[發(fā)明專利]投球式壓裂閥

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310472186.6
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103527143A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設計）人: 隆世明;蘇敏文;韓虎成;鄧小強;寧治軍;張文;李景彬;田文超;李星星;張敏;龐磊;郝蘭香;安洪飛
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶井下技術作業(yè)公司;咸陽川慶鑫源工程技術有限公司
• 主分類號: E21B34/08
• 分類號: E21B34/08;E21B43/26
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 江琴賢

技術領域

本發(fā)明涉及油氣田水平井壓裂工具領域，特別涉及一種投球式壓裂閥，適用于水平井多級分層壓裂施工。

背景技術

水力噴射壓裂工具是低滲透油藏儲層改造必不可少的井下工具，近年來為進一步提高單井產(chǎn)量并縮短作業(yè)周期，對儲層進行更加有效的改造，開展了水平井多級水力噴射壓裂工具的研究。在多級分層壓裂施工中大多采用水力噴射壓裂聯(lián)作。但目前的水力噴射壓裂一體化工具在連續(xù)噴射壓裂施工后極易因噴嘴磨損嚴重或其他原因造成工具失效，直接影響施工進程。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術中連續(xù)噴射導致噴嘴嚴重磨損導致工具失效，影響施工進程的缺陷，本發(fā)明提供一種投球式壓裂閥，把常規(guī)水力噴射壓裂工具一體化作業(yè)分離開，由原噴射工具進行水力噴砂射孔，投球式壓裂閥進行加砂壓裂，降低了單個工具的工作負荷，有效保證了工具串的使用壽命。

本發(fā)明通過如下技術方案實現(xiàn)：

一種投球式壓裂閥，該壓裂閥為柱狀結(jié)構(gòu)，包括上接頭、外套和下接頭，上接頭、下接頭分別從內(nèi)側(cè)與外套螺紋連接，上接頭靠近外套的一端沿徑向?qū)ΨQ開有兩個通孔，通孔通過螺紋連接有硬質(zhì)噴嘴，所述硬質(zhì)噴嘴采用硬質(zhì)合金制成；外套與上接頭連接處的末端設有一外導壓口，連通外套內(nèi)外兩側(cè)；上接頭與外套連接處的內(nèi)壁設有滑套，滑套上部與上接頭內(nèi)壁貼合滑動，并封堵住硬質(zhì)噴嘴，滑套下部與外套內(nèi)壁貼合滑動，并緊貼上接頭的底端；滑套內(nèi)壁中部凸出部分為一棱臺；外套上半部分的內(nèi)徑大于下半部分的內(nèi)徑，外套下半部分的內(nèi)徑小于滑套下部的外徑；滑套的長度小于外套內(nèi)徑收縮處與硬質(zhì)噴嘴之間的距離；外套內(nèi)側(cè)在滑套與下接頭之間設有復位彈簧，滑套底端與下接頭頂端的距離遠小于復位彈簧處于平衡位置時的長度；投入所述壓裂閥內(nèi)鋼球的直徑大于滑套內(nèi)棱臺處的內(nèi)徑，并小于滑套其余部分的內(nèi)徑。

進一步的，復位彈簧內(nèi)側(cè)設有防砂管，所述防砂管底端從內(nèi)側(cè)與下接頭螺紋連接，防砂管頂端從內(nèi)側(cè)與滑套內(nèi)壁貼合，防砂管靠近下接頭的一端設有一內(nèi)導壓口，所述內(nèi)導壓口連通防砂管內(nèi)外兩側(cè)。

進一步的，滑套與上接頭、滑套與外套、下接頭與外套之間均設有密封環(huán)。

本發(fā)明采用常閉式滑套，需要從井口投相應規(guī)格的鋼球開啟，打開噴嘴，進行壓裂施工。由原噴射工具進行水力噴砂射孔，投球式壓裂閥進行加砂壓裂，降低了單個工具的工作負荷，有效保證了工具串的使用壽命。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

圖1是本發(fā)明關閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明開啟狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1：上接頭；2：硬質(zhì)噴嘴；3：滑套；4：外套；5：防砂管；6：復位彈簧；7：下接頭；8：內(nèi)導壓口；9：外導壓口；10：密封環(huán)；11：鋼球。

具體實施方式

實施例1

參照圖1、圖2，本發(fā)明包括上接頭1、外套4和下接頭7，上接頭1、下接頭7分別從內(nèi)側(cè)與外套4螺紋連接，上接頭1靠近外套4的一端沿徑向?qū)ΨQ開有兩個通孔，（通孔開在圓柱體的上接頭上，只要沿徑向?qū)ΨQ開孔即可，角度無所謂）通孔通過螺紋連接有硬質(zhì)噴嘴2，所述硬質(zhì)噴嘴2采用硬質(zhì)合金制成；外套4與上接頭1連接處的末端設有一外導壓口9，連通外套4內(nèi)外兩側(cè)；上接頭1與外套4連接處的內(nèi)壁設有滑套3，滑套3上部與上接頭1內(nèi)壁貼合滑動，并封堵住硬質(zhì)噴嘴2，滑套3下部與外套4內(nèi)壁貼合滑動，并緊貼上接頭1的底端；滑套3內(nèi)壁中部凸出部分為一棱臺；外套3上半部分的內(nèi)徑大于下半部分的內(nèi)徑，外套4下半部分的內(nèi)徑小于滑套3下部的外徑；滑套3的長度小于外套4內(nèi)徑收縮處與硬質(zhì)噴嘴2之間的距離；外套4內(nèi)側(cè)在滑套3與下接頭7之間設有復位彈簧6，滑套3底端與下接頭7頂端的距離遠小于復位彈簧6處于平衡位置時的長度；投入所述壓裂閥內(nèi)鋼球11的直徑大于滑套3內(nèi)棱臺處的內(nèi)徑，并小于滑套3其余部分的內(nèi)徑。

本發(fā)明采用常閉式滑套，在不投鋼球11的情況下壓裂閥處于關閉狀態(tài)，滑套3下部緊靠上接頭1底端，此時滑套3上部封堵硬質(zhì)噴嘴2，使得硬質(zhì)噴嘴2處于閉合狀態(tài)。當壓裂閥內(nèi)有液體流動時，由于滑套3內(nèi)側(cè)棱臺處內(nèi)徑縮小，會在該棱臺處產(chǎn)生節(jié)流壓差，使得滑套3收到指向下接頭7方向的力，產(chǎn)生向下接頭7滑動的趨勢。但由于外導壓口9處的壓裂閥外壓力小于閥內(nèi)壓力，且復位彈簧6因發(fā)生形變處于壓緊狀態(tài)，對滑套3施加指向上接頭1方向的預制力，使得滑套3所受的指向上接頭1的力大于指向下接頭7的力，故滑套3不會向下接頭7方向滑動。