[发明专利]一种页岩气压裂井口装置

说明书

技术领域

本发明属于油井作业技术领域，尤其涉及一种页岩气压裂井口装置。

背景技术

近年来,页岩气在非常规天然气中异军突起，已经成为全球油气资源勘探开发的新亮点，同时页岩气开发对我国具有战略意义，清洁低碳的页岩气能够增加天然气供应、优化能源结构、缓解减排压力。据统计，目前世界页岩气资源量为456万亿立方米,主要分布在北美、中亚和中国、中东和北非、拉丁美洲、前苏联等地区,其潜力远远大于常规天然气。

随着国家能源局召开的十三五能源规划会议上制定的到2020年页岩气产量需达300亿立方米目标确认，页岩气急需进行大量的开采，其中页岩气压裂井口装置是页岩气开发的必备设备，国外特别是北美地区，页岩气开采已相对成熟，开发单井费用为250-350万美元，但订货周期长，零配件难以供应，维修不便利，加之北美人少地多，开发页岩气以平原为主，地层1000-3500米，开发技术与我国地层，地貌并不相符，我国人口相对稠密，页岩气地层在3000-5000米，压力高、开采难，严重制约我国页岩气能源的发展。

现有的常规油气井一般采用103及以下通径的井口，这对于页岩气的井口来说不能适应施工要求，因此，急需一种大通径、高压力的压裂井口来满足页岩气开采油田的需求，专利申请号为201220360993.X的一种大通径压裂井口装置，其压裂阀门采用的是齿轮驱动的设计方法，这样的设计方法是为了减小开启力矩，但是在实际使用过程中力矩减小并不明显，开启转动圈数更加繁重，无法进行纯手动开启，不便于带压操作和更换，工作效率低且使用寿命短。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种使用寿命长、效率高、带压作业性能好，并能手动开启大口径压裂阀的页岩气压裂井口装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种页岩气压裂井口装置，包括与井口相连的直通式油管头、第一平板闸阀、第二平板闸阀、固定节流阀、压裂头六通和升高法兰；所述直通式油管头与井口相连端口的相邻两端口上分别依次连接有两个第一平板闸阀和固定节流阀；所述直通式油管头上井口相对的端口上依次连接两个第二平板闸阀、压裂头六通、第二平板闸阀和升高法兰；所述第一平板闸阀和第二平板闸阀结构相同；所述第一平板闸阀包括阀体、上阀盖、下阀盖、设置在阀体内的阀座、位于阀座上的阀杆、阀杆颈块、闸板、尾杆、支撑板、手轮杆、滚珠丝杠、阀杆接、手轮和注脂阀；所述阀体上下两端分别与上阀盖和下阀盖螺栓连接；所述阀座与上阀盖之间设有两个支撑板；所述阀杆上设有阀杆颈块；所述阀杆颈块下端设有与阀杆相连的闸板；所述阀杆下端还设有尾杆；所述上阀盖上端与手轮杆相连；所述手轮杆上部通过传动键与滚珠丝杠相连；所述滚珠丝杠与阀杆相连；所述手轮杆上端通过阀杆接与手轮相连；所述上阀盖和下阀盖一侧还设有注脂阀；所述手轮通过手轮杆、传动键和滚珠丝杠驱动与阀杆相连的闸板上下运动。

优选的，所述直通式油管头、第一平板闸阀、第二平板闸阀和压裂六通之间均通过法兰连接。

优选的，所述上阀盖外还设有阀罩；所述阀罩通过外六角螺钉与手轮杆相连；所述手轮杆与上阀盖之间设有推力轴承。

优选的，所述尾杆外还设有尾杆保护罩。

优选的，所述阀罩与手轮杆之间还设有O型圈和导向带。

优选的，所述阀体与上阀盖之间设有中头密封垫环；所述阀体与下阀盖之间设有下阀盖密封圈。

优选的，所述尾杆与下阀盖以及上阀盖与阀杆之间设有填料垫片和阀杆填料。

优选的，所述闸板和阀座表面喷焊有碳化钨合金。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明方案的一种页岩气压裂井口装置，其采用滚珠丝杠驱动阀门，能有效的减小阀门开启和关闭的扭矩力，使操作人员能手动开启大口径压裂阀。采用内外双圈密封，可解决压裂施工时压裂砂进入阀杆腔的问题，阀杆内腔堆焊可有效解决放喷时闸阀容易冲蚀的技术难题。本发明方案的一种页岩气压裂井口装置，具有结构简单、操作方便、易于维修、可靠性高，开发单井费用低等特点，填补了页岩气压裂井口大口径、高压力、纯手动的国内空白，对我国能源战略的优化具有十分重要的意义，有力地推动了我国石油机械产业的发展，具有良好的经济效益、社会效益和环境保护效益。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明。

附图1为本发明页岩气压裂井口装置的立体结构示意图。

附图2为第一平板闸阀的结构示意图。