專利名稱:兩球座封井筒截止閥的制作方法
【專利摘要】一種兩球座封井筒截止閥，包括閥體和閥座，所述閥座位于閥體的空腔內(nèi)，其在流體的推動(dòng)下在閥體內(nèi)滑動(dòng)并座封；其中，所述閥體由上接頭和下接頭可拆裝連接形成，連接處密封；所述閥座為活塞；所述活塞上開有貫通的第一過流通道和第二過流通道，所述第一過流通道和所述第二過流通道中心線與所述活塞中心線在同一平面內(nèi)；所述活塞的上端面與所述第一過流通道和所述第二過流通道入口端面之間有為低密度球座封提供助力的過渡連接部。
【專利說明】兩球座封井筒截止閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種水平井分段壓裂施工中的座封球閥，特別是涉及一種有兩個(gè)座封流道的座封球閥。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，水平井分段壓裂工藝越來越多的應(yīng)用到低滲儲(chǔ)層措施改造中，以增加油氣田產(chǎn)量。該工藝的作業(yè)管柱底端需要一種工具來滿足以下作業(yè)施工要求，包括管柱下入過程中液體可通過，管柱到達(dá)指定深度后時(shí)可關(guān)閉通道憋壓?，F(xiàn)有油氣田應(yīng)用的該類型工具具備以上兩個(gè)基本條件，但在實(shí)際使用過程中卻存在很多缺陷。比如現(xiàn)有技術(shù)的截止閥只有一個(gè)過流孔，受投球尺寸限制，過留面積小，在替漿過程需嚴(yán)格限制排量，否則會(huì)因截流作用導(dǎo)致提前座封；密封鎖定機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，如采用擠壓橡膠件強(qiáng)制入槽錨定或者金屬爪錨定等，因材料或形狀不合理導(dǎo)致穩(wěn)定性差；現(xiàn)有截止閥在整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上雖然都能滿足使用的最基本要求，但是卻沒有兼顧拆裝維護(hù)便捷性，比如整體筒式設(shè)計(jì)，其余零件均需伸入孔內(nèi)安裝或者采用繁冗的過多零件設(shè)計(jì)，增加了不必要的操作時(shí)間和難度。這些缺陷甚至限制了整個(gè)施工工藝的發(fā)展。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型提供一種兩球座封井筒截止閥，其目的是通過對(duì)球座的改變?yōu)閷?shí)現(xiàn)兩球座封提供可能，增加過流面積。
[0004]另一目的是，通過對(duì)閥體連接方式的改變，增加裝拆的便捷性。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下:
[0006]一種兩球座封井筒截止閥，包括閥體和閥座，所述閥座位于閥體的空腔內(nèi)，其在流體的推動(dòng)下在閥體內(nèi)滑動(dòng)并座封；其中，所述閥體由上接頭和下接頭可拆裝連接形成，連接處密封；
[0007]所述閥座為活塞；所述活塞上開有貫通的第一過流通道和第二過流通道，所述第一過流通道和所述第二過流通道中心線與所述活塞中心線在同一平面內(nèi)；
[0008]所述活塞的上端面與所述第一過流通道和所述第二過流通道入口端面之間有為低密度球座封提供助力的過渡連接部。
[0009]優(yōu)選地，所述活塞包括活塞體和活塞桿，所述活塞體與上接頭通過剪切銷釘連接并與上接頭動(dòng)密封；所述活塞體上有嵌有座封時(shí)打開的鎖緊環(huán)；所述活塞桿上有座封時(shí)與下接頭密封的密封結(jié)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選地，所述上接頭和下接頭公母扣連接，所述上接頭內(nèi)有與上部井下工具連接的母扣及第一臺(tái)肩；
[0011]所述下接頭內(nèi)有第二臺(tái)肩和密封筒，所述密封筒下端部有與下部井下工具連接的公扣；
[0012]所述第二臺(tái)肩和上接頭的下端面形成所述鎖緊環(huán)的軸向定位槽。
[0013]優(yōu)選地，所述第一臺(tái)肩與所述活塞體間隙配合；所述密封筒與所述活塞桿間隙配入口 ο
[0014]優(yōu)選地，所述下接頭的下端有安裝下部井下工具的裝配孔道。
[0015]優(yōu)選地，所述過渡連接部包括第一錐面、過渡坡面、第二錐面及過渡錐面；所述第一錐面和所述第二錐面形狀相同，
[0016]所述第一錐面設(shè)置所述活塞上端面和所述第一過流通道入口端面之間；
[0017]所述第二錐面設(shè)置所述活塞上端面和所述第二過流通道入口端面之間；
[0018]所述過渡坡面與第一錐面和第二錐面同時(shí)相切，靠近所述活塞上端面位置形成連續(xù)的曲線；
[0019]所述過渡錐面連接所述曲線和所述活塞上端面邊緣。
[0020]優(yōu)選地，所述第一錐面的中心線與所述第一過流通道的中心線重合；
[0021]所述第二錐面的中心線與所述第二過流通道的中心線重合；
[0022]所述過渡坡面同時(shí)與所述第一錐面和所述第二錐面相切；
[0023]所述過渡錐面的中心線與所述活塞位置的中心線重合。
[0024]優(yōu)選地，所述第二錐面與第二過流通道連接處、所述第一錐面與所述第一過流通道連接處均設(shè)置有具有座封時(shí)起密封作用的倒角過渡面。
[0025]優(yōu)選地，所述第一過流通道和第二過流通道均包括水平段和斜向段；
[0026]所述水平段位于活塞體內(nèi)，所述水平段平行于活塞體中心線設(shè)置；
[0027]所述斜向段設(shè)置在活塞體與所述活塞桿連接處，所述斜向段中心線的交點(diǎn)位于所述活塞體的中心線上。
[0028]本實(shí)用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果:
[0029]該截止閥具備足夠大的過流能力保證替漿及投球作業(yè)順利進(jìn)行，避免了一個(gè)過流通道的截流作用導(dǎo)致的提前座封；該截止閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單合理，不僅更適于加工制造，而且裝拆維護(hù)過程中不需額外工裝，操作簡單；該截止閥密封鎖緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，并且保證穩(wěn)定可靠。
[0030]活塞與上接頭連接后安裝銷釘，再連接下接頭，安裝過程避免狹窄空間操作，簡單方便；該截止閥在拆卸過程中只要先擰下下接頭，其他零件依次拆下，不存在需破壞鎖緊機(jī)構(gòu)才能拆卸的情況。
[0031]該截止閥投球憋壓后，活塞下行至下接頭進(jìn)入密封筒，同時(shí)活塞上的鎖緊環(huán)入槽后脹開鎖定活塞位置，其中，密封機(jī)構(gòu)由雙重密封圈保證，設(shè)計(jì)巧妙并且都大大提高了穩(wěn)定性。

【附圖說明】

[0032]圖1是兩球座封井筒截止閥裝配圖。
[0033]圖2是圖1的A處放大圖。
[0034]圖3是低密度球座封后位置示意圖。
[0035]圖4是兩球座封井筒截止閥立體裝配圖的縱剖圖。
[0036]圖5是兩球座封球閥活塞軸測圖。
[0037]附圖標(biāo)記:1_上接頭、2_ 1?、封圈a、3_剪切銷釘、4_鎖緊環(huán)、5_ 1?、封圈b、6_活塞、601-活塞體、602-活塞桿、7-密封圈c、8-下接頭、9-第二低密度球、10-第一過流通道、11-第二過流通道、13-第一錐面、14-過渡坡面、15-第二錐面、16-母扣、17-公扣、18-過渡錐面、19-倒角過渡面、20-第一臺(tái)肩、21-第二臺(tái)肩、22-密封筒、23-裝配孔道、24-第一低密度球。

【具體實(shí)施方式】
[0038]為使本實(shí)用新型的發(fā)明目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚明了，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行說明，需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例和實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。
[0039]圖1為兩球座封井筒截止閥裝配圖。如圖1所示一種兩球座封井筒截止閥包括閥體和閥座，所述閥座位于閥體的空腔內(nèi)，其在流體的推動(dòng)下在閥體內(nèi)滑動(dòng)并座封；其中，
[0040]所述閥體由上接頭I和下接頭8可拆裝連接形成，連接處密封；本實(shí)施例中，所述閥體由上接頭I和下接頭8公母扣連接形成，公母扣連接處通過設(shè)置嵌在上接頭I外表面的兩道密封圈a2密封；
[0041]所述閥座為活塞6 ;所述活塞6上開有貫通的第一過流通道10和第二過流通道11，所述第一過流通道10和所述第二過流通道11中心線與所述活塞6中心線在同一平面內(nèi)；
[0042]所述活塞6的上端面與所述第一過流通道10和所述第二過流通道11入口端面之間有為低密度球座封提供助力的過渡連接部。
[0043]所述活塞6包括活塞體601和活塞桿602，所述活塞體601與上接頭I通過剪切銷釘3連接并與上接頭I動(dòng)密封；所述活塞體601上有嵌有座封時(shí)打開的鎖緊環(huán)4 ;所述活塞桿602上有座封時(shí)與下接頭8密封的密封結(jié)構(gòu)。此處的密封結(jié)構(gòu)為設(shè)置在活塞體602圓柱面上設(shè)置兩道密封圈c7。所述活塞體601和活塞桿602為一體件。
[0044]圖3為低密度球座封后位置示意圖。參見圖3，在油氣田水平分段壓裂施工時(shí)，兩球座封式井筒截止閥的上接頭I與壓差滑套連接，下接頭8與浮箍浮鞋連接。座封作業(yè)時(shí)，從井口投入與活塞6內(nèi)過流通道相匹配的兩個(gè)低密度球，當(dāng)?shù)兔芏惹蜻M(jìn)入各自過流通道后，封堵了上接頭I和活塞6之間的流體通道，當(dāng)壓差達(dá)到剪切銷釘3的剪斷壓力時(shí)，剪切銷釘3被剪斷與上接頭I脫離，活塞6從上接頭I滑向下接頭8，滑動(dòng)過程中，通過嵌在活塞體601上的四道密封圈b5始終形成與上接頭I動(dòng)密封。所述活塞體601外圓柱面從上到下依次設(shè)置兩道密封圈b5、安裝剪切銷釘?shù)牟?、安裝鎖緊環(huán)的槽、兩道密封圈b5。當(dāng)流體推動(dòng)活塞6滑動(dòng)至下接頭8時(shí)，鎖緊環(huán)4彈開，固定活塞6的位置。避免活塞6向上接頭I移動(dòng)，此時(shí)，整個(gè)閥座(活塞6)通道被封堵。
[0045]參見圖4，所述活塞6開有貫通的第一過流通道10和第二過流通道11，所述第一過流通道10位于活塞6底部，所述第二過流通道11位于第一過流通道10正上方；
[0046]所述上接頭I內(nèi)有與上部井下工具連接的母扣16及第一臺(tái)肩20 ;所述母扣16由上接頭I內(nèi)壁上的多級(jí)臺(tái)階形成；
[0047]所述下接頭8內(nèi)有第二臺(tái)肩21和密封筒22，所述密封筒22下端有與下部井下工具連接的公扣17。
[0048]所述第二臺(tái)肩21和上接頭I的下端面形成所述鎖緊環(huán)4的軸向定位槽。所述鎖緊環(huán)4為純金屬零件，當(dāng)流體推動(dòng)活塞6滑動(dòng)至下接頭8時(shí)，鎖緊環(huán)4彈開，并通過第二臺(tái)肩21和上接頭I的下端面形成的軸向定位槽進(jìn)行定位。
[0049]進(jìn)一步地，參見圖4和圖5，過渡連接部包括第一錐面13、過渡坡面14、第二錐面15及過渡錐面18 ;所述第一錐面13和所述第二錐面15形狀相同，
[0050]所述過渡坡面14為兩個(gè)，兩個(gè)形狀大小均相同，對(duì)稱設(shè)置在所述活塞6腰部；
[0051]所述第一錐面13設(shè)置所述活塞6上端面和所述第一過流通道10入口端面之間；
[0052]所述第二錐面15設(shè)置所述活塞6上端面和所述第二過流通道11入口端面之間；
[0053]所述過渡坡面14與第一錐面13和第二錐面15同時(shí)相切，靠近所述活塞6上端面位置形成連續(xù)的曲線；
[0054]所述過渡錐面18連接所述曲線和所述活塞6上端面邊緣。
[0055]其中，所述第一錐面13的中心線與所述第一過流通道10的中心線重合；
[0056]所述第二錐面15的中心線與所述第二過流通道11的中心線重合；
[0057]所述過渡坡面14同時(shí)與所述第一錐面13和所述第二錐面15相切；
[0058]所述過渡錐面18的中心線與所述活塞6位置的中心線重合。
[0059]當(dāng)?shù)谝坏兔芏惹?4在流體推動(dòng)下，沿上接頭I的第一臺(tái)肩20滑動(dòng)至第一過流通道10入口時(shí)，在流體的推力作用下，沿第一錐面13上至第一過流通道10入口，并座封。
[0060]在第一低密度球24座封后，第二低密度球9在流體推動(dòng)下，沿上接頭I的第一臺(tái)肩20滑動(dòng)至第一過流通道10入口時(shí)，在流體的推力作用下，沿第一錐面13上至第一低密度球24頂面，在第一低密度球24頂面和過渡坡面14的夾持作用下，進(jìn)入第二過流通道11入口，實(shí)現(xiàn)第二低密度球9座封。
[0061]為了實(shí)現(xiàn)活塞6順利實(shí)現(xiàn)從上接頭I滑向下接頭8，并在滑動(dòng)過程中始終保持密封狀態(tài)，所述第一臺(tái)肩20的直徑比活塞體601的直徑略大，兩者之間為間隙配合；所述密封筒22的直徑比活塞桿602的直徑略大，兩者之間為間隙配合。
[0062]參見圖4，所述下接頭8的下端有與下部井下工具相匹配的裝配孔道23，所述裝配孔道23的直徑自密封筒22至下接頭8下端面逐漸增大。
[0063]參見圖4，所述第一過流通道10和第二過流通道11均包括水平段和斜向段；所述水平段位于活塞體601內(nèi)，所述水平段平行于活塞體601中心線設(shè)置；所述斜向段設(shè)置在活塞體601與所述活塞桿602連接處，所述斜向段中心線的交點(diǎn)位于所述活塞體601的中心線上。
[0064]參見圖2，圖2為第二低密度9進(jìn)入第二過流通道11時(shí)，第二低密度球9與第二錐面15與第二過流通道11接觸面的詳圖。如圖所示，所述第二錐面15與第二過流通道11連接處設(shè)置有倒角過渡面19，倒角過渡面19在低密度球座封時(shí)，起到密封的作用。由于活塞本身為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所述第一弧形坡面13與所述第一過流通道10連接處均設(shè)置有倒角過渡面19 (此處圖中未示出)。
[0065]上述兩球座封式井筒截止閥的安裝過程如下:
[0066]—、清洗潤滑各零部件，并安裝密封圈a2、密封圈b5和密封圈c7 ；
[0067]二、將鎖緊環(huán)4套在活塞6的活塞體601上預(yù)留的安裝槽內(nèi)并用手壓住，將活塞6整體插入到上接頭I的下端內(nèi)孔中直至對(duì)準(zhǔn)剪切銷釘3的安裝位置；
[0068]三、安裝剪切銷釘3;
[0069]四、將下接頭8連接到上接頭I的下端。
[0070]上述兩球座封式井筒截止閥的拆除過程如下:
[0071]一、將下接頭8從上接頭I下端擰下；
[0072]二、取下活塞6上的鎖緊環(huán)4，并從上接頭I下端拔出活塞6 ;
[0073]三、取下所有密封圈和剪切銷釘3，清洗并潤滑各零部件。
[0074]雖然本實(shí)用新型所揭示的實(shí)施方式如上，但其內(nèi)容只是為了便于理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案而采用的實(shí)施方式，并非用于限定本實(shí)用新型。任何本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型所揭示的核心技術(shù)方案的前提下，可以在實(shí)施的形式和細(xì)節(jié)上做任何修改與變化，但本實(shí)用新型所限定的保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種兩球座封井筒截止閥，包括閥體和閥座，所述閥座位于閥體的空腔內(nèi)，其在流體的推動(dòng)下在閥體內(nèi)滑動(dòng)并座封；其中， 所述閥體由上接頭(I)和下接頭(8)可拆裝連接形成，連接處密封； 所述閥座為活塞(6);所述活塞(6)上開有貫通的第一過流通道(10)和第二過流通道(11)，所述第一過流通道(10)和所述第二過流通道(11)中心線與所述活塞(6)中心線在同一平面內(nèi)； 所述活塞(6)的上端面與所述第一過流通道(10)和所述第二過流通道(11)入口端面之間有為低密度球座封提供助力的過渡連接部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩球座封井筒截止閥，其中，所述活塞(6)包括活塞體(601)和活塞桿(602)，所述活塞體(601)與上接頭(I)通過剪切銷釘(3)連接并與上接頭(I)動(dòng)密封；所述活塞體(601)上有嵌有座封時(shí)打開的鎖緊環(huán)(4);所述活塞桿(602)上有座封時(shí)與下接頭(8)密封的密封結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩球座封井筒截止閥，其中，所述上接頭(I)和下接頭(8)公母扣連接，所述上接頭(I)內(nèi)有與上部井下工具連接的母扣(16)及第一臺(tái)肩(20)； 所述下接頭(8)內(nèi)有第二臺(tái)肩(21)和密封筒(22)，所述密封筒(22)下端部有與下部井下工具連接的公扣(17)； 所述第二臺(tái)肩(21)和上接頭(I)的下端面形成所述鎖緊環(huán)(4)的軸向定位槽。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的兩球座封井筒截止閥，其中，所述第一臺(tái)肩(20)與所述活塞體(601)間隙配合；所述密封筒(22)與所述活塞桿￠02)間隙配合。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的兩球座封井筒截止閥，其中，所述下接頭(8)的下端有安裝下部井下工具的裝配孔道(23)。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的兩球座封井筒截止閥，其中， 所述過渡連接部包括第一錐面(13)、過渡坡面(14)、第二錐面(15)及過渡錐面(18);所述第一錐面(13)和所述第二錐面(15)形狀相同， 所述第一錐面(13)設(shè)置所述活塞(6)上端面和所述第一過流通道(10)入口端面之間； 所述第二錐面(15)設(shè)置所述活塞(6)上端面和所述第二過流通道(11)入口端面之間； 所述過渡坡面(14)與第一錐面(13)和第二錐面(15)同時(shí)相切，靠近所述活塞(6)上端面位置形成連續(xù)的曲線； 所述過渡錐面(18)連接所述曲線和所述活塞(6)上端面邊緣。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的兩球座封井筒截止閥，其中，所述第一錐面(13)的中心線與所述第一過流通道(10)的中心線重合； 所述第二錐面(15)的中心線與所述第二過流通道(11)的中心線重合； 所述過渡坡面(14)同時(shí)與所述第一錐面(13)和所述第二錐面(15)相切； 所述過渡錐面(18)的中心線與所述活塞(6)位置的中心線重合。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的兩球座封井筒截止閥，其中， 所述第二錐面(15)與第二過流通道(11)連接處、所述第一錐面(13)與所述第一過流通道(10)連接處均設(shè)置有具有座封時(shí)起密封作用的倒角過渡面(19)。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的兩球座封井筒截止閥，其中， 所述第一過流通道(10)和第二過流通道(11)均包括水平段和斜向段； 所述水平段位于活塞體(601)內(nèi)，所述水平段平行于活塞體(601)中心線設(shè)置； 所述斜向段設(shè)置在活塞體￠01)與所述活塞桿(602)連接處，所述斜向段中心線的交點(diǎn)位于所述活塞體(601)的中心線上。
【文檔編號(hào)】E21B34-06GK204283331SQ201420333442
【發(fā)明者】付強(qiáng), 喬金中, 李英松, 矯洪喜, 董社霞, 路振興, 邊杰, 蔡普利 [申請(qǐng)人]中國海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司