[实用新型]投球式压裂阀机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及油气田水平井压裂工具领域，特别涉及一种投球式压裂阀机构，适用于水平井多级分层压裂施工。

背景技术

水力喷射压裂工具是低渗透油藏储层改造必不可少的井下工具，近年来为进一步提高单井产量并缩短作业周期，对储层进行更加有效的改造，开展了水平井多级水力喷射压裂工具的研究。在多级分层压裂施工中大多采用水力喷射压裂联作。但目前的水力喷射压裂一体化工具在连续喷射压裂施工后极易因喷嘴磨损严重或其他原因造成工具失效，直接影响施工进程。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中连续喷射导致喷嘴严重磨损导致工具失效，影响施工进程的缺陷，本实用新型提供一种投球式压裂阀机构，把常规水力喷射压裂工具一体化作业分离开，由原喷射工具进行水力喷砂射孔，投球式压裂阀机构进行加砂压裂，降低了单个工具的工作负荷，有效保证了工具串的使用寿命。

本实用新型通过如下技术方案实现：

一种投球式压裂阀机构，该压裂阀为柱状结构，包括上接头、外套和下接头，上接头、下接头分别从内侧与外套螺纹连接，上接头靠近外套的一端沿径向对称开有两个通孔，通孔通过螺纹连接有硬质喷嘴，所述硬质喷嘴采用硬质合金制成；外套与上接头连接处的末端设有一外导压口，连通外套内外两侧；上接头与外套连接处的内壁设有滑套，滑套上部与上接头内壁贴合滑动，并封堵住硬质喷嘴，滑套下部与外套内壁贴合滑动，并紧贴上接头的底端；滑套内壁中部凸出部分为一棱台；外套上半部分的内径大于下半部分的内径，外套下半部分的内径小于滑套下部的外径；滑套的长度小于外套内径收缩处与硬质喷嘴之间的距离；外套内侧在滑套与下接头之间设有复位弹簧，滑套底端与下接头顶端的距离远小于复位弹簧处于平衡位置时的长度；投入所述压裂阀内钢球的直径大于滑套内棱台处的内径，并小于滑套其余部分的内径。

进一步的，复位弹簧内侧设有防砂管，所述防砂管底端从内侧与下接头螺纹连接，防砂管顶端从内侧与滑套内壁贴合，防砂管靠近下接头的一端设有一内导压口，所述内导压口连通防砂管内外两侧。

进一步的，滑套与上接头、滑套与外套、下接头与外套之间均设有密封环。

本实用新型采用常闭式滑套，需要从井口投相应规格的钢球开启，打开喷嘴，进行压裂施工。由原喷射工具进行水力喷砂射孔，投球式压裂阀机构进行加砂压裂，降低了单个工具的工作负荷，有效保证了工具串的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型关闭状态的结构示意图；

图2是本实用新型开启状态的结构示意图。

图中：1：上接头；2：硬质喷嘴；3：滑套；4：外套；5：防砂管；6：复位弹簧；7：下接头；8：内导压口；9：外导压口；10：密封环；11：钢球。

具体实施方式

实施例1

参照图1、图2，本实用新型包括上接头1、外套4和下接头7，上接头1、下接头7分别从内侧与外套4螺纹连接，上接头1靠近外套4的一端沿径向对称开有两个通孔，（通孔开在圆柱体的上接头上，只要沿径向对称开孔即可，角度无所谓）通孔通过螺纹连接有硬质喷嘴2，所述硬质喷嘴2采用硬质合金制成；外套4与上接头1连接处的末端设有一外导压口9，连通外套4内外两侧；上接头1与外套4连接处的内壁设有滑套3，滑套3上部与上接头1内壁贴合滑动，并封堵住硬质喷嘴2，滑套3下部与外套4内壁贴合滑动，并紧贴上接头1的底端；滑套3内壁中部凸出部分为一棱台；外套3上半部分的内径大于下半部分的内径，外套4下半部分的内径小于滑套3下部的外径；滑套3的长度小于外套4内径收缩处与硬质喷嘴2之间的距离；外套4内侧在滑套3与下接头7之间设有复位弹簧6，滑套3底端与下接头7顶端的距离远小于复位弹簧6处于平衡位置时的长度；投入所述压裂阀内钢球11的直径大于滑套3内棱台处的内径，并小于滑套3其余部分的内径。

本实用新型采用常闭式滑套，在不投钢球11的情况下压裂阀处于关闭状态，滑套3下部紧靠上接头1底端，此时滑套3上部封堵硬质喷嘴2，使得硬质喷嘴2处于闭合状态。当压裂阀内有液体流动时，由于滑套3内侧棱台处内径缩小，会在该棱台处产生节流压差，使得滑套3收到指向下接头7方向的力，产生向下接头7滑动的趋势。但由于外导压口9处的压裂阀外压力小于阀内压力，且复位弹簧6因发生形变处于压紧状态，对滑套3施加指向上接头1方向的预制力，使得滑套3所受的指向上接头1的力大于指向下接头7的力，故滑套3不会向下接头7方向滑动。