[0001] 本公开属于油田开采领域，特别涉及一种控压阀。

[0002] 在油田井机械采油作业中，对于含气体较多的油井，在抽油泵抽吸过程中，由于油套环空中析出气体的增加，油套环空压力会逐渐增加而影响泵效，为了确保抽油泵能够顺利抽取石油，需要有效控制油套环空内的压力。

[0003] 相关技术中，控制油套环空内的压力，一般通过套管泄压阀，将套管泄压阀连接在井口采油树的套压流程管线上，套管泄压阀的进油口与采油树上的套管阀的出液口连通。当油套环空内的压力超过预设压力时，套管泄压阀的泄压口打开，使得油套环空与外界大气连通，油套环空内的压力被泄掉。

[0004] 然而，由于套管泄压阀是连接在采油树的套压流程管线上，所以在冬季温度较低时，极易被冻住而不能够实现自动控压。而且，套管泄压阀的泄压口与外界直接连通，所以会将泄掉的气体排放在大气中，使得排出气体能量难以有效利用，同时又造成环境污染。

[0032] 为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

[0033] 本公开实施例提供了一种控压阀，用于对油套环空的压力进行控制，如图1所示，控压阀包括管柱1、阀体2、阀芯3和弹性复位件4。管柱1的两端分别用于与采油管柱连接。阀体2连接在管柱1的外壁，且阀体2具有容置腔20和进气孔21，容置腔20与管柱1的内部连通。阀芯3可移动地位于容置腔20内，阀芯3的移动方向与管柱1的轴向相同。弹性复位件4位于容置腔20内，在管柱1的轴向上，弹性复位件4和进气孔21位于阀芯3的两侧，弹性复位件4用于对阀芯3提供朝向进气孔21方向的作用力。阀芯3具有第一位置和第二位置，在第一位置，阀芯3封堵进气孔21，在第二位置，进气孔21与容置腔20连通，阀芯3被配置为当管柱1内的压力与管柱1外的压力达到设定压差时，从第一位置移动到第二位置。

[0034] 通过本公开实施例提供的控压阀在对油套环空的压力进行控制时，由于该控压阀包括管柱1，且管柱1的两端分别与采油管柱连接，所以能够通过管柱1将该控压阀连接在采油管柱上，使得该控压阀位于油井内，通过油井中对应的较高的地层温度来确保控压阀的使用环境温度远高于地面温度，以致能够避免该控压阀在冬季温度较低时被冻住而不能够实现自动控压。

[0035] 并且，该控压阀能够通过阀芯3的移动使得管柱1外也就是油套环空能够与管柱1内连通。也就是说，当油套环空内的压力与管柱1内的压力未达到设定压差时，该控压阀处于密封状态。而当油套环空内的压力增大达到设定压差时，就会推动阀芯3移动，使得进气孔21与管柱1的内部通过阀芯3的移动连通，将油套环空内的高压气体排放到管柱1内，进而对油套环空内的高压进行控制，避免油套环空内的压力过高而影响采油，同时排放的高压气体能够随着原油进行开采，避免油套环空内的高压气体直接排放在大气中。

[0036] 示例性地，管柱1位于井口以下50米的位置，管柱1的两端与采油管柱连接。

[0037] 将管柱1布置在以上位置，方便控压阀的安装，同时又可以提高控压阀的使用环境温度，防止控压阀被冻住而影响其正常影响。

[0038] 图2为图1中A处的放大图，结合图2，可选地，阀芯3包括锥体31和柱体32。锥体31的大端与柱体32连接，锥体31的小端与进气孔21相对，阀芯3处于第一位置时，锥体31的小端密封插接在进气孔21内。

[0039] 锥体31能够方便的将阀芯3插入在进气孔21内，进而对进气孔21进行有效密封。

[0040] 图3为图1中右半部分的放大图，结合图3，可选地，柱体32包括第一柱体321和第二柱体322，第一柱体321的一端与锥体31的大端连接，第一柱体321的另一端与第二柱体322连接，第一柱体321的外径小于第二柱体322的外径。阀芯3处于第一位置时，第二柱体322的外壁与阀体2的内壁贴合，阀芯3处于第二位置时，第二柱体322的外壁与阀体2的内壁之间形成间隙。

[0041] 当高压气体推动阀芯3从第一位置移动至第二位置时，通过第二柱体322与阀体2的内壁之间的不同配合，能够使得阀芯3在从第一位置移动至第二位置时，阀芯3与阀体2之间的间隙增大，进而使得高压气体能够通过进气孔21快速进入管柱1内部。

[0042] 本实施例中，柱体32还包括第三柱体323，第三柱体323与第二柱体322连接，且第三柱体323和锥体31分别位于第二柱体322的两端。第三柱体323的外径小于第二柱体322的外径。

[0043] 第三柱体323能够使得阀芯3在从第一位置移动至第二位置时，阀芯3的外壁与阀体2的内壁之间间隙增大，进而使得高压气体能够快速从进气孔21流进容置腔20而进入到管柱1内部。

[0044] 示例性地，第三柱体323与第二柱体322内部沿管柱1的轴向具有阀芯通道324，阀芯通道324位于第三柱体323与第二柱体322内部中心位置。第三柱体323的侧壁具有阀芯通孔325，阀芯通孔325将阀芯通道324与容置腔20连通。

[0045] 当阀芯3从第一位置移动至第二位置时，高压气体等流体在进入容置腔20以后，能够快速通过阀芯通孔325而进入阀芯通道324内，并通过阀芯通道324尽快排出，以此防止高压气体等流体内的杂质影响弹性复位件4。

[0046] 可选地，阀体2包括主体22和节流体23。主体22连接在管柱1的外壁，且容置腔20位于主体22的内部。节流体23沿管柱1的轴向可移动地位于容置腔20内，且进气孔21贯通节流体23沿管柱1的轴向的两端。进气孔21包括入口段211和节流段212，入口段211和阀芯3沿管柱1的轴向分别位于节流体23的两端，节流段212位于节流体23的内部，节流段212的第一端与入口段211朝向阀芯3的一端连通，节流段212的第二端与锥体31的小端相匹配，节流段212的第一端的内径小于入口段211的内径。

[0047] 主体22能够与管柱1进行连接，以实现阀体2的安装。同时，节流体23能够与阀芯3配合，使得该控压阀能够配合油井而进行洗井作业，不影响油井的正常作业。

[0048] 具体使用时，当油井需要进行洗井作业时，由于洗井液被大量注入油套环空内，所以油套环空内的压力快速增加，此时，阀芯3从第一位置移动至第二位置，阀芯3与节流体23分开。随着洗井液的流量增加，由于节流段212的内径小于入口段211的内径，所以，洗井液在经过节流段212后压力会急速下降，使得节流体23的两侧会形成巨大的节流压差，节流体23在自身内部的节流压差的作用下，能够朝向阀芯3移动，进而使得节流体23能够与阀芯3的锥体31封堵而密封，进气孔21与容置腔20之间的连通通道关闭，最终使得洗井液不会通道控压阀而进入到管柱内部，洗井液只能经过油套环空，从采油管柱的底部的入口在排进采油管柱中，以便实现正常洗井作业。

[0049] 当在洗井作业完成后，控压阀在弹性复位件4的作用下又可以使得阀芯3和节流体23朝向进气孔21移动，而使得阀芯3和节流体23进行复位，并恢复为初始状态，管柱1的上部油套环空与油管又处于隔离状态，进入正常采油状态。

[0050] 也就是说，节流体23能够使得该控压阀不仅能够泄压，而且又不会影响油井在正常洗井作业，使得该控压阀能够被广泛的应用在各个不同作业的油井内，提高控压阀的适用性。

[0051] 示例性地，主体22为筒状结构，节流体23为柱体结构。这样方便安装，也便于加工。

[0052] 可选地，节流段212包括沿管柱1的轴向顺次相连通的节流第一段2121和节流第二段2122，节流第二段2122的内径大于节流第一段2121的内径，节流第一段2121的一端与入口段211连通，节流第二段2122的一端与锥体31的小端相匹配。

[0053] 将节流第二段2122的内径大于节流第一段2121的内径，这样能够使得锥体31与节流第二段2122之间的接触面积增大，进而确保锥体31能够稳定牢固的插接在节流第二段2122内而保证二者之间的密封性。

[0054] 可选地，节流段212还包括节流过渡段2123，节流过渡段2123为锥形结构，节流过渡段2123的小端与节流第一段2121的另一端连通，节流过渡段2123的大端与节流第二段2122的另一端连通。

[0055] 节流过渡段2123能够使得节流第一段2121和节流第二段2122有效连接，同时又可以确保节流段212不会因为口径的突然增大，而使得气液流体通过时，对节流段212进行强烈的冲击，以致能够延长该节流体23的使用寿命。

[0056] 本实施例中，节流体23的外壁套接有节流密封圈24，节流密封圈24位于节流体23的外壁与主体22的内壁之间。

[0057] 节流密封圈24能够使得进气孔21内进入的高压气体或者液体只能通过节流段212进入到容置腔20中，而不会从节流体23与主体22之间进入，这样可以避免该控压阀因为密封性不好而使得管柱1外部的高压气体或者液体能够直接进入到管柱1内，影响其控压效果。

[0058] 本实施例中，节流密封圈24为两个，两个节流密封圈24间隔的套装在节流体23的外壁上。

[0059] 这样可以提高节流体23与主体22之间的密封效果，确保不会有气体或者液体从节流体23与主体22之间溢出。

[0060] 可选地，管柱1的外壁具有外凸块12，控压阀还包括油管接头6，油管接头6的一端插接外凸块12的内部，油管接头6的另一端与阀体2的另一端连接，容置腔20由阀体2和油管接头6一同限定，弹性复位件4的两端分别与油管接头6和阀芯3相抵。外凸块12和进气孔21沿管柱1的轴向分别位于阀芯3的两端。

[0061] 外凸块12能够将油管接头6连接在管柱1的外壁上。通过油管接头6与阀体2连接，以实现阀体2安装在管柱1的外壁上，同时又可以通过油管接头6与阀体2公共形成容置腔20。

[0062] 可选地，油管接头6内部具有接头通道61，接头通道61将容置腔20与管柱1内部连通。

[0063] 接头通道61能够将高压气体引入到管柱1内部，进而使得该控压阀能够对油套环空进行泄压，同时又可以将高压气体引入到管柱1内部。

[0064] 示例性地，接头通道61包括顺次连接在一起的第一接头通道611和第二接头通道612，第一接头通道611朝向阀芯3布置，第二接头通道612远离阀芯3的一端与管柱1的内部连通，第一接头通道611的内径小于第二接头通道612的内径，且大于阀芯通道324的内径。

[0065] 这样布置能够使得高压气体或者液体从阀芯通道324出来能够快速进入到第一接头通道611内，进而流入到管柱1内部，避免大量的高压气体或者液体滞留在容置腔20内而与弹性复位件4长时间接触，以致对弹性复位件4造成腐蚀破坏。

[0066] 示例性地，为了方便第二接头通道612与管柱1内部连通，管柱1的侧壁具有出气孔13，外凸块12内部具有安装腔120，油管接头6位于安装腔120内。出气孔13位于油管接头6远离弹性复位件4的一侧，且出气孔13将安装腔120与管柱1的内部连通。

[0067] 本实施例中，油管接头6包括连接体62和油管柱体63，连接体62的两端分别螺纹插接阀体2的主体22和外凸块12内。油管柱体63位于容置腔20内，且油管柱体63的一端与连接体62连接，油管柱体63的另一端朝向阀芯3。当阀芯3位于第一位置时，油管柱体63与阀芯3间隔，弹性复位件4可伸缩地套在油管柱体63与阀芯3的第三柱体323上，弹性复位件4的第一端与第二柱体322相抵，弹性复位件4的另一端与连接体62相抵。

[0068] 油管接头6包括连接体62和油管柱体63，能够使得油管接头6的外壁形成台阶，进而通过油管柱体63对弹性复位件4进行导向，同时也可以通过连接体62与弹性复位件4相抵。

[0069] 示例性地，弹性复位件4为压缩弹簧。

[0070] 该控压阀在使用时，根据弹性复位件4的承压能力来确定具体弹性复位件4的使用。

[0071] 可选地，控压阀还包括调节环9，调节环9夹装在弹性复位件4与油管接头6之间。调节环9能够微量调节弹性复位件4的弹力。

[0072] 示例性地，调节环9为金属垫环结构件，调节环9套在油管柱体63上。

[0073] 当需要使得弹性复位件4的压缩量稍微增加时，可以在不更换弹性复位件4的前提下，直接在油管接头6与弹性复位件4之间夹装调节环9，以方便调节弹性复位件4的弹力。

[0074] 可选地，控压阀还包括过滤结构7，过滤结构7位于进气孔21处，且与阀体2连接。

[0075] 过滤结构7能够对进入到阀体2内的高压气流或者液体进行过滤，避免杂质进入到阀体2内。

[0076] 示例性地，过滤结构7为过滤网，过滤网的外壁与阀体2的内壁相连。

[0077] 可选地，控压阀还包括外壳8，外壳8为扇形壳体结构件，外壳8罩设在阀体2的外壁，且外壳8的一侧与管柱1的外壁之间形成开口80，开口80与进气孔21连通。

[0078] 外壳8能够对阀体2的外壁进行保护，避免油套环空内的油气会腐蚀破坏阀体2，进而延长阀体2的使用寿命。

[0079] 下面简单介绍一下本公开实施例提供的控压阀的工作过程：

[0080] 首先，将该控压阀连接在采油管柱上下入井中。

[0081] 接着，当油套环空内的压力与采油管柱内未达到设定压差时，此时该控压阀处于密封状态，将管柱1上部的油套环空与采油管柱内隔离。

[0082] 当油套环空内的压力上升超过采油管柱内压力的设定值时，控压阀的阀芯3被高压气体推动，挤压弹性复位件4，阀芯3脱离节流体23，进气孔21与容置腔20连通，油套环空内的高压气体顺着进气孔21、阀芯通道324进入到管柱1内，进入采油流程。当油套环空内的压力与管柱内的压力平衡时，阀芯3在弹性复位件4的作用下恢复原位，阀芯3与节流体23之间接触密封，控压阀内的通道关闭，控压阀不影响正常抽吸采油。

[0083] 当油井需要进行洗井作业时，油套环空内的随着洗井液的注入压力增加，控压阀的阀芯3被洗井液推动朝向油管接头6移动，随着洗井液流量的增加，节流体23内的节流压差逐渐增大，此时就会推动节流体23朝向阀芯3移动，阀芯3进行密封接触，控压阀内的通道关闭，洗井液经过油套环空从采油管柱底端入口进入采油管柱内实现正常洗井作业。

[0084] 洗井作业完成后，将该控压阀在内设的弹性复位件4的作用下，节流体23和阀芯3复位恢复为初始状态，管柱1上部的油套环空与油管又处于隔离状态，进入正常采油状态。

[0085] 以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。