上密封外弧面與第一內(nèi)圓錐面密封連接，當(dāng)柱塞桿位于下極限位置時(shí)，下密封外弧面與第二內(nèi)圓錐面密封連接。

4、全金屬密封組件含有從上向下依次設(shè)置的多個(gè)金屬開口密封環(huán)。

5、全金屬密封組件含有上下兩組金屬開口密封環(huán)，上下兩組金屬開口密封環(huán)之間設(shè)置有金屬隔環(huán)，上下兩組金屬開口密封環(huán)均含有從上向下依次設(shè)置的多個(gè)金屬開口密封環(huán)。

6、金屬開口密封環(huán)的斷面呈v型結(jié)構(gòu)，上下兩組金屬開口密封環(huán)中的金屬開口密封環(huán)的開口朝向相反。

7、金屬開口密封環(huán)的環(huán)壁內(nèi)設(shè)置有一條徑向割縫。

8、沿柱塞桿的軸線方向，多個(gè)金屬開口密封環(huán)的徑向割縫沿周向交錯(cuò)排布。

9、上下相鄰的金屬開口密封環(huán)的徑向割縫對(duì)應(yīng)的圓形角為150°-210°。

10、金屬開口密封環(huán)的外周面的粗糙度為0.1μm-0.8μm，密封安裝段的內(nèi)表面的粗糙度為0.1μm-0.8μm。

11、金屬開口密封環(huán)的外徑比密封安裝段的內(nèi)徑大0.05mm-0.3mm，金屬開口密封環(huán)的內(nèi)徑比桿身段的內(nèi)徑小0.05mm-0.3mm。

12、金屬開口密封環(huán)材質(zhì)為彈性金屬材料。

13、上帽的上端為上試壓接口，下帽的下端為下試壓接口。

14、一種井下安全閥的安裝方法，所述井下安全閥為上述的井下安全閥，所述井下安全閥的安裝方法包括以下步驟：

15、步驟1、將柱塞桿裝進(jìn)軸向側(cè)孔中，安裝上帽和下帽；上帽的上端與試壓氣泵連接，把液控接頭置于水中，柱塞桿位于下極限位置，所述試壓氣泵打壓，觀察軸向側(cè)孔的下端是否漏氣；下帽的下端與所述試壓氣泵連接，把液控接頭置于水中，柱塞桿位于上極限位置，所述試壓氣泵打壓，觀察上帽的上端是否漏氣；

16、步驟2、拆去下帽，裝入全金屬密封組件，再裝上下帽，柱塞桿的上端置于軸向側(cè)孔的中部位置并固定，上帽的上端與所述試壓氣泵連接，把液控接頭置于水中，觀察軸向側(cè)孔的下端是否漏氣。

17、本發(fā)明的有益效果是：

18、1、柱塞總成上采用了全金屬密封件，使井下安全閥的耐壓耐溫性能大幅提高，能夠滿足高溫高壓井和稠油熱采井的生產(chǎn)要求。

19、2、液控系統(tǒng)的全關(guān)閉密封副和全開密封副為金屬密封，能夠保證液控系統(tǒng)長(zhǎng)期高溫高壓下可靠工作。

20、3、裝配過程試壓步驟更加合理。由于上帽和下帽增加了試壓接口，可以對(duì)全關(guān)閉密封副、全開密封副和密封組件分別試壓，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)各密封處的加工瑕疵并加以處理，減小不必要的工序返工，從而保證這些密封處的可靠密封。

技術(shù)特征：

1.一種井下安全閥，其特征在于，所述井下安全閥包括液控接頭(2)，液控接頭(2)的側(cè)壁內(nèi)有軸向側(cè)孔(202)，軸向側(cè)孔(202)內(nèi)套設(shè)有柱塞桿(3)，軸向側(cè)孔(202)的上端內(nèi)固定套設(shè)有筒形的上帽(1)，上帽(1)的下端內(nèi)設(shè)第一內(nèi)圓錐面(101)；柱塞桿(3)的外表面含有上下設(shè)置的頭部段(303)和桿身段(304)，頭部段(303)的外表面含有上下設(shè)置的上密封外弧面(301)和下密封外弧面(302)；軸向側(cè)孔(202)的下部?jī)?nèi)表面含有從上向下依次設(shè)置的內(nèi)凸出段(203)、密封安裝段(204)和下帽安裝段(205)，內(nèi)凸出段(203)的上端內(nèi)設(shè)置有第二內(nèi)圓錐面(201)，密封安裝段(204)內(nèi)套設(shè)有全金屬密封組件(4)，下帽安裝段(205)內(nèi)固定套設(shè)有筒形的下帽(5)，全金屬密封組件(4)和下帽(5)均套設(shè)于柱塞桿(3)外；柱塞桿(3)能夠上下移動(dòng)；當(dāng)柱塞桿(3)位于上極限位置時(shí)，上密封外弧面(301)與第一內(nèi)圓錐面(101)密封連接，當(dāng)柱塞桿(3)位于下極限位置時(shí)，下密封外弧面(302)與第二內(nèi)圓錐面(201)密封連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下安全閥，其特征在于，全金屬密封組件(4)含有從上向下依次設(shè)置的多個(gè)金屬開口密封環(huán)(401)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下安全閥，其特征在于，全金屬密封組件(4)含有上下兩組金屬開口密封環(huán)(401)，上下兩組金屬開口密封環(huán)(401)之間設(shè)置有金屬隔環(huán)(402)，上下兩組金屬開口密封環(huán)(401)均含有從上向下依次設(shè)置的多個(gè)金屬開口密封環(huán)(401)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的井下安全閥，其特征在于，金屬開口密封環(huán)(401)的斷面呈v型結(jié)構(gòu)，上下兩組金屬開口密封環(huán)(401)中的金屬開口密封環(huán)(401)的開口朝向相反。

5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的井下安全閥，其特征在于，金屬開口密封環(huán)(401)的環(huán)壁內(nèi)設(shè)置有一條徑向割縫(4011)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的井下安全閥，其特征在于，沿柱塞桿(3)的軸線方向，多個(gè)金屬開口密封環(huán)(401)的徑向割縫(4011)沿周向交錯(cuò)排布。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的井下安全閥，其特征在于，上下相鄰的金屬開口密封環(huán)(401)的徑向割縫(4011)對(duì)應(yīng)的圓形角為150°-210°。

8.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的井下安全閥，其特征在于，金屬開口密封環(huán)(401)的外周面的粗糙度為0.1μm-0.8μm，密封安裝段(204)的內(nèi)表面的粗糙度為0.1μm-0.8μm。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的井下安全閥，其特征在于，金屬開口密封環(huán)(401)的外徑比密封安裝段(204)的內(nèi)徑大0.05mm-0.3mm，金屬開口密封環(huán)(401)的內(nèi)徑比桿身段(304)的內(nèi)徑小0.05mm-0.3mm。

10.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的井下安全閥，其特征在于，金屬開口密封環(huán)(401)材質(zhì)為彈性金屬材料。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的井下安全閥，其特征在于，上帽(1)的上端為上試壓接口(102)，下帽(5)的下端為下試壓接口(501)。

12.一種井下安全閥的安裝方法，其特征在于，所述井下安全閥為權(quán)利要求1所述的井下安全閥，所述井下安全閥的安裝方法包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種井下安全閥和井下安全閥的安裝方法，屬于油田開發(fā)工具技術(shù)領(lǐng)域，為了解決現(xiàn)有井下安全閥密封件采用非金屬材料在高溫高壓下存在易老化問題，所述井下安全閥包括液控接頭(2)，液控接頭(2)的側(cè)壁內(nèi)有軸向側(cè)孔(202)，軸向側(cè)孔(202)內(nèi)套設(shè)有柱塞桿(3)，軸向側(cè)孔(202)的下部?jī)?nèi)表面含有從上向下依次設(shè)置的內(nèi)凸出段(203)、密封安裝段(204)和下帽安裝段(205)，密封安裝段(204)內(nèi)套設(shè)有全金屬密封組件(4)。所述井下安全閥采用了全金屬密封組件，解決了目前井下安全閥存在的耐壓耐溫性能不足問題，能夠滿足高溫高壓井和稠油熱采井的長(zhǎng)期生產(chǎn)要求。

技術(shù)研發(fā)人員：袁國(guó)海,楊向同,王永紅,馬汝濤,房燁欣,寧坤,穆凌雨,袁亮,張奎,連志龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30