[發(fā)明專利]一種可變徑壓裂閥

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110314426.0
• 申請日: 2011-10-17
• 公開（公告）號: CN102337862A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張麗娟;付鋼旦;桂捷;王治國;趙粉霞;張文星;馮長青
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B34/10
• 分類號: E21B34/10;E21B43/26
• 代理公司: 北京市中實友知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11013
• 代理人: 李玉明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及油氣田壓裂改造施工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種壓裂閥，是一種適用于油氣田多層段壓裂改造的可變徑壓裂閥。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)油田套管井多層壓裂改造主要采用電纜射孔、機(jī)械封隔器分層壓裂和水力噴砂射孔分層壓裂技術(shù)，均采用投由小到大不同尺寸的密封球來完成各層滑套(噴器)的開啟和已改造層的隔離，但由于受井口、井筒、施工管柱、工具設(shè)計尺寸等的限制，即使通過工藝、工具的不斷優(yōu)化和完善，也僅能完成有限層數(shù)的分層壓裂改造。

隨著油氣田的發(fā)展，以上技術(shù)不能滿足更多層數(shù)的改造需要。因此，為了提高壓裂段數(shù)，開發(fā)出了一種不限級數(shù)的壓裂閥，能夠?qū)崿F(xiàn)不限級數(shù)分層壓裂改造，具有較好的發(fā)展前景。與套管一起下入壓裂閥，壓裂時，首先射孔第一層并壓裂，為第一級壓裂閥打開提供液體通道。然后投入密封球，打開第一級壓裂閥并封堵已施工層，同時，施工壓力通過導(dǎo)壓管線使上一級變徑球座縮徑，形成球座，壓裂第二層；依次完成多層改造。中國專利申請?zhí)?01020187726提供了一種球座式壓裂滑套，涉及油井分段壓裂液轉(zhuǎn)換控制裝置技術(shù)領(lǐng)域。其包括上接頭、連接套管、滑套管、開口環(huán)、球座和下接頭。具有開啟作業(yè)壓力低，球座不落入井底，不會給后期施工作業(yè)造成影響的優(yōu)點。該技術(shù)缺陷是滑套尺寸受鋼球尺寸逐級增大的限制，只能實現(xiàn)有限級數(shù)的分層改造；壓裂滑套與油管一起下入井中，需要進(jìn)行射孔，再壓裂，施工程序多。中國專利申請?zhí)朲L200820123843.0提供了一種壓裂用高壓噴砂滑套，壓裂用高壓噴砂滑套固定在分層壓裂管柱中，通過投球打壓實現(xiàn)打開側(cè)翼通道，完成油套之間溝通。該結(jié)構(gòu)簡單、易拆卸和組裝。適用于油井機(jī)械找堵水、分(選)層壓裂、酸化等作業(yè)中。該技術(shù)缺陷同樣是滑套尺寸受鋼球尺寸逐級增大的限制，無法實現(xiàn)無限級數(shù)的分層改造，無法滿足目前油氣田的發(fā)展需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種可變徑壓裂閥，連接在管柱上，能實現(xiàn)不限級數(shù)的分層壓裂改造，滿足油氣田多段壓裂改造的需要。壓裂過程中可變徑壓裂閥處依次變徑形成球座，能多次投入相同直徑的密封球，打開壓裂閥依次完成多次壓裂，不受井徑的限制，能實現(xiàn)下入一趟管柱無限段壓裂施工。壓裂閥內(nèi)滑套尺寸不再受密封球逐級增大的限制，實現(xiàn)整個管柱等通徑。投入同一直徑的密封球，實現(xiàn)不限級數(shù)的分層壓裂改造。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：可變徑壓裂閥，包括上傳壓接頭、上傳壓通道、上接頭、出液孔、外滑套、內(nèi)滑套、進(jìn)液孔、剪切銷釘、導(dǎo)向套、鎖環(huán)、缸套、上連接筒、變徑球座、支撐座、壓裂通道、下連接筒、下傳壓通道、下傳壓體、下傳壓接頭和下接頭；其特征在于：上接頭的上端中心孔有內(nèi)螺紋，能連接在壓裂套管柱上。上接頭上端壁上有一個軸向的上傳壓通道，上傳壓通道的上端與上傳壓接頭的中心孔連通；上傳壓通道的下端與上接頭的中心孔連通。上傳壓接頭下端有外螺紋，上傳壓接頭螺紋固定上傳壓通道頂部，上傳壓接頭上端有內(nèi)螺紋，能連接導(dǎo)壓管線；上接頭外壁上均布有三個軸向長槽形的壓裂通道，上接頭內(nèi)有外滑套，外滑套內(nèi)套有內(nèi)滑套，外滑套和內(nèi)滑套為圓筒形，外滑套與內(nèi)滑套之間有環(huán)空腔，外滑套與內(nèi)滑套焊接成一體，在外滑套壁上有一個徑向出液孔，在出液孔上下兩側(cè)并在外滑套外壁上有“O”型密封圈。出液孔內(nèi)端與內(nèi)外滑套之間的環(huán)形腔連通，出液孔外端與上傳壓通道下端開口向?qū)Γ⑴c之連通；外滑套與內(nèi)滑套能沿著上接頭內(nèi)壁滑動，外滑套和內(nèi)滑套堵封壓裂通道。外滑套和內(nèi)滑套向下滑動能打開壓裂通道，溝通地層，可以進(jìn)行壓裂施工。外滑套和內(nèi)滑套向下滑動的同時，打開了上傳壓通道，高壓液體由上傳壓通道，通過導(dǎo)壓管線傳至上一級可變徑壓裂閥，為上一級可變徑壓裂閥壓裂施工作準(zhǔn)備。

上接頭的下端有外螺紋，在上接頭的下端連接有一個圓筒形的缸套；在缸套內(nèi)套有一個上連接筒，上連接筒與缸套之間有環(huán)空腔；上連接筒上端有內(nèi)螺紋，外滑套下端有外螺紋，外滑套下端與上連接筒上端螺紋連接。在上連接筒內(nèi)套有導(dǎo)向套，導(dǎo)向套的外壁為階梯形，導(dǎo)向套上部小直徑端套在外滑套的內(nèi)壁上，導(dǎo)向套與外滑套之間有“O”型密封圈；導(dǎo)向套的圓環(huán)形臺階面是活塞的上端面；在上連接筒壁上有徑向的進(jìn)液孔，進(jìn)液孔的位于活塞上端面；上連接筒與導(dǎo)向套之間通過剪切銷釘連接在一起，在剪切銷釘?shù)南虏坎⒃趯?dǎo)向套和上連接筒之間有“O”型密封圈；下一級傳上來的高壓液體能通過上連接筒與缸套之間的環(huán)空腔傳至進(jìn)液孔并到達(dá)導(dǎo)向套的活塞上端面，當(dāng)壓力升至剪切銷釘?shù)募羟袕姸葧r，剪釘被剪斷，導(dǎo)向套沿著在上連接筒內(nèi)壁向下滑動。同時，導(dǎo)向套帶動鎖環(huán)沿著上連接筒內(nèi)壁上的牙型扣向下步進(jìn)。