CN210033403U - 一种趾端阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种趾端阀，安装在固井套管上，包括上下两端与所述套管连通的阀体，所述阀体上设置有若干个环槽，位于上下两端的环槽上沿阀体径向开设有通孔，在通孔中安装有破裂盘，破裂盘为中空结构，包括破裂盘主体及安装在破裂盘主体上的内破裂片及外破裂片，压裂液可破坏破裂盘从所述趾端阀内部释放，对趾端阀所处油层进行压裂操作。通过趾端阀内部的压裂液冲破安装在阀体上的破裂盘，使压裂液从固井套管中释放出来，对趾端所对应的压裂位置进行压裂作业，减少了单独设置射孔管柱以及投球打开欲压裂层滑套等工作量，降低了施工难度，提高了工作效率。

Description

一种趾端阀

技术领域

本实用新型属于油田油井压裂技术领域，涉及到一种压裂完井管柱中的配套工具，具体涉及一种趾端阀。

背景技术

压裂工艺是油井提高产能的主要手段，油井投产前一般都要进行压裂施工，通过压裂提高地层的导流能力，从而提高油井产量。

根据油井的地质特征选择不同的完井方式，目前有裸眼管外封分层压裂、固井滑套分层压裂、速钻塞分层压裂、套内分层压裂及套内混合压裂完井等。

在固井滑套或裸眼管外封分层压裂中，因为固井后套管下部形成高压死区，无法直接压裂下部层位，最常用的方式是单独走一趟射孔管柱，射孔后对下部层位进行压裂，压裂结束后，再投球打开上部欲压裂层滑套对上部层位进行压裂，因此施工较复杂，投入成本高。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种趾端阀，该趾端阀可将套管内的压裂液释放到压裂油层，降低了施工难度，节省了施工量及成本，有效提高了工作效率。

为实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种趾端阀，安装在固井套管上，包括上下两端与所述套管连通的阀体，所述阀体上设置有若干个环槽，位于上下两端的环槽上沿阀体径向开设有通孔，在通孔中安装有破裂盘，破裂盘为中空结构，包括破裂盘主体及安装在破裂盘主体上的内破裂片及外破裂片，压裂液可破坏破裂盘从所述趾端阀内部释放，对趾端阀所处油层进行压裂操作。

进一步，所述内破裂片的厚度大于所述外破裂片的厚度。

进一步，所述环槽周向开设在所述阀体的侧壁上。

进一步，所述环槽的个数不少于3个，开设有所述通孔的环槽之间至少设置有一个没有开设通孔的环槽。

进一步，开设有所述通孔的环槽上设置有至少两个的通孔，每个通孔上均安装有所述破裂盘。

进一步，所述破裂盘主体通过螺纹安装在所述通孔上。

进一步，所述破裂盘主体与所述通孔通过密封圈密封连接。

进一步，所述破裂盘主体沿所述阀体的径向设置有环状的内槽面及外槽面，所述内破裂片安装在内槽面的里侧，所述外破裂片安装在外槽面的外侧。

进一步，所述内破裂片焊接在所述内槽面的环状槽面上，所述外破裂片焊接在所述外槽面的环状槽面上。

本实用新型克服固井滑套或裸眼管外封分层压裂施工过程中，针对套管下部压裂时施工较复杂，投入成本高的问题，通过安装在固井套管上的趾端阀，将压裂管柱与所需压裂油层即趾端所对应的压裂位置连通构成压裂液的通道，节省了施工量，降低了成本，有效提高了生产效率。

通过趾端阀内部的压裂液冲破安装在阀体上的破裂盘，使压裂液从固井套管中释放出来，对趾端所对应的压裂位置进行压裂作业，减少了单独设置射孔管柱以及投球打开欲压裂层滑套等工作量，降低了施工难度，提高了工作效率。

设置在趾端阀上的中空破裂盘，既保护了外压裂片不会被外部压力由外向内挤压损坏，同时也降低了压裂液由内向外破坏内压裂片的突破压力，使进入到空腔内的压裂液更加容易的破坏外压裂片，提高压裂液由内向外流出的顺畅程度。

趾端阀上的破裂盘之间设置有多道没有设置通孔及破裂盘的环槽，多道环槽充满固井水泥产生胶结。该种设置将两个破裂盘之间的距离拉开，在顶端的破裂盘被趾端阀内压裂液突破之后，压裂液还需要冲破外部固井水泥才能到达趾端阀的底部，很难在短时间内使趾端阀内部与压裂油层达到压力平衡，底端破裂盘位置的内部压力依然与压裂油层保持较大压差，并不影响压裂液对底部破裂盘的突破，结构简单，操作方便。

附图说明

图1为本实用新型中趾端阀的结构示意图；

图2为本实用新型中破裂盘在阀体上的安装示意图。

图中，1阀体，1-1环槽，2破裂盘主体，2-1内槽面，2-2外槽面，2-3螺纹，2-4密封圈，3内破裂片，4外破裂片，5空腔。

具体实施方式

为清楚地说明本实用新型的设计思想，下面结合示例对本实用新型进行说明。

在本实施方式的描述中，术语“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为特定指示或暗示相对重要性。

实施例1

参见图1，本实施例的一种趾端阀，安装在固井套管上，包括上下两端与固井套管连通的阀体1，阀体1上设置有若干个环槽1-1，位于阀体1上下两端的环槽1-1上沿阀体1径向开设有通孔，在通孔中密封安装有破裂盘，中空结构的破裂盘包括破裂盘主体2及焊接安装在破裂盘主体2上的内破裂片3及外破裂片4，内、外破裂片与破裂盘主体2构成破裂盘的空腔5，压裂液可破坏破裂盘从趾端阀内部释放，对趾端阀所处油层进行压裂操作。

本实用新型中的趾端阀安装在固井套管上，在固井操作时随着固井套管一并深入到地下油层中，当达到预设的压裂油层后，首先进行固井作业，在固井作业完成后，使通入趾端阀内部的压裂液突破胶结的固井水泥，作用于趾端需要压裂的油层，将压裂管柱与所需压裂油层即趾端所对应的压裂位置通过趾端阀上的通孔连通，构成压裂液作用于压裂油层的输出通道。

本实施例中，压裂液由内向外的释放首先需要突破安装在阀体侧壁通孔上的破裂盘，破裂盘中空结构的空腔，形成了趾端阀与外部的压力缓冲，压裂液从内向外的突破首先需要破坏内破裂片，然后进入空腔后再突破外压裂片。空腔将内破裂片与外部胶结水泥隔离，使压裂液只需突破内破裂片的结构强度，即可进入空腔，大大降低了内破裂片的打开压力，在内破裂片被打开以后，压裂液作用于外破裂片的整个接触面上，使压裂液很轻易的即可将外破裂片突破打开，使压裂液直接作用于趾端位置，进行后续的压裂作业。

实施例2

参见图1-图2，安装在固井套管上的趾端阀，在阀体1上设置有3个环槽1-1，环槽1-1为设置在阀体1上的周向环绕的环状槽面，且位于阀体1上的不同高度位置。其中位于最高及最低的环槽上，沿阀体1径向开设有通孔，将阀体1的侧壁穿通，在通孔上安装有中空破裂盘，破裂盘包括破裂盘主体2及安装在破裂盘主体2两侧的内破裂片3、外破裂片4，破裂片与破裂盘主体2的内壁构成了中空破裂盘的空腔5，压裂液可破坏破裂盘从趾端阀内部释放，对趾端阀所处油层进行压裂操作。

位于中间位置的环槽1-1上并不设置通孔，将上下设有通孔的环槽1-1拉开间距。在完成固井之后，趾端阀外侧均被固井水泥密封包覆，环槽1-1中也充满水泥，并产生胶结。在压裂液具体的向外突破的过程中，压裂液首先通过固井套管进入趾端阀内，使阀体1内部充满压裂液，在上下两端的破裂盘位置压力相同，均为压裂液的压力。在压裂液完成对顶端环槽1-1中破裂片的破坏后，还需穿透外部胶结水泥，才能达到趾端阀外部底端的位置。在该穿透过程中，趾端阀底端环槽1-1中的破裂盘位置，依然保持着阀体1内外较大的压差，即阀体1内部压裂液的压力依然大于外部的压力，使阀体1底端压裂液通过存在的压差顺利突破底端破裂盘的束缚，将压裂液从阀体1内释放。将上下设有通孔的环槽拉开间距的设置方式，给予了压裂液在阀体外部由上向下突破胶结水泥到达下端环槽位置的较大的时间差，不会在上端环槽的破裂盘打开后，在短时间内形成阀体内外压裂液的压力平衡，使压裂液更加顺利的从阀体内部突破下端压裂盘的束缚。根据上述的设计构思，在顶底两端设置通孔及安装破裂盘的环槽之间，除了设置一个未开孔的环槽，还可设置两个或者三个，尽量拉开破裂盘的上下间距。

本实施例中，在开设有通孔的环槽1-1上，通孔及对应安装的破裂盘个数为两个，可以使压裂液更加快捷的向外释放，在保证上端破裂盘的内外破裂片破裂的同时其下端压裂液的压力能够将下端破裂盘上的内外破裂片压裂。除此还可在环槽1-1上均匀布设三个，增大压裂液的释放量，提高后续压裂操作的工作效率。破裂盘主体2通过螺纹2-3密封连接在环槽1-1的通孔上，提高破裂盘拆装的便捷性，方便维护。另外，螺纹2-3连接的形式保证了破裂盘在阀体1侧壁上安装的更加牢固，防止破裂盘在固井灌浆过程中从阀体1上的脱离。同时为了保证破裂盘与阀体1连接的密封效果，在破裂盘主体2与通孔之间安装有O型密封圈2-4，防止在固井时外部的水泥进入阀体1内部。

参见图2，破裂盘主体2沿阀体1的径向设置有环状的内槽面2-1及外槽面2-2，相对趾端阀的内外结构，内破裂片3焊接安装在内槽面2-1里侧的环状槽面上，外破裂片4焊接安装在外槽面2-2外侧的环状槽面上，且内破裂片3的厚度大于外破裂片4的厚度。这里需要阐述压裂液对破裂盘的破坏过程，在压裂液破坏内破裂片3时，由于内破裂片3对应的是空腔5，并不与外部的胶结水泥相接触，所需的打开压力只需要突破内破裂片3的机械强度，就能达到破裂盘上的空腔5；此时压裂液的高压全部作用在外破裂片4的整个面以及外破裂片4与外槽面2-2的焊接部位上，对外破裂片4的作用压力更大，且外破裂片4的厚度小于内破裂片3，在内破裂片3打开的前提下，外破裂片4的打开更加容易，使压裂液顺畅流出得到向外的释放，进行后续压裂作业。在进行固井灌浆操作时，由于外破裂片4受到外槽面2-2的限位阻挡，可以保证其不被水泥由外向内打开，起到良好的密封效果。

需要重点指出，本实用新型通过设置的中空破裂盘，使压裂液更加容易的从趾端阀内部突破流出，将套管内的压裂液释放到趾端阀所处的压裂油层，不再需要单独设置射孔管柱，降低了施工难度，大幅减少了施工量，提高安全性。

需要说明的有，1、内外破裂片除了采用不锈钢材质，还可采用复合材料陶瓷等；2、破裂盘主体除了采用螺纹连接安装在阀体上，还可通过卡接的形式与阀体固定为整体结构，而这些都是本领域技术人员在理解本实用新型思想的基础上基于其基本技能即可做出的，故在此不再一一例举。

最后，可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种趾端阀，安装在固井套管上，其特征在于，包括上下两端与所述套管连通的阀体，所述阀体上设置有若干个环槽，位于上下两端的环槽上沿阀体径向开设有通孔，在通孔中安装有破裂盘，破裂盘为中空结构，包括破裂盘主体及安装在破裂盘主体上的内破裂片及外破裂片，压裂液可破坏破裂盘从所述趾端阀内部释放，对趾端阀所处油层进行压裂操作。

2.如权利要求1所述的趾端阀，其特征在于，所述内破裂片的厚度大于所述外破裂片的厚度。

3.如权利要求1所述的趾端阀，其特征在于，所述环槽周向开设在所述阀体的侧壁上。

4.如权利要求1或3所述的趾端阀，其特征在于，所述环槽的个数不少于3个，开设有所述通孔的环槽之间至少设置有一个没有开设通孔的环槽。

5.如权利要求4所述的趾端阀，其特征在于，开设有所述通孔的环槽上设置有至少两个的通孔，每个通孔上均安装有所述破裂盘。

6.如权利要求1所述的趾端阀，其特征在于，所述破裂盘主体通过螺纹安装在所述通孔上。

7.如权利要求6所述的趾端阀，其特征在于，所述破裂盘主体与所述通孔通过密封圈密封连接。

8.如权利要求6所述的趾端阀，其特征在于，所述破裂盘主体沿所述阀体的径向设置有环状的内槽面及外槽面，所述内破裂片安装在内槽面的里侧，所述外破裂片安装在外槽面的外侧。

9.如权利要求8所述的趾端阀，其特征在于，所述内破裂片焊接在所述内槽面的环状槽面上，所述外破裂片焊接在所述外槽面的环状槽面上。

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