[发明专利]一种爆破片式压裂控制阀

说明书

本发明公开了一种爆破片式压裂控制阀，它包括上接头、爆破片、阀外筒、内活塞滑套、定位套、下接头、剪切销钉及紧定螺钉，上接头、阀外筒和下接头依次通过螺纹同轴连接，爆破片通过螺纹安装在所述上接头侧壁对称分布的螺纹孔上，内活塞滑套可滑动的套装在阀外筒内并通过剪切销钉限位固定，内活塞滑套靠近上接头一端的截面积大于靠近下接头一端的截面积，阀外筒侧壁上环向开有均布的压裂端口，当剪切销钉被剪断时，内活塞滑套在压差作用下做轴向运动，压裂端口被打开，该工具结构合理，性能可靠，可实现分段压裂第一级的免射孔作业，从而提高施工效率，节约作业成本，降低作业风险。

技术领域

本发明涉及一种石油天然气钻采设备，具体是针对油气井分段压裂改造而提出的一种爆破片式压裂控制阀。

背景技术

随着非常规油气资源的开发，作为一种能够显著提高单井产量，延长油气井生产周期的革命性技术，水平井分段压裂得到了越来越普遍的应用。

现存的使用复合桥塞配合进行分段压裂的方式，在对水平段进行复合桥塞多段压裂时，需要使用连续油管传输射孔为压裂改造提供连通第一储层与井筒之间的通道；或者使用压差滑套式压裂阀代替射孔，从而实现第一级的压裂施工，压差滑套式压裂阀的工作性能直接影响了压裂施工能否按照施工设计顺利进行。

目前，压差滑套式压裂阀在实际现场使用中暴露了一些问题和不足，主要体现在以下两个方面：一是压差滑套式压裂阀的工作原理是依靠压差剪断启动销钉从而推动滑套活塞沿轴向运动并开启压裂阀，但是在实际施工过程中，启动销钉的剪切值波动范围较大，压裂阀的实际开启压力与理论开启压力存在较大误差，如果要求对全井筒进行试压，因为受到销钉剪切力的限制所以往往很难达到所要求的试压压力；另外，如果在固井条件下，压差滑套式压裂阀的传压孔容易被凝固的水泥浆堵塞，从而影响压裂阀的开启。

因此，需要设计一种可靠性更高的压裂阀工具。

发明内容

本发明的目的是提供一种爆破片式压裂控制阀，为水平井分段压裂技术提供可靠的配套工具，与传统工艺相比使用该工具不仅可以达到免去射孔施工，缩短施工周期，节约施工成本的目的，并且其性能比目前广泛使用的压差滑套式压裂阀更加可靠，通过在压力传递通道中设置爆破片，根据井况调整破裂值，保证压裂控制阀在设计压力范围内开启。

本发明的技术解决方案是：一种爆破片式压裂控制阀，所述控制阀包括上接头、爆破片、阀外筒、内活塞滑套、定位套、下接头、剪切销钉及紧定螺钉；所述上接头与所述阀外筒和所述下接头依次通过螺纹同轴连接，并且连接之后内部形成通孔，所述爆破片通过螺纹安装在所述上接头侧壁对称分布的螺纹孔上，所述内活塞滑套可滑动的套装在阀外筒内并通过所述剪切销钉限位固定，内活塞滑套靠近上接头一端的端面截面积大于靠近下接头一端的端面截面积，阀外筒内部设置有限位台阶与内活塞滑套外部所设置的限位台阶相配合，下接头内部设置有两级台阶分别是靠近阀外筒的一级台阶和靠近下接头外螺纹端的二级台阶，所述定位套套装在下接头内并通过阀外筒的下端面与下接头的内部一级台阶端面限位，内活塞滑套靠近下接头一端环向开设有若干通槽，内活塞滑套靠近下接头一端的外侧沿环向设置有凸台，凸台外径大于所述定位套的内径，阀外筒侧壁上环向开有若干均布的压裂端口，阀外筒侧壁上环向开有若干均布的销钉孔用于安装所述剪切销钉，相应的内活塞滑套外壁环向开有销钉槽；当剪切销钉未被剪断时，内活塞滑套堵住阀外筒上的压裂端口，当剪切销钉被剪断时，内活塞滑套在压差作用下向下接头方向做轴向运动，直到内活塞滑套外部所设置的限位台阶与阀外筒内部设置的限位台阶相抵，同时压裂端口被打开。

进一步地，所述内活塞滑套靠近所述下接头一端环向设置的通槽与凸台共同形成了弹性爪，所述弹性爪可以向内收缩并套装在定位套内部。

进一步地，所述下接头内部的二级台阶端面与所述定位套下端面形成凹槽，当内活塞滑套沿轴向运动至极限位置时，所述弹性爪上的凸台运动至凹槽使得弹性爪张开，凸台与凹槽配合，由于存在凸台上端面与定位套下端面相互抵触，从而防止了内活塞滑套回弹。