一种锁紧球座和通井洗井压裂一体化管柱的制作方法

1.本发明涉及石油开采设备领域，具体的是一种锁紧球座，还是一种通井洗井压裂一体化管柱。


背景技术：

2.目前，压裂工艺在国内外海上油田和陆上油田增产领域，都有着比较好的增产效果，不管是从区块压裂，水平井压裂以及重复压裂方面都有着不错的增产效果，但随着科技的发展以及人工成本的提高，各个压裂队以及从事压裂施工的企业都在寻求各种减少压裂施工周期，增加压裂安全性，降低施工难度的工艺及工具。
3.现在阶段较为成熟的压裂施工之前都需要进行一次井筒内的通井洗井工作，即使用尾管工具连接油管下入井内，陆地上连接泵车，进行修整油井通道，同时将井筒内的油泥完全被清洗出去，然后起出通井洗井管路，进行后续的压裂工作。这种方式增加了施工周期，也增加了施工难度和施工成本，现阶段我们迫切寻求一种工艺或工具来简化此项施工流程。


技术实现要素：

4.为了提高压裂施工的效率，本发明提供了一种锁紧球座和通井洗井压裂一体化管柱，向井内一次下入该锁紧球座和通井洗井压裂一体化管柱便可以实现通井、洗井和压裂三项施工，极大地提高了压裂施工的效率。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种锁紧球座，包括内外套设的座封阀芯和外壳体，座封阀芯与外壳体密封连接，座封阀芯内含有轴向通道，外壳体的下部设有出口，外壳体的上端设有入口，当所述锁紧球座处于开启状态时，轴向通道与出口连通；当座封阀芯向下移动的过程中，所述锁紧球座能够由所述开启状态转变至关闭状态，当所述锁紧球座处于所述关闭状态时，座封阀芯的位置被锁定，轴向通道与出口不连通。
6.座封阀芯和外壳体均为直立的筒形结构，座封阀芯的上端内设有环形坐封面，外壳体的上端为开放状态，外壳体的下端为封闭状态。
7.座封阀芯的外表面设有卡簧安装外槽，卡簧安装外槽内设有卡簧，外壳体的内表面设有卡簧卡接内槽，当所述锁紧球座处于所述关闭状态时，卡簧安装外槽的位置与卡簧卡接内槽的位置相对应。
8.卡簧安装外槽含有上下间隔设置的上卡簧安装槽和下卡簧安装槽，卡簧含有上下间隔设置的上卡簧和下卡簧，上卡簧位于上卡簧安装槽内，下卡簧位于下卡簧安装槽内。
9.外壳体含有内支撑筒和外支撑筒，内支撑筒与外支撑筒密封固定连接，外支撑筒的内表面含有上下设置内大径段和内小径段，内支撑筒套设于内大径段内。
10.卡簧卡接内槽含有下间隔设置的上卡簧卡接槽和下卡簧卡接槽，上卡簧卡接槽位于内支撑筒的下部内，当所述锁紧球座处于所述关闭状态时，上卡簧安装槽的位置与上卡簧卡接槽的位置相对应。
11.内支撑筒与外支撑筒螺纹连接，内支撑筒的下端与内小径段的上端之间形成下卡簧卡接槽，当所述锁紧球座处于所述关闭状态时，下卡簧安装槽的位置与下卡簧卡接槽的位置相对应。
12.外壳体还含有外套筒，外套筒套设于外支撑筒外，外套筒与外支撑筒密封固定连接，轴向通道与外支撑筒通过剪切销钉连接，剪切销钉位于卡簧的下方。
13.外壳体的下端内设有单向阀，当所述锁紧球座处于所述关闭状态时，座封阀芯的下端套设于单向阀外，座封阀芯与单向阀密封连接，轴向通道内的流体能够通过单向阀排出。
14.一种通井洗井压裂一体化管柱，所述通井洗井压裂一体化管柱包括从下向上依次连接的尾管和锁紧球座，锁紧球座为上述的锁紧球座。
15.本发明的有益效果是：向井内一次下入该锁紧球座和通井洗井压裂一体化管柱便可以实现通井、洗井和压裂三项施工，可以缩短压裂施工的施工周期，同时也能降低压裂的施工难度，降低施工成本，使集成化一体化压裂施工成为可能。
附图说明
16.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
17.图1是本发明所述锁紧球座的处于开启状态的示意图。
18.图2是外支撑筒的示意图。
19.图3是图1中所述锁紧球座的投球后的示意图。
20.图4是本发明所述锁紧球座的处于关闭状态的示意图。
21.图5是本发明所述通井洗井压裂一体化管柱的示意图。
22.1、尾管；2、锁紧球座；7、坐封球；
23.21、座封阀芯；22、外壳体；23、卡簧；24、剪切销钉；25、单向阀；
24.211、轴向通道；212、环形坐封面；213、卡簧安装外槽；
25.221、出口；222、卡簧卡接内槽；223、内支撑筒；224、外支撑筒；225、外套筒；226、入口；
26.231、上卡簧；232、下卡簧；
27.251、阀体；252、阀球；253、弹簧；
28.2131、上卡簧安装槽；2132、下卡簧安装槽；
29.2221、上卡簧卡接槽；2222、下卡簧卡接槽；
30.2241、内大径段；2242、内小径段。
具体实施方式
31.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
32.一种锁紧球座，包括内外套设的座封阀芯21和外壳体22，座封阀芯21与外壳体22密封连接，座封阀芯21内含有轴向通道211，外壳体22的下部设有出口221，外壳体22的上端设有入口226，当所述锁紧球座处于开启状态时，轴向通道211与出口221连通；当座封阀芯
21向下移动的过程中，所述锁紧球座能够由所述开启状态转变至关闭状态，当所述锁紧球座处于所述关闭状态时，座封阀芯21的位置被锁定，轴向通道211与出口221不连通，如图1至图4所示。
33.在本实施例中，座封阀芯21和外壳体22均为直立的筒形结构，轴向通道211贯通座封阀芯21，轴向通道211的轴线、座封阀芯21的轴线和外壳体22的轴线重合，座封阀芯21的上端内设有环形坐封面212，外壳体22的上端为开放状态，外壳体22的下端为封闭状态。
34.在本实施例中，座封阀芯21的外表面设有环形的卡簧安装外槽213，卡簧安装外槽213内设有环形的卡簧23，外壳体22的内表面设有环形的卡簧卡接内槽222，当所述锁紧球座处于开启状态时，卡簧安装外槽213位于卡簧卡接内槽222的上方；当所述锁紧球座处于关闭状态时，卡簧安装外槽213的位置与卡簧卡接内槽222的位置相对应。
35.卡簧23的直径能够变大或变小，当所述锁紧球座处于所述关闭状态时，卡簧23的外侧位于卡簧卡接内槽222内，卡簧23的内侧位于卡簧安装外槽213内，座封阀芯21通过卡簧23与外壳体22卡接固定，从而实现座封阀芯21的位置被锁定，即座封阀芯21不能再上下移动。
36.在本实施例中，卡簧安装外槽213含有上下间隔设置的上卡簧安装槽2131和下卡簧安装槽2132，上卡簧安装槽2131和下卡簧安装槽2132完全相同，卡簧23含有上下间隔设置的上卡簧231和下卡簧232，上卡簧231和下卡簧232完全相同，上卡簧231位于上卡簧安装槽2131内，下卡簧232位于下卡簧安装槽2132内。
37.在本实施例中，外壳体22含有内支撑筒223和外支撑筒224，内支撑筒223与外支撑筒224密封固定连接，外壳体22的轴线、内支撑筒223的轴线和外支撑筒224的轴线重合，外支撑筒224的内表面含有上下设置内大径段2241和内小径段2242，内支撑筒223匹配地套设于内大径段2241内，如图1和图2所示。
38.在本实施例中，卡簧卡接内槽222含有下间隔设置的上卡簧卡接槽2221和下卡簧卡接槽2222，上卡簧卡接槽2221位于内支撑筒223的下部内，当所述锁紧球座处于所述关闭状态时，上卡簧安装槽2131的位置与上卡簧卡接槽2221的位置相对应，如图4所示。
39.在本实施例中，内支撑筒223与外支撑筒224螺纹连接，内支撑筒223的下端与内小径段2242的上端之间形成下卡簧卡接槽2222，当所述锁紧球座处于所述关闭状态时，下卡簧安装槽2132的位置与下卡簧卡接槽2222的位置相对应。上卡簧卡接槽2221的下端面和下卡簧卡接槽2222的下端面均为锥形斜面，该锥形的顶端朝下低端朝上，如图1所示。
40.在本实施例中，外壳体22还含有外套筒225，外套筒225套设于外支撑筒224外，外套筒225的轴线和外支撑筒224的轴线重合，外套筒225与外支撑筒224密封固定连接，当所述锁紧球座处于开启状态时，轴向通道211的下部与外支撑筒224通过剪切销钉24连接，剪切销钉24位于卡簧23的下方，剪切销钉24的破坏强度可以根据需要而定。
41.在本实施例中，外套筒225与外支撑筒224螺纹连接，内支撑筒223和外支撑筒224螺纹连接，外套筒225与外支撑筒224通过密封圈密封连接，外支撑筒224与内支撑筒223通过密封圈密封连接，内支撑筒223与座封阀芯21通过密封圈密封连接。外支撑筒224含有上下连接的侧壁和底壁，出口221位于外支撑筒224的侧壁的下端，入口226位于外支撑筒224的侧壁的上端。外套筒225的上端内设有用于与其他部件连接的内螺纹，外套筒225的下端外设有用于与其他部件连接的外螺纹。
42.在本实施例中，外壳体22的下端内设有单向阀25，单向阀25含有阀体251、阀球252和弹簧253，当所述锁紧球座处于所述关闭状态时，座封阀芯21的下端套设于单向阀25外，座封阀芯21与单向阀25密封连接，单向阀25封堵座封阀芯21，轴向通道211内的流体能够通过单向阀25排出，外壳体22外的流体不能够通过单向阀25进入外壳体22内。
43.阀体251呈筒形结构，外支撑筒224的底壁内设有安装通孔，阀体251的轴线与外支撑筒224的轴线重合，阀体251的下端与所述安装通孔螺纹连接，阀体251外套设由密封圈，当所述锁紧球座处于所述关闭状态时，座封阀芯21的下端套设于单向阀25外，座封阀芯21与阀体251通过密封圈实现密封连接。
44.下面介绍一种通井洗井压裂一体化管柱，所述通井洗井压裂一体化管柱包括从下向上依次连接的尾管1和锁紧球座2，如图5所示。
45.向井内一次下入该锁紧球座和通井洗井压裂一体化管柱便可以实现通井、洗井和压裂三项施工，极大地提高了压裂施工的效率。由于可以通井、洗井和压裂三项施工，因而该通井洗井压裂一体化管柱中相邻的两个部件之间采用的连接油管需要使用加厚油管连接。
46.下面介绍该锁紧球座和通井洗井压裂一体化管柱的工作过程。
47.1、向井内下入该通井洗井压裂一体化管柱。
48.2、实施通井洗井工序。
49.3、实施压裂工序，具体如下：
50.向井下注入压裂液，锁紧球座2处于开启状态，入口226与出口221连通，锁紧球座2内形成液体通道，压裂液从入口226进入并从出口221排出。
51.将坐封球7投入油管内，经过液体将坐封球7带入锁紧球座2内，通过泵车提供的压力，坐封球7与锁紧球座2的座封阀芯21形成密封进行憋压；当压力达到16mpa时，两侧的剪切销钉24剪断，坐封球7和座封阀芯21开始向下移动，座封阀芯21内的液体通过出口221和单向阀25排出。
52.当座封阀芯21下移到最底端时，卡簧安装外槽213的位置与卡簧卡接内槽222的位置相对应，即上卡簧安装槽2131的位置与上卡簧卡接槽2221的位置相对应，下卡簧安装槽2132的位置与下卡簧卡接槽2222的位置相对应，座封阀芯21通过卡簧23与外壳体22卡接固定，从而实现座封阀芯21的自锁，即座封阀芯21不能再上下移动，座封阀芯21的下端套设于单向阀25外，座封阀芯21与单向阀25实现密封连接，此时所述锁紧球座处于所述关闭状态，入口226与出口221不能连通，锁紧球座2的液体通道关闭，完成憋压工作。
53.以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。