一种节能合压压裂井口装置的制作方法

本发明涉及油田开发技术领域，尤其涉及一种节能合压压裂井口装置。

背景技术

油田井下作业过程中，带压压裂控制器(又称防喷器)主要用于带压压裂施工，直接连接于ky65/25采油井口四通之上，配合压裂油管悬挂器实现悬挂压裂管柱、防止管柱旋转及上顶的功能，同时配合高压液动控制总成实现井控功能，可达到缩短施工周期，降低安全风险的目的，原来压裂施工前将带压设备拆除，压裂结束后再重新装上费时费力，在上方操作时还存在许多安全隐患，且油管悬挂接头无法有效防止抽油杆向上运动，承重力也较差，当喷势较大时，井内油管悬挂器被井液顶起，撞击防喷器，造成防喷器损坏，产生重大经济损失。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种节能合压压裂井口装置。

本发明采用如下技术方案：

一种节能合压压裂井口装置，包括依次连接的液动平板阀、压裂注入头以及压裂控制器，所述压裂控制器包括对称设置的双闸板组件，所述双闸板组件之间形成一供油管悬挂器穿过的通道，所述双闸板组件包括半封壳体，所述半封壳体内设有上闸板以及设置在所述上闸板下方的下闸板，所述上闸板的端部设置有卡瓦和设置在所述卡瓦下方的第一密封件，所述下闸板上设有第二密封件，所述上闸板和所述下闸板在油缸组件的推动下可与油管悬挂器相抵。

优选的，所述第一密封件包括平面密封和顶封，所述平面密封和所述顶封嵌合在所述上闸板中，所述第二密封件包括密封块和顶封，所述密封块与所述顶封嵌合在所述下闸板中，并通过螺栓固定连接。

优选的，所述平面密封的截面呈t形状，其一端部分与所述上闸板和/或所述下闸板连接，部分与所述密封块连接，其另一端可与油管悬挂器相抵。

优选的，所述顶封的截面呈矩形状，其一端与所述上闸板和/或所述下闸板连接，其另一端与所述半封壳体的闸槽侧面过盈配合。

优选的，所述卡瓦上设有一截面为梯形的通槽，螺栓穿过所述通槽将所述卡瓦和所述上闸板固定连接。

优选的，所述油缸组件包括油缸，所述油缸内设有活塞，所述活塞的一端嵌入所述上闸板和/下闸板中形成连接，所述活塞的另一端上设置有缸盖，所述缸盖内设有锁紧丝杆，所述锁紧丝杆上设有丝杆护套。

优选的，所述半封壳体与所述油缸之间设有半封侧门，所述半封侧门与所述活塞之间设有v形密封圈。

优选的，所述上闸板上设置有3°-5°的圆锥面。

优选的，所述压裂注入头的圆锥面上设有四个均等压力的通孔。

优选的，所述压裂注入头包括一内孔，所述内孔的下部嵌入有与圆锥面上通孔相通的硬质合金内防喷管，所述硬质合金内防喷管的底部与所述半封壳体相抵。

本发明具有以下有益效果:

1、压裂控制器(防喷器)，内部为双闸板结构，上闸板设计成既密封又锁定的连体闸板形式，上边为卡瓦结构、下边为半封结构。工作时关闭，下边的半封和上边的卡瓦同时抱住压裂油管悬挂器￠73外圆，半封结构起密封作用，上边卡瓦结构起锁定管柱的作用，压裂油管悬挂器凸圆的上平面正好与连体闸板的下面接触，起到防止管柱上顶和上窜的作用。下闸板设计成既有半封又能承重60吨以上的悬挂压裂管柱的悬挂器结构形式的闸板，下闸板的前面与悬挂器下边￠73外圆密封，下闸板的上平面支撑着60吨以上压裂管柱悬挂器凸圆的下平面，起到了既能密封又能承重的作用。

2、本发明节能合压压裂井口装置将压裂井口和带压作业设备一体化整合，设计成了带压压裂合压井口，操作方便、安全可靠、省时省力。对比“高压直管”带压压裂工艺，压裂施工无需使用歧管三通和炮弹闸门等高压部件，原本的在压裂井架顶部，利用歧管三通(只有一个注入头)接入压裂液，现在直接从本结构中的压裂注入头的四个接口处接入压裂液，该技术将压裂井口高度从8.6m降至1.2m，安全风险大幅降低，施工周期缩短0.8天，单井节约成本2.6万元。

附图说明

下面结合附图对本发明作优选的说明：

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明压裂控制器结构示意图；

图3为图2的局部放大结构示意图；

图4为本发明压裂注入头结构示意图；

图中标记为:1、液动平板阀；2、压裂注入头；3、压裂控制器；4、油管悬挂器；5、半封壳体；6、上闸板；7、下闸板；8、卡瓦；9、平面密封；10、顶封；11、密封块；12、通槽；13、油缸；14、活塞；15、缸盖；16、锁紧丝杆；17、丝杆护套；18、半封右侧门；19、v形密封圈；20、通孔；21、硬质合金内防喷管。

具体实施方式

如图1-4所示，为本发明的一种节能合压压裂井口装置，包括依次连接的液动平板阀1、压裂注入头2以及压裂控制器3，压裂控制器3包括对称设置的双闸板组件，双闸板组件之间形成一供油管悬挂器4穿过的通道，双闸板组件包括半封壳体5，半封壳体5内设有上闸板6以及设置在上闸板6下方的下闸板7，上闸板6的端部设置有卡瓦8和设置在卡瓦8下方的第一密封件，所述下闸板上设有第二密封件，上闸板6和下闸板7在油缸组件的推动下可与油管悬挂器4相抵。

第一密封件包括平面密封9和顶封10，平面密封9和顶封10嵌合在上闸板6中，第二密封件包括密封块11和顶封10，密封块11与顶封10嵌合在下闸板7中，并通过螺栓固定连接。

平面密封9的截面呈t形状，其一端部分与上闸板6和/或下闸板7连接，部分与密封块11连接，其另一端可与油管悬挂器4相抵。

顶封10的截面呈矩形状，其一端与上闸板6和/或下闸板7连接，其另一端与半封壳体5闸槽侧面过盈配合起密封作用。

卡瓦8上设有一截面为梯形的通槽12，螺栓穿过通槽12将卡瓦8和上闸板6固定连接，如果卡瓦8的中心与平面密封9的中心不在同一个中心线上，平面就不能密封，设置有一通槽12，可以调整卡瓦8的中心，这样既能卡住悬挂器，又能密封。

油缸组件包括油缸13，油缸13内设有活塞14，活塞14的一端嵌入上闸板6和/下闸板7中形成连接，活塞14的另一端上设置有缸盖15，缸盖15内设有锁紧丝杆16，锁紧丝杆16上设有丝杆护套17。

半封壳体5与油缸13之间设有半封侧门18，半封侧门18与活塞14之间设有v形密封圈19。

上闸板6上设置有3°-5°的圆锥面，方便投球时球自动滚入悬挂器至井下。

压裂注入头2的圆锥面上设有四个均等压力的通孔20，压裂液注入时可以产生涡流，为防止涡流防止冲蚀注入头主通道，所以在压裂注入头2内孔的下部嵌入有与圆锥面上通孔20相通的硬质合金内防喷管21，硬质合金内防喷管21的底部与半封壳体5相抵，起到耐磨耐冲蚀的作用。

本发明的工作原理:

压裂控制器(防喷器)，内部为双闸板结构，上闸板设计成既密封又锁定的连体闸板形式，上边为半封结构、下边为卡瓦结构。工作时关闭，上边的半封和下边的卡瓦同时抱住压裂油管悬挂器￠73外圆，半封结构起密封作用，下边卡瓦结构起锁定管柱的作用，压裂油管悬挂器凸圆的上平面正好与连体闸板的下面接触，起到防止管柱上顶和上窜的作用。下闸板应设计成既有半封又能承重60吨以上的悬挂压裂管柱的悬挂器结构形式的闸板。下闸板的前面与悬挂器下边￠73外圆密封，下闸板的上平面支撑着60吨以上压裂管柱悬挂器凸圆的下平面，起到了既能密封又能承重的作用。

本发明节能合压压裂井口装置将压裂井口和带压作业设备一体化整合，设计成了带压压裂合压井口，操作方便、安全可靠、省时省力。对比“高压直管”带压压裂工艺，压裂施工无需使用歧管三通和炮弹闸门等高压部件，原本的在压裂井架顶部，利用歧管三通(只有一个注入头)接入压裂液，现在直接从本结构中的压裂注入头的四个接口处接入压裂液，该技术将压裂井口高度从8.6m降至1.2m，安全风险大幅降低，施工周期缩短0.8天，单井节约成本2.6万元。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。