[发明专利]具有计数系统的多级高压压裂系统

权利要求书

1.一种管式液压阀(THV)系统，其用于连接至油管柱从而对油井内目的层进行隔离，允许到达井下岩层从而压裂所述目的层并进行油气开采，所述THV具有允许塞子穿过所述THV的内孔，所述THV包括：

塞子计数系统，其具有用于连接至油管柱的井上端，以及塞子啮合系统，其用于与穿过所述内孔的塞子啮合，所述塞子啮合系统用于对穿过所述塞子计数系统的连续塞子进行计数并用于在达到穿过所述内孔的塞子的预设数目时触发第一液压事件；

塞子捕获系统，其可操作地连接至所述塞子计数系统，所述塞子计数系统响应于所述第一液压事件以在所述第一液压事件被触发时进行所述THV内的塞子捕获；

阀系统，其可操作地连接至所述塞子计数系统以及塞子捕获系统，所述阀系统包含阀，其响应于塞子捕获而打开所述阀以允许流体从所述内孔流至所述THV外部。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述塞子啮合系统包含至少一个连接至齿式棘轮的插脚，和塞子活塞，其中穿过所述内孔的塞子与所述至少一个插脚的啮合将所述齿式棘轮向前移动一跨齿距。

3.如权利要求2所述的系统，其中所述齿式棘轮可被预设以在触发所述对应于穿过所述内孔的塞子总数的第一液压事件之前行进多倍的所述跨齿距。

4.如权利要求3所述的系统，其中当所述齿式棘轮已行进了预设距离时，所述塞子计数系统允许液压流体从所述内孔穿过以对所述塞子活塞加压并导致所述塞子活塞向井下运动。

5.如权利要求4所述的系统，其进一步包括在所述塞子计数系统和所述塞子捕获系统之间的第一液压通道，且其中所述塞子活塞向井下运动打开所述第一液压通道从而允许液压流体流至所述塞子捕获系统内的塞子捕获活塞，且其中所述塞子捕获活塞响应于穿过所述第一液压通道的液压流体的所述流动而导致所述塞子捕获活塞向井下运动。

6.如权利要求5所述的系统，其中所述塞子捕获活塞向井下运动将所述塞子捕获系统内所述内孔的一部分变窄从而防止塞子穿过所述塞子捕获系统。

7.如权利要求6所述的系统，其进一步包括可操作地连接至所述塞子捕获系统的塞子捕获锁，所述塞子捕获锁用于与所述塞子捕获活塞啮合以防止所述塞子捕获活塞向井上大幅运动。

8.如权利要求7所述的系统，其进一步包括阀活塞，且其中当所述塞子捕获系统已滞留住一个塞子时，所述阀活塞暴露于所述内孔内的液压流体使得所述阀系统向井下运动打开一个阀。

9.如权利要求1所述的系统，其中所述塞子计数系统包含处理器以及电源系统，所述电源系统可操作地连接至塞子啮合系统并连接至电磁阀和/或电动马达以控制液压流体穿过液压通道的流动，其中所述处理器计数穿过所述内孔的塞子，且当计数到预设数目的塞子时，所述处理器打开所述电磁阀和/或电动马达从而触发所述第一液压事件。

10.如权利要求9所述的系统，其中所述塞子啮合系统包含至少一个活动插脚，其与电路可操作地啮合，其中塞子穿过所述内孔时，所述塞子与所述至少一个插脚的啮合将所述插脚进行移动且与所述电路连接或断开，并将信号发送至所述处理器即有塞子穿过。

11.如权利要求10所述的系统，其中所述塞子啮合系统包含两个活动插脚，其在所述内孔中纵向隔开，每个插脚与电路可操作地啮合，所述两个插脚允许所述处理器确定塞子已在所述内孔中移动的方向。

12.如权利要求11所述的系统，其中所述两个插脚纵向隔开以允许穿过的塞子在啮合一个插脚之前与其中另一个所述插脚脱离。

13.如权利要求11所述的系统，其中所述两个插脚沿着所述内孔彼此异相。

14.如权利要求9所述的系统，其中所述处理器确定已计数所述预设数目的塞子和所述第一液压事件的所述触发之间的时间是可编程的。