油氣井固井防砂壓裂閥的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了油氣井固井防砂壓裂閥，屬于完井設(shè)備領(lǐng)域，包括外管組件，外管組件為中空柱體，外管組件內(nèi)同軸設(shè)置有中心管，中心管的上端通過(guò)剪切銷(xiāo)釘與外管組件連接，剪切銷(xiāo)釘被剪斷狀態(tài)下，中心管與外管組件沿外管組件的軸向方向滑動(dòng)連接；外管組件下端的外圈對(duì)稱(chēng)設(shè)有爆破閥，爆破閥通過(guò)連通孔與外管組件的內(nèi)部連通，外管組件的上端設(shè)有循環(huán)孔，循環(huán)孔的高度大于中心管的下極限位置，小于中心管的上極限位置。本實(shí)用新型不再依靠活動(dòng)套上下截面積的不同或通過(guò)投球蹩壓來(lái)打開(kāi)滑套，而是通過(guò)可調(diào)壓力的爆破片，控制壓裂閥打開(kāi)壓力，打開(kāi)壓力穩(wěn)定，安全性高，可操作性強(qiáng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
油氣井固井防砂壓裂閥
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于完井設(shè)備領(lǐng)域，涉及油氣田完井用的完井工具，尤其涉及油氣井固井防砂壓裂閥。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，油氣井水平井分段壓裂技術(shù)上使用的壓裂閥大多是通過(guò)滑套內(nèi)的活動(dòng)套上下截面積不同，產(chǎn)生壓差，使活動(dòng)套下行，從而打開(kāi)滑套，打開(kāi)壓力不穩(wěn)定，或者采用投球蹩壓方式開(kāi)啟壓裂閥，此類(lèi)壓裂閥雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，應(yīng)用也比較廣泛，但不能滿(mǎn)足油氣井固井分段壓裂的要求，油氣井固井分段壓裂技術(shù)，壓裂之前需要進(jìn)行固井作業(yè)，因此要求滑套需防水泥粘固，防止固井后期無(wú)法打開(kāi)壓裂閥，同時(shí)還要避免在固井作業(yè)過(guò)程由于壓力波動(dòng)，造成滑套提前打開(kāi)，影響固井質(zhì)量。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]有鑒于此，本實(shí)用新型旨在提出一種安全性更高的油氣井固井防砂壓裂閥。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:油氣井固井防砂壓裂閥，包括外管組件，所述外管組件為中空柱體，所述外管組件內(nèi)同軸設(shè)置有中心管，所述中心管的上端通過(guò)剪切銷(xiāo)釘與所述外管組件連接，剪切銷(xiāo)釘被剪斷狀態(tài)下，所述中心管與所述外管組件沿所述外管組件的軸向方向滑動(dòng)連接；
[0005]所述外管組件下端的外圈對(duì)稱(chēng)設(shè)有爆破閥，所述爆破閥通過(guò)連通孔與所述外管組件的內(nèi)部連通；
[0006]所述外管組件的上端設(shè)有循環(huán)孔，所述循環(huán)孔的高度大于所述中心管的下極限位置，小于所述中心管的上極限位置。
[0007]進(jìn)一步的，所述循環(huán)孔的外圈包覆有防砂襯套，所述防砂襯套的外側(cè)與所述外管組件的外側(cè)平齊。
[0008]進(jìn)一步的，所述外管組件包括上接頭和下接頭，所述上接頭和所述下接頭通過(guò)螺紋連接并通過(guò)緊定螺釘固定。
[0009]進(jìn)一步的，所述上接頭的下端與所述下接頭之間設(shè)有第三O型密封圈。
[0010]進(jìn)一步的，所述下接頭的內(nèi)側(cè)為凹凸面，所述中心管與所述下接頭的內(nèi)側(cè)形成空氣密封腔和液壓密封腔，所述空氣密封腔設(shè)在所述液壓密封腔的下端，所述下接頭的內(nèi)側(cè)設(shè)有卸壓槽，所述卸壓槽設(shè)在所述中心管的下方，所述空氣密封腔的上方和下方均設(shè)有第一O型密封圈，所述第一O型密封圈的下極限位置低于所述卸壓槽的上端面，所述液壓密封腔的上方設(shè)有第二O型密封圈，所述中心管上設(shè)有液壓孔，所述液壓孔設(shè)在所述第二O型密封圈的上方，所述液壓密封腔設(shè)在所述液壓孔的上下移動(dòng)行程內(nèi)。
[0011]進(jìn)一步的，所述第一O型密封圈為兩組且兩組沿所述中心管的軸線(xiàn)方向平行設(shè)置。
[0012]進(jìn)一步的，所述第二O型密封圈數(shù)量為兩個(gè)且兩個(gè)沿所述中心管的軸線(xiàn)方向平行設(shè)置。
[0013]進(jìn)一步的，所述下接頭的下端設(shè)有絲堵，所述絲堵由下向上鎖緊且上端與所述液壓密封腔連通。
[0014]進(jìn)一步的，所述中心管上下截面積一致。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:1、本實(shí)用新型通過(guò)可調(diào)壓力的爆破片，控制壓裂閥打開(kāi)壓力，打開(kāi)壓力穩(wěn)定，安全性高，可操作性強(qiáng)；同時(shí)，中心管與外管組件之間通過(guò)一組剪切銷(xiāo)釘定位，防止滑套在入井過(guò)程中意外打開(kāi)，安全性更高;2、循環(huán)孔的外圈包覆有防砂襯套，可防止固井水泥漿進(jìn)入中心管與上接頭之間的間隙，避免粘固，保證中心管順利打開(kāi);3、設(shè)置空氣密封腔和卸壓槽，中心管下行到位時(shí)，空氣密封腔中的氣體在下接頭設(shè)置的卸壓槽處得到釋放，保證中心管不會(huì)復(fù)位，關(guān)閉壓裂閥;4、中心管上設(shè)有液壓孔，當(dāng)中心管下行一定距離時(shí)，液體可通過(guò)中心管上的液壓孔進(jìn)入液壓密封腔，增加液體進(jìn)入液壓密封腔的通道面積，使中心管快速下行;5、中心管上下端截面積一樣，保證最大通徑，且在壓力未達(dá)到爆破閥破裂壓力之前，不會(huì)提前打開(kāi)循環(huán)孔，進(jìn)一步提升安全性。
【附圖說(shuō)明】

[0016]構(gòu)成本實(shí)用新型的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0017]圖1是本實(shí)用新型油氣井固井防砂壓裂閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0019]1-下接頭；101-卸壓槽;2-絲堵;3-爆破閥；4-第一O型密封圈；5_中心管;51_液壓孔;6-第二O型密封圈；7-第三O型密封圈；8-緊定螺釘;9-剪切銷(xiāo)釘；10-防砂襯套；11-上接頭;111 -循環(huán)孔;12-空氣密封腔;13-液壓密封腔;14-連通孔。
【具體實(shí)施方式】
[0020]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0021]在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0022]在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過(guò)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例做詳細(xì)說(shuō)明。
[0024]如圖1所示，本實(shí)用新型為油氣井固井防砂壓裂閥，包括外管組件，外管組件為中空柱體，外管組件內(nèi)同軸設(shè)置有中心管5，中心管5的上端通過(guò)剪切銷(xiāo)釘9與外管組件連接，剪切銷(xiāo)釘9被剪斷狀態(tài)下，中心管5與外管組件沿外管組件的軸向方向滑動(dòng)連接；
[0025]外管組件下端的外圈對(duì)稱(chēng)設(shè)有爆破閥3，爆破閥3通過(guò)連通孔14與外管組件的內(nèi)部連通；
[0026]外管組件的上端設(shè)有循環(huán)孔111，循環(huán)孔111的高度大于中心管5的下極限位置，小于中心管5的上極限位置。
[0027]優(yōu)選地，循環(huán)孔111的外圈包覆有防砂襯套10，防砂襯套10的外側(cè)與外管組件的外側(cè)平齊。
[0028]優(yōu)選地，外管組件包括上接頭和下接頭I，上接頭和下接頭I通過(guò)螺紋連接并通過(guò)緊定螺釘8固定。
[0029]優(yōu)選地，上接頭的下端與下接頭I之間設(shè)有第三O型密封圈7。
[0030]優(yōu)選地，下接頭I的內(nèi)側(cè)為凹凸面，中心管5與下接頭I的內(nèi)側(cè)形成空氣密封腔12和液壓密封腔13，空氣密封腔12設(shè)在液壓密封腔13的下端，下接頭I的內(nèi)側(cè)設(shè)有卸壓槽1I，卸壓槽101設(shè)在中心管5的下方，空氣密封腔12的上方和下方均設(shè)有第一 O型密封圈4，第一 O型密封圈4的下極限位置低于卸壓槽101的上端面，液壓密封腔13的上方設(shè)有第二 O型密封圈，中心管5上設(shè)有液壓孔51，液壓孔51設(shè)在第二 O型密封圈的上方，液壓密封腔13設(shè)在液壓孔的上下移動(dòng)行程內(nèi)。
[0031]優(yōu)選地，第一 O型密封圈4為兩組且兩組沿中心管5的軸線(xiàn)方向平行設(shè)置。
[0032]優(yōu)選地，第二O型密封圈數(shù)量為兩個(gè)且兩個(gè)沿中心管5的軸線(xiàn)方向平行設(shè)置。
[0033]優(yōu)選地，下接頭I的下端設(shè)有絲堵2，絲堵2由下向上鎖緊且上端與液壓密封腔13連通，進(jìn)一步提密封性。
[0034]優(yōu)選地，中心管5上下截面積一致。
[0035]在實(shí)際的使用過(guò)程中，根據(jù)具體施工設(shè)計(jì)的需要，確定壓裂閥的入井位置和開(kāi)啟壓力，固井完成后，需要開(kāi)啟壓裂閥時(shí)，從井口進(jìn)行憋壓，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，爆破閥3被擊破，液體通過(guò)下接頭I的液壓通道進(jìn)入液壓腔，推著滑套內(nèi)管下行，當(dāng)中心管5下行一定距離時(shí)，液體可通過(guò)中心管5上的液壓孔51進(jìn)入液壓密封腔，增加液體進(jìn)入液壓密封腔13的通道面積，使中心管5快速下行，其中中心管5上下端截面積一樣，保證最大通徑，且在壓力未達(dá)到爆破閥3破裂壓力之前，不會(huì)提前打開(kāi)循環(huán)孔，進(jìn)一步提升安全性，中心管5下行到位時(shí)，空氣密封腔12中的氣體在下接頭I設(shè)置的卸壓槽101處得到釋放，保證中心管5不會(huì)復(fù)位，此時(shí)循環(huán)孔111被完全打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)對(duì)該層位的分段壓裂。
[0036]以上對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專(zhuān)利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.油氣井固井防砂壓裂閥，其特征在于:包括外管組件，所述外管組件為中空柱體，所述外管組件內(nèi)同軸設(shè)置有中心管(5)，所述中心管(5)的上端通過(guò)剪切銷(xiāo)釘(9)與所述外管組件連接，剪切銷(xiāo)釘(9)被剪斷狀態(tài)下，所述中心管(5)與所述外管組件沿所述外管組件的軸向方向滑動(dòng)連接； 所述外管組件下端的外圈對(duì)稱(chēng)設(shè)有爆破閥(3)，所述爆破閥(3)通過(guò)連通孔(14)與所述外管組件的內(nèi)部連通； 所述外管組件的上端設(shè)有循環(huán)孔(111)，所述循環(huán)孔(111)的高度大于所述中心管(5)的下極限位置，小于所述中心管(5)的上極限位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣井固井防砂壓裂閥，其特征在于:所述循環(huán)孔(111)的外圈包覆有防砂襯套(10)，所述防砂襯套(10)的外側(cè)與所述外管組件的外側(cè)平齊。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)所述的油氣井固井防砂壓裂閥，其特征在于:所述外管組件包括上接頭和下接頭(I)，所述上接頭和所述下接頭(I)通過(guò)螺紋連接并通過(guò)緊定螺釘(8)固定。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油氣井固井防砂壓裂閥，其特征在于:所述上接頭的下端與所述下接頭(I)之間設(shè)有第三O型密封圈(7)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油氣井固井防砂壓裂閥，其特征在于:所述下接頭(I)的內(nèi)側(cè)為凹凸面，所述中心管(5)與所述下接頭(I)的內(nèi)側(cè)形成空氣密封腔(12)和液壓密封腔(13)，所述空氣密封腔(12)設(shè)在所述液壓密封腔(13)的下端，所述下接頭(I)的內(nèi)側(cè)設(shè)有卸壓槽(101)，所述卸壓槽(101)設(shè)在所述中心管(5)的下方，所述空氣密封腔(12)的上方和下方均設(shè)有第一O型密封圈(4)，所述第一O型密封圈(4)的下極限位置低于所述卸壓槽(101)的上端面，所述液壓密封腔(13)的上方設(shè)有第二O型密封圈，所述中心管(5)上設(shè)有液壓孔(51)，所述液壓孔(51)設(shè)在所述第二O型密封圈的上方，所述液壓密封腔(13)設(shè)在所述液壓孔的上下移動(dòng)行程內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的油氣井固井防砂壓裂閥，其特征在于:所述第一O型密封圈(4)為兩組且兩組沿所述中心管(5)的軸線(xiàn)方向平行設(shè)置。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的油氣井固井防砂壓裂閥，其特征在于:所述第二O型密封圈數(shù)量為兩個(gè)且兩個(gè)沿所述中心管(5)的軸線(xiàn)方向平行設(shè)置。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的油氣井固井防砂壓裂閥，其特征在于:所述下接頭(I)的下端設(shè)有絲堵(2)，所述絲堵(2)由下向上鎖緊且上端與所述液壓密封腔(13)連通。9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4?8任一項(xiàng)所述的油氣井固井防砂壓裂閥，其特征在于:所述中心管(5)上下截面積一致。
【文檔編號(hào)】E21B34/08GK205714100SQ201620401850
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年5月5日
【發(fā)明人】田曉勇, 蔣海濤, 蒲玲霞, 郭超, 董趙朋, 于懷彬
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司