CN105937384A - 一种自反弹球座 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自反弹球座，包括本体和设于本体内的多个固定螺钉，所述本体内上部为上大下小的漏斗，该漏斗的下表面中心设有贯穿本体底部的流体通道，所述漏斗下表面的实体环形部分关于中心对称设有与固定螺钉数量相同的多个固定螺钉孔，所述固定螺钉通过固定螺钉孔与本体连接，所述固定螺钉的顶端高于压裂球与漏斗相接触的密封线至少10 mm。本发明提供的这种自反弹球座，设置有锁紧和反弹装置，能够保证自反弹球座的可靠性，实现压裂球与球座的自动脱离，消除了球座卡球风险；固定螺钉可采用可降解材料，可在井下特定条件下实现自动降解，减少工具在井内的留存。
Description
技术领域
本发明属于油、气田储层多层段改造技术领域，具体涉及一种自反弹球座。
背景技术
投球式多层多段压裂工具多采用“球座+压裂球”密封结构，球面和球座面形成线密封，达到压裂工具中心通道的密封，具有结构简单，成本较低，承压可靠等优点。
但通常由于压裂时压裂球在球座上承受较高压力，承高压时接触部位产生轻微挤压变形，造成球座卡球，压后单纯依靠前一段储层压力不能将压裂球从球座推开，使球座内通道堵塞。如采用可溶解球，溶解条件通常较为严格，且溶解时间较长，影响排液效果。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的上述缺陷，提供一种自反弹球座，能在压裂过程中实现工具内通道封堵，且密封可靠，压裂完成后压裂球9能够自动、快速脱离球座。
为此，本发明提供了一种自反弹球座，包括本体和设于本体内的多个固定螺钉，所述本体内上部为上大下小的漏斗，该漏斗的下表面中心设有贯穿本体底部的流体通道，所述漏斗下表面的实体环形部分关于中心对称设有与固定螺钉数量相同的多个固定螺钉孔，所述固定螺钉通过固定螺钉孔与本体连接，所述固定螺钉的顶端高于压裂球与漏斗相接触的密封线至少10 mm；
所述固定螺钉包括橡胶塞、固定螺钉外筒4、固定螺钉内筒6和反弹装置，所述固定螺钉外筒设有中心通孔，上部设有定位轴肩，所述固定螺钉外筒中心通孔上部塞有橡胶塞，下部通过固定螺钉销子5连有固定螺钉内筒，所述反弹装置通过定位轴肩定位在固定螺钉外筒上。
所述固定螺钉的顶端高于压裂球与漏斗相接触的密封线10-20 mm。
所述反弹装置为弹簧，所述弹簧过盈套接在固定螺钉外筒上。
所述弹簧过盈套接在固定螺钉外筒上的过盈量至少10 mm。
所述弹簧是材质采用60Si2Mn的高强度弹簧。
所述漏斗下表面的实体环形部分关于中心对称设有4个固定螺钉孔。
所述固定螺钉采用可降解材料。
所述可降解材料由重量百分数85%的铝、5%的镓-铝合金、5%的Bi 和5%的Cr 组成。
本发明的有益效果是：
第一、本发明提供的这种自反弹球座，设置有锁紧和反弹装置，能够保证自反弹球座的可靠性，实现压裂球与球座的自动脱离，消除了球座卡球风险；
第二、固定螺钉可采用可降解材料，可在井下特定条件下实现自动降解，减少工具在井内的留存。
下面将结合附图做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明的结构剖面示意图；
图2是图1中B处局部放大图；
图3是图1中A-A处的剖面图。
图中：1、密封线；2、固定螺钉孔；3、橡胶塞；4、固定螺钉外筒；5、固定螺钉销子；6、固定螺钉内筒；7、弹簧；8、流体通道；9、压裂球；10、漏斗。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提供了一种自反弹球座，包括本体和设于本体内的多个固定螺钉，所述本体内上部为上大下小的漏斗10，该漏斗10的下表面中心设有贯穿本体底部的流体通道8，所述漏斗10下表面的实体环形部分关于中心对称设有与固定螺钉数量相同的多个固定螺钉孔2，所述固定螺钉通过固定螺钉孔2与本体连接，所述固定螺钉的顶端高于压裂球9与漏斗10相接触的密封线1至少10 mm；
所述固定螺钉包括橡胶塞3、固定螺钉外筒4、固定螺钉内筒6和反弹装置，所述固定螺钉外筒4设有中心通孔，上部设有定位轴肩，所述固定螺钉外筒4中心通孔上部塞有橡胶塞3，下部通过固定螺钉销子5连有固定螺钉内筒6，所述反弹装置通过定位轴肩定位在固定螺钉外筒4上。
本实施例自反弹球座安装过程：
固定螺钉外筒4与固定螺钉内筒6通过φ5mm的固定销钉销子连接，橡胶塞3安装于固定螺钉外筒4中心孔，将反弹装置通过定位轴肩定位在固定螺钉外筒4上，将组装好的固定螺钉插入漏斗10下表面的实体环形部分的一处固定螺钉孔2，通过旋转将固定螺钉下端螺纹旋进固定螺钉孔2与本体连接，安装好后固定螺钉的顶端高于压裂球9与漏斗10相接触的密封线1至少10 mm。
工作原理及过程：
向自反弹球座内投入压裂球9，压裂球9进入球座后，由于固定螺钉的顶端高于压裂球9与漏斗10相接触的密封线1至少10 mm，因此压裂球9首先与固定螺钉上端接触，在压裂球9的压力作用下，迫使固定螺孔外筒有下移趋势与固定螺孔内筒发生相对运动，从而压断固定螺钉销子5，固定螺钉外筒4沿固定螺钉内筒6下移，同时压缩反弹装置；压裂球9继续下移，到达与球座密封线1，完成工具内流体通道8的密封。
压裂结束后，反弹装置弹力大于压裂球9上部压力，固定螺孔外筒及反弹装置释放，反弹装置推动固定螺钉上移，进而推动密封球解卡上移，弹开压裂球9，工具内流体通道8打开，工具上、下井段连通。其中，固定螺钉内的橡胶塞3可以防止在压裂施工中出现沉砂，堵塞固定螺钉外筒4无法向下移动，影响压裂球9与球座脱离。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种如图1、2所示的自反弹球座，所述反弹装置为弹簧7，所述弹簧7过盈套接在固定螺钉外筒4上，过盈量至少10 mm。
安装过程：固定螺钉外筒4与固定螺钉内筒6通过φ5mm的固定销钉销子连接，橡胶塞3安装于固定螺钉外筒4中心孔，将弹簧7从固定螺钉内筒6一端装入贴至固定螺钉外筒4下端，将组装好的固定螺钉插入漏斗10下表面的实体环形部分的一处固定螺钉孔2，通过旋转将固定螺钉下端螺纹旋进固定螺钉孔2与本体连接，弹簧7串在固定螺钉外筒4上，安装好后弹簧7应具有至少10mm的压缩量，固定螺钉的顶端高于压裂球9与漏斗10相接触的密封线1为10-20 mm。
本实施例中弹簧7是弹簧7，材质采用60Si2Mn。
工作过程：
压裂球9进入球座后，首先与固定螺钉接触，压断固定螺钉销子5，固定螺钉外筒4沿固定螺钉内筒6下移，同时压缩压缩弹簧7收缩。压裂球9继续下移，到达与球座密封线1，完成工具内流体通道8密封。压裂结束后，弹簧7弹力大于压裂球9上部压力，弹开压裂球9，工具内流体通道8打开，工具上、下井段连通。
实施例3：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种自反弹球座，所述固定螺钉采用可降解材料。在满足强度的条件下，保证可降解的要求，在井下特定条件下实现自动降解，减少工具在井内的留存。
所述可降解材料由重量百分数85%的铝、5%的镓-铝合金、5%的Bi 和5%的Cr 组成。具有承压能力高，可靠完成工具内通道封堵，且密封可靠，在70℃的水中，15 天内完全溶解。
本实施例中漏斗10下表面的实体环形部分关于中心对称设有4个固定螺钉孔2，如图3所示，使受力均均匀的同时保证压裂球9自动、快速脱离球座，可用于储层多层多段改造，满足快速排液的需求。
综上所述，本发明提供的自反弹球座设计有锁紧和反弹机构，能够保证自反弹球座的可靠性，主要部件固定螺钉采用了可降解材料，当达到一定井筒条件时，可随时间降解，减少工具在井内的留存。该自反弹球座具有承压能力高、可靠完成工具内通道封堵，具有密封可靠，压后压裂球9自动、快速脱离球座的特点，可用于储层多层多段改造，满足快速排液的需求。
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。
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。
Claims (8)
1.一种自反弹球座，其特征在于：包括本体和设于本体内的多个固定螺钉，所述本体内上部为上大下小的漏斗（10），该漏斗（10）的下表面中心设有贯穿本体底部的流体通道（8），所述漏斗（10）下表面的实体环形部分关于中心对称设有与固定螺钉数量相同的多个固定螺钉孔（2），所述固定螺钉通过固定螺钉孔（2）与本体连接，所述固定螺钉的顶端高于压裂球（9）与漏斗（10）相接触的密封线（1）至少10 mm；
所述固定螺钉包括橡胶塞（3）、固定螺钉外筒（4）、固定螺钉内筒（6）和反弹装置，所述固定螺钉外筒（4）设有中心通孔，上部设有定位轴肩，所述固定螺钉外筒（4）中心通孔上部塞有橡胶塞（3），下部通过固定螺钉销子（5）连有固定螺钉内筒（6），所述反弹装置通过定位轴肩定位在固定螺钉外筒（4）上。
2.根据权利要求1所述的一种自反弹球座，其特征在于：所述固定螺钉的顶端高于压裂球（9）与漏斗（10）相接触的密封线（1）10-20 mm。
3.根据权利要求1所述的一种自反弹球座，其特征在于：所述反弹装置为弹簧（7），所述弹簧（7）过盈套接在固定螺钉外筒（4）上。
4.根据权利要求3所述的一种自反弹球座，其特征在于：所述弹簧（7过盈套接在固定螺钉外筒（4）上的过盈量至少10 mm。
5.根据权利要求3所述的一种自反弹球座，其特征在于：所述弹簧（7是材质采用60Si2Mn的高强度弹簧。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种自反弹球座，其特征在于：所述漏斗（10）下表面的实体环形部分关于中心对称设有4个固定螺钉孔（2）。
7.根据权利要求1-5任一项所述的一种自反弹球座，其特征在于：所述固定螺钉采用可降解材料。
8.根据权利要求7任一项所述的一种自反弹球座，其特征在于：所述可降解材料由重量百分数85%的铝、5%的镓-铝合金、5%的Bi 和5%的Cr 组成。
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