[實用新型]一種可變內(nèi)徑的球座

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420081175.5
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN203796225U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尚曉峰;尚進
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林市旭峰激光科技有限責(zé)任公司
• 主分類號: E21B34/10
• 分類號: E21B34/10;E21B43/26
• 代理公司: 沈陽維特專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 21229
• 代理人: 甄玉荃

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種可變內(nèi)徑的球座，尤其涉及一種應(yīng)用于石油井下壓裂工藝的球座，該球座可以根據(jù)工藝需求，變化其內(nèi)孔直徑。

背景技術(shù)

非常規(guī)油氣資源分為非常規(guī)石油資源和非常規(guī)天然氣資源兩大類。前者主要指重(稠)油、超重油、深層石油等，后者主要指低滲透氣層氣、煤層氣、天然氣水合物、深層天然氣及無機成因油氣。此外，油頁巖通過相應(yīng)的化學(xué)工藝處理后產(chǎn)出的可燃氣和石油也屬于非常規(guī)油氣資源，而壓裂技術(shù)是開發(fā)非常規(guī)油氣資源的核心技術(shù)。

油氣井分段壓裂坐封球座是油氣井分段壓裂技術(shù)的關(guān)鍵工具。目前，由于井下壓裂工作壓力大（70MPa左右），所以球座與密封球的直徑差不能太小（一般取2.675mm），否則密封球會因為難以承受壓裂時的載荷而剪切破損失效。基于以上因素，各段壓裂坐封球座的級差不能過小（一般取3.175mm），另外受到油氣井管串直徑的限制（一般直徑為127mm），分段壓裂最多段只能在15段左右，如果一口油氣井的儲層超過15層，則無法全部開采，嚴重浪費資源。

因此發(fā)明一種可變內(nèi)徑的球座，在壓裂工藝過程中使坐封球座的直徑發(fā)生縮小改變，動態(tài)增加球座與密封球的直徑差以提高密封球抗壓強度，降低球座與密封球設(shè)計時的直徑差以及各段壓裂坐封球座的級差，從而實現(xiàn)更多分段的壓裂，有效提高資源開采率。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型為了解決油氣井分段壓裂層數(shù)受限的問題，實現(xiàn)增加壓裂層數(shù)、提高資源開采率，采用一種可變內(nèi)徑的球座，在壓裂工藝過程中通過壓裂液的壓力推動滑塊，使坐封球座的直徑發(fā)生縮小的改變，動態(tài)增加球座與密封球的直徑差以提高密封球抗壓強度，從而實現(xiàn)設(shè)計時降低球座與密封球的直徑差以及各段壓裂坐封球座的級差。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種可變內(nèi)徑的球座，該球座可實現(xiàn)在壓裂工藝過程中縮小內(nèi)徑的運動過程。上述可變內(nèi)徑的球座，包括：外環(huán)、內(nèi)環(huán)及變徑機構(gòu)。上述變徑機構(gòu)由斜面圓環(huán)和可滑移分瓣錐孔組成；上述外環(huán)與內(nèi)環(huán)之間設(shè)有液體壓力腔體；上述外環(huán)的錐面上加工直孔；上述可滑移分瓣錐孔根據(jù)基本孔徑的大小制有4、6、8、10的偶數(shù)個分瓣，各個分瓣之間用彈簧連接，變徑初始力的大小可由彈簧調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的特點及有益效果：在進行壓裂工藝操作時，投送的密封球到達外環(huán)錐孔處封堵后，在壓裂液作用下斜面圓環(huán)推動可滑移分瓣錐孔收縮閉合，動態(tài)增加球座與密封球的直徑差，提高密封球抗壓強度。該結(jié)構(gòu)可降低球座與密封球的直徑差以及各段壓裂坐封球座的級差，從而實現(xiàn)更多分段的壓裂，有效提高資源開采率。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是圖1中分瓣錐孔的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是內(nèi)徑改變后的球座結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是圖4的俯視圖。

圖6是內(nèi)徑改變后的分瓣錐孔的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清晰、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。給予本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

實施例1

如圖1-3所示，一種可變內(nèi)徑的球座，包括外環(huán)1、分瓣錐孔2、斜面圓環(huán)3和內(nèi)環(huán)4。外環(huán)1和內(nèi)環(huán)4之間形成液壓腔體6。外環(huán)1的錐面上開有均勻分布的直孔5。

上述分瓣錐孔2可根據(jù)基本孔徑D1的大小制有4、6、8、10的偶數(shù)個分瓣（圖2是為6分瓣），各個分瓣中間用彈簧7連接，變徑初始力的大小可由彈簧7調(diào)節(jié)。

工作原理：

1）初始狀態(tài)下，如圖1、2及3所示，斜面圓環(huán)3位于液壓腔6下段，分瓣錐孔2的各個分瓣處于分離狀態(tài)，球座內(nèi)孔的直徑是D1。

2）投球后，如圖4、5及6所示，球8運動到外環(huán)1錐面處卡住，實現(xiàn)初期座封。此時，壓裂液壓力增加，流進外環(huán)1的直孔5，進一步流進液壓腔體6內(nèi)，壓裂液推動斜面圓環(huán)3向上運動，推動分瓣錐孔2的各個分瓣縮緊，球座內(nèi)孔直徑縮小到D2，從而實現(xiàn)內(nèi)徑的改變。