油气井固井防砂压裂阀的制作方法

文档序号:11003750阅读:643来源:国知局
油气井固井防砂压裂阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了油气井固井防砂压裂阀,属于完井设备领域,包括外管组件,外管组件为中空柱体,外管组件内同轴设置有中心管,中心管的上端通过剪切销钉与外管组件连接,剪切销钉被剪断状态下,中心管与外管组件沿外管组件的轴向方向滑动连接;外管组件下端的外圈对称设有爆破阀,爆破阀通过连通孔与外管组件的内部连通,外管组件的上端设有循环孔,循环孔的高度大于中心管的下极限位置,小于中心管的上极限位置。本实用新型不再依靠活动套上下截面积的不同或通过投球蹩压来打开滑套,而是通过可调压力的爆破片,控制压裂阀打开压力,打开压力稳定,安全性高,可操作性强。
【专利说明】
油气井固井防砂压裂阀
技术领域
[0001]本实用新型属于完井设备领域,涉及油气田完井用的完井工具,尤其涉及油气井固井防砂压裂阀。
【背景技术】
[0002]目前,油气井水平井分段压裂技术上使用的压裂阀大多是通过滑套内的活动套上下截面积不同,产生压差,使活动套下行,从而打开滑套,打开压力不稳定,或者采用投球蹩压方式开启压裂阀,此类压裂阀虽然结构简单,操作方便,应用也比较广泛,但不能满足油气井固井分段压裂的要求,油气井固井分段压裂技术,压裂之前需要进行固井作业,因此要求滑套需防水泥粘固,防止固井后期无法打开压裂阀,同时还要避免在固井作业过程由于压力波动,造成滑套提前打开,影响固井质量。
【实用新型内容】
[0003]有鉴于此,本实用新型旨在提出一种安全性更高的油气井固井防砂压裂阀。
[0004]为达到上述目的,本实用新型的技术方案是这样实现的:油气井固井防砂压裂阀,包括外管组件,所述外管组件为中空柱体,所述外管组件内同轴设置有中心管,所述中心管的上端通过剪切销钉与所述外管组件连接,剪切销钉被剪断状态下,所述中心管与所述外管组件沿所述外管组件的轴向方向滑动连接;
[0005]所述外管组件下端的外圈对称设有爆破阀,所述爆破阀通过连通孔与所述外管组件的内部连通;
[0006]所述外管组件的上端设有循环孔,所述循环孔的高度大于所述中心管的下极限位置,小于所述中心管的上极限位置。
[0007]进一步的,所述循环孔的外圈包覆有防砂衬套,所述防砂衬套的外侧与所述外管组件的外侧平齐。
[0008]进一步的,所述外管组件包括上接头和下接头,所述上接头和所述下接头通过螺纹连接并通过紧定螺钉固定。
[0009]进一步的,所述上接头的下端与所述下接头之间设有第三O型密封圈。
[0010]进一步的,所述下接头的内侧为凹凸面,所述中心管与所述下接头的内侧形成空气密封腔和液压密封腔,所述空气密封腔设在所述液压密封腔的下端,所述下接头的内侧设有卸压槽,所述卸压槽设在所述中心管的下方,所述空气密封腔的上方和下方均设有第一O型密封圈,所述第一O型密封圈的下极限位置低于所述卸压槽的上端面,所述液压密封腔的上方设有第二O型密封圈,所述中心管上设有液压孔,所述液压孔设在所述第二O型密封圈的上方,所述液压密封腔设在所述液压孔的上下移动行程内。
[0011]进一步的,所述第一O型密封圈为两组且两组沿所述中心管的轴线方向平行设置。
[0012]进一步的,所述第二O型密封圈数量为两个且两个沿所述中心管的轴线方向平行设置。
[0013]进一步的,所述下接头的下端设有丝堵,所述丝堵由下向上锁紧且上端与所述液压密封腔连通。
[0014]进一步的,所述中心管上下截面积一致。
[0015]与现有技术相比,本实用新型具有的优点和积极效果是:1、本实用新型通过可调压力的爆破片,控制压裂阀打开压力,打开压力稳定,安全性高,可操作性强;同时,中心管与外管组件之间通过一组剪切销钉定位,防止滑套在入井过程中意外打开,安全性更高;2、循环孔的外圈包覆有防砂衬套,可防止固井水泥浆进入中心管与上接头之间的间隙,避免粘固,保证中心管顺利打开;3、设置空气密封腔和卸压槽,中心管下行到位时,空气密封腔中的气体在下接头设置的卸压槽处得到释放,保证中心管不会复位,关闭压裂阀;4、中心管上设有液压孔,当中心管下行一定距离时,液体可通过中心管上的液压孔进入液压密封腔,增加液体进入液压密封腔的通道面积,使中心管快速下行;5、中心管上下端截面积一样,保证最大通径,且在压力未达到爆破阀破裂压力之前,不会提前打开循环孔,进一步提升安全性。
【附图说明】

[0016]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0017]图1是本实用新型油气井固井防砂压裂阀的结构示意图。
[0018]附图标记说明:
[0019]1-下接头;101-卸压槽;2-丝堵;3-爆破阀;4-第一O型密封圈;5_中心管;51_液压孔;6-第二O型密封圈;7-第三O型密封圈;8-紧定螺钉;9-剪切销钉;10-防砂衬套;11-上接头;111 -循环孔;12-空气密封腔;13-液压密封腔;14-连通孔。
【具体实施方式】
[0020]需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0021]在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
[0022]在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0023]下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。
[0024]如图1所示,本实用新型为油气井固井防砂压裂阀,包括外管组件,外管组件为中空柱体,外管组件内同轴设置有中心管5,中心管5的上端通过剪切销钉9与外管组件连接,剪切销钉9被剪断状态下,中心管5与外管组件沿外管组件的轴向方向滑动连接;
[0025]外管组件下端的外圈对称设有爆破阀3,爆破阀3通过连通孔14与外管组件的内部连通;
[0026]外管组件的上端设有循环孔111,循环孔111的高度大于中心管5的下极限位置,小于中心管5的上极限位置。
[0027]优选地,循环孔111的外圈包覆有防砂衬套10,防砂衬套10的外侧与外管组件的外侧平齐。
[0028]优选地,外管组件包括上接头和下接头I,上接头和下接头I通过螺纹连接并通过紧定螺钉8固定。
[0029]优选地,上接头的下端与下接头I之间设有第三O型密封圈7。
[0030]优选地,下接头I的内侧为凹凸面,中心管5与下接头I的内侧形成空气密封腔12和液压密封腔13,空气密封腔12设在液压密封腔13的下端,下接头I的内侧设有卸压槽1I,卸压槽101设在中心管5的下方,空气密封腔12的上方和下方均设有第一 O型密封圈4,第一 O型密封圈4的下极限位置低于卸压槽101的上端面,液压密封腔13的上方设有第二 O型密封圈,中心管5上设有液压孔51,液压孔51设在第二 O型密封圈的上方,液压密封腔13设在液压孔的上下移动行程内。
[0031]优选地,第一 O型密封圈4为两组且两组沿中心管5的轴线方向平行设置。
[0032]优选地,第二O型密封圈数量为两个且两个沿中心管5的轴线方向平行设置。
[0033]优选地,下接头I的下端设有丝堵2,丝堵2由下向上锁紧且上端与液压密封腔13连通,进一步提密封性。
[0034]优选地,中心管5上下截面积一致。
[0035]在实际的使用过程中,根据具体施工设计的需要,确定压裂阀的入井位置和开启压力,固井完成后,需要开启压裂阀时,从井口进行憋压,当压力达到设定值时,爆破阀3被击破,液体通过下接头I的液压通道进入液压腔,推着滑套内管下行,当中心管5下行一定距离时,液体可通过中心管5上的液压孔51进入液压密封腔,增加液体进入液压密封腔13的通道面积,使中心管5快速下行,其中中心管5上下端截面积一样,保证最大通径,且在压力未达到爆破阀3破裂压力之前,不会提前打开循环孔,进一步提升安全性,中心管5下行到位时,空气密封腔12中的气体在下接头I设置的卸压槽101处得到释放,保证中心管5不会复位,此时循环孔111被完全打开,实现对该层位的分段压裂。
[0036]以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例,不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.油气井固井防砂压裂阀,其特征在于:包括外管组件,所述外管组件为中空柱体,所述外管组件内同轴设置有中心管(5),所述中心管(5)的上端通过剪切销钉(9)与所述外管组件连接,剪切销钉(9)被剪断状态下,所述中心管(5)与所述外管组件沿所述外管组件的轴向方向滑动连接; 所述外管组件下端的外圈对称设有爆破阀(3),所述爆破阀(3)通过连通孔(14)与所述外管组件的内部连通; 所述外管组件的上端设有循环孔(111),所述循环孔(111)的高度大于所述中心管(5)的下极限位置,小于所述中心管(5)的上极限位置。2.根据权利要求1所述的油气井固井防砂压裂阀,其特征在于:所述循环孔(111)的外圈包覆有防砂衬套(10),所述防砂衬套(10)的外侧与所述外管组件的外侧平齐。3.根据权利要求1或2任一项所述的油气井固井防砂压裂阀,其特征在于:所述外管组件包括上接头和下接头(I),所述上接头和所述下接头(I)通过螺纹连接并通过紧定螺钉(8)固定。4.根据权利要求3所述的油气井固井防砂压裂阀,其特征在于:所述上接头的下端与所述下接头(I)之间设有第三O型密封圈(7)。5.根据权利要求3所述的油气井固井防砂压裂阀,其特征在于:所述下接头(I)的内侧为凹凸面,所述中心管(5)与所述下接头(I)的内侧形成空气密封腔(12)和液压密封腔(13),所述空气密封腔(12)设在所述液压密封腔(13)的下端,所述下接头(I)的内侧设有卸压槽(101),所述卸压槽(101)设在所述中心管(5)的下方,所述空气密封腔(12)的上方和下方均设有第一O型密封圈(4),所述第一O型密封圈(4)的下极限位置低于所述卸压槽(101)的上端面,所述液压密封腔(13)的上方设有第二O型密封圈,所述中心管(5)上设有液压孔(51),所述液压孔(51)设在所述第二O型密封圈的上方,所述液压密封腔(13)设在所述液压孔的上下移动行程内。6.根据权利要求5所述的油气井固井防砂压裂阀,其特征在于:所述第一O型密封圈(4)为两组且两组沿所述中心管(5)的轴线方向平行设置。7.根据权利要求5所述的油气井固井防砂压裂阀,其特征在于:所述第二O型密封圈数量为两个且两个沿所述中心管(5)的轴线方向平行设置。8.根据权利要求5所述的油气井固井防砂压裂阀,其特征在于:所述下接头(I)的下端设有丝堵(2),所述丝堵(2)由下向上锁紧且上端与所述液压密封腔(13)连通。9.根据权利要求1、2、4?8任一项所述的油气井固井防砂压裂阀,其特征在于:所述中心管(5)上下截面积一致。
【文档编号】E21B34/08GK205714100SQ201620401850
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】田晓勇, 蒋海涛, 蒲玲霞, 郭超, 董赵朋, 于怀彬
【申请人】中国石油集团渤海钻探工程有限公司
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