水平井注氣閥的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及稠油水平井分段注氣的井下工具領域，具體是一種水平井注氣閥。
【背景技術】
[0002]水平井技術始于20世紀80年代，是一項綜合性配套技術，主要用于油田開發(fā)中提高油氣產量和油氣采收率。隨著工業(yè)技術的發(fā)展和人們對水平井開采技術認識的不斷加深，用水平井開發(fā)油田已受到了廣泛重視，目前水平井開采技術迅速發(fā)展并日臻完善，水平井數(shù)量以驚人的速度增長，現(xiàn)場已經將水平井用于稠油油藏的開采。對于稠油水平井的開采，采用水平井分段注汽可以提高稠油水平井的動用程度。目前水平井分段注汽多采用多個注汽閥同時注汽，通過調節(jié)各個注汽閥注汽孔徑大小實現(xiàn)對各個層段的定量注汽，但是由于井下情況復雜，同時注汽不能確保定量注汽效果。
【實用新型內容】
[0003]為了克服現(xiàn)有的水平井注氣閥不能定量注氣的缺點，本實用新型提供了一種水平井注氣閥，以達到定量注氣的目的。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種水平井注氣閥，包括:夕卜管，外管的管壁上設置有注氣孔道；筒形球座，筒形球座套設于外管內部，并能夠沿外管的軸向滑動，筒形球座具有封閉注氣孔道的第一位置以及使注氣孔道與外管的一端連通的第二位置；彈簧蓄能密封圈，套設于筒形球座的兩端外部，并且彈簧蓄能密封圈的外表面與外管的內壁抵接，彈簧蓄能密封圈的內表面與筒形球座的外壁抵接；封堵球，能夠與筒形球座密封連接并使筒形球座由第一位置向第二位置運動。
[0005]進一步地，彈簧蓄能密封圈包括U形金屬彈簧和包覆于U形金屬彈簧外表面的密封件，U形金屬彈簧的開口方向與外管的軸線平行。
[0006]進一步地，筒形球座的每一端均套設兩個彈簧蓄能密封圈，兩個彈簧蓄能密封圈的U形金屬彈簧的開口方向相背。
[0007]進一步地，筒形球座外壁具有大徑段和連接在大徑段兩端的小徑段，彈簧蓄能密封圈套設在小徑段的外表面，當筒形球座位于第一位置時，注氣孔道的位置與大徑段的位置相對應。
[0008]進一步地，筒形球座還包括擋環(huán)，擋環(huán)固定于小徑段外并能夠將彈簧蓄能密封圈壓緊于大徑段的端面。
[0009]進一步地，筒形球座還包括墊片，墊片位于擋環(huán)與彈簧蓄能密封圈之間。
[0010]進一步地，筒形球座沿軸向依次開設有大徑孔、錐形孔和小徑孔，大徑孔的直徑大于封堵球的直徑，小徑孔的直徑小于封堵球的直徑，封堵球能夠與錐形孔密封連接。
[0011]進一步地，外管還包括剪切銷釘，筒形球座通過剪切銷釘與外管固定連接，且當封堵球與筒形球座密封連接時，筒形球座能夠將剪切銷釘剪斷并沿外管的軸線方向滑動。
[0012]進一步地，水平井注氣閥還包括油管接箍，油管接箍固定于外管的一端外。
[0013]進一步地，水平井注氣閥還包括下接頭，下接頭固定于外管的另一端外。
[0014]本實用新型的有益效果是，設置筒形球座和與之配合的封堵球，可以在注氣過程中先使筒形球座處于第一位置并對水平井下層開始注氣，當注氣達到設計注入量時，投入封堵球至筒形球座中，使筒形球座由第一位置向第二位置運動，從而將水平井的下層封堵，并開始對與注氣孔道連通的上層注氣，從而能夠達到分層定量注氣的目的。
[0015]同時，設置彈簧蓄能密封圈，能夠改進現(xiàn)有技術中的密封圈在移動狀態(tài)或者高溫狀態(tài)下密封性差的缺點，提高筒形球座與外管之間的密封性。
【附圖說明】
[0016]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0017]圖1為根據本實用新型水平井注氣閥實施例的結構示意圖；
[0018]圖2為圖1中A部放大圖。
[0019]圖中附圖標記:10、外管；11、注氣孔道；12、剪切銷釘；20、筒形球座；21、大徑段；22、小徑段；23、擋環(huán)；24、墊片；25、大徑孔；26、錐形孔；27、小徑孔；30、彈簧蓄能密封圈；31、U形金屬彈簧；32、密封件；40、封堵球；50、油管接箍；60、下接頭。
【具體實施方式】
[0020]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。
[0021]如圖1所示，本實用新型實施例提供了一種水平井注氣閥，包括外管10，筒形球座20，彈簧蓄能密封圈30和封堵球40。外管10的管壁上設置有注氣孔道11。筒形球座20套設于外管10內部，并能夠沿外管10的軸向滑動，筒形球座20具有封閉注氣孔道11的第一位置以及使注氣孔道11與外管10的一端連通的第二位置。彈簧蓄能密封圈30套設于筒形球座20的兩端外部，并且彈簧蓄能密封圈30的外表面與外管10的內壁抵接，彈簧蓄能密封圈30的內表面與筒形球座20的外壁抵接。封堵球40能夠與筒形球座20密封連接并使筒形球座20由第一位置向第二位置運動。
[0022]設置筒形球座20和與之配合的封堵球40，可以在注氣過程中先使筒形球座20處于第一位置并對水平井下層開始注氣，當注氣達到設計注入量時，投入封堵球40至筒形球座20中，使筒形球座20由第一位置向第二位置運動，從而將水平井的下層封堵，并開始對與注氣孔道連通的上層注氣，從而能夠達到分層定量注氣的目的。
[0023]同時，設置彈簧蓄能密封圈30，能夠改進現(xiàn)有技術中的密封圈在移動狀態(tài)或者高溫狀態(tài)下密封性差的缺點，提高筒形球座20與外管10之間的密封性。
[0024]具體地，如圖2所示，本實用新型實施例中的彈簧蓄能密封圈30包括U形金屬彈簧31和包覆于U形金屬彈簧31外表面的密封件32，U形金屬彈簧31的開口方向與外管10的軸線平行。
[0025]其中，上述密封件32由耐高溫聚合材料制成。密封件32的內外各有一道突起的密封唇；密封件32包覆在U形金屬彈簧31外。由于U形金屬彈簧31的開口方向與外管10的軸線平行，所以在沿軸線方向對彈簧蓄能密封圈30施加壓力時，U形金屬彈簧31由于受壓而形成向外的張力，促使密封件32緊貼待密封表面。且由于U形金屬彈簧31永久為密封件32的密封唇提供彈力，能彌補密封唇的磨損和配合零件的偏心。另外，系統(tǒng)壓力會輔助U形金屬彈簧31蓄能，當系統(tǒng)壓力越大時，密封件32的密封唇與待密封表面貼合的越充分。
[0026]需要說明的是，本實用新型實施例中的彈簧蓄能密封圈能夠進行動密封，同時也能在高溫條件下保持良好的密封性。
[0027]本實用新型實施例中的筒形球座20的每一端均套設兩個彈簧蓄能密封圈30，兩個彈簧蓄能密封圈30的U形金屬彈簧31的開口方向相背。
[0028]將兩個U形金屬彈簧31的開口方向相背設置，目的是為了使U形金屬彈簧31在受到系統(tǒng)壓力時，能夠形成向外張力，保證彈簧蓄能密封圈30的密封性。
[0029]如圖1所示，上述筒形球座20外壁具有大徑段21和連接在大徑段21兩端的小徑段22。彈簧蓄能密封圈30套設在小徑段22的外表面，當筒形球座20位于第一位置時，注氣孔道11的位置與大徑段21的位置相對應。設置彈簧蓄能密封圈30，并當筒形球座20處于第一位置時，使注氣孔道11位于大徑段21處，目的是通過彈簧蓄能密封圈30對筒形球座20與外管10之間的間隙進行密封，避免筒形球座20在第一位置的時候，水平井注氣閥內的氣體通過上述筒形球座20和外管10之間的間隙進入到注氣孔道11內部，從而保證在第一位置時僅對水平井的下層進行注氣，而水平井的上層保持密封狀態(tài)。
[0030]優(yōu)選地，筒形球座20還包括擋環(huán)23和墊片24，擋環(huán)23固定于小徑段22外并能夠將彈簧蓄能密封圈30壓緊于大徑段21的端面，墊片24位于擋環(huán)23與彈簧蓄能密封圈30之間。設置擋環(huán)23和墊片24，第一是為了使彈簧蓄能密封圈30能夠被壓緊于大徑段21的端面處，保證彈簧蓄能密封圈30的安裝穩(wěn)定性。第二是為了為彈簧蓄能密封圈30提供穩(wěn)定的系統(tǒng)壓力，使彈簧蓄能密封圈30能夠形成向外的張力，保證彈簧蓄能密封圈30的密封性。
[0031]進一步地，筒形球座20沿軸向依次開設有大徑孔25、錐形孔26和小徑孔27，大徑孔25的直徑大于封堵球40的直徑，小徑孔27的直徑小于封堵球40的直徑，封堵球40能夠與錐形孔26密封連接