專(zhuān)利名稱:兩球座封井筒截止閥的制作方法
【專(zhuān)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(kāi)有貫通的第一過(guò)流通道和第二過(guò)流通道，所述第一過(guò)流通道和所述第二過(guò)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(guò)流通道和所述第二過(guò)流通道入口端面之間有為低密度球座封提供助力的過(guò)渡連接部。
【專(zhuān)利說(shuō)明】?jī)汕蜃饩步刂归y

【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(lái)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(lái)滿足以下作業(yè)施工要求，包括管柱下入過(guò)程中液體可通過(guò)，管柱到達(dá)指定深度后時(shí)可關(guān)閉通道憋壓。現(xiàn)有油氣田應(yīng)用的該類(lèi)型工具具備以上兩個(gè)基本條件，但在實(shí)際使用過(guò)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(guò)流孔，受投球尺寸限制，過(guò)留面積小，在替漿過(guò)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(méi)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(guò)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(guò)對(duì)球座的改變?yōu)閷?shí)現(xiàn)兩球座封提供可能，增加過(guò)流面積。
[0004]另一目的是，通過(guò)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(kāi)有貫通的第一過(guò)流通道和第二過(guò)流通道，所述第一過(guò)流通道和所述第二過(guò)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(guò)流通道和所述第二過(guò)流通道入口端面之間有為低密度球座封提供助力的過(guò)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(guò)剪切銷(xiāo)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(kāi)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(guò)渡連接部包括第一錐面、過(guò)渡坡面、第二錐面及過(guò)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(guò)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(guò)流通道入口端面之間；
[0018]所述過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)流通道的中心線重合；
[0022]所述過(guò)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(guò)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(guò)流通道連接處、所述第一錐面與所述第一過(guò)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(guò)渡面。
[0025]優(yōu)選地，所述第一過(guò)流通道和第二過(guò)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(guò)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(guò)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(jiǎn)單合理，不僅更適于加工制造，而且裝拆維護(hù)過(guò)程中不需額外工裝，操作簡(jiǎn)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(xiāo)釘，再連接下接頭，安裝過(guò)程避免狹窄空間操作，簡(jiǎn)單方便；該截止閥在拆卸過(guò)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(kāi)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(shuō)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(cè)圖。
[0037]附圖標(biāo)記:1_上接頭、2_ 1?、封圈a、3_剪切銷(xiāo)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(guò)流通道、11-第二過(guò)流通道、13-第一錐面、14-過(guò)渡坡面、15-第二錐面、16-母扣、17-公扣、18-過(guò)渡錐面、19-倒角過(guò)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(shuō)明，需要說(shuō)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(guò)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(kāi)有貫通的第一過(guò)流通道10和第二過(guò)流通道11，所述第一過(guò)流通道10和所述第二過(guò)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(guò)流通道10和所述第二過(guò)流通道11入口端面之間有為低密度球座封提供助力的過(guò)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(guò)剪切銷(xiāo)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(kāi)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(jiàn)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(guò)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(guò)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(xiāo)釘3的剪斷壓力時(shí)，剪切銷(xiāo)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(guò)程中，通過(guò)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(xiāo)釘?shù)牟邸惭b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(kāi)，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(jiàn)圖4，所述活塞6開(kāi)有貫通的第一過(guò)流通道10和第二過(guò)流通道11，所述第一過(guò)流通道10位于活塞6底部，所述第二過(guò)流通道11位于第一過(guò)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(kāi)，并通過(guò)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(jiàn)圖4和圖5，過(guò)渡連接部包括第一錐面13、過(guò)渡坡面14、第二錐面15及過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)流通道11入口端面之間；
[0053]所述過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)流通道11的中心線重合；
[0057]所述過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)渡坡面14的夾持作用下，進(jìn)入第二過(guò)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(guò)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(jiàn)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(jiàn)圖4，所述第一過(guò)流通道10和第二過(guò)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(jiàn)圖2，圖2為第二低密度9進(jìn)入第二過(guò)流通道11時(shí)，第二低密度球9與第二錐面15與第二過(guò)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(guò)流通道11連接處設(shè)置有倒角過(guò)渡面19，倒角過(guò)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(guò)流通道10連接處均設(shè)置有倒角過(guò)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(guò)程如下:
[0066]—、清洗潤(rùn)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(xiāo)釘3的安裝位置；
[0068]三、安裝剪切銷(xiāo)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(guò)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(xiāo)釘3，清洗并潤(rùn)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】?jī)?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(shū)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(kāi)有貫通的第一過(guò)流通道(10)和第二過(guò)流通道(11)，所述第一過(guò)流通道(10)和所述第二過(guò)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(guò)流通道(10)和所述第二過(guò)流通道(11)入口端面之間有為低密度球座封提供助力的過(guò)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(guò)剪切銷(xiāo)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(kāi)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(guò)渡連接部包括第一錐面(13)、過(guò)渡坡面(14)、第二錐面(15)及過(guò)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(guò)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(guò)流通道(11)入口端面之間； 所述過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)流通道(11)的中心線重合； 所述過(guò)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(guò)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(guò)流通道(11)連接處、所述第一錐面(13)與所述第一過(guò)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(guò)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(guò)流通道(10)和第二過(guò)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(guó)海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司