一种爆破式压裂控制阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油工业水平井井下压裂施工工具，特别是一种爆破式压裂控制阀，是水平井多级分段压裂完井管柱中的配套工具，适用于低渗透油藏以及页岩油气等非常规资源开发的多级分段压裂完井工程。
【背景技术】
[0002]
目前我国低渗透油藏储量及页岩油气资源丰富，但由于产能低、开采效益差难以动用。如何高效、经济的动用低渗透油藏以及页岩油气等非常规资源是长期探索的难题。水平井分段压裂技术是解决该难题的关键技术，针对该类油藏存在层多、泥砂交互、分布零散、丰度低等特点，近年来开展了水平井裸眼封隔器多级分段压裂完井技术、套管固井投球滑套分段压裂完井技术及栗送桥塞射孔分段压裂联作等水平井多级分段压裂完井技术系列研究，其目的是为了实现体积压裂改造，最大限度的提高产能，实现效益开发。
[0003]在水平井多级分段压裂完井技术系列里都会用到关键工具一一压差滑套式压裂阀，是实现第一级压裂施工的关键工具，该工具的工作性能决定了压裂施工能否顺利按设计进行。
[0004]随着水平井多级分段压裂完井技术系列的研发和应用规模的不断扩大，压差滑套式压裂阀在现场施工中暴露出了一些问题，主要表现在两个方面:一是现有的压差滑套式压裂阀是依靠内套上下的压差面积不同，当套管内液体压力达到一定数值后，会产生压力差，推动内套剪断启动剪钉，打开压差滑套式压裂阀沟通地层。但施工时，基于安全考虑在压开地层前，施工排量较小，压差滑套式压裂阀开启时剪断启动剪钉，压力迅速降低，此时压差滑套式压裂阀存在不能完全开启的现象，导致压裂时压差滑套式压裂阀处于半开状态，压裂通道存在较大节流压差，不但会导致压差滑套式压裂阀喷砂口刺坏，还因节流压差而导致施工压力过高；二是由于压差滑套式压裂阀若设计、选用不合理或装配、施工操作不当时，会存在压差滑套式压裂阀不能正常开启的风险，造成不能正常压裂，需要后期下入射孔枪等工具进行补救措施，导致施工周期长，费用高等问题的出现。因此，急需解决上述问题，提高该工艺的技术水平和应用规模。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种爆破式压裂控制阀，为水平井多级分段压裂完井技术提供工作可靠的風套工具，将本工具配接在裸眼或固井压裂完井管柱的第一段，依靠地面栗送液压打开，保证压裂通道的可靠打开和地层的有效沟通，降低压裂通道不能正常开启的施工风险，节约施工成本。
[0006]本发明的技术解决方案是:一种爆破式压裂控制阀包括滑套，滑套设在中心管与压裂壳体之间、通过剪钉与压裂壳体固定，中心管和压裂壳体的两端分别与上接头和连接套连接，连接套的下部依次连接载弹壳体、导爆壳体和下接头；中心管上设有出砂口和爆破阀，载弹壳体内装有爆破弹，导爆壳体内装有引爆组件并在其内壁设有进液孔，引爆组件与爆破弹连接。
[0007]本发明的显著效果在于:本工具设计了两种打开模式来保证压裂通道的及时、有效打开。第一种工作模式为仅需地面栗送液压使爆破阀里的爆破芯片破裂，高压液体即可通过爆破阀进入本工具内，推动滑套挤压低压空气腔，使滑套快速下行，即可将压裂通道全部开启；第二种工作模式是在第一种工作模式失效的情况下，继续增加地面栗送液压的压差，启动撞针撞击雷管，引爆载弹壳体中的爆破弹，开启新的压裂通道。第二种模式的开启压力值大于第一种工作模式的压力值，且小于套管安全压力值，即能保证第一种工作模式的顺利进行，又能保证套管的工作安全。该压力值是根据撞针的压差面以及剪钉的剪切面积和剪钉数量确定的。
[0008]本工具设有两种工作模式，使用本工具只靠控制压差就能简单可靠的完成水平井多级分段压裂技术系列里第一段的压裂施工，避免了原压差滑套式压裂阀存在不能正常开启的问题，不需投球，也不需下射孔枪射孔等任何工具，能够缩短完井施工周期，有效减少施工作业费用和作业风险，可满足低渗透油藏及页岩油气藏高效、经济的动用以及规模化开发应用的生产目标。
[0009]综上所述，本发明的主要优点如下:
1、设计了两种开启本控制阀的工作模式，其中第二种工作模式为第一种工作模式的备用模式，使本工具的工作更加安全可靠。
[0010]2、在第一种工作模式中设计了爆破阀和低压空气腔，可使滑套快速下行，达到完全开启压裂通道的目的。
[0011]3、在第二种工作模式中设计了引爆组件和爆破弹，通过引爆组件使爆破弹爆破，在载弹壳体上产生新的压裂通道。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的工具结构示意图；
图2为本发明第一种工作模式开启时的原理结构示意图；
图3为本发明第二种工作模式开启时的原理结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]以下结合附图详述本发明，参见图1到图3，一种爆破式压裂控制阀包括滑套4，滑套4设在中心管2与压裂壳体3之间、通过剪钉5与压裂壳体3固定，中心管2和压裂壳体3的两端分别与上接头I和连接套11连接，连接套11的下部依次连接载弹壳体12、导爆壳体13和下接头14 ;中心管2上设有出砂口 201和爆破阀6，载弹壳体12内装有爆破弹15，导爆壳体13内装有引爆组件并在其内壁设有进液孔19，引爆组件与爆破弹15连接。出砂口 201和爆破阀6均设在中心管2的中部外圆台阶上，爆破阀6设在出砂口 201的下方；中心管2的外圆设有防倒扣螺纹，该防倒扣螺纹设在与连接套11连接处的上方外圆上，可防止滑套4返回上行。滑套4的内圆设有台阶与中心管2的中部外圆台阶相配合，滑套4的下部内圆与锁环8连接，该锁环8的内圆设有防倒扣螺纹与中心管2下部外圆的防倒扣螺纹配合;滑套4的总长度短于中心管2非连接段的长度，使滑套4与中心管2和压裂壳体3装配后，在滑套4的下方留有低压空气腔9。当爆破阀6的爆破芯片破裂后，高压液体经爆破阀6冲击滑套4，使滑套4快速下行进入低压空气腔9，为出砂口 201和压裂口 30??快速打开提供保障。爆破阀6包括丝堵和爆破芯片，爆破芯片固定在丝堵的中心孔中，丝堵与中心管2螺纹连接。连接套11的两端外圆分别与压裂壳体3和载弹壳体12螺纹连接并分别在其螺纹连接处设置防松钉10，保证足够的连接强度。导爆壳体13的一端外径小并与连接套11下部的小外径端螺纹连接，使其与载弹壳体12之间留出空腔装载爆破弹15 ;导爆壳体13下部的管壁设有夹壁腔，在该夹壁腔