一種爆破式壓裂控制閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及石油工業(yè)水平井井下壓裂施工工具，特別是一種爆破式壓裂控制閥，是水平井多級分段壓裂完井管柱中的配套工具，適用于低滲透油藏以及頁巖油氣等非常規(guī)資源開發(fā)的多級分段壓裂完井工程。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國低滲透油藏儲量及頁巖油氣資源豐富，但由于產(chǎn)能低、開采效益差難以動用。如何高效、經(jīng)濟的動用低滲透油藏以及頁巖油氣等非常規(guī)資源是長期探索的難題。水平井分段壓裂技術(shù)是解決該難題的關(guān)鍵技術(shù)，針對該類油藏存在層多、泥砂交互、分布零散、豐度低等特點，近年來開展了水平井裸眼封隔器多級分段壓裂完井技術(shù)、套管固井投球滑套分段壓裂完井技術(shù)及栗送橋塞射孔分段壓裂聯(lián)作等水平井多級分段壓裂完井技術(shù)系列研究，其目的是為了實現(xiàn)體積壓裂改造，最大限度的提高產(chǎn)能，實現(xiàn)效益開發(fā)。
[0003]在水平井多級分段壓裂完井技術(shù)系列里都會用到關(guān)鍵工具一一壓差滑套式壓裂閥，是實現(xiàn)第一級壓裂施工的關(guān)鍵工具，該工具的工作性能決定了壓裂施工能否順利按設(shè)計進行。
[0004]隨著水平井多級分段壓裂完井技術(shù)系列的研發(fā)和應(yīng)用規(guī)模的不斷擴大，壓差滑套式壓裂閥在現(xiàn)場施工中暴露出了一些問題，主要表現(xiàn)在兩個方面:一是現(xiàn)有的壓差滑套式壓裂閥是依靠內(nèi)套上下的壓差面積不同，當套管內(nèi)液體壓力達到一定數(shù)值后，會產(chǎn)生壓力差，推動內(nèi)套剪斷啟動剪釘，打開壓差滑套式壓裂閥溝通地層。但施工時，基于安全考慮在壓開地層前，施工排量較小，壓差滑套式壓裂閥開啟時剪斷啟動剪釘，壓力迅速降低，此時壓差滑套式壓裂閥存在不能完全開啟的現(xiàn)象，導(dǎo)致壓裂時壓差滑套式壓裂閥處于半開狀態(tài)，壓裂通道存在較大節(jié)流壓差，不但會導(dǎo)致壓差滑套式壓裂閥噴砂口刺壞，還因節(jié)流壓差而導(dǎo)致施工壓力過高；二是由于壓差滑套式壓裂閥若設(shè)計、選用不合理或裝配、施工操作不當時，會存在壓差滑套式壓裂閥不能正常開啟的風險，造成不能正常壓裂，需要后期下入射孔槍等工具進行補救措施，導(dǎo)致施工周期長，費用高等問題的出現(xiàn)。因此，急需解決上述問題，提高該工藝的技術(shù)水平和應(yīng)用規(guī)模。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是提供一種爆破式壓裂控制閥，為水平井多級分段壓裂完井技術(shù)提供工作可靠的風套工具，將本工具配接在裸眼或固井壓裂完井管柱的第一段，依靠地面栗送液壓打開，保證壓裂通道的可靠打開和地層的有效溝通，降低壓裂通道不能正常開啟的施工風險，節(jié)約施工成本。
[0006]本實用新型的技術(shù)解決方案是:一種爆破式壓裂控制閥包括滑套，滑套設(shè)在中心管與壓裂殼體之間、通過剪釘與壓裂殼體固定，中心管和壓裂殼體的兩端分別與上接頭和連接套連接，連接套的下部依次連接載彈殼體、導(dǎo)爆殼體和下接頭；中心管上設(shè)有出砂口和爆破閥，載彈殼體內(nèi)裝有爆破彈，導(dǎo)爆殼體內(nèi)裝有引爆組件并在其內(nèi)壁設(shè)有進液孔，引爆組件與爆破彈連接。
[0007]本實用新型的顯著效果在于:本工具設(shè)計了兩種打開模式來保證壓裂通道的及時、有效打開。第一種工作模式為僅需地面栗送液壓使爆破閥里的爆破芯片破裂，高壓液體即可通過爆破閥進入本工具內(nèi)，推動滑套擠壓低壓空氣腔，使滑套快速下行，即可將壓裂通道全部開啟；第二種工作模式是在第一種工作模式失效的情況下，繼續(xù)增加地面栗送液壓的壓差，啟動撞針撞擊雷管，引爆載彈殼體中的爆破彈，開啟新的壓裂通道。第二種模式的開啟壓力值大于第一種工作模式的壓力值，且小于套管安全壓力值，即能保證第一種工作模式的順利進行，又能保證套管的工作安全。該壓力值是根據(jù)撞針的壓差面以及剪釘?shù)募羟忻娣e和剪釘數(shù)量確定的。
[0008]本工具設(shè)有兩種工作模式，使用本工具只靠控制壓差就能簡單可靠的完成水平井多級分段壓裂技術(shù)系列里第一段的壓裂施工，避免了原壓差滑套式壓裂閥存在不能正常開啟的問題，不需投球，也不需下射孔槍射孔等任何工具，能夠縮短完井施工周期，有效減少施工作業(yè)費用和作業(yè)風險，可滿足低滲透油藏及頁巖油氣藏高效、經(jīng)濟的動用以及規(guī)模化開發(fā)應(yīng)用的生產(chǎn)目標。
[0009]綜上所述，本實用新型的主要優(yōu)點如下:
[0010]1、設(shè)計了兩種開啟本控制閥的工作模式，其中第二種工作模式為第一種工作模式的備用模式，使本工具的工作更加安全可靠。
[0011]2、在第一種工作模式中設(shè)計了爆破閥和低壓空氣腔，可使滑套快速下行，達到完全開啟壓裂通道的目的。
[0012]3、在第二種工作模式中設(shè)計了引爆組件和爆破彈，通過引爆組件使爆破彈爆破，在載彈殼體上產(chǎn)生新的壓裂通道。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的工具結(jié)構(gòu)不意圖；
[0014]圖2為本實用新型第一種工作模式開啟時的原理結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本實用新型第二種工作模式開啟時的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖詳述本實用新型，參見圖1到圖3，一種爆破式壓裂控制閥包括滑套4，滑套4設(shè)在中心管2與壓裂殼體3之間、通過剪釘5與壓裂殼體3固定，中心管2和壓裂殼體3的兩端分別與上接頭I和連接套11連接，連接套11的下部依次連接載彈殼體12、導(dǎo)爆殼體13和下接頭14 ;中心管2上設(shè)有出砂口 201和爆破閥6，載彈殼體12內(nèi)裝有爆破彈15，導(dǎo)爆殼體13內(nèi)裝有引爆組件并在其內(nèi)壁設(shè)有進液孔19，引爆組件與爆破彈15連接。出砂口 201和爆破閥6均設(shè)在中心管2的中部外圓臺階上，爆破閥6設(shè)在出砂口 201的下方；中心管2的外圓設(shè)有防倒扣螺紋，該防倒扣螺紋設(shè)在與連接套11連接處的上方外圓上，可防止滑套4返回上行。滑套4的內(nèi)圓設(shè)有臺階與中心管2的中部外圓臺階相配合，滑套4的下部內(nèi)圓與鎖環(huán)8連接，該鎖環(huán)8的內(nèi)圓設(shè)有防倒扣螺紋與中心管2下部外圓的防倒扣螺紋配合;滑套4的總長度短于中心管2非連接段的長度，使滑套4與中心管2和壓裂殼體3裝配后，在滑套4的下方留有低壓空氣腔9。當爆破閥6的爆破芯片破裂后，高壓液體經(jīng)爆破閥6沖擊滑套4，使滑套4快速下行進入低壓空氣腔9，為出砂口 201和壓裂口 301H快速打開提供保障。爆破閥6包括絲堵和爆破芯片，爆破芯片固定在絲堵的中心孔中，絲堵與中心管2螺紋連接。連接套11的兩端外圓分別與壓裂殼體3和載彈殼體12螺紋連接并分別在其螺紋連接處設(shè)置防松釘10，保證足夠的連接強度。導(dǎo)爆殼體13的一端外徑小并與連接套11下部的小外徑端螺紋連接，使其與載彈殼體12之間留出空腔裝載爆破彈15 ;導(dǎo)爆殼體13下部的管壁設(shè)有夾壁腔，在該夾壁腔中