[實用新型]應(yīng)用于油氣井分段壓裂投球滑套的球座

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220611224.2
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN202914037U
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈晶鑫;袁新;詹保平
• 申請（專利權(quán)）人: 西安鼎盛石油科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: E21B34/14
• 分類號: E21B34/14;E21B43/26
• 代理公司: 西安西交通盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 61217
• 代理人: 陳翠蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及水平井的井下工具制造技術(shù)領(lǐng)域，屬于石油天然氣（包括頁巖氣、煤層氣）開采水平井完井的井下工具制作領(lǐng)域，具體是一種應(yīng)用于油氣井分段壓裂投球滑套的球座。?

背景技術(shù)

水平井完井技術(shù)是提高單井產(chǎn)量和高效開發(fā)低滲油氣田的先進技術(shù)，針對水平井分段壓裂用投球滑套，公開號CN?102493784A，公開日為2012年6月13日的中國專利文獻和2011年9月14日授權(quán)的專利號為CN?201972661?U專利文獻，分別公布了一種可鉆式投球滑套和一種投球開啟自鎖滑套，均在借鑒國外投球滑套結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過結(jié)構(gòu)的變化達到減小作業(yè)風(fēng)險，縮短壓裂施工時間的目的。但是，其球座仍采用可鉆式材料，壓裂施工后下入鉆具鉆銑掉球座實現(xiàn)通徑投產(chǎn)。?

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種用于水平井分段壓裂投球滑套的球座，該球座采用鐵基粉末冶金制備而成的多孔基體，內(nèi)表面通過物理沉積噴涂硬質(zhì)合金或陶瓷涂層，以提高球座內(nèi)表面的耐沖蝕性能，多孔基體在生產(chǎn)油氣流腐蝕作用下，可以內(nèi)外同時氧化腐蝕垮塌，在短時間內(nèi)形成滿足工業(yè)油氣流的生產(chǎn)通道，減少類似產(chǎn)品需要下入鉆具鉆銑球座保持通徑的工序，降低了作業(yè)成本，縮短了作業(yè)時間。?

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：?

應(yīng)用于油氣井分段壓裂投球滑套的球座，包括外套，及設(shè)置于外套上方的上接頭，所述外套的內(nèi)腔中設(shè)置有上活塞和下活塞，所述上活塞螺紋連接有球座，將其置于開有噴孔的外套腔體中。?

進一步的，所述球座中：?

所述球座為內(nèi)腔上部設(shè)有錐角、下部為通徑結(jié)構(gòu)，其錐角錐度為15～60度，通徑內(nèi)徑為91～25.4mm。?

所述球座包括球座基體和附著于該球座基體內(nèi)壁的涂層，球座的外表面加工有與上活塞相匹配的螺紋。?

所述球座基體采用鐵基粉末冶金材料。?

所述涂層為硬質(zhì)合金或氧化鋯陶瓷涂層，涂層厚度<1mm。?

本實用新型的改進之處是所述的球座基體材料采用密度約6.3g/cm³的多孔鐵基粉末冶金，內(nèi)表面噴涂硬質(zhì)合金或陶瓷。球座基體采用多孔鐵基粉末冶金是為了實現(xiàn)球座在工業(yè)油氣流作用下實現(xiàn)內(nèi)外同時腐蝕，內(nèi)表面的噴涂是為了增加球座的耐沖蝕能力，杜絕因球座內(nèi)表面被壓裂液沖蝕破壞造成的壓裂球密封失效事故。?

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的球座基體采用多孔粉末冶金材料，可實現(xiàn)在腐蝕環(huán)境中內(nèi)外同時腐蝕垮塌，球座內(nèi)表面采用噴涂涂層，大幅度提高球座內(nèi)表面的耐沖蝕性能。經(jīng)試驗，該結(jié)構(gòu)球座可以滿足分段壓裂施工的要求，并且能夠在70MPa液體壓力下，安全可靠地實現(xiàn)壓裂球座封；能夠在弱酸、堿等溶液條件下，20天腐蝕，體積垮塌60%左右。?

附圖說明

圖1是扶正錨定裝置裝配圖。?

圖2是球座結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖1中，1、上接頭，2、上活塞，3、球座，4、噴孔，5、下活塞，6、外套。?

圖2中，31、球座基體，32、涂層。?

具體實施方式

如圖1所示，應(yīng)用于油氣井分段壓裂投球滑套的球座，包括外套6，及設(shè)置于外套6上方的上接頭1，其中，外套6的內(nèi)腔中設(shè)置有上活塞2和下活塞5，上活塞2螺紋連接有球座3，將其置于開有噴孔4的外套6腔體中。?

如圖2所示，球座基體31為內(nèi)腔上部設(shè)有錐角、下部為通徑結(jié)構(gòu)，其錐角內(nèi)表面錐度為15～60度，通徑內(nèi)徑為91～25.4mm。球座3包括球座基體31和附著于該球座基體31內(nèi)壁的涂層32，球座3的外表面加工有與上活塞2相匹配的螺紋。球座基體31選用現(xiàn)有的鐵基粉末冶金材料，其中鐵為88%，碳為3%，銅為9%，燒成密度6.3g/cm³。涂層32為噴涂碳化鎢或氧化鋯中的一種，采用激光噴涂工藝，涂層厚度<1mm。?

本實用新型的最佳實例如圖2所示。球座基體31選用多孔粉末冶金，涂層32選用氧化鋯陶瓷，涂層厚度1mm。球座3外徑80mm，錐角30度，最小通徑30mm。?

工作時，將球座3通過螺紋連接在上活塞2中，裝入預(yù)開有噴孔4的外套6內(nèi)，通過銷釘固定上活塞和外套，再裝入下活塞5以及自鎖機構(gòu)。投球前，上活塞密封外套；投球后，液壓推動球座和上活塞，剪斷銷釘后運動露出噴孔4，當(dāng)移動至預(yù)定位置時錨定。?

將該結(jié)構(gòu)的球座裝配模擬試驗裝置，使用高強度壓裂球，70MPa密封試驗，證明球座結(jié)構(gòu)性能良好，密封效果良好，內(nèi)孔無變形；在弱酸、堿流動溶液中模擬試驗，20天球座腐蝕垮塌體積60%左右，平均通徑達46mm。?

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施方式僅限于此，對于本實用新型所屬技術(shù)?領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實用新型由所提交的權(quán)利要求書確定專利保護范圍。?