[發明專利]通過水泥外套管進行液力壓裂所使用的閥

有效

• 申請號: 201210317356.9
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102966330B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: M·T·索莫斯;S·L·杰克遜
• 申請（專利權）人: 蒂姆石油工具有限公司
• 主分類號: E21B34/08
• 分類號: E21B34/08
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 趙培訓

相關申請的交叉引用

本申請是2011年9月1日提交的、序列號為No.13/223,909的美國專利申請的部分繼續申請，該美國申請的全部公開內容以引用的方式結合于此。

技術領域

此處公開的實施方式涉及在對井下地層進行液力壓裂中所使用的裝置和方法。更具體地，此處公開的實施方式涉及在液力壓裂操作中所使用的井下閥。

背景技術

本文的這一部分介紹與背景技術有關的和/或從背景技術中得到的信息，該背景技術可提供用于在此描述的主題和/或下文聲稱的主題中的背景或者提供了與該主題相關的背景。此部分提供背景信息以利于更好地對本發明的各個方面進行理解。這是對“相關”技術的論述。這樣的技術是相關技術而決不是暗示該技術也是“現有”技術。該相關技術可以是現有技術也可以不是現有技術。本文在此部分中的論述應以這種角度進行閱讀，而不應將其作為對現有技術的承認。

由于在水泥灌注過程完成后，閥的開口會受水泥或其它碎屑的影響，因此上面公開的完井方法中所使用的閥的現有設計容易失效。通常所使用的滑動套筒或活塞的一部分暴露在上述水泥流中或暴露至在井筒和套管管柱之間流動的水泥。

發明內容

根據本發明的閥通過將滑動套筒隔離在外部殼體和內部心軸之間而克服了上面描述的難題。內部心軸中的可破裂盤在選定壓力下發生破裂。壓力隨后將作用在滑動套筒的一端并使滑動套筒移動到打開位置從而使得壓裂流體直接作用于水泥套管?；瑒犹淄舶ㄦi定環形螺母以防止所述滑動套筒滑回關閉位置。

在第一方面中，閥包括：具有開口的殼體；設置在殼體內的心軸，所述心軸具有開口；設置在所述心軸的通道中的能夠破裂的盤；設置在所述殼體和所述心軸之間的滑動套筒；以及設置在心軸內的球座。

第二個方面包括驅動閥的方法，所述閥包括：具有開口的殼體；具有開口和通道的心軸；設置在殼體和心軸之間的滑動套筒；設置在心軸內的球座。所述方法包括：使流體流過所述閥；使球落下；將所述球安置在球座內并阻斷所述流體通過心軸的運動；使所述流體經過所述通道流到所述滑動套筒；使所述滑動套筒在所述閥內軸向運動；使所述流體經過所述殼體的開口和所述心軸的開口流出。

在第三方面中，閥包括：具有開口的殼體；設置在殼體內的心軸，所述心軸具有開口和通道；設置在所述殼體和所述心軸之間的滑動套筒；以及設置在心軸內的球座，所述球座阻斷所述心軸和所述通道之間的流體連通。

上面給出了本發明的簡單概述以便提供對本發明某些方面的基本理解。這一概述并不是對本發明的窮盡式的綜述。該概述并不旨在確定本發明的主要元素或關鍵元素，也不旨在描述本發明的范圍。其唯一的目的是作為將在后面進行論述的更詳細的描述的序言而以簡單的形式給出一些概念。

附圖說明

結合附圖參考下面的描述可以理解本發明，在附圖中類似的附圖標記表示類似的元件，并且：

圖1是根據本發明的一個實施例的閥的側視圖；

圖2是沿圖1中的2-2線剖開的處于關閉位置的閥的截面圖；

圖3是沿圖2中的3-3線剖開的閥的截面圖；

圖4是滑動套筒的截面圖；

圖5是鎖定環保持部的截面圖；

圖6是鎖定環的截面圖；

圖7是鎖定環的端部視圖；

圖8是處于打開位置的閥的截面圖；

圖9是圖8中圈出的區域的放大圖；

圖10是根據本發明公開的實施方式的處于關閉位置的閥的截面圖；

圖11是根據本發明公開的實施方式的處于打開位置的閥的截面圖；

圖12是根據本發明公開的實施方式的閥的驅動方法的流程圖；

圖13是根據本發明公開的實施方式的處于關閉位置的閥的截面圖；

圖14是根據本發明公開的實施方式的處于打開位置的閥的截面圖；

圖15是根據本發明公開的實施方式的閥的驅動方法的流程圖。

雖然本發明允許各種改進和可代替的形式，但附圖在此示出了以示例的方式進行詳細描述的特定實施方式。然而應理解，此處對特定實施方式的描述并不旨在將本發明限制為所公開的具體形式，相反，其意圖在于覆蓋落入由權利要求所限定的本發明的實質和范圍內的所有改進實施方式、等同實施方式和可代替的實施方式。

具體實施方式