CN202914037U - 应用于油气井分段压裂投球滑套的球座 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于油气井分段压裂投球滑套的球座，包括外套，及设置于外套上方的上接头，所述外套的内腔中设置有上活塞和下活塞，所述上活塞螺纹连接有球座，将其置于开有喷孔的外套腔体中。该球座采用铁基粉末冶金制备而成的多孔基体，内表面通过物理沉积喷涂硬质合金或陶瓷涂层，以提高球座内表面的耐冲蚀性能，多孔基体在生产油气流腐蚀作用下，可以内外同时氧化腐蚀垮塌，在短时间内形成满足工业油气流的生产通道，减少类似产品需要下入钻具钻铣球座保持通径的工序，降低了作业成本，缩短了作业时间，避免了国外水平井专用的投球开启滑套实施成本过高的不足。

Description

应用于油气井分段压裂投球滑套的球座

技术领域

本实用新型涉及水平井的井下工具制造技术领域，属于石油天然气（包括页岩气、煤层气）开采水平井完井的井下工具制作领域，具体是一种应用于油气井分段压裂投球滑套的球座。 

背景技术

水平井完井技术是提高单井产量和高效开发低渗油气田的先进技术，针对水平井分段压裂用投球滑套，公开号CN 102493784A，公开日为2012年6月13日的中国专利文献和2011年9月14日授权的专利号为CN 201972661 U专利文献，分别公布了一种可钻式投球滑套和一种投球开启自锁滑套，均在借鉴国外投球滑套结构的基础上，通过结构的变化达到减小作业风险，缩短压裂施工时间的目的。但是，其球座仍采用可钻式材料，压裂施工后下入钻具钻铣掉球座实现通径投产。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于水平井分段压裂投球滑套的球座，该球座采用铁基粉末冶金制备而成的多孔基体，内表面通过物理沉积喷涂硬质合金或陶瓷涂层，以提高球座内表面的耐冲蚀性能，多孔基体在生产油气流腐蚀作用下，可以内外同时氧化腐蚀垮塌，在短时间内形成满足工业油气流的生产通道，减少类似产品需要下入钻具钻铣球座保持通径的工序，降低了作业成本，缩短了作业时间。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

应用于油气井分段压裂投球滑套的球座，包括外套，及设置于外套上方的上接头，所述外套的内腔中设置有上活塞和下活塞，所述上活塞螺纹连接有球座，将其置于开有喷孔的外套腔体中。 

进一步的，所述球座中： 

所述球座为内腔上部设有锥角、下部为通径结构，其锥角锥度为15～60度，通径内径为91～25.4mm。 

所述球座包括球座基体和附着于该球座基体内壁的涂层，球座的外表面加工有与上活塞相匹配的螺纹。 

所述球座基体采用铁基粉末冶金材料。 

所述涂层为硬质合金或氧化锆陶瓷涂层，涂层厚度<1mm。 

本实用新型的改进之处是所述的球座基体材料采用密度约6.3g/cm³的多孔铁基粉末冶金，内表面喷涂硬质合金或陶瓷。球座基体采用多孔铁基粉末冶金是为了实现球座在工业油气流作用下实现内外同时腐蚀，内表面的喷涂是为了增加球座的耐冲蚀能力，杜绝因球座内表面被压裂液冲蚀破坏造成的压裂球密封失效事故。 

与现有技术相比，本实用新型的球座基体采用多孔粉末冶金材料，可实现在腐蚀环境中内外同时腐蚀垮塌，球座内表面采用喷涂涂层，大幅度提高球座内表面的耐冲蚀性能。经试验，该结构球座可以满足分段压裂施工的要求，并且能够在70MPa液体压力下，安全可靠地实现压裂球座封；能够在弱酸、碱等溶液条件下，20天腐蚀，体积垮塌60%左右。 

附图说明

图1是扶正锚定装置装配图。 

图2是球座结构示意图。 

图1中，1、上接头，2、上活塞，3、球座，4、喷孔，5、下活塞，6、外套。 

图2中，31、球座基体，32、涂层。 

具体实施方式

如图1所示，应用于油气井分段压裂投球滑套的球座，包括外套6，及设置于外套6上方的上接头1，其中，外套6的内腔中设置有上活塞2和下活塞5，上活塞2螺纹连接有球座3，将其置于开有喷孔4的外套6腔体中。 

如图2所示，球座基体31为内腔上部设有锥角、下部为通径结构，其锥角内表面锥度为15～60度，通径内径为91～25.4mm。球座3包括球座基体31和附着于该球座基体31内壁的涂层32，球座3的外表面加工有与上活塞2相匹配的螺纹。球座基体31选用现有的铁基粉末冶金材料，其中铁为88%，碳为3%，铜为9%，烧成密度6.3g/cm³。涂层32为喷涂碳化钨或氧化锆中的一种，采用激光喷涂工艺，涂层厚度<1mm。 

本实用新型的最佳实例如图2所示。球座基体31选用多孔粉末冶金，涂层32选用氧化锆陶瓷，涂层厚度1mm。球座3外径80mm，锥角30度，最小通径30mm。 

工作时，将球座3通过螺纹连接在上活塞2中，装入预开有喷孔4的外套6内，通过销钉固定上活塞和外套，再装入下活塞5以及自锁机构。投球前，上活塞密封外套；投球后，液压推动球座和上活塞，剪断销钉后运动露出喷孔4，当移动至预定位置时锚定。 

将该结构的球座装配模拟试验装置，使用高强度压裂球，70MPa密封试验，证明球座结构性能良好，密封效果良好，内孔无变形；在弱酸、碱流动溶液中模拟试验，20天球座腐蚀垮塌体积60%左右，平均通径达46mm。 

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。 

Claims (5)

1.应用于油气井分段压裂投球滑套的球座，包括外套（6），及设置于外套（6）上方的上接头（1），其特征在于：所述外套（6）的内腔中设置有上活塞（2）和下活塞（5），所述上活塞（2）螺纹连接有球座（3），将其置于开有喷孔（4）的外套（6）腔体中。 

2.根据权利要求1所述的应用于油气井分段压裂投球滑套的球座，其特征在于：所述球座（3）为内腔上部设有锥角、下部为通径结构，其锥角锥度为15～60度，通径内径为91～25.4mm。 

3.根据权利要求1所述的应用于油气井分段压裂投球滑套的球座，其特征在于：所述球座（3）包括球座基体（31）和附着于该球座基体（31）内壁的涂层（32），球座（3）的外表面设置有与上活塞（2）相匹配的螺纹。 

4.根据权利要求3所述的应用于油气井分段压裂投球滑套的球座，其特征在于：所述球座基体（31）采用铁基粉末冶金材料。 

5.根据权利要求3所述的应用于油气井分段压裂投球滑套的球座，其特征在于：所述涂层（32）为硬质合金或氧化锆陶瓷涂层，涂层厚度<1mm。 

Images