射孔用壓差式進液短節的制作方法

本實用新型涉及一種射孔用壓差式進液短節，應用于油管或鉆桿輸送油管與套管之間封閉管柱的灌液作業。

背景技術：

TCP傳輸射孔作為油氣井射孔完井的主要方式，可以在直井、大斜度井、水平井中作業，管柱通過井筒能力強，傳輸載荷能力強，比常規電纜輸送、連續油管無法比擬的優勢。它是將整個射孔槍串、起爆器等一起連接下井，測量深度后調整深度對準目的層，利用壓力車或鉆井大泵對油管、套管施加起爆壓力，實施射孔作業。但是對于地層與井筒已經溝通的油氣井或者裸眼井進行射孔作業，套管不能承受來自井口裝備的施加壓力，在這種情況下只能用全封閉式壓力開孔管柱進行射孔作業，管柱下入過程中其內部是空的，為了保護油管不被壓差擠毀，必須在管柱下井過程中需要邊下管柱邊向油管內管柱井液，勞動強度大，時效低，而且在下井過程中油氣井出現井控風險時不能對管柱循環壓井。

經檢索，公開號為CN203685125U，公開日為2014年7月2日的中國專利文獻公開了一種連續油管噴砂射孔用反循環閥，包括拉桿、擋套、低密度球、擋頭、外筒、滑塊、堵頭和擋環，當所述拉桿推著滑塊向下運動到死點時，該工具總長為630mm。該工具結構簡單、緊湊，當噴砂射孔時，可以防止攜砂液進入下部工具內部、對其造成損害；當砂堵時，可以反循環沖砂。但以上述專利文獻為代表的現有技術，無法應用到射孔下放管柱過程中，無法完成井內壓差下單向自動進液，不能實現油管或鉆桿內加壓起爆的目的，也解決不了管柱下入過程中的井控風險。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于克服現有技術存在的上述問題，提供一種射孔用壓差式進液短節。本實用新型能夠完成地層與井筒溝通或井漏條件下的射孔作業，下放管柱過程中實現環空液體在壓差作用下單向自動進入油管內部，實現油管內部壓力和環空壓力平衡，保護油管。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種射孔用壓差式進液短節，其特征在于：包括短節本體和進液部件總成，所述短節本體徑向設置有進液孔，進液部件總成設置在進液孔內，進液部件總成包括凹球面鎖緊蓋、凸球面閥芯和伸縮彈簧，凹球面鎖緊蓋固定設置在進液孔內，凸球面閥芯與凹球面鎖緊蓋配合密封，伸縮彈簧設置在凸球面閥芯上。

所述短節本體內外無壓差時，凸球面閥芯與凹球面鎖緊蓋密封配合封閉進液孔；有壓差時，凸球面閥芯與凹球面鎖緊蓋分離壓縮伸縮彈簧打開進液孔。

所述短節本體為中空結構，短節本體上按螺旋90°分布有多個徑向進液孔。

所述凸球面閥芯包括與凹球面鎖緊蓋的凹面處配合密封的凸球面和與凸球面呈一體的圓柱桿。

所述進液孔在短節本體內腔的一端設置有限位臺階，伸縮彈簧套設在凸球面閥芯的圓柱桿上，一端通過凸球面閥芯的凸球面限位，另一端通過限位臺階限位。

所述短節本體的一端與壓力開孔起爆器上端相連接，短節本體另一端與油管或鉆桿相連接。

采用本實用新型的優點在于：

一、本實用新型解決了油管輸送射孔管柱下井中油管內與油管外的環空沒有連通時灌液難題，能夠在油管外環空井液壓力與油管內井液壓力的差值實現自動進液，在油管下井過程中壓差作用下自動進液，也能實現油管內加壓起爆的目的，施加壓力時油管內液體無法泄漏到油管外，實現油管內蹩壓起爆作業。

二、本實用新型解決了油管輸送壓力開孔延時射孔管柱在下井過程中存在的井控風險，一旦井筒出現氣侵，可以通過油管外的環空經由進液短節進行循環井液，實現壓井控制井筒，提高了油氣井試油完井作業的安全性和可靠性。

三、本實用新型解決了短節重復性使用問題，閥芯總成可以實現更換，而且短節本體的上下端2-7/8″加厚扣型通用性強。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖；

圖2為本實用新型短節本體結構示意圖；

圖3為本實用新凸球面閥芯放大結構示意圖；

圖4為本實用新凹球面鎖緊蓋放大結構示意圖；

圖5為本實用新進液部件總成放大結構示意圖。

圖中標記為：1、短節本體；2、凹球面鎖緊蓋；3、凸球面閥芯；4、伸縮彈簧。

具體實施方式

實施例1

一種射孔用壓差式進液短節，包括短節本體1和進液部件總成，所述短節本體1徑向設置有進液孔，進液部件總成設置在進液孔內，進液部件總成包括凹球面鎖緊蓋2、凸球面閥芯3和伸縮彈簧4，凹球面鎖緊蓋2固定設置在進液孔內，凸球面閥芯3與凹球面鎖緊蓋2配合密封，伸縮彈簧4設置在凸球面閥芯3上。

本實施例中，所述短節本體1內外無壓差時，凸球面閥芯3與凹球面鎖緊蓋2密封配合封閉進液孔；有壓差時，凸球面閥芯3與凹球面鎖緊蓋2分離壓縮伸縮彈簧4打開進液孔。

本實施例中，所述短節本體1為中空結構，短節本體1上按螺旋90°分布有多個徑向進液孔。

本實施例中，所述凸球面閥芯3包括與凹球面鎖緊蓋的凹面處配合密封的凸球面和與凸球面呈一體的圓柱桿。

本實施例中，所述進液孔在短節本體1內腔的一端設置有限位臺階，伸縮彈簧4套設在凸球面閥芯3的圓柱桿上，一端通過凸球面閥芯3的凸球面限位，另一端通過限位臺階限位。

本實施例中，所述短節本體1的一端與壓力開孔起爆器上端相連接，短節本體1另一端與油管或鉆桿相連接。

本實用新型采用壓差進液原理，在油管外環空井液壓力與油管內井液壓力的差值實現自動進液，油管內施加壓力時進液部件總成能夠實現密封。

本實用新型是能夠在環空（油管與套管之間的空間）與油管內部的壓差下井液自動從環空進入油管內部的短節。能夠完成地層與井筒溝通或井漏條件下的射孔作業，下放管柱過程中實現環空液體在壓差作用下單向自動進入油管內部，實現油管內部壓力和環空壓力平衡，保護油管，大大降低傳輸作業過程中的勞動強度，大大提高該井況下油氣井射孔作業時效；可以實現管柱下井過程中出現井控風險時可以循環壓井控制井口，保證井口安全；可以實現井口壓力車或鉆井泵車向油管或鉆桿內部施加井口壓力起爆的起爆射孔作業。

實施例2

本實施例結合附圖對本實用新型做進一步說明。

本實用新型設置徑向進液孔進液推動凸球面閥芯，在短節本體1徑向鉆進液孔，進液孔上設計與凸球面閥芯3匹配的凹球面鎖緊蓋2；凸球面閥芯3下車出圓柱桿，能夠與伸縮彈簧4連接；井液在壓差作用下，由短節本體1外推動凸球面閥芯3，壓縮伸縮彈簧4，液體進入短節本體1內，實現進液功能；一旦短節本體1內外壓差達到平衡，伸縮彈簧4恢復，球面恢復關閉；短節本體1內施加壓力，球面實現封堵，井液無法泄露到短節外，油管內壓力上升。短節本體1的一端與壓力開孔起爆器上端相連接，短節本體1另一端與油管或鉆桿相連接。凸球面閥芯3、凹球面鎖緊蓋2由經過淬火和拋光處理的耐磨軸承鋼精制而成。

如圖1所示，壓差式進液短節安裝過程為：將伸縮彈簧4安裝入凸球面閥芯3，凸球面閥芯3與凹球面鎖緊蓋2一起擰入短節本體1內，依次完成多個進液部件總成的安裝。

如圖2所示，短節本體1設計為35CrMo材料，保證短節本體1具有足夠大的強度，設計外徑為93mm，兩端設計與油管連接的2-7/8〞加厚扣型，鏜中心孔內徑40mm，徑向設計合適的螺紋與配套與進液孔，可以根據進液要求進行設計進液孔數量和本體長度。

應用經過熱處理的合金管材制作短節本體1的胚料，車床車削外圓尺寸；上鏜床鏜中心通孔；按設計尺寸在短節本體鉆螺旋相位90°的徑向孔鉆；應用車床進行徑向孔的螺紋加工，精車螺紋；用車床車削短節本體的兩端扣型，精車母扣端部的接合面。

如圖3所示，凸球面閥芯3設計凸球面，利用球面實現密封承壓功能，球面與凹球面一致，球面設計光潔度為0.8和粗糙度為1.6。

應用經過淬火和拋光處理的耐磨軸承鋼材料精制而成，利用車床精車出設計尺寸的球面和底端的圓柱桿。

如圖4所示，凹球面鎖緊蓋2設計球面，利用球面實現密封承壓功能，球面設計光潔度為0.8和粗糙度為1.6，中間設計內六方工具的內六方，實現進液功能，外邊設計螺紋，實現與短節本體鎖緊功能。

如圖5所示，將制備成型的凸球面閥芯3、伸縮彈簧4、凹球面鎖緊蓋2三者裝配一起，形成進液部件總成，便于與短節本體1安裝。