油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥和反洗井解卡方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水平井作為提高單井產(chǎn)量和轉(zhuǎn)變開(kāi)發(fā)方式的主要技術(shù)手段，其數(shù)量及產(chǎn)量的比重都呈較快上升趨勢(shì)。目前，國(guó)內(nèi)油田水平井開(kāi)發(fā)均采用多段壓裂改造方式，其中水力噴射工藝在油田水平井多段壓裂改造中占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。但該工藝每段壓裂改造完成需要先泄壓才能拖動(dòng)至下一段，單段平均泄壓時(shí)間為5至7h。隨著段數(shù)的增加(目前普遍以接近10段)及“體積壓裂”的推廣應(yīng)用，累計(jì)泄壓時(shí)間已超過(guò)50h，并在逐漸增加，因此，導(dǎo)致油田水平井多段壓裂改造施工周期長(zhǎng)，效率低。
[0003]當(dāng)前，國(guó)內(nèi)已有油田開(kāi)始探索試驗(yàn)油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造技術(shù)，將帶壓作業(yè)技術(shù)與油田水平井多段壓裂結(jié)合，但其中段與段之間的油管封堵技術(shù)成為該工藝的難點(diǎn)。前期帶壓作業(yè)的各種閥僅適用于施工井的后期開(kāi)發(fā)，如高壓注水井的注水管柱等，雖可實(shí)現(xiàn)油管的單向封堵，但在壓裂改造過(guò)程中的閥芯、鋼球及彈簧等極易損壞。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥和反洗井解卡方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的在壓裂改造過(guò)程中的閥芯、鋼球及彈簧等極易損壞問(wèn)題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥，包括相互連接的上閥體和下閥體，下閥體內(nèi)設(shè)置有主通道和橋式通道，主通道朝向上閥體的一側(cè)設(shè)置有倒角球座，倒角球座上設(shè)置有承壓鋼球。
[0006]進(jìn)一步地，油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥還包括設(shè)置在上閥體內(nèi)的滑套，滑套的朝向下閥體的一側(cè)設(shè)置有用于與承壓鋼球配合的球座。
[0007]進(jìn)一步地，油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥還包括鎖止筒，鎖止筒設(shè)置在上閥體內(nèi)并套裝在滑套的外側(cè)。
[0008]進(jìn)一步地，鎖止筒與滑套通過(guò)剪釘和馬牙扣連接。
[0009]進(jìn)一步地，滑套上設(shè)置有用于支撐鎖止筒的擴(kuò)徑臺(tái)階。
[0010]進(jìn)一步地，油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥還包括設(shè)置在上閥體的遠(yuǎn)離下閥體一端的壓環(huán)，滑套內(nèi)徑小于壓環(huán)內(nèi)徑，滑套的靠近壓環(huán)的一端設(shè)置有用于與換向鋼球配合的球座。
[0011]進(jìn)一步地，滑套的靠近下閥體的一段的內(nèi)壁上沿周向設(shè)置有泄壓槽。
[0012]應(yīng)用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，在正常壓裂過(guò)程中，壓裂液體走本閥內(nèi)的橋式通道，不對(duì)主通道和承壓鋼球產(chǎn)生沖蝕破壞，保證該閥的長(zhǎng)期工作可靠性，可滿足3.0mVrnin以上油管排量、千方砂、萬(wàn)方液的作業(yè)要求。
【附圖說(shuō)明】
[0013]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0014]圖1示出了根據(jù)本實(shí)用新型的油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥的實(shí)施例的剖視圖；
[0015]圖2示出了圖1中的油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥的滑套部位的剖視圖；以及
[0016]圖3示出了圖1中的油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥的承壓鋼球部位的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0018]油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥的上閥體內(nèi)圓下部設(shè)有縮徑臺(tái)階，上部連接壓環(huán)；壓環(huán)下方是通過(guò)剪釘和馬牙扣連接的、內(nèi)外套裝的滑套和鎖止筒，滑套內(nèi)徑小于壓環(huán)內(nèi)徑，套兩端設(shè)有球座，套下部設(shè)有周向泄壓槽，套下部外圓設(shè)有支撐鎖止筒的擴(kuò)徑臺(tái)階；上閥體下部縮徑外圓連接下閥體，并由密封圈密封；下閥體內(nèi)設(shè)有主通道和橋式通道，主通道內(nèi)的倒角球座上設(shè)有承壓鋼球。
[0019]在同等使用環(huán)境下，與目前的閥相比，本閥具有更多的功能。在正常壓裂過(guò)程中，壓裂液體走本閥內(nèi)的橋式通道，不對(duì)主通道和承壓鋼球產(chǎn)生沖蝕破壞，保證該閥的長(zhǎng)期工作可靠性，可滿足3.0m3/min以上油管排量、千方砂、萬(wàn)方液的作業(yè)要求。本閥內(nèi)的換向機(jī)構(gòu)采用兩個(gè)鋼球進(jìn)行控制，能滿足正常壓裂、封堵油管及管柱遇卡后的反洗井等各種工況的技術(shù)要求。本閥內(nèi)的自鎖式的滑套可與承壓鋼球和換向鋼球順利配合，通過(guò)周向泄壓槽順利返液。
[0020]參照?qǐng)D1至3對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明:
[0021]本閥主要包括上閥體1、換向鋼球2、壓環(huán)3、剪釘4、鎖止筒5、密封圈6、滑套7、下閥體8和承壓鋼球9。
[0022]上閥體I內(nèi)圓下部設(shè)有縮徑臺(tái)階，上部螺紋連接壓環(huán)3 ;壓環(huán)3下方是通過(guò)剪釘4和馬牙扣連接的、內(nèi)外套裝的滑套7和鎖止筒5，滑套7內(nèi)徑小于壓環(huán)3內(nèi)徑，套兩端設(shè)有球座，套下部設(shè)有四個(gè)均布的周向泄壓槽，套下部外圓設(shè)有支撐鎖止筒5的擴(kuò)徑臺(tái)階；上閥體I下部縮徑外圓螺紋連接下閥體8，并由密封圈6密封；下閥體8內(nèi)設(shè)有主通道和橋式通道，主通道內(nèi)的倒角球座上設(shè)有承壓鋼球9。
[0023]裝配本閥時(shí)，把鎖止筒5套在滑套7上并由剪釘4固定，再將兩者從上閥體I上端插入至上閥體I縮徑臺(tái)階上，再將壓環(huán)3螺紋連接在上閥體I內(nèi)。將兩個(gè)密封圈6裝入上閥體I縮徑外圓上的密封槽內(nèi)，再將承壓鋼球9從下閥體8上端放入其倒角球座上，最后將上閥體I與下閥體8上螺紋連接，即可實(shí)現(xiàn)該閥的正常工作。
[0024]本閥的工作機(jī)理如下:
[0025]1、正常壓裂:
[0026]在壓裂(油管壓裂環(huán)空補(bǔ)液、環(huán)空壓裂油管補(bǔ)液)過(guò)程中(包括前期噴砂射孔)，單流閥堵塞施工管柱下端，液體從水力噴射器的噴嘴壓入地層(或噴出)，此時(shí)，承壓鋼球9被沖入至下閥體8主通道內(nèi)的倒角球座上實(shí)現(xiàn)密封，迫使液體走橋式通道(當(dāng)量通徑大于主通道，能保證壓裂液體順利通過(guò))，此間，壓環(huán)3主要承受縮頸的滑套7的截流壓差，該壓差被剪釘4平衡，使滑套7在大排量壓裂過(guò)程中仍可處在圖示位置。
[0027]2、封堵油管:
[0028]當(dāng)施工段壓裂完后油管泄壓時(shí)，液體從單流閥及水力噴射器噴嘴同時(shí)涌向油管內(nèi)部，從該閥主通道及橋式通道上返。此時(shí)，由于主通道孔徑大于每個(gè)橋式通道孔徑且主通道的粘滯阻力最小，因此，承壓鋼球9被大排量液體沖至滑套7下端球座處封堵油管。此時(shí)，可采用井口帶壓作業(yè)裝置或防噴器組配合，拖動(dòng)壓裂管柱至下一段。當(dāng)大排量壓裂時(shí)，液壓致承壓鋼球9離開(kāi)滑套7下端球座，再次進(jìn)入主通道進(jìn)行密封，迫使液體走橋式通道，此時(shí)，單流閥堵塞施工管柱下端，液體僅能從水力噴射的噴嘴壓入地層(或噴出)。
[0029]重復(fù)以上流程，可實(shí)現(xiàn)油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造所有段間的封堵作業(yè)。
[0030]3、反洗井:
[0031]當(dāng)施工段壓裂完后油管泄壓時(shí)，承壓鋼球9被沖至滑套7下端球座處封堵油管。在拖動(dòng)壓裂管柱至下一段過(guò)程中，如果壓裂管柱遇卡(封隔器未解封或管柱砂卡等)、上下活動(dòng)管柱不能解卡且需要反洗井解卡時(shí)，從井口投換向鋼球2打壓(此時(shí)先記錄井口套管壓力)。當(dāng)油管壓力大于地層(或套管)壓力時(shí)，承壓鋼球9離開(kāi)滑套7下端球座，再次進(jìn)入主通道進(jìn)行密封。液體走橋式通道，沖擊換向鋼球2至滑套7上端球座，此時(shí)，井口壓力會(huì)瞬間稍有升高，提高至大于井口套管壓力4MPa至1MPa時(shí)停止打壓。在此過(guò)程中，換向鋼球2處的截流壓力推動(dòng)滑套7下移，剪斷剪釘4，至下閥體8主通道與橋式通道之間。此時(shí)，鎖止筒5被滑套7撐開(kāi)，貼緊上閥體I內(nèi)壁，鎖止筒5與滑套7均被馬牙扣鎖死，滑套7的四個(gè)周向泄壓槽進(jìn)入上閥體I下端面與下閥體8橋式通道上方的環(huán)形空間。當(dāng)油管泄壓后(確保閥已換向，可通過(guò)井口溢流量來(lái)檢測(cè)，如溢流量很大且源源不斷則該閥已換向)，承壓鋼球9被沖至滑套7下端球座處封堵主通道，液體則從橋式通道進(jìn)入，通過(guò)滑套7的周向泄壓槽返出。換向鋼球2被液體沖擊(反洗井排量及地層返液共同作用下)，沿壓裂管柱內(nèi)部上移，最后被反排出井口(洗井排量一般控制在0.4m3/min至1.0m3/min即可)，即實(shí)現(xiàn)反洗井解卡。
[0032]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥，其特征在于，包括相互連接的上閥體(I)和下閥體(8)，所述下閥體(8)內(nèi)設(shè)置有主通道和橋式通道，所述主通道朝向所述上閥體(I)的一側(cè)設(shè)置有倒角球座，所述倒角球座上設(shè)置有承壓鋼球(9)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥，其特征在于，所述油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥還包括設(shè)置在所述上閥體(I)內(nèi)的滑套(7)，所述滑套(7)的朝向所述下閥體(8)的一側(cè)設(shè)置有用于與所述承壓鋼球(9)配合的球座。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥，其特征在于，所述油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥還包括鎖止筒(5)，所述鎖止筒(5)設(shè)置在所述上閥體(I)內(nèi)并套裝在所述滑套(7)的外側(cè)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥，其特征在于，所述鎖止筒(5)與所述滑套(7)通過(guò)剪釘(4)和馬牙扣連接。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥，其特征在于，所述滑套(7)上設(shè)置有用于支撐所述鎖止筒(5)的擴(kuò)徑臺(tái)階。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥，其特征在于，所述油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥還包括設(shè)置在所述上閥體(I)的遠(yuǎn)離所述下閥體(8) —端的壓環(huán)(3)，所述滑套(7)內(nèi)徑小于所述壓環(huán)(3)內(nèi)徑，所述滑套(7)的靠近所述壓環(huán)(3)的一端設(shè)置有用于與換向鋼球(2)配合的球座。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥，其特征在于，所述滑套(7)的靠近所述下閥體的一段的內(nèi)壁上沿周向設(shè)置有泄壓槽。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥，油田水平井帶壓拖動(dòng)壓裂改造作業(yè)閥包括相互連接的上閥體和下閥體，下閥體內(nèi)設(shè)置有主通道和橋式通道，主通道朝向上閥體的一側(cè)設(shè)置有倒角球座，倒角球座上設(shè)置有承壓鋼球。應(yīng)用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，在正常壓裂過(guò)程中，壓裂液體走本閥內(nèi)的橋式通道，不對(duì)主通道和承壓鋼球產(chǎn)生沖蝕破壞，保證該閥的長(zhǎng)期工作可靠性，可滿足3.0m3/min以上油管排量、千方砂、萬(wàn)方液的作業(yè)要求。
【IPC分類(lèi)】E21B43/26, E21B34/08
【公開(kāi)號(hào)】CN204804769
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520281779
【發(fā)明人】劉江波, 王治國(guó), 張華光, 任國(guó)富, 趙廣民, 邵媛, 馮長(zhǎng)青, 何華, 馬兵, 山樹(shù)民, 閆永萍
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油天然氣股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年5月4日