油氣井固井防砂壓裂閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了油氣井固井防砂壓裂閥，屬于完井設備領域，包括外管組件，外管組件為中空柱體，外管組件內同軸設置有中心管，中心管的上端通過剪切銷釘與外管組件連接，剪切銷釘被剪斷狀態下，中心管與外管組件沿外管組件的軸向方向滑動連接；外管組件下端的外圈對稱設有爆破閥，爆破閥通過連通孔與外管組件的內部連通，外管組件的上端設有循環孔，循環孔的高度大于中心管的下極限位置，小于中心管的上極限位置。本實用新型不再依靠活動套上下截面積的不同或通過投球蹩壓來打開滑套，而是通過可調壓力的爆破片，控制壓裂閥打開壓力，打開壓力穩定，安全性高，可操作性強。
【專利說明】
油氣井固井防砂壓裂閥
技術領域
[0001]本實用新型屬于完井設備領域，涉及油氣田完井用的完井工具，尤其涉及油氣井固井防砂壓裂閥。
【背景技術】
[0002]目前，油氣井水平井分段壓裂技術上使用的壓裂閥大多是通過滑套內的活動套上下截面積不同，產生壓差，使活動套下行，從而打開滑套，打開壓力不穩定，或者采用投球蹩壓方式開啟壓裂閥，此類壓裂閥雖然結構簡單，操作方便，應用也比較廣泛，但不能滿足油氣井固井分段壓裂的要求，油氣井固井分段壓裂技術，壓裂之前需要進行固井作業，因此要求滑套需防水泥粘固，防止固井后期無法打開壓裂閥，同時還要避免在固井作業過程由于壓力波動，造成滑套提前打開，影響固井質量。
【實用新型內容】
[0003]有鑒于此，本實用新型旨在提出一種安全性更高的油氣井固井防砂壓裂閥。
[0004]為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的:油氣井固井防砂壓裂閥，包括外管組件，所述外管組件為中空柱體，所述外管組件內同軸設置有中心管，所述中心管的上端通過剪切銷釘與所述外管組件連接，剪切銷釘被剪斷狀態下，所述中心管與所述外管組件沿所述外管組件的軸向方向滑動連接；
[0005]所述外管組件下端的外圈對稱設有爆破閥，所述爆破閥通過連通孔與所述外管組件的內部連通；
[0006]所述外管組件的上端設有循環孔，所述循環孔的高度大于所述中心管的下極限位置，小于所述中心管的上極限位置。
[0007]進一步的，所述循環孔的外圈包覆有防砂襯套，所述防砂襯套的外側與所述外管組件的外側平齊。
[0008]進一步的，所述外管組件包括上接頭和下接頭，所述上接頭和所述下接頭通過螺紋連接并通過緊定螺釘固定。
[0009]進一步的，所述上接頭的下端與所述下接頭之間設有第三O型密封圈。
[0010]進一步的，所述下接頭的內側為凹凸面，所述中心管與所述下接頭的內側形成空氣密封腔和液壓密封腔，所述空氣密封腔設在所述液壓密封腔的下端，所述下接頭的內側設有卸壓槽，所述卸壓槽設在所述中心管的下方，所述空氣密封腔的上方和下方均設有第一O型密封圈，所述第一O型密封圈的下極限位置低于所述卸壓槽的上端面，所述液壓密封腔的上方設有第二O型密封圈，所述中心管上設有液壓孔，所述液壓孔設在所述第二O型密封圈的上方，所述液壓密封腔設在所述液壓孔的上下移動行程內。
[0011]進一步的，所述第一O型密封圈為兩組且兩組沿所述中心管的軸線方向平行設置。
[0012]進一步的，所述第二O型密封圈數量為兩個且兩個沿所述中心管的軸線方向平行設置。
[0013]進一步的，所述下接頭的下端設有絲堵，所述絲堵由下向上鎖緊且上端與所述液壓密封腔連通。
[0014]進一步的，所述中心管上下截面積一致。
[0015]與現有技術相比，本實用新型具有的優點和積極效果是:1、本實用新型通過可調壓力的爆破片，控制壓裂閥打開壓力，打開壓力穩定，安全性高，可操作性強；同時，中心管與外管組件之間通過一組剪切銷釘定位，防止滑套在入井過程中意外打開，安全性更高;2、循環孔的外圈包覆有防砂襯套，可防止固井水泥漿進入中心管與上接頭之間的間隙，避免粘固，保證中心管順利打開;3、設置空氣密封腔和卸壓槽，中心管下行到位時，空氣密封腔中的氣體在下接頭設置的卸壓槽處得到釋放，保證中心管不會復位，關閉壓裂閥;4、中心管上設有液壓孔，當中心管下行一定距離時，液體可通過中心管上的液壓孔進入液壓密封腔，增加液體進入液壓密封腔的通道面積，使中心管快速下行;5、中心管上下端截面積一樣，保證最大通徑，且在壓力未達到爆破閥破裂壓力之前，不會提前打開循環孔，進一步提升安全性。
【附圖說明】

[0016]構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0017]圖1是本實用新型油氣井固井防砂壓裂閥的結構示意圖。
[0018]附圖標記說明:
[0019]1-下接頭；101-卸壓槽;2-絲堵;3-爆破閥；4-第一O型密封圈；5_中心管;51_液壓孔;6-第二O型密封圈；7-第三O型密封圈；8-緊定螺釘;9-剪切銷釘；10-防砂襯套；11-上接頭;111 -循環孔;12-空氣密封腔;13-液壓密封腔;14-連通孔。
【具體實施方式】
[0020]需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0021]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0022]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0023]下面結合附圖對本實用新型的具體實施例做詳細說明。
[0024]如圖1所示，本實用新型為油氣井固井防砂壓裂閥，包括外管組件，外管組件為中空柱體，外管組件內同軸設置有中心管5，中心管5的上端通過剪切銷釘9與外管組件連接，剪切銷釘9被剪斷狀態下，中心管5與外管組件沿外管組件的軸向方向滑動連接；
[0025]外管組件下端的外圈對稱設有爆破閥3，爆破閥3通過連通孔14與外管組件的內部連通；
[0026]外管組件的上端設有循環孔111，循環孔111的高度大于中心管5的下極限位置，小于中心管5的上極限位置。
[0027]優選地，循環孔111的外圈包覆有防砂襯套10，防砂襯套10的外側與外管組件的外側平齊。
[0028]優選地，外管組件包括上接頭和下接頭I，上接頭和下接頭I通過螺紋連接并通過緊定螺釘8固定。
[0029]優選地，上接頭的下端與下接頭I之間設有第三O型密封圈7。
[0030]優選地，下接頭I的內側為凹凸面，中心管5與下接頭I的內側形成空氣密封腔12和液壓密封腔13，空氣密封腔12設在液壓密封腔13的下端，下接頭I的內側設有卸壓槽1I，卸壓槽101設在中心管5的下方，空氣密封腔12的上方和下方均設有第一 O型密封圈4，第一 O型密封圈4的下極限位置低于卸壓槽101的上端面，液壓密封腔13的上方設有第二 O型密封圈，中心管5上設有液壓孔51，液壓孔51設在第二 O型密封圈的上方，液壓密封腔13設在液壓孔的上下移動行程內。
[0031]優選地，第一 O型密封圈4為兩組且兩組沿中心管5的軸線方向平行設置。
[0032]優選地，第二O型密封圈數量為兩個且兩個沿中心管5的軸線方向平行設置。
[0033]優選地，下接頭I的下端設有絲堵2，絲堵2由下向上鎖緊且上端與液壓密封腔13連通，進一步提密封性。
[0034]優選地，中心管5上下截面積一致。
[0035]在實際的使用過程中，根據具體施工設計的需要，確定壓裂閥的入井位置和開啟壓力，固井完成后，需要開啟壓裂閥時，從井口進行憋壓，當壓力達到設定值時，爆破閥3被擊破，液體通過下接頭I的液壓通道進入液壓腔，推著滑套內管下行，當中心管5下行一定距離時，液體可通過中心管5上的液壓孔51進入液壓密封腔，增加液體進入液壓密封腔13的通道面積，使中心管5快速下行，其中中心管5上下端截面積一樣，保證最大通徑，且在壓力未達到爆破閥3破裂壓力之前，不會提前打開循環孔，進一步提升安全性，中心管5下行到位時，空氣密封腔12中的氣體在下接頭I設置的卸壓槽101處得到釋放，保證中心管5不會復位，此時循環孔111被完全打開，實現對該層位的分段壓裂。
[0036]以上對本實用新型的一個實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本實用新型的專利涵蓋范圍之內。
【主權項】
1.油氣井固井防砂壓裂閥，其特征在于:包括外管組件，所述外管組件為中空柱體，所述外管組件內同軸設置有中心管(5)，所述中心管(5)的上端通過剪切銷釘(9)與所述外管組件連接，剪切銷釘(9)被剪斷狀態下，所述中心管(5)與所述外管組件沿所述外管組件的軸向方向滑動連接； 所述外管組件下端的外圈對稱設有爆破閥(3)，所述爆破閥(3)通過連通孔(14)與所述外管組件的內部連通； 所述外管組件的上端設有循環孔(111)，所述循環孔(111)的高度大于所述中心管(5)的下極限位置，小于所述中心管(5)的上極限位置。2.根據權利要求1所述的油氣井固井防砂壓裂閥，其特征在于:所述循環孔(111)的外圈包覆有防砂襯套(10)，所述防砂襯套(10)的外側與所述外管組件的外側平齊。3.根據權利要求1或2任一項所述的油氣井固井防砂壓裂閥，其特征在于:所述外管組件包括上接頭和下接頭(I)，所述上接頭和所述下接頭(I)通過螺紋連接并通過緊定螺釘(8)固定。4.根據權利要求3所述的油氣井固井防砂壓裂閥，其特征在于:所述上接頭的下端與所述下接頭(I)之間設有第三O型密封圈(7)。5.根據權利要求3所述的油氣井固井防砂壓裂閥，其特征在于:所述下接頭(I)的內側為凹凸面，所述中心管(5)與所述下接頭(I)的內側形成空氣密封腔(12)和液壓密封腔(13)，所述空氣密封腔(12)設在所述液壓密封腔(13)的下端，所述下接頭(I)的內側設有卸壓槽(101)，所述卸壓槽(101)設在所述中心管(5)的下方，所述空氣密封腔(12)的上方和下方均設有第一O型密封圈(4)，所述第一O型密封圈(4)的下極限位置低于所述卸壓槽(101)的上端面，所述液壓密封腔(13)的上方設有第二O型密封圈，所述中心管(5)上設有液壓孔(51)，所述液壓孔(51)設在所述第二O型密封圈的上方，所述液壓密封腔(13)設在所述液壓孔的上下移動行程內。6.根據權利要求5所述的油氣井固井防砂壓裂閥，其特征在于:所述第一O型密封圈(4)為兩組且兩組沿所述中心管(5)的軸線方向平行設置。7.根據權利要求5所述的油氣井固井防砂壓裂閥，其特征在于:所述第二O型密封圈數量為兩個且兩個沿所述中心管(5)的軸線方向平行設置。8.根據權利要求5所述的油氣井固井防砂壓裂閥，其特征在于:所述下接頭(I)的下端設有絲堵(2)，所述絲堵(2)由下向上鎖緊且上端與所述液壓密封腔(13)連通。9.根據權利要求1、2、4?8任一項所述的油氣井固井防砂壓裂閥，其特征在于:所述中心管(5)上下截面積一致。
【文檔編號】E21B34/08GK205714100SQ201620401850
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月5日
【發明人】田曉勇, 蔣海濤, 蒲玲霞, 郭超, 董趙朋, 于懷彬
【申請人】中國石油集團渤海鉆探工程有限公司