可调压井下止回阀不仅具有普通止回阀限制流体单向流动的作用, 还具有调压和缓闭功能。可针对不同地层压力调节弹簧压缩量, 设定阀球的开启压力, 实现定压开启, 有效防止注入水倒流和地层返砂现象。阀球关闭时, 在阻尼机构与弹簧的双重作用下, 缓慢下行, 避免了阀球与阀座之间的碰撞, 可有效保护密封面和配水管柱, 抑制水锤现象。
可调压井下止回阀(图1) 通过上接头的内螺纹连接在注水管柱底部, 下接头与尾管相连, 与配水器和封隔器配套使用(图2)。
工具下井前, 根据测定的地层压力通过调节螺杆预设止回阀开启压力。反循环洗井时, 洗井液压力远高于止回阀的开启压力, 阀球开启, 洗井通道被打开。洗井完毕后, 注入液通过阀球缓闭机构, 关闭止回阀, 限制流体单向流动, 注入液瞬时憋压, 配水器和封隔器启动, 即可进行分层定量注水。
可调压井下止回阀主要包括压力调节机构、阀球缓闭机构和密封机构等3 部分。
| 1 下接头
2 阀座 3 阀球 4 下盘 5 工作筒 6 弹簧 7阻尼帽 8 上盘 9 十字盘 10 调节螺杆 11 形圈 12 上接头 图1 可调压井下止回阀 |
| 1 、3 封隔器
2 、4 配水器 5 止回阀 6 尾管 图2 配水管柱 |
压力调节机构主要包括十字盘、调节螺杆、上盘、下盘和弹簧等。调节螺杆旋在十字盘中心的内螺纹上, 其下端面顶住上盘的内球面, 上盘与下盘之间安装有内外两副弹簧, 以压紧阀球并保持机构稳定。针对不同地层压力通过旋紧或旋松调节螺杆, 使其压紧上盘, 压缩弹簧, 设定阀球的开启压力, 防止注入水倒流, 特别是对出砂严重的油井具有良好的防砂效果。
阀球缓闭机构主要包括阻尼帽、上盘和下盘的阻尼机构等。下盘上部安装有阻尼帽, 与上盘内孔以小间隙配合。当上、下盘相互运动时, 通过阻尼帽上的阻尼小孔将对其产生阻碍作用, 限制其运动速度。已开启的阀球在关闭时, 下盘在阻尼机构和弹簧的双重作用下, 缓慢下行, 使阀球在液压力的作用下缓慢下落至密封阀座, 避免了阀球与阀座之间的碰撞, 对水锤现象有良好的抑制作用。同时, 阀球在下落过程中, 注入液可通过阀球与阀座之间的间隙将反循环洗井时带入的泥砂冲洗干净, 有效保护密封面。
密封机构是止回阀限制流体单向流动的主体机构, 主要包括阀座、阀球和O 形圈等。
油田注水大都采用污水循环回注, 井下环境复杂, 含油、含菌及各种杂质, 矿化度高, 所以井下工具耐腐蚀和抗结垢能力是其使用寿命的关键。为此对止回阀各件特别是密封件均采用了耐腐蚀材料和防腐处理工艺。阀座和阀球材料为316L , 由于其具有较低的含碳量, 可以显著提高其耐晶间腐蚀、氧化物应力腐蚀的能力, 具有良好的耐氯化物腐蚀和抗点腐蚀能力, 能提高止回阀的密封效果和使用寿命。铬元素具有很强的耐腐蚀性能, 对弹簧、上盘、下盘、上下接头和工作筒等件进行了镀硬铬处理, 并对上下接头和工作筒进行了氮化处理, 以提高止回阀外层部件的耐磨和耐腐蚀性能。
可调压井下止回阀不仅具有普通止回阀限制流体单向流动的作用, 还具有定压开启和阀球缓闭功能, 减轻了阀球对密封阀座的冲击, 提高了止回阀的使用寿命。实践表明, 可调压井下止回阀能够在反循环洗井时自动打开, 而在地层压力过高, 关井、作业及其他施工过程中, 始终处于关闭状态, 避免了地层返吐出砂、层窜、封隔器失效等现象的发生, 提高了一次测试成功率和注水层段的合格率。
发布：上海仪欣阀门有限公司
