腔套式反循環(huán)閥的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及油氣田壓裂完井作業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種腔套式反循環(huán)閥，包括腔套接頭、心軸筒、下接頭、壓縮彈簧、剪切銷釘和外滑套；腔套接頭的中部?jī)?nèi)側(cè)和心軸筒的上部外側(cè)固定安裝在一起；心軸筒的下部外側(cè)和位于腔套接頭下方的下接頭的上部?jī)?nèi)側(cè)固定安裝在一起；腔套接頭的下部?jī)?nèi)側(cè)有位于心軸筒中部外側(cè)的內(nèi)環(huán)槽；心軸筒的下部外側(cè)套裝有外滑套，外滑套的上部外側(cè)套裝在內(nèi)環(huán)槽的下部?jī)?nèi)側(cè)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其外滑套在上行后可通過壓縮彈簧的反作用力復(fù)位，并通過壓裂通孔形成對(duì)外滑套的下壓作用力，可有效避免其打開后無(wú)法關(guān)閉的現(xiàn)象，具有操作簡(jiǎn)便、可靠性高、省時(shí)省力、施工效率高的特點(diǎn)。
【專利說明】腔套式反循環(huán)閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及油氣田壓裂完井作業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種腔套式反循環(huán)閥。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著頁(yè)巖氣、致密油等非常規(guī)油氣田勘探的不斷深入，人們對(duì)于進(jìn)行該類油氣藏開發(fā)的研究也在不斷加強(qiáng)。對(duì)于該類油氣藏的開發(fā)，進(jìn)行壓裂完井也是必不可少的技術(shù)手段。在現(xiàn)有的利用滑套與封隔器方式進(jìn)行分段壓裂工藝施工過程中，其工藝流程一般為在上部懸掛封隔器及裸眼封隔器座封后，進(jìn)行送入工具的丟手作業(yè)；在丟手完成后進(jìn)行壓裂時(shí)，地面進(jìn)行回插管的回插作業(yè)，回插管回插進(jìn)懸掛封隔器上方的密封回接筒內(nèi)。在該過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)砂堵狀況從而是導(dǎo)致壓裂作業(yè)無(wú)法正常施工；為了防止在壓裂過程中出現(xiàn)砂堵現(xiàn)象，則須將壓裂管柱內(nèi)的砂子循環(huán)出來，這樣就需要進(jìn)行外環(huán)空注入液體進(jìn)行反循環(huán)作業(yè)，即需在回插管上方安裝一個(gè)反循環(huán)閥，方可進(jìn)行反洗作業(yè)后，此時(shí)，砂子通過反循環(huán)液體的作用被攜帶到地面，可有效解決砂堵所帶來的危害，從而為壓裂的順利施工提供了技術(shù)保障。然而，目前所使用的反循環(huán)閥存在的一個(gè)最大弊端就是當(dāng)反循環(huán)閥打開后，關(guān)閉反循環(huán)閥的技術(shù)不可靠，即外滑套無(wú)法關(guān)閉，或者關(guān)閉后密封失效，因此經(jīng)常需要地面進(jìn)行提鉆作業(yè)將壓裂插入管柱整體提出地面，地面換新的反循環(huán)閥后，再進(jìn)行插入管柱的下鉆作業(yè)，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力、施工效率低，還給現(xiàn)場(chǎng)帶來很大不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型提供了一種腔套式反循環(huán)閥，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有反循環(huán)閥存在的打開后關(guān)閉技術(shù)不可靠、費(fèi)時(shí)費(fèi)力、施工效率較低的問題。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的:一種腔套式反循環(huán)閥，包括腔套接頭、心軸筒、下接頭、壓縮彈簧、剪切銷釘和外滑套；腔套接頭的中部?jī)?nèi)側(cè)和心軸筒的上部外側(cè)固定安裝在一起；心軸筒的下部外側(cè)和位于腔套接頭下方的下接頭的上部?jī)?nèi)側(cè)固定安裝在一起；腔套接頭的下部?jī)?nèi)側(cè)有位于心軸筒中部外側(cè)的內(nèi)環(huán)槽；心軸筒的下部外側(cè)套裝有外滑套，外滑套的上部外側(cè)套裝在內(nèi)環(huán)槽的下部?jī)?nèi)側(cè)，且外滑套的下部?jī)?nèi)側(cè)和下接頭的上部外側(cè)通過剪切銷釘固定安裝在一起，對(duì)應(yīng)外滑套下方位置的下接頭外側(cè)固定有外凸臺(tái)，外凸臺(tái)的頂端和外滑套的下端之間有距離；外滑套的上部?jī)?nèi)側(cè)有滑移槽，對(duì)應(yīng)滑移槽內(nèi)部位置的心軸筒的中部外側(cè)有外環(huán)臺(tái)，外環(huán)臺(tái)與外滑套的上端套裝在一起，外環(huán)臺(tái)上有兩端分別與心軸筒內(nèi)部和滑移槽內(nèi)部相通的壓裂通孔；對(duì)應(yīng)滑移槽下方位置的心軸筒上有與心軸筒內(nèi)部相通的反洗通孔，反洗通孔位于下接頭的上方；心軸筒的外側(cè)與內(nèi)環(huán)槽之間套裝有壓縮彈簧，壓縮彈簧的上端抵在內(nèi)環(huán)槽的頂端，壓縮彈簧的下端座于外滑套的頂端；腔套接頭的上部和下接頭的下部分別有內(nèi)螺紋或外螺紋。
[0005]下面是對(duì)上述實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):
[0006]上述對(duì)應(yīng)內(nèi)環(huán)槽位置的腔套接頭上可沿圓周分布有至少一個(gè)與內(nèi)環(huán)槽內(nèi)部相通的安裝孔。[0007]上述安裝孔的數(shù)量可為六個(gè)。
[0008]上述對(duì)應(yīng)心軸筒上方位置的腔套接頭的上部?jī)?nèi)側(cè)可有上內(nèi)環(huán)臺(tái)，對(duì)應(yīng)心軸筒下方位置的下接頭的下部?jī)?nèi)側(cè)有下內(nèi)環(huán)臺(tái)，上內(nèi)環(huán)臺(tái)的內(nèi)徑和下內(nèi)環(huán)臺(tái)的內(nèi)徑均與心軸筒的內(nèi)徑相同，心軸筒的上端外側(cè)和腔套接頭的內(nèi)側(cè)之間及心軸筒的下端外側(cè)和下接頭的內(nèi)側(cè)之間均設(shè)有密封圈。
[0009]上述對(duì)應(yīng)反洗通孔上方和下方位置的心軸筒的外側(cè)與壓力外滑套內(nèi)側(cè)之間以及對(duì)應(yīng)壓裂通孔上方位置的外環(huán)臺(tái)外側(cè)與外滑套內(nèi)側(cè)之間均可設(shè)有密封圈。
[0010]上述壓縮彈簧的頂端與內(nèi)環(huán)槽的頂端之間及壓縮彈簧的底端與外滑套的頂端之間均可設(shè)有套裝在心軸筒外側(cè)的擋圈。
[0011]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其外滑套在上行后可通過壓縮彈簧的反作用力復(fù)位，并通過壓裂通孔形成對(duì)外滑套的下壓作用力，可有效避免其打開后無(wú)法關(guān)閉的現(xiàn)象，具有操作簡(jiǎn)便、可靠性高、省時(shí)省力、施工效率高的特點(diǎn)，且通過增設(shè)密封圈可有效確保外滑套復(fù)位后其整體的密封性，還通過擋圈均勻傳遞壓縮彈簧的作用力，避免密封圈的剪切損壞，延長(zhǎng)其整體的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]附圖1為本實(shí)用新型最佳實(shí)施例的主視半剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]附圖2為附圖1在剪切銷釘剪斷狀態(tài)下的主視半剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖中的編碼分別為:1為腔套接頭，2為心軸筒，3為下接頭，4為壓縮彈簧，5為剪切銷釘，6為外滑套，7為內(nèi)環(huán)槽，8為外凸臺(tái)，9為滑移槽，10為外環(huán)臺(tái)，11為壓裂通孔，12為反洗通孔，13為安裝孔,14為上內(nèi)環(huán)臺(tái)，15為下內(nèi)環(huán)臺(tái)，16為密封圈，17為擋圈。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)用新型不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體的實(shí)施方式。
[0016]在本實(shí)用新型中，為了便于描述，各部件的相對(duì)位置關(guān)系的描述均是根據(jù)說明書附圖1的布圖方式來進(jìn)行描述的，如:前、后、上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說明書附圖的布圖方向來確定的。
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0018]如附圖1、2所示，該腔套式反循環(huán)閥包括腔套接頭1、心軸筒2、下接頭3、壓縮彈簧
4、剪切銷釘5和外滑套6 ;腔套接頭I的中部?jī)?nèi)側(cè)和心軸筒2的上部外側(cè)固定安裝在一起；心軸筒2的下部外側(cè)和位于腔套接頭I下方的下接頭3的上部?jī)?nèi)側(cè)固定安裝在一起；腔套接頭I的下部?jī)?nèi)側(cè)有位于心軸筒2中部外側(cè)的內(nèi)環(huán)槽7 ;心軸筒2的下部外側(cè)套裝有外滑套6，外滑套6的上部外側(cè)套裝在內(nèi)環(huán)槽7的下部?jī)?nèi)側(cè)，且外滑套6的下部?jī)?nèi)側(cè)和下接頭3的上部外側(cè)通過剪切銷釘5固定安裝在一起，對(duì)應(yīng)外滑套6下方位置的下接頭3外側(cè)固定有外凸臺(tái)8，外凸臺(tái)8的頂端和外滑套6的下端之間有距離；外滑套6的上部?jī)?nèi)側(cè)有滑移槽9，對(duì)應(yīng)滑移槽9內(nèi)部位置的心軸筒2的中部外側(cè)有外環(huán)臺(tái)10，外環(huán)臺(tái)10與外滑套6的上端套裝在一起，外環(huán)臺(tái)10上有兩端分別與心軸筒2內(nèi)部和滑移槽9內(nèi)部相通的壓裂通孔11 ；對(duì)應(yīng)滑移槽9下方位置的心軸筒2上有與心軸筒2內(nèi)部相通的反洗通孔12，反洗通孔12位于下接頭3的上方；心軸筒2的外側(cè)與內(nèi)環(huán)槽7之間套裝有壓縮彈簧4，壓縮彈簧4的上端抵在內(nèi)環(huán)槽7的頂端，壓縮彈簧4的下端座于外滑套6的頂端；腔套接頭I的上部和下接頭3的下部分別有內(nèi)螺紋或外螺紋。根據(jù)需求，腔套接頭I的中部?jī)?nèi)側(cè)和心軸筒2的上部外側(cè)通過螺紋連接固定安裝在一起；心軸筒2的下部外側(cè)和位于腔套接頭I下方的下接頭3的上部?jī)?nèi)側(cè)通過螺紋連接固定安裝在一起。在使用時(shí)，將本實(shí)用新型連接在管串的預(yù)設(shè)位置，然后將其整體套入套管內(nèi)；當(dāng)需要進(jìn)行反循環(huán)操作時(shí)，高壓流體將從管串的外側(cè)和套管的內(nèi)側(cè)之間流入，并通過外凸臺(tái)8的頂端和外滑套6的下端之間的距離作用于外滑套6的下端面，當(dāng)外滑套6的下端面受到的壓力超過剪切銷釘5的剪切強(qiáng)度時(shí)，剪切銷釘5將剪斷；然后，外滑套6將在高壓流體的作用下克服壓縮彈簧4的阻力沿心軸筒2上行，直至滑移槽9的底部抵在外環(huán)臺(tái)10的底部為止，此時(shí)壓縮彈簧4將在外滑套6的擠壓作用下壓縮，且反洗通孔12將露出并與套管的內(nèi)部相通；最后，高壓流體將從反洗通孔12流入管串的內(nèi)部，從而對(duì)其內(nèi)部的砂子進(jìn)行沖洗，然后從管串的內(nèi)部向上流出，進(jìn)而完成反循環(huán)清洗過程；當(dāng)砂堵狀態(tài)徹底解除后，停止高壓流體的注入，此時(shí)，外滑套6將在壓縮彈簧4的作用下下行至其初始狀態(tài)，即可進(jìn)行壓裂等后續(xù)操作，在后續(xù)操作過程中，高壓流體將從管串的內(nèi)部流入，然后通過壓裂通孔11流入滑移槽9內(nèi)，并通過高壓流體的作用對(duì)滑移槽9的底部形成持續(xù)向下的作用力，從而可有效避免外滑套6的上移；具有操作簡(jiǎn)便、可靠性高、省時(shí)省力、施工效率高的特點(diǎn)。在整個(gè)過程中，壓縮彈簧4通過其套裝在芯軸外側(cè)實(shí)現(xiàn)扶正，從而確保外滑套6的居中位置，延長(zhǎng)其使用壽命。
[0019]可根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)上述腔套式反循環(huán)閥作進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):
[0020]如附圖1、2所示，對(duì)應(yīng)內(nèi)環(huán)槽7位置的腔套接頭I上沿圓周分布有至少一個(gè)與內(nèi)環(huán)槽7內(nèi)部相通的安裝孔13。透過安裝孔13可調(diào)整壓縮彈簧4，從而可使腔套接頭I與芯軸之間的固定安裝更加方便。
[0021]如附圖1、2所示，安裝孔13的數(shù)量為六個(gè)。
[0022]如附圖1、2所示，對(duì)應(yīng)心軸筒2上方位置的腔套接頭I的上部?jī)?nèi)側(cè)有上內(nèi)環(huán)臺(tái)14，對(duì)應(yīng)心軸筒2下方位置的下接頭3的下部?jī)?nèi)側(cè)有下內(nèi)環(huán)臺(tái)15，上內(nèi)環(huán)臺(tái)14的內(nèi)徑和下內(nèi)環(huán)臺(tái)15的內(nèi)徑均與心軸筒2的內(nèi)徑相同，心軸筒2的上端外側(cè)和腔套接頭I的內(nèi)側(cè)之間及心軸筒2的下端外側(cè)和下接頭3的內(nèi)側(cè)之間均設(shè)有密封圈16。這樣可以減小高壓流體對(duì)心軸筒2上端面和下端面的作用力，從而減小腔套接頭I和心軸筒2及心軸筒2和下接頭3在其連接處的相互作用力，可有效減小其連接處的損壞，進(jìn)而延長(zhǎng)其使用壽命。
[0023]如附圖1、2所示，對(duì)應(yīng)反洗通孔12上方和下方位置的心軸筒2的外側(cè)與壓力外滑套6內(nèi)側(cè)之間以及對(duì)應(yīng)壓裂通孔11上方位置的外環(huán)臺(tái)10外側(cè)與外滑套6內(nèi)側(cè)之間均設(shè)有密封圈16。這樣可便于壓裂及反循環(huán)過程中的憋壓操作，還可使本實(shí)用新型在反循環(huán)完成后保持良好的密封性。
[0024]如附圖1、2所示，壓縮彈簧4的頂端與內(nèi)環(huán)槽7的頂端之間及壓縮彈簧4的底端與外滑套6的頂端之間均設(shè)有套裝在心軸筒2外側(cè)的擋圈17。擋圈17可始終保持壓縮彈簧4的作用力均勻的分布在外環(huán)套的上端面處，使得外滑套6的居中位置更加準(zhǔn)確，有效防止密封圈16在滑移過程中的剪切損壞，從而延長(zhǎng)其使用壽命，尤其是可保持本實(shí)用新型在管串連接中的多次反復(fù)操作的密封性。
[0025]以上技術(shù)特征構(gòu)成了本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實(shí)施效果，可根據(jù)實(shí)際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。
【權(quán)利要求】
1.一種腔套式反循環(huán)閥，其特征在于包括腔套接頭、心軸筒、下接頭、壓縮彈簧、剪切銷釘和外滑套；腔套接頭的中部?jī)?nèi)側(cè)和心軸筒的上部外側(cè)固定安裝在一起；心軸筒的下部外側(cè)和位于腔套接頭下方的下接頭的上部?jī)?nèi)側(cè)固定安裝在一起；腔套接頭的下部?jī)?nèi)側(cè)有位于心軸筒中部外側(cè)的內(nèi)環(huán)槽；心軸筒的下部外側(cè)套裝有外滑套，外滑套的上部外側(cè)套裝在內(nèi)環(huán)槽的下部?jī)?nèi)側(cè)，且外滑套的下部?jī)?nèi)側(cè)和下接頭的上部外側(cè)通過剪切銷釘固定安裝在一起，對(duì)應(yīng)外滑套下方位置的下接頭外側(cè)固定有外凸臺(tái)，外凸臺(tái)的頂端和外滑套的下端之間有距離；外滑套的上部?jī)?nèi)側(cè)有滑移槽，對(duì)應(yīng)滑移槽內(nèi)部位置的心軸筒的中部外側(cè)有外環(huán)臺(tái)，外環(huán)臺(tái)與外滑套的上端套裝在一起，外環(huán)臺(tái)上有兩端分別與心軸筒內(nèi)部和滑移槽內(nèi)部相通的壓裂通孔；對(duì)應(yīng)滑移槽下方位置的心軸筒上有與心軸筒內(nèi)部相通的反洗通孔，反洗通孔位于下接頭的上方；心軸筒的外側(cè)與內(nèi)環(huán)槽之間套裝有壓縮彈簧，壓縮彈簧的上端抵在內(nèi)環(huán)槽的頂端，壓縮彈簧的下端座于外滑套的頂端；腔套接頭的上部和下接頭的下部分別有內(nèi)螺紋或外螺紋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腔套式反循環(huán)閥，其特征在于對(duì)應(yīng)內(nèi)環(huán)槽位置的腔套接頭上沿圓周分布有至少一個(gè)與內(nèi)環(huán)槽內(nèi)部相通的安裝孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的腔套式反循環(huán)閥，其特征在于安裝孔的數(shù)量為六個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的腔套式反循環(huán)閥，其特征在于對(duì)應(yīng)心軸筒上方位置的腔套接頭的上部?jī)?nèi)側(cè)有上內(nèi)環(huán)臺(tái)，對(duì)應(yīng)心軸筒下方位置的下接頭的下部?jī)?nèi)側(cè)有下內(nèi)環(huán)臺(tái)，上內(nèi)環(huán)臺(tái)的內(nèi)徑和下內(nèi)環(huán)臺(tái)的內(nèi)徑均與心軸筒的內(nèi)徑相同，心軸筒的上端外側(cè)和腔套接頭的內(nèi)側(cè)之間及心軸筒的下端外側(cè)和下接頭的內(nèi)側(cè)之間均設(shè)有密封圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的腔套式反循環(huán)閥，其特征在于對(duì)應(yīng)反洗通孔上方和下方位置的心軸筒的外側(cè)與壓力外滑套內(nèi)側(cè)之間以及對(duì)應(yīng)壓裂通孔上方位置的外環(huán)臺(tái)外側(cè)與外滑套內(nèi)側(cè)之間均設(shè)有密封圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的腔套式反循環(huán)閥，其特征在于對(duì)應(yīng)反洗通孔上方和下方位置的心軸筒的外側(cè)與壓力外滑套內(nèi)側(cè)之間以及對(duì)應(yīng)壓裂通孔上方位置的外環(huán)臺(tái)外側(cè)與外滑套內(nèi)側(cè)之間均設(shè)有密封圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的腔套式反循環(huán)閥，其特征在于壓縮彈簧的頂端與內(nèi)環(huán)槽的頂端之間及壓縮彈簧的底端與外滑套的頂端之間均設(shè)有套裝在心軸筒外側(cè)的擋圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的腔套式反循環(huán)閥，其特征在于壓縮彈簧的頂端與內(nèi)環(huán)槽的頂端之間及壓縮彈簧的底端與外滑套的頂端之間均設(shè)有套裝在心軸筒外側(cè)的擋圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的腔套式反循環(huán)閥，其特征在于壓縮彈簧的頂端與內(nèi)環(huán)槽的頂端之間及壓縮彈簧的底端與外滑套的頂端之間均設(shè)有套裝在心軸筒外側(cè)的擋圈。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的腔套式反循環(huán)閥，其特征在于壓縮彈簧的頂端與內(nèi)環(huán)槽的頂端之間及壓縮彈簧的底端與外滑套的頂端之間均設(shè)有套裝在心軸筒外側(cè)的擋圈。
【文檔編號(hào)】E21B43/26GK203570264SQ201320738591
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】陳若銘, 宋朝暉, 穆總結(jié), 李曉軍, 伊明, 柯學(xué), 李富強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司