目前中原油田最主要的油气井增产措施是采用不动管柱多级封隔器分层压裂。循环阀是多级压裂管柱的重要组成部分，可以在砂卡时及时连通油套，平衡油套压差、清洗沉砂以进行下一步压裂施工；同时，在压后的解封作业中能够通过打开循环阀消除管柱的封闭压力，降低解封难度。通过对中原油田现有循环阀应用现状的分析，以理论计算与地面实验相结合的方式确定了循环阀的开启压力。得到的结果证明循环阀的开启压力过低，在施工中由于油套不平衡、冲激效应以及误操作等原因会提前开启，由此引起施工进度延后和返工的问题。为解决该问题，本文对国内外各种循环阀结构进行了深入研究，研制了一种新型的自锁式压裂循环阀。在设计自锁式压裂循环阀的过程中，通过对气动压力回馈与弹簧压力回馈两种的方案的对比，考虑到成本控制和现场使用简便性，采取弹簧压力回馈系统进行循环阀的总体设计。对自锁式循环阀阀芯、弹簧、密封圈等重要零部件，通过理论计算初步确定其尺寸、材料等数据，再经地面实验进行验证并做出相应的调整。根据中原油田地质特征，对循环阀的主要部件的材料进行腐蚀实验评价，保证工具在井下工作条件下的可靠性。通过现场实践应用，解决了过去施工中遇到的问题，能够与中原油田目前的各种压裂管柱配合使用，具有良好的适用性，对于油田压裂改造有着积极的意义和良好的经济效益。