CN204140017U - 一种全通径压裂阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种全通径压裂阀，包括有空心滑套和C形环，滑套设置在外筒的内部；所述上接头内部设有缩径，缩径处放置投球；滑套前端部设有棘爪，棘爪与投球尺寸配合；滑套的后部设有环形槽，环形槽连接C形环，C形环的结构为具有向轴心内凸起的筒形，该凸起卡环形槽内；下接头内部具有台阶，C形环的筒形部分突出滑套外圆恰好卡在下接头的台阶上；在下接头旋紧推动棘爪进入上接头缩径中时，棘爪卡在棘爪内，使投球将空心的滑套封闭。本实用新型涉及的这种全通径压裂阀，采用投球打压方式，压裂时不需要操作管柱，操作简单；可在滑套打开侧孔时扩径通过投球，使投球移动至管柱底部，不影响管柱内的其它作业。

Description

一种全通径压裂阀

技术领域

本发明涉及一种全通径压裂阀，具体讲涉及一种通过投球打压操作实现管柱底部替液上部压裂、并实现管柱畅通的井下压裂阀。

背景技术

压裂是油气田勘探开发过程中能够有效改善油气井储层渗流状态的重要措施。随着石油勘探开发的进展，更多的油气井需要借助井下压裂工艺措施的实施来提高产量；对于很致密的地层，需要进行压裂措施才可以获得稳定的高产和稳产。在打完一口油气井后，通常会穿透多个油气层，甚至是巨厚储层（大于200米）。为了防止压裂过程发生砂卡，传统的压裂方式都是把油管鞋下到储层上部10—15米。而对于使用高密度压井液巨厚储层的井况，油管鞋到储层下部井筒的压井液在压裂施工时就会挤入储层，不但造成储层污染，而且会大大增加施工的泵压，给管柱和井口装置带来安全隐患，或者增加这些设备的投资成本。如果采用传统的压裂阀或者常闭阀可以实现下部替液上部压裂，但开阀的球会留在管柱内，使整个油气井生产期间不能进行绳缆作业，不能测试、获取井下资料（流量、温度、压力），使油气井生产期间的评价手段缺失。针对以上矛盾，带来的课题是如何实现一趟管柱既可以实现底部替液，又可以再上部注入压裂液，还可以实现管柱全通径，为油井生产期间进行测井留下通道。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种结构合理、实用高效的全通径压裂阀。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：一种全通径压裂阀，包括上接头、下接头和外筒，所述上接头上端有与上部下井管柱联接的螺纹，下端设有与外筒连接的螺纹，下接头连接外筒，所述压裂阀还包括有空心滑套和C形环，滑套设置在外筒的内部；所述上接头内部设有缩径，缩径处放置投球；滑套前端部设有棘爪，棘爪与投球尺寸配合；滑套的后部设有环形槽，环形槽连接C形环，C形环的结构为具有向轴心内凸起的筒形，该凸起卡环形槽内；下接头内部具有台阶，C形环的筒形部分突出滑套外圆恰好卡在下接头的台阶上；在下接头旋紧推动棘爪进入上接头缩径中时，棘爪卡在棘爪内，使投球将空心的滑套封闭。

进一步地，所述压裂阀还包括剪切销钉，滑套上开有剪切销钉安装孔，所述滑套通过剪切销钉固定在外筒及上接头内。所述剪切销钉数量可以调整，适应各个井况要求。

进一步地，所述滑套中间处设有45°方向的侧孔，该侧孔的位置与外筒的侧孔相对应。所述压裂液侧流通斜孔采用与轴向45o夹角通孔，可在压裂液注入时更加流畅。

进一步地，所述滑套和外筒上设计有导向销钉，使滑套打开时，保证滑套上侧孔和外筒上侧孔相对应，侧孔完全打开。

进一步地，所述滑套上端设计有棘爪，可在滑套打开侧孔时扩径通过投球，使投球移动至油气井底部，不影响管柱内的其它作业。

本实用新型涉及的这种全通径压裂阀，采用投球打压方式，压裂时不需要操作管柱，操作简单；可在滑套打开侧孔时扩径通过投球，使投球移动至管柱底部，不影响管柱内的其它作业；滑套的棘爪和C形环设计，除了可允许投球通过外并在滑套打开侧孔后防止滑套回移；压裂液侧流通斜孔采用与轴向45o夹角通孔，可在压裂液注入时更加流畅。

附图说明

图1为本实用新型全通径压裂阀结构图；

图2 为本实用新型全通径压裂阀打开后结构图；

1、上接头；2、剪切销钉；3、滑套；4、外筒；5、导向销；6、C形环；7、下接头；8、投球。

具体实施方式

如图1和图2所示，该全通径压裂阀包括上接头1、剪切销钉2、滑套3、外筒4、导向销5、C形环6、下接头7、和投球8。

上接头1上端有与上部下井管柱联接的螺纹，下端设有与外筒4连接的螺纹，下接头7连接外筒4，滑套3设置在外筒4的内部；所述上接头1内部的前端设有缩径，向前方向内部直径逐渐缩小，缩径处放置投球；滑套3前端部设有棘爪，棘爪与投球8尺寸配合；滑套3的后部设有环形槽，环形槽连接C形环6，C形环6的结构为具有向轴心内凸起的筒形，该凸起卡环形槽内；下接头内部具有台阶，C形环6的筒形部分突出滑套3外圆恰好卡在下接头的台阶上；在下接头7旋紧推动棘爪进入上接头1缩径中时，棘爪卡在棘爪内，使投球8将空心的滑套封闭。棘爪的结构为滑套的空心筒壁上连接多个爪，每个爪之间具有空隙，在爪的端部设有凸起部，在滑套所能进入缩径的极限端出，棘爪收紧形成一个圆环体，该圆环体曲面度与投球所接触部分的曲面度完全吻合，形成密封。

滑套3上开有剪切销钉2安装孔，所述滑套3通过剪切销钉2固定在外筒4及上接头1内。所述剪切销钉2数量可以调整，适应各个井况要求。

滑套3中间处设有45°方向的侧孔，该侧孔的位置与外筒的侧孔相对应。所述压裂液侧流通斜孔采用与轴向45o夹角通孔，可在压裂液注入时更加流畅。

滑套3和外筒4上设计有导向销钉，使滑套打开时，保证滑套上侧孔和外筒上侧孔相对应，侧孔完全打开。

滑套3上端设计有棘爪，可在滑套3打开侧孔时扩径通过投球，使投球8移动至油气井底部，不影响管柱内的其它作业。

将全通径压裂阀各部件清洗干净，将各零部件表面涂抹润滑脂，上下接头外圆表面不涂抹，并在相应的密封沟槽内安装密封件。将上接头1夹持在虎钳上，先将C形环6装入滑套3，将滑套3的棘爪端装入上接头，将外筒4套入滑套3并连接上接头1，将核实剪切值后的剪切销钉2装入剪切销钉孔，将导向销5安装入导向销孔，将下接头与外筒联接，并用管钳将上下接头上紧。

1、分层压裂前

所述全通径压裂阀一般安装在封隔器下部，并随封隔器及其他工具下到井下，全通径压裂阀一般位于要改造储层上部，封隔器坐封后，投球到全通径压裂阀滑套棘爪处，此时，所述剪切销钉位于剪切销钉安装孔内；所述滑套通过剪切销钉固定在外筒和上接头内；滑套上侧孔和外筒上侧孔由O型圈密封隔开，全通径压裂阀侧孔关闭。

2、分层压裂时

所述滑套在投球与压力作用下，剪断剪切销钉，投球与滑套均向下运动，滑套下移到位，使滑套上侧孔和外筒上侧孔重合、连通，同时棘爪张开，C形环移动到下接头和外筒连接处的扩径内，C形环张开。棘爪和C形环可以保证滑套在受向上的力时，滑套不会移动，保持侧孔畅通。在棘爪张开的同时，所投的球由于棘爪内径变大，从棘爪中通过，并下落至管柱底部。此时，压裂阀侧孔全开，并且棘爪张开锁定，所投的球在油气井最下部，实现整个管柱全通径。

所述全通径压裂阀随压裂管柱一起下井，并安装在储层顶部以上10—15米，管柱自下而上顺序：油管鞋→间隔油管→全通径压裂阀→封隔器→油管→油管挂。下管柱到设计深度，安装采油树进行替液诱喷，投球坐封封隔器，然后再投球打压打开滑套的侧孔进行压裂，压裂液从滑套侧孔流到储层完成压裂施工。

本实用新型所述的具体实施方式并不构成对本申请范围的限制，凡是在本实用新型构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够作出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种全通径压裂阀，包括上接头、下接头和外筒，所述上接头上端有与上部下井管柱联接的螺纹，下端设有与外筒连接的螺纹，下接头连接外筒，其特征在于，所述压裂阀还包括有空心滑套和C形环，滑套设置在外筒的内部；所述上接头内部设有缩径，缩径处放置投球；滑套前端部设有棘爪，棘爪与投球尺寸配合；滑套的后部设有环形槽，环形槽连接C形环，C形环的结构为具有向轴心内凸起的筒形，该凸起卡环形槽内；下接头内部具有台阶，C形环的筒形部分突出滑套外圆恰好卡在下接头的台阶上；在下接头旋紧推动棘爪进入上接头缩径中时，棘爪卡在棘爪内，使投球将空心的滑套封闭。

2.根据权利要求1所述的一种全通径压裂阀，其特征在于，所述压裂阀还包括剪切销钉，滑套上开有剪切销钉安装孔，所述滑套通过剪切销钉固定在外筒及上接头内。

3.根据权利要求1所述的一种全通径压裂阀，其特征在于，所述滑套中间处设有45°方向的侧孔，该侧孔的位置与外筒的侧孔相对应。

4.根据权利要求1所述的一种全通径压裂阀，其特征在于，所述滑套和外筒上设计有导向销钉，使滑套打开时，保证滑套上侧孔和外筒上侧孔相对应，侧孔完全打开。