洗井阀及带有洗井阀的管柱技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，具体涉及一种洗井阀及带有洗井阀的管柱。
背景技术
长期以来，在油田井下分层注水过程中，管柱的外壁可能会沾染到油污。
同时，井内可能存在诸如砂粒等杂质，所以需要及时对油井进行反洗，在反洗
过程中，可以在清洗管壁油污的同时，还可以把油井内的杂质带出油井。
目前中国专利ZL200820018627.X公开了一种反洗井阀，包括上接头、缸套、
中心管、弹簧、活塞、隔环、下接头和密封件等。所述缸套上端与上接头连接，
下端与下接头相连接。所述中心管上端与上接头相连接，下端与活塞上端相接
触。所述活塞下端座落于下接头顶端。所述弹簧安装于中心管上，位于中心管
与缸套的环形空间中。缸套下部设有轴向通孔，由活塞及其上安装的密封件相
密封。活塞在液力的作用下在缸套内上下滑动。该专利的反洗井阀具有反洗井
的功能，但是该反洗井阀在井下单次使用后即失效，不可以重复利用进行反洗
井，这样会造成资源的浪费。
发明内容
本发明提供一种洗井阀及带有洗井阀的管柱，该洗井阀可以在井下重复使
用，在分层注水的同时达到反洗井的目的。
本发明实施例的上述目的可采用下列技术方案来实现：
本发明提供一种洗井阀，它包括：
壳体，其沿自身轴线方向具有前后两端，所述壳体上开设有贯通所述壳体
的第一通孔；
具有内腔的中心管，其套设在所述壳体内，所述中心管上开设有与所述内
腔相连通的导流孔，所述中心管与所述壳体之间形成环形空间；
能相对所述壳体运动的滑套，其设置在所述环形空间内，并用于将所述环
形空间分隔为相互独立的第一腔室和第二腔室，所述第一腔室与所述导流孔相
连通，所述第二腔室与所述第一通孔相连通；
上接头，其能封堵所述第一腔室的前端；
下接头，其能封堵所述第二腔室的后端，所述下接头上开设有与所述第二
腔室相连通的第二通孔；
投球机构，其能封堵所述中心管的内腔，所述投球机构包括第一连接件和
能与所述第一连接件脱离的第二连接件，当所述第一连接件与所述第二连接件
脱离时，所述中心管的内腔打开；
复位机构，其设置在所述滑套上，所述复位机构能带动所述滑套向前运动；
限位机构，其能限制所述滑套向前运动的距离，从而使所述第一通孔与所
述第二通孔相导通，或使所述第一通孔与所述第二通孔相隔离。
在一个实施方式中，所述洗井阀具有至少四个工作位置，所述洗井阀位于
第一工作位置时，所述投球机构封堵所述中心管的内腔，所述滑套向后运动并
与所述下接头相抵接；所述洗井阀位于第二工作位置时，所述投球机构的第二
连接件滑落出所述洗井阀，所述滑套封堵所述第一通孔和/或所述第二通孔；所
述洗井阀位于第三工作位置时，所述投球机构封堵所述中心管的内腔，所述滑
套向后运动并与所述下接头相抵接；所述洗井阀位于第四工作位置时，所述投
球机构的第二连接件滑落出所述洗井阀，所述复位机构复位，所述滑套向前运
动，所述第一通孔与所述第二通孔导通。
在一个实施方式中，所述限位机构包括设置于所述中心管上的滑块，以及
设置于所述滑套上沿其周向排布的滑槽，所述滑块能在所述滑槽中滑动，所述
滑槽沿其自身中心展开时具有沿轴向延伸的第一导向部、沿斜向延伸的第二导
向部、沿轴向延伸的第三导向部、沿斜向延伸的第四导向部以及沿轴向延伸的
第五导向部，在所述第一导向部与所述第二导向部之间设有第一导引部，在所
述第三导向部与所述第四导向部之间设有第二导引部，所述第一导向部的长度
小于所述第五导向部的长度。
在一个实施方式中，所述复位机构为弹性件，所述滑套上设有能与所述弹
性件卡接的卡接部，所述弹性件与所述卡接部配合能使所述滑块保持在所述滑
槽内。
在一个实施方式中，所述第一连接件包括套设在所述中心管内的连接管，
所述连接管的后端与所述中心管相抵接。
在一个实施方式中，所述第二连接件包括：
拉杆，
能与所述连接管相抵接的第一爪，所述第一爪通过剪销固定在所述拉杆的
前端；
固定在所述拉杆后端的堵头，所述堵头能对所中心管进行密封；
所述投球机构具有至少两个工作位置，所述投球机构位于第一工作位置时，
所述第一爪与所述连接管相抵接，所述堵头密封所述中心管；所述投球机构位
于第二工作位置时，所述剪销断裂，所述第一爪与所述连接管脱离，所述拉杆
带着所述投球机构滑落出所述洗井阀。
在一个实施方式中，所述投球机构还具有第二爪，所述第二爪通过一连接
销与所述堵头相连接。
在一个实施方式中，所述滑套的前端设有第一活塞，所述滑套的后端设有
第二活塞，所述滑套能带动所述第一活塞和所述第二活塞滑动。
在一个实施方式中，所述滑套还具有第一连接套和第二连接套，所述滑槽
设在所述第一连接套上，所述第二连接套连接所述第一连接套和所述第二活塞。
在一个实施方式中，所述壳体与所述下接头之间通过一压帽相连接，所述
压帽能封堵所述壳体与所述下接头的后端。
另外，本发明还提供一种带有洗井阀的管柱，它还包括：
套管，
套设在所述套管内的第一油管，所述第一油管与所述套管之间形成第一环
空，所述第一环空与所述洗井阀的第一通孔相连通；
封隔器，其设置在所述第一环空内；
悬挂内管，其连接在所述洗井阀的中心管后端，并与所述下接头形成流道，
所述流道与所述第二通孔相连通；
连接在所述悬挂内管后端的第二油管，所述第二油管套设在所述第一油管
内并与所述第一油管形成第二环空，所述第二环空与所述流道相连通，所述第
二油管的后端还依次连接有筛管、尾管、以及密封件，所述筛管相对所述封隔
器远离油井的井口端。
综上所述，本发明采用滑套与投球机构配合来打开和关闭洗井阀，该洗井
阀可在井下重复使用多次，滑套滑动容易，操作简便，易实施。同时，本发明
带有洗井阀的管柱利用该洗井阀既可分层注水，同时又能进行反洗油井。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开
的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对
本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技
术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸
来实施本发明。
图1示出了本发明洗井阀的结构示意图；
图2示出了本发明滑套上滑槽的平面展开图；
图3示出了本发明带有洗井阀的管柱的结构示意图。
以上附图的附图标记：1、壳体；11、第一通孔；2、中心管；21、内腔；
22、导流孔；3、滑套；31、第一腔室；32、第二腔室；33、第一活塞；34、第
二活塞；35、被帽；36、第一连接套；37、第二连接套；4、上接头；5、下接
头；51、第二通孔；6、投球机构；61、拉杆；62、第一爪；63、剪销；64、堵
头；65、第二爪；66、连接销；7、复位机构；8、限位机构；81、滑块；82、
滑槽；821、第一导向部；822、第二导向部；823、第三导向部；824、第四导
向部；825、第五导向部；826、第一导引部；827、第二导引部；9、连接管；
10、压帽；20、带有洗井阀的管柱；201、套管；202、第一油管；203、第一环
空；204、封隔器；205、悬挂内管；206、流道；207、第二油管；208、第二环
空；209、筛管；210、尾管；211、密封件。
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细
节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而
不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以
构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。另外
需要说明的是，在本发明中定义的“前端”指靠近油井井口的一端，“后端”
指远离油井井口的一端。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是
直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
如图1所示，本发明提供一种洗井阀，它包括：壳体1、中心管2、滑套3、
上接头4、下接头5、投球机构6、复位机构7、以及限位机构8。壳体1沿自
身轴线方向具有前后两端，所述壳体1上开设有贯通所述壳体1的第一通孔11。
中心管2具有内腔21，且套设在所述壳体1内，所述中心管2上开设有与所述
内腔21相连通的导流孔22，所述中心管2与所述壳体1之间形成环形空间。
滑套3能相对所述壳体1运动，且设置在所述环形空间内，并用于将所述环形
空间分隔为相互独立的第一腔室31和第二腔室32，所述第一腔室31与所述导
流孔22相连通，所述第二腔室32与所述第一通孔11相连通。上接头4能封堵
所述第一腔室31的前端。下接头5能封堵所述第二腔室32的后端，所述下接
头5上开设有与所述第二腔室32相连通的第二通孔51。投球机构6能封堵所
述中心管2的内腔21，所述投球机构6包括第一连接件和能与所述第一连接件
脱离的第二连接件，当所述第一连接件与所述第二连接件脱离时，所述中心管
2的内腔21打开。复位机构7设置在所述滑套3上，所述复位机构7能带动所
述滑套3向前运动。限位机构8能限制所述滑套3向前运动的距离，从而使所
述第一通孔11与所述第二通孔51相导通，或使所述第一通孔11与所述第二通
孔51相隔离。
在本实施方式中，壳体1大致呈圆柱形，壳体1上的第一通孔11开设在壳
体1的后端，该第一通孔11贯通壳体1的侧壁。壳体1的前端与上接头4螺纹
连接，壳体1的后端与下接头5或下接头5的部件压帽10连接。下接头5上开
设有贯通所述下接头5侧壁的第二通孔51。
中心管2套设在壳体1的内部，中心管2上开设有导流孔22。该导流孔22
在中心管2的内腔21封堵的时候，液流可通过该导流孔22流进第一腔室31里
作用于滑套3，滑套3受力向后运动，直至滑套3的后端与下接头5或下接头5
的部件压帽10相抵接。第一腔室31可以理解为壳体1、中心管2、以及上接头
4包围的环形空间。
滑套3设置在壳体1和中心管2形成的环形空间内，当滑套3封堵住第一
通孔11和/或所述第二通孔51时，所述洗井阀关闭。当第一通孔11与所述第
二通孔51导通时，洗井阀打开。滑套3前端的第一腔室31与中心管2上的导
流孔22相连通，滑套3后端的第二腔室32分别于第一通孔11和第二通孔51
相连通。
复位机构7设置在所述滑套3上，所述复位机构7能带动所述滑套3向前
运动。
投球机构6可以封堵中心管2的内腔21，使液流通过导流孔22流进第一
腔室31作用于滑套3的前端，推动滑套3向后运动，直至滑套3的后端与下接
头5或下接头5的部件压帽10相抵接时，滑套3不再向后运动，液流的压力作
用于投球机构6，投球机构6的第一连接件与第二连接件脱离，中心管2的内
腔21打开，滑套3上的作用力消失，复位机构7复位，滑套3在复位机构7的
作用下向前运动。
限位机构8能限制滑套3向前运动的距离，使得所述第一通孔11与所述第
二通孔51相导通，或使所述第一通孔11与所述第二通孔51相隔离。
本发明采用套设在壳体1和中心管2之间的滑套3承接自所述导流孔22施
加的压力并沿所述壳体1的轴线方向运动来封堵或打开洗井阀第一通孔11和/
或所述第二通孔51，进而打开或关闭洗井阀。该洗井阀可在井下重复使用多次，
滑套3运动容易，操作简便，易实施。
具体地，所述洗井阀具有至少四个工作位置，所述洗井阀位于第一工作位
置时，所述投球机构6封堵所述中心管2的内腔21，所述滑套3向后运动并与
所述下接头5或下接头5的部件压帽10相抵接；所述洗井阀位于第二工作位置
时，所述投球机构6的第二连接件滑落出所述洗井阀，所述滑套3封堵所述第
一通孔11和/或所述第二通孔51；所述洗井阀位于第三工作位置时，所述投球
机构6封堵所述中心管2的内腔21，所述滑套3向后运动并与所述下接头5或
下接头5的部件压帽10相抵接；所述洗井阀位于第四工作位置时，所述投球机
构6的第二连接件滑落出所述洗井阀，所述复位机构7复位，所述滑套3向前
运动，所述第一通孔11与所述第二通孔51导通。
在一个实施方式中，请参见附图1和附图2，所述限位机构8包括设置于
所述中心管2上的滑块81，以及设置于所述滑套3上沿其周向排布的滑槽82，
所述滑块81能在所述滑槽82中滑动，所述滑槽82沿其自身中心展开时具有沿
轴向延伸的第一导向部821、沿斜向延伸的第二导向部822、沿轴向延伸的第三
导向部823、沿斜向延伸的第四导向部824以及沿轴向延伸的第五导向部825，
在所述第一导向部821与所述第二导向部822之间设有第一导引部826，在所
述第三导向部823与所述第四导向部824之间设有第二导引部827，所述第一
导向部821的长度小于所述第五导向部的长度825。
在本实施方式中，结合滑套3的滑动方式具体阐述中心管2上的滑块81在
滑槽82中滑动的形式。洗井阀进行分层注水的时候，滑块81处于滑槽82的第
一导向部821的a1位置，此时，滑套3的后端封堵了第一通孔11和/或第二通
孔51，洗井阀关闭。
当需要洗井打开洗井阀时候，首先向洗井阀的中心管2的内腔21中投入投
球机构6，投球机构6封堵住中心管2。然后向中心管2内注入液流。由于中心
管2被封堵，液流通过中心管2的导流孔22流向第一腔室31，随着液流的压
力逐渐增大，会推动滑套3向后运动直至滑套3的后端与下接头5或下接头5
的部件压帽10相抵接，滑套3不能再向后运动，此时滑块81由a1通过a2到
a3位置进行换轨。液流的压力继续升高，液流的压力逐渐抵压投球机构6的前
端，投球机构6的第一连接件与第二连接件相脱离，投球机构6的第二连接件
滑落出洗井阀，中心管2导通，作用在滑套3前端的作用力消失，滑套3向前
滑动，此时滑块81由a3经过a4到达a5位置，滑套3解除对第一通孔11和第
二通孔51的封堵，第一通孔11和第二通孔51导通，洗井阀打开，可以进行洗
井工作。
当洗井结束之后需要注水时候，要在洗井阀的中心管2内再次下入投球机
构6封堵中心管2，向中心管2的内腔21中注入液体，液压会再次通过中心管
2的导流孔22进入第一腔室31抵压滑套3向后滑动，滑块81在滑槽82中由
a5经过a6达到a7位置换轨，此时滑套3的后端再次与下接头5或下接头5的
部件压帽10相抵接，滑套3不能再向后滑动。液流会使得第一连接件与第二连
接件再次脱离，投球机构6的第二连接件滑落出洗井阀，滑套3前端的压力解
除，滑块81在滑槽82中由a7经a8到达a9位置，滑套3会封堵第一通孔11
和/或第二通孔51，洗井阀再次关闭，可以进行分层注水。当需要再次洗井时
候，可以重复上述操作，此处不再赘述。
在一个实施方式中，所述复位机构7为弹性件，所述滑套3上设有能与所
述弹性件卡接的卡接部(图中未示出)，所述弹性件与所述卡接部配合能使所述
滑块81保持在所述滑槽82内。其中，该弹性件可以为弹簧。
另外，所述第一连接件包括套设在所述中心管2内的连接管9，所述连接
管9的后端与所述中心管2相抵接。该连接管9起到连接中心管2和投球机构
6的第二连接件的作用。由于该连接管9的后端与所述中心管2相抵接，这样
可以保证该连接管9悬挂在中心管2的管壁上，不会落入油井底部。
在一个实施方式中，所述第二连接件包括：拉杆61、第一爪62、以及堵头
64。第一爪62能与所述连接管9相抵接，所述第一爪62通过剪销63固定在所
述拉杆61的前端。堵头64固定在所述拉杆61后端，所述堵头64能对所中心
管2进行密封。所述投球机构6具有至少两个工作位置，所述投球机构6位于
第一工作位置时，所述第一爪62与所述连接管9相抵接，所述堵头64密封所
述中心管2；所述投球机构6位于第二工作位置时，所述剪销63断裂，所述第
一爪62与所述连接管9脱离，所述拉杆61带着所述投球机构6的第二连接件
滑落出所述洗井阀。
在本实施方式中，投球机构6投入洗井阀，投球机构6的第一爪62会与连
接管9相抵接，进而使得投球机构6悬挂在连接管9上，投球机构6的堵头64
会堵住中心管2的内腔21。当向洗井阀的中心管2中注入液流时，液流的压力
首先使得滑套2向后运动至滑套2的后端与下接头5或下接头5的部件压帽10
相抵接，滑套2不能再向后运动。液流的压力逐渐抵压投球机构6的前端，投
球机构6的剪销63断裂，投球机构6的拉杆61在液压的作用下向后滑动，解
除对第一爪62的限位，第一爪62复位收回，不再与连接管9抵接，投球机构
6的第二连接件滑落出洗井阀
进一步地，所述投球机构6还具有第二爪65，所述第二爪65通过一连接
销66与所述堵头64相连接。第二爪65在投球机构6投入洗井阀的中心管2的
内腔21时，起到缓冲的作用，防止投球机构6的投掷力过大刮伤中心管2和连
接管9。
在一个实施方式中，所述滑套3的前端设有第一活塞33，所述滑套3的后
端设有第二活塞34，所述滑套3能带动所述第一活塞33和所述第二活塞34滑
动。其中第二活塞34的后端还可以设置一被帽35。所述滑套3还具有第一连
接套36和第二连接套37，所述滑槽82设在所述第一连接套36上，所述第二
连接套37连接所述第一连接套36和所述第二活塞34。
在另一个实施方式中，所述壳体1与所述下接头5之间通过一压帽10相连
接，所述压帽10能封堵所述壳体1与所述下接头5的后端。也就是说压帽10
可以与下接头5一体化制成，或者为单独部件封堵下接头5和壳体1的后端，
可以使得滑套3的后端与压帽10相抵接。
另外，请参见附图3，本发明还提供了一种带有上述洗井阀的管柱20，它
还包括：套管201、第一油管202、封隔器204、悬挂内管205、以及第二油管
207。第一油管202套设在所述套管201内，所述第一油管202与所述套管201
之间形成第一环空203，所述第一环空203与所述洗井阀的第一通孔11相连通。
封隔器204设置在所述第一环空203内。悬挂内管205连接在所述洗井阀的中
心管2后端，并与所述下接头5形成流道206，所述流道206与所述第二通孔
51相连通。第二油管207连接在所述悬挂内管205后端，所述第二油管207套
设在所述第一油管202内并与所述第一油管202形成第二环空208，所述第二
环空208与所述流道206相连通，所述第二油管207的后端还依次连接有筛管
209、尾管210、以及密封件211，所述筛管209相对所述封隔器204远离油井
的井口端。
该管柱在进行分层注水的时候，洗井阀关闭，分别向第一环空203和第二
油管207内注水，第一环空203内的水会直接通过套管201注入第一油层，第
二油管207内的水会先经过连接在第二油管207上的筛管209注入第二环空
208，再通过套管201注入第二油层。当需要洗井的时候，把洗井阀打开，向第
一环空203内注入洗井液，洗井液会通过洗井阀的第一通孔11、第二通孔51、
悬挂内管205与下接头5之间的流道206注入第二环空208，经由筛管209、第
二油管207后，反出井口，达到清洗油井的目的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的
都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即
可。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技
术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范
围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护
范围之内。