CN104975835A - 一种弹性压裂球座 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了弹性压裂球座，包括工作筒，工作筒的内壁上设有台阶面，所述工作筒内设有与工作筒同轴的弹性环，弹性环内设有与弹性环同轴的球座分片组，弹性环与球座分片组之间通过沉头螺钉固定连接，弹性环与球座分片组组成一个沿轴向开设有缺口的圆筒体。本发明提供的弹性压裂球座，在弹性环的外壁受约束的条件下可以卷曲，外壁约束解除后可以依靠弹性回弹形成球座，结构简单，由于弹性压裂球座可以卷曲，使得其可以通过较小内径通道，进而实现反复多次投送，另外，与传统的压裂复合桥塞相比，本发明提供的弹性压裂球座没有卡瓦和胶筒，依靠台阶配合实现轴向锚定，依靠金属密封实现层段间封隔。

Description

一种弹性压裂球座
技术领域
本发明属于油田采气技术领域，具体涉及一种弹性压裂球座，适用于油气井无限级逐段压裂改造。
背景技术
目前依靠投球方式实现无限级压裂的工具主要有无限级压裂滑套、投球式复合桥塞。滑套球座的形成主要是靠液压逐级形成，实践表明，在井下此类工具可靠性较低，经常存在球座无法形成的现象。而投球式复合桥塞由于其内通径较小，油气井生产后期修井作业时不能通过管柱，需要钻磨施工，作业周期长、成本高。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中工具机械结构复杂、可靠性低以及作业周期长、施工复杂等问题。
为此，本发明提供了一种弹性压裂球座，包括工作筒，工作筒的内壁上设有台阶面，台阶面上端的工作筒的内壁直径大于台阶面下端的工作筒的内壁直径；
所述工作筒内设有与工作筒同轴的弹性环，弹性环内设有与弹性环同轴的球座分片组，弹性环与球座分片组之间通过沉头螺钉固定连接，弹性环与球座分片组组成一个沿轴向开设有缺口的圆筒体。
所述弹性环的形状为C型环，球座分片组的形状与弹性环的形状一致，且球座分片组是由多个球座分片沿弹性环的内壁围绕组成，弹性环的内径与球座分片组的外径一致。
所述弹性环的外壁上开设有与内壁连通的用于放置沉头螺钉的第一通孔，第一通孔的中心轴线垂直于弹性环的中心轴线，且第一通孔沿弹性环的周向均匀设置；
球座分片组的外壁上开设有与第一通孔对应的用于放置沉头螺钉的第二通孔，且第二通孔的中心轴线与第一通孔的中心轴线重合。
所述球座分片的横截面为扇形，纵截面为矩形，且球座分片的轴向长度与弹性环的轴向长度一致。
所述每个球座分片上至少有一个第二通孔，且第二通孔位于球座分片的中心位置处。
本发明的有益效果：本发明提供的这种弹性压裂球座，在弹性环的外壁受约束的条件下可以卷曲，外壁约束解除后可以依靠弹性回弹形成球座，结构简单，同时，由于弹性压裂球座可以卷曲，使得其可以通过较小内径通道，进而实现反复多次投送，另外，与传统的压裂复合桥塞相比，本发明提供的弹性压裂球座没有卡瓦和胶筒，依靠台阶配合实现轴向锚定，依靠金属密封实现层段间封隔。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是弹性压裂球座的结构示意图。
图2是图1中B处的局部放大示意图。
图3是组成弹性压裂球座的弹性环、球座分片的组合示意图。
图4是图3中沿A-A方向的剖面示意图。
图5是弹性环的左视图。
图6是弹性压裂球座卷曲后的示意图。
附图标记说明：1、弹性环；2、沉头螺钉；3、球座分片；4、工作筒；401、台阶面；5、球座分片组；6、第一通孔；7、第二通孔。
具体实施方式
以下将结合附图进一步对本发明提供的弹性压裂球座作详细的说明。
实施例1：
 如图1和图2所示，本发明提供了一种弹性压裂球座，一种弹性压裂球座，包括工作筒4，工作筒4的内壁上设有台阶面401，台阶面401上端的工作筒4的内壁直径大于台阶面401下端的工作筒4的内壁直径；
所述工作筒4内设有与工作筒4同轴的弹性环1，弹性环1内设有与弹性环1同轴的球座分片组5，弹性环1与球座分片组5之间通过沉头螺钉2固定连接，弹性环1与球座分片组5组成一个沿轴向开设有缺口的圆筒体。
 具体的，如图4、图5所示，弹性环1和球座分片组5组成一个C型薄壁圆筒，壁厚1.5mm，长80mm，自由外径是120mm，弹性环1的外壁在受到外力挤压时，可以向内卷曲，如图6所示，由于球座分片组5与弹性环1是固定连接，因此，弹性环1在卷曲时，球座分片组5与处于卷曲状态，卷曲后，弹性环1与球座分片组5组成的圆筒体的直径变小，使得整个圆筒体可以通过较小的内径通道，即可以从台阶面401上端进入台阶面401下端，从而实现反复多次投送，台阶面401用于支撑固定球座分片组5的下端。
 台阶面401以上工作筒4的直径是120mm，台阶面401以下工作筒4的直径是108mm。
 工作筒4是一个上端有5.5in套管母螺纹、下端有5.5in套管公螺纹的圆筒体，套管连接若干个工作筒4下井，工作筒4的具体个数取决于压裂段数，电缆射孔工具的下端连接坐封工具和弹性压裂球座，水力泵送到位后，启动坐封工具，将弹性环1和球座分片组5推送到套管内，此时弹性环1和球座分片组5依靠弹性回弹。
控制射孔工具串进行拖动多簇射孔后，起出电缆射孔工具和坐封工具。
地面投可溶球，水力泵送可溶球到弹性压裂球座上部，由于节流作用可溶球会推动弹性压裂球座继续向前移动直至工作筒4的台阶面401处停止，此时可溶球、工作筒4、弹性压裂球座三者之间形成金属密封。
套管泵注逐级压裂，压后排液，可溶球逐步分解，生产时井筒保持108mm大通径。
实施例2：
 在实施例1的基础上，如图4、图5、图6所示，所述弹性环1的形状为C型环，球座分片组5的形状与弹性环1的形状一致，且球座分片组5是由多个球座分片3沿弹性环1的内壁围绕组成，弹性环1的内径与球座分片组5的外径一致。且弹性环1与球座分片组5的形状为可同时收缩和扩张的C型环。在弹性环1的外壁受约束的条件下弹性环1与球座分片组5可以卷曲，外壁约束解除后可以依靠弹性回弹形成球座，结构简单，同时，由于弹性压裂球座可以卷曲，使得其可以通过较小内径通道，进而实现反复多次投送。
实施例3：
在实施例1的基础上，如图3所示，所述弹性环1的外壁上开设有与内壁连通的用于放置沉头螺钉2的第一通孔6，第一通孔6的中心轴线垂直于弹性环1的中心轴线，且第一通孔6沿弹性环1的周向均匀设置；球座分片组5的外壁上开设有与第一通孔6对应的用于放置沉头螺钉2的第二通孔7，且第二通孔7的中心轴线与第一通孔6的中心轴线重合。
 沉头螺钉2穿过第一通孔6和第二通孔7，将弹性环1与球座分片3连接，以达到弹性环1与球座分片3同收缩和扩张的目的，进而实现反复多次投送。
需要特别说明的是，第一通孔6呈喇叭形，以使沉头螺钉2可以顺利穿过，且相邻两个第一通孔6的距离一定，以保证弹性环1在受力时可以均匀受力。
 实施例4：
 在实施例1或者实施例2的基础上，如图3所示，所述球座分片3的横截面为扇形，纵截面为矩形，且球座分片3的轴向长度与弹性环1的轴向长度一致。
 需要特别说明的是，球座分片3是一个圆弧形长条状部件，球座分片3的径向厚度是4.5mm，外圆弧半径是58.5mm，外圆弧长36.74mm，内圆弧长33.9mm，球座分片3上端内弧长一侧是一个25°的倒角斜面，该倒角斜面用于和压裂球的球面配合密封。
 实施例5：
 在实施例2的基础上，所述每个球座分片3上至少有一个第二通孔7，且第二通孔7位于球座分片3的中心位置处。
 作为优选，球座分片3沿其中轴线至上而下分布两个第二通孔7，相应的，第一通孔6沿弹性环1的轴向至上而下也设置有两个，且第一通孔6呈喇叭形，即弹性环1或者球座分片组5上有两圈第一通孔6或者第二通孔7，每圈第一通孔6或者第二通孔7有6~10个，本发明所示图中为10个。
 本发明提供的这种弹性压裂球座，在弹性环的外壁受约束的条件下可以卷曲，外壁约束解除后可以依靠弹性回弹形成球座，结构简单，同时，由于弹性压裂球座可以卷曲，使得其可以通过较小内径通道，进而实现反复多次投送，另外，与传统的压裂复合桥塞相比，本发明提供的弹性压裂球座没有卡瓦和胶筒，依靠台阶配合实现轴向锚定，依靠金属密封实现层段间封隔。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (5)

1.一种弹性压裂球座，包括工作筒（4），其特征在于：工作筒（4）的内壁上设有台阶面（401），台阶面（401）上端的工作筒（4）的内壁直径大于台阶面（401）下端的工作筒（4）的内壁直径；
所述工作筒（4）内设有与工作筒（4）同轴的弹性环（1），弹性环（1）内设有与弹性环（1）同轴的球座分片组（5），弹性环（1）与球座分片组（5）之间通过沉头螺钉（2）固定连接，弹性环（1）与球座分片组（5）组成一个沿轴向开设有缺口的圆筒体。
2.如权利要求1所述的一种弹性压裂球座，其特征在于：所述弹性环（1）的形状为C型环，球座分片组（5）的形状与弹性环（1）的形状一致，且球座分片组（5）是由多个球座分片（3）沿弹性环（1）的内壁围绕组成，弹性环（1）的内径与球座分片组（5）的外径一致。
3.如权利要求1所述的一种弹性压裂球座，其特征在于：所述弹性环（1）的外壁上开设有与内壁连通的用于放置沉头螺钉（2）的第一通孔（6），第一通孔（6）的中心轴线垂直于弹性环（1）的中心轴线，且第一通孔（6）沿弹性环（1）的周向均匀设置；
球座分片组（5）的外壁上开设有与第一通孔（6）对应的用于放置沉头螺钉（2）的第二通孔（7），且第二通孔（7）的中心轴线与第一通孔（6）的中心轴线重合。
4.如权利要求1或2所述的一种弹性压裂球座，其特征在于：所述球座分片（3）的横截面为扇形，纵截面为矩形，且球座分片（3）的轴向长度与弹性环（1）的轴向长度一致。
5.如权利要求2所述的一种弹性压裂球座，其特征在于：所述每个球座分片（3）上至少有一个第二通孔（7），且第二通孔（7）位于球座分片（3）的中心位置处。
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