油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及油田水平井帶壓拖動壓裂改造技術領域，具體而言，涉及一種油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥和反洗井解卡方法。
【背景技術】
[0002]水平井作為提高單井產量和轉變開發方式的主要技術手段，其數量及產量的比重都呈較快上升趨勢。目前，國內油田水平井開發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絕對優勢。但該工藝每段壓裂改造完成需要先泄壓才能拖動至下一段，單段平均泄壓時間為5至7h。隨著段數的增加(目前普遍以接近10段)及“體積壓裂”的推廣應用，累計泄壓時間已超過50h，并在逐漸增加，因此，導致油田水平井多段壓裂改造施工周期長，效率低。
[0003]當前，國內已有油田開始探索試驗油田水平井帶壓拖動壓裂改造技術，將帶壓作業技術與油田水平井多段壓裂結合，但其中段與段之間的油管封堵技術成為該工藝的難點。前期帶壓作業的各種閥僅適用于施工井的后期開發，如高壓注水井的注水管柱等，雖可實現油管的單向封堵，但在壓裂改造過程中的閥芯、鋼球及彈簧等極易損壞。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的主要目的在于提供一種油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥和反洗井解卡方法，以解決現有技術中的在壓裂改造過程中的閥芯、鋼球及彈簧等極易損壞問題。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型提供了一種油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥，包括相互連接的上閥體和下閥體，下閥體內設置有主通道和橋式通道，主通道朝向上閥體的一側設置有倒角球座，倒角球座上設置有承壓鋼球。
[0006]進一步地，油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥還包括設置在上閥體內的滑套，滑套的朝向下閥體的一側設置有用于與承壓鋼球配合的球座。
[0007]進一步地，油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥還包括鎖止筒，鎖止筒設置在上閥體內并套裝在滑套的外側。
[0008]進一步地，鎖止筒與滑套通過剪釘和馬牙扣連接。
[0009]進一步地，滑套上設置有用于支撐鎖止筒的擴徑臺階。
[0010]進一步地，油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥還包括設置在上閥體的遠離下閥體一端的壓環，滑套內徑小于壓環內徑，滑套的靠近壓環的一端設置有用于與換向鋼球配合的球座。
[0011]進一步地，滑套的靠近下閥體的一段的內壁上沿周向設置有泄壓槽。
[0012]應用本實用新型的技術方案，在正常壓裂過程中，壓裂液體走本閥內的橋式通道，不對主通道和承壓鋼球產生沖蝕破壞，保證該閥的長期工作可靠性，可滿足3.0mVrnin以上油管排量、千方砂、萬方液的作業要求。
【附圖說明】
[0013]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0014]圖1示出了根據本實用新型的油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥的實施例的剖視圖；
[0015]圖2示出了圖1中的油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業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壓裂改造作業閥的承壓鋼球部位的剖視圖。
【具體實施方式】
[0017]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。
[0018]油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥的上閥體內圓下部設有縮徑臺階，上部連接壓環；壓環下方是通過剪釘和馬牙扣連接的、內外套裝的滑套和鎖止筒，滑套內徑小于壓環內徑，套兩端設有球座，套下部設有周向泄壓槽，套下部外圓設有支撐鎖止筒的擴徑臺階；上閥體下部縮徑外圓連接下閥體，并由密封圈密封；下閥體內設有主通道和橋式通道，主通道內的倒角球座上設有承壓鋼球。
[0019]在同等使用環境下，與目前的閥相比，本閥具有更多的功能。在正常壓裂過程中，壓裂液體走本閥內的橋式通道，不對主通道和承壓鋼球產生沖蝕破壞，保證該閥的長期工作可靠性，可滿足3.0m3/min以上油管排量、千方砂、萬方液的作業要求。本閥內的換向機構采用兩個鋼球進行控制，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要求。本閥內的自鎖式的滑套可與承壓鋼球和換向鋼球順利配合，通過周向泄壓槽順利返液。
[0020]參照圖1至3對本實用新型的實施例進一步說明:
[0021]本閥主要包括上閥體1、換向鋼球2、壓環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內圓下部設有縮徑臺階，上部螺紋連接壓環3 ;壓環3下方是通過剪釘4和馬牙扣連接的、內外套裝的滑套7和鎖止筒5，滑套7內徑小于壓環3內徑，套兩端設有球座，套下部設有四個均布的周向泄壓槽，套下部外圓設有支撐鎖止筒5的擴徑臺階；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內設有主通道和橋式通道，主通道內的倒角球座上設有承壓鋼球9。
[0023]裝配本閥時，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縮徑臺階上，再將壓環3螺紋連接在上閥體I內。將兩個密封圈6裝入上閥體I縮徑外圓上的密封槽內，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，即可實現該閥的正常工作。
[0024]本閥的工作機理如下:
[0025]1、正常壓裂:
[0026]在壓裂(油管壓裂環空補液、環空壓裂油管補液)過程中(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，承壓鋼球9被沖入至下閥體8主通道內的倒角球座上實現密封，迫使液體走橋式通道(當量通徑大于主通道，能保證壓裂液體順利通過)，此間，壓環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在大排量壓裂過程中仍可處在圖示位置。
[0027]2、封堵油管:
[0028]當施工段壓裂完后油管泄壓時，液體從單流閥及水力噴射器噴嘴同時涌向油管內部，從該閥主通道及橋式通道上返。此時，由于主通道孔徑大于每個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，可采用井口帶壓作業裝置或防噴器組配合，拖動壓裂管柱至下一段。當大排量壓裂時，液壓致承壓鋼球9離開滑套7下端球座，再次進入主通道進行密封，迫使液體走橋式通道，此時，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]重復以上流程，可實現油田水平井帶壓拖動壓裂改造所有段間的封堵作業。
[0030]3、反洗井:
[0031]當施工段壓裂完后油管泄壓時，承壓鋼球9被沖至滑套7下端球座處封堵油管。在拖動壓裂管柱至下一段過程中，如果壓裂管柱遇卡(封隔器未解封或管柱砂卡等)、上下活動管柱不能解卡且需要反洗井解卡時，從井口投換向鋼球2打壓(此時先記錄井口套管壓力)。當油管壓力大于地層(或套管)壓力時，承壓鋼球9離開滑套7下端球座，再次進入主通道進行密封。液體走橋式通道，沖擊換向鋼球2至滑套7上端球座，此時，井口壓力會瞬間稍有升高，提高至大于井口套管壓力4MPa至1MPa時停止打壓。在此過程中，換向鋼球2處的截流壓力推動滑套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，鎖止筒5被滑套7撐開，貼緊上閥體I內壁，鎖止筒5與滑套7均被馬牙扣鎖死，滑套7的四個周向泄壓槽進入上閥體I下端面與下閥體8橋式通道上方的環形空間。當油管泄壓后(確保閥已換向，可通過井口溢流量來檢測，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入，通過滑套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)，即實現反洗井解卡。
[0032]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥，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)內設置有主通道和橋式通道，所述主通道朝向所述上閥體(I)的一側設置有倒角球座，所述倒角球座上設置有承壓鋼球(9)。2.根據權利要求1所述的油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥，其特征在于，所述油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥還包括設置在所述上閥體(I)內的滑套(7)，所述滑套(7)的朝向所述下閥體(8)的一側設置有用于與所述承壓鋼球(9)配合的球座。3.根據權利要求2所述的油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥，其特征在于，所述油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥還包括鎖止筒(5)，所述鎖止筒(5)設置在所述上閥體(I)內并套裝在所述滑套(7)的外側。4.根據權利要求3所述的油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥，其特征在于，所述鎖止筒(5)與所述滑套(7)通過剪釘(4)和馬牙扣連接。5.根據權利要求3所述的油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥，其特征在于，所述滑套(7)上設置有用于支撐所述鎖止筒(5)的擴徑臺階。6.根據權利要求2所述的油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥，其特征在于，所述油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥還包括設置在所述上閥體(I)的遠離所述下閥體(8) —端的壓環(3)，所述滑套(7)內徑小于所述壓環(3)內徑，所述滑套(7)的靠近所述壓環(3)的一端設置有用于與換向鋼球(2)配合的球座。7.根據權利要求2所述的油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥，其特征在于，所述滑套(7)的靠近所述下閥體的一段的內壁上沿周向設置有泄壓槽。
【專利摘要】本實用新型提供了一種油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥，油田水平井帶壓拖動壓裂改造作業閥包括相互連接的上閥體和下閥體，下閥體內設置有主通道和橋式通道，主通道朝向上閥體的一側設置有倒角球座，倒角球座上設置有承壓鋼球。應用本實用新型的技術方案，在正常壓裂過程中，壓裂液體走本閥內的橋式通道，不對主通道和承壓鋼球產生沖蝕破壞，保證該閥的長期工作可靠性，可滿足3.0m3/min以上油管排量、千方砂、萬方液的作業要求。
【IPC分類】E21B43/26, E21B34/08
【公開號】CN204804769
【申請號】CN201520281779
【發明人】劉江波, 王治國, 張華光, 任國富, 趙廣民, 邵媛, 馮長青, 何華, 馬兵, 山樹民, 閆永萍
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年5月4日