全通径井筒可试压可溶趾端阀制造技术

本发明专利技术提供了一种全通径井筒可试压可溶趾端阀，趾端阀本体为全通径设计，在本体的管壁上间隔开设有数个贯通管壁的安装孔，在每个安装孔安装有破裂盘。破裂盘包括密封圈、可溶材料装置及压帽，压帽位于本体外周面一侧，通过可溶材料装置阻断安装孔处的本体内外连通；在本体两端为连接端。本发明专利技术趾端阀采用全通径设计，降低外径，便于作业，同时消除了固井水泥的影响，大幅度提高了开启成功率，并能实现套管试高压，工具性能安全可靠，操作简单，且不会失效，可溶材料装置可控，并在启动后一定时间内，可溶材料完全溶解，便于后续压裂。便于后续压裂。便于后续压裂。

【技术实现步骤摘要】
全通径井筒可试压可溶趾端阀


[0001]本专利技术涉及一种油气压裂完井的配套工具，具体涉及一种全通径井筒可试压可溶趾端阀。

技术介绍

[0002]随着世界石油资源的不断开采，储层物性较好的油气资源越来越少；储层物性差的低品位油气资源正在成为石油、天然气上产的主体，提高单井产量是关键，水平井已经成为近年来提高低渗油气田单井产量的一种有效手段，对于固井完井的水平井来说，由于第一段压裂时没有液体流动通道，压裂前必须用连续油管或油管进行射孔作业，工序复杂，周期长且存在井控风险，而用于水平井第一段压裂的趾端滑套应运而生。
[0003]目前国内外常用的趾端滑套普遍采用两种结构：一是有液压机构，即在井筒内液压作用下内滑套发生位移，从而打开压裂端口；但该设计结构复杂，工具内径偏小，需要特定固井胶塞才能保证刮削效果，且由于水泥浆的影响，后期开启成功率不高。二是无液压机构，采用爆破阀外面附加金属盖板设计，该设计结构简单，工具内径较大，对固井胶塞通过性影响较小，无需特定胶塞；而且由于盖板的存在，环空水泥无法堆积到爆破阀外部，不影响爆破阀破裂；但是由于盖板为不可溶解材质，同时，盖板外有已完成胶结凝固的水泥，从而会导致爆破阀在液压作用下破裂后液压无法推开盖板，即无法形成第一段压裂通道，无法正常压裂，此外，该结构无法对套管进行试高压，从而一定程度上增加了压裂风险。
[0004]现有压裂趾端滑套因本身结构原因以及固井等因素影响，开启成功率不高；结构复杂，外径大，内径小不利于管柱下入和固井等作业；影响套管试压，存在压裂安全隐患；且当其中一个破裂盘失效时，会导致整个趾端滑套工作失效，工作可靠性低。
[0005]为了保证首段流体通道或首段多簇压裂施工的目的，设计一种高效安全的新型趾端阀。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的提供一种新型的趾端阀结构，趾端阀采用全通径设计，不会失效，在一定时间内破裂盘系统可部分溶解形成连通趾端阀内外通路，便于后续压裂。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案一种全通径井筒可试压可溶趾端阀，其特征在于趾端阀本体为两端贯通的管状结构，其两端为连接端；在两连接端间的所述趾端阀本体管壁上间隔开设有数个贯通管壁的安装孔；在每个所述安装孔中设置有破裂盘；所述破裂盘包括带有透孔的压帽、可溶材料装置及密封圈；所述密封圈位于趾端阀本体内壁一侧，所述压帽位于趾端阀本体外周面一侧，所述可溶材料装置位于密封圈与所述压帽之间；所述可溶材料装置隔绝所述安装孔处的趾端阀本体内外连通；当所述可溶材料装置溶解后，所述安装孔处的趾端阀本体内外连通。
[0008]在所述可溶材料装置位于压帽和密封圈两端面上设置有可在水中腐蚀的保护装置，所述保护装置隔绝可溶材料装置与液体接触。
[0009]所述保护装置为金属片。
[0010]所述破裂盘沿趾端阀本体的管壁圆周方面均匀分布。
[0011]位于不同的所述趾端阀本体横截面上的所述破裂盘错位分布。
[0012]所述可溶材料装置为可溶于水的铝镁合金材料。可溶材料装置的材质选择范围广泛，可根据不同温度及矿化度进行选择，适用于不同井况。
[0013]所述趾端阀本体一连接端通过内螺纹与外部连接，另一端通过外螺纹与外部连接。
[0014]所述趾端阀本体开设有内螺纹的一端内壁与开设有外螺纹另一端外周面处均为锥面结构。
[0015]所述趾端阀本体为全通径设计结构。
[0016]所述安装孔上开设有限位台阶，所述密封圈设置在限位台阶上，所述压帽螺纹连接固定在所述安装孔中并固定压紧所述可溶材料装置。
[0017]本专利技术的全通径井筒可试压可溶趾端阀，和现有趾端滑套结构比较，其结构简单，各零部件组装方便。各破裂盘分别独立设置在间隔一定距离的安装孔中，其相互独立，互不影响，解决了常规趾端滑套因单个破裂盘出现问题而导致整个功能失效。
[0018]本专利技术趾端阀采用全通径设计，降低外径，便于作业，同时消除了固井水泥的影响，大幅度提高了开启成功率，并能实现套管试高压，工具性能安全可靠，操作简单，且不会失效，可溶材料装置可控，并在启动后一定时间内，可溶材料完全溶解，便于后续压裂。
附图说明
[0019]图1，本专利技术趾端阀本体剖视结构示意图。
[0020]图2，同一横截面处的破裂盘及安装孔结构示意图。
具体实施方式
[0021]针对上述技术方案，现举实例并结合图示进行具体说明，参看图1至图2，其中：
[0022]全通径井筒可试压可溶趾端阀，趾端阀本体1为具有两端贯通的中空部的管状结构，为全通径设计，使其内外径尺寸基本达到套管尺寸。其材质为合金钢材料。趾端阀本体的两端为连接端。连接端可以通过内外螺纹与外部部件连接，也可以通过其他可便于密封的连接装置与外部部件连接。在本实施例中，在趾端阀本体一端内壁上开设有内长圆扣2作为与外部装置连接一端，另一端外周面上开设有外长圆扣3作为与外部装置连接一端。在开设有长圆扣2的趾端阀本体1一端内壁和开设有长圆扣3的趾端阀本体1外周面均为锥面设计，且两端内外的锥面斜度相同。
[0023]在开设有外长圆扣的一端至开设有内长圆扣一端的中空部为圆柱状中空部结构，该圆柱状中空部结构通过过渡锥面结构与内长圆扣一端内壁连接。
[0024]在内长圆扣与外长圆扣间的趾端阀本体1管壁上，间隔开设有数个贯通趾端阀本体1管壁的安装孔4，在靠近趾端阀本体内壁处的安装孔内设置一圈限位台阶。安装孔沿趾端阀本体1圆周方向均匀分布，当沿趾端阀本体长度方向及圆周方向布设安装孔时，位于同一趾端阀本体横截面处的安装孔均匀分布，位于不同的趾端阀本体横截面处的安装孔错位分布。在本实施例中，每个横截面处的安装孔为4个，相邻两安装孔夹角呈90度角，相邻的两
不同横截面处的安装孔分布相差45度角。
[0025]在每个安装孔内安装有破裂盘。破裂盘包括密封圈5、可溶材料装置6和压帽7。密封圈5，在本实施例中，为密封圈，放置在安装孔的限位台阶上，密封圈厚度不超过3mm。密封圈中心部位开设有透孔。在密封圈上放置有可溶材料装置6，可溶材料装置通过压帽7固定在安装孔4内，并在压帽7的作用下，可溶材料装置压紧密封圈，实现接触面的密封，以防止在可溶材料装置溶解前，高压液体通过各部件间间隙提前泄出趾端阀外。可溶材料装置6材质为可溶金属材质，在本实施例中为可溶的铝镁合金材料，也可以是其他可溶的金属材料。在本实施例中，可溶材料装置6的形状为两个端面内凹的圆柱状结构，其也可以是没有凹形面的圆柱状结构，也可以是其他结构，其形状满足隔绝压帽上透孔与趾端阀本体中空部的连通、且能在一定时间内溶解即可。由于一个破裂盘对应一个独立的安装孔，当其中一个破裂盘失效，不会对其他破裂盘造成影响，确保了趾端阀的工作可靠性。
[0026]压帽7为盖状结构，其材质为合金钢材料。在压帽7端面中心部位开设有透孔71。可溶材料装置6位于压帽4与密封圈间，通过压帽进行固定。可溶材料装置6隔绝压帽7与趾端阀本体中空部的连通。当趾端阀本体中空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全通径井筒可试压可溶趾端阀，其特征在于趾端阀本体为两端贯通的管状结构，其两端为连接端；在两连接端间的所述趾端阀本体管壁上间隔开设有数个贯通管壁的安装孔；在每个所述安装孔中设置有破裂盘；所述破裂盘包括带有透孔的压帽、可溶材料装置及密封圈；所述密封圈位于趾端阀本体内壁一侧，所述压帽位于趾端阀本体外周面一侧，所述可溶材料装置位于密封圈与所述压帽之间；所述可溶材料装置隔绝所述安装孔处的趾端阀本体内外连通；当所述可溶材料装置溶解后，所述安装孔处的趾端阀本体内外连通。2.根据权利要求1所述的全通径井筒可试压可溶趾端阀，其特征在于在所述可溶材料装置位于压帽和密封圈两端面上设置有可在水中腐蚀的保护装置，所述保护装置隔绝可溶材料装置与液体接触。3.根据权利要求2所述的全通径井筒可试压可溶趾端阀，其特征在于所述保护装置为金属片。4.根据权利要求1所述的全通径井筒可试压可溶趾端阀，其特征在于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚杰，马宁，郭珍珍，刘广明，李娇龙，闵鹏珍，张伟，
申请(专利权)人：西安费诺油气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：