CN102261231B - 一种多次开关滑套装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分段改造井下工具装置，具体涉及一种多次开关滑套装置，包括开关滑套及开关工具，开关滑套包括依次连接的开关滑套上接头、滑套、外筒、开孔衬套和开关滑套下接头，开关工具包括依次连接的开关上接头、芯轴、弹簧、限位套和引锥，开关可以放到滑套内用来控制开关滑套的开启和关闭；本发明的多次开关滑套装置对每段的流通通道可以任意选择开、关状态，实现管柱全通径，操作简单。

Description

一种多次开关滑套装置

技术领域：

本发明涉及一种分段改造井下工具装置，特别是水平井分段改造和找、堵水的井下工具。

背景技术：

试油完井中，特别在碳酸盐岩水平井分段改造和投产过程中，由于碳酸盐岩的非均质性和都存在底水的地质特征，每段的改造规模存在差异，生产过程中由于井眼轨迹距离地下水体的高度不同，水体的活跃程度不同，所以在后期开采过程中往往由于一段出水，整个水平段被淹，没有办法进行寻找出水点及对出水点进行封堵，导致油井停产报废。

发明内容：

本发明的目的是提供一种多次开关滑套装置，对每段的流通通道可以任意选择开、关状态，实现管柱全通径，操作简单。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种多次开关滑套装置，包括滑套及开关工具，所述开关滑套包括依次连接的开关滑套上接头、滑套、外筒、开孔衬套和开关滑套下接头，所述开关工具包括依次连接的开关上接头、芯轴、弹簧、限位套和引锥；

所述开关滑套上接头一端设有外螺纹，所述螺纹根部设有止退台阶，所述开关滑套上接头远离滑套一端内侧设有开关倒入斜面，另一端内侧设计有限位台阶；所述滑套两端内侧分别设有开关的定位槽，所述定位槽在受力方向的承压面设计为与滑套轴向成10°-30°的斜坡，所述滑套外侧从开关滑套下接头至开关滑套上接头方向分别设计有摩擦环槽、径向对称的定位销钉孔和与滑套径向平行的直通孔，所述摩擦环槽内设有摩擦环；所述外筒两端内侧设有内螺纹，所述外筒靠近开关滑套上接头一端内侧设计有与外筒轴向平行的滑键槽，所述外筒上设有与滑套对应的定位销钉孔和直通孔；所述开孔衬套设置在滑套与外筒之间，并设有与滑套及外筒对应的定位销钉孔和直通孔；所述开关滑套上接头螺纹根部设有密封圈槽，所述开关滑套下接头两端外侧设计为外螺纹，所述开关滑套下接头与外筒连接端的螺纹根部设计有密封圈槽；所述开关滑套上接头及开关滑套下接头的密封圈槽内设有密封圈；所述滑套销钉孔内设有销钉，所述销钉裸露端的外径设置在所述外筒的滑键槽内；所述开孔衬套的销钉孔内设有定位销钉；所述外筒与滑套之间还设有密封挡环、密封圈和“V”型密封圈；

所述开关工具上接头两端设有内螺纹，靠近芯轴一端内螺纹的低部设有密封圈；芯轴两端的结构对称，两端设有外螺纹，在螺纹顶端为光洁面，所述光洁面上设有密封圈槽；所述芯轴自端部起向内依次设计有对称的限位台阶、传压孔和密封圈槽；所述芯轴两端外侧设有限位套和弹簧；所述限位套内部设计有台阶，台阶上设有密封圈槽；所述台阶一端和传压孔平行，另一端与弹簧接触；所述芯轴上对称的两个限位套之间设有锁定块，所述锁定块外侧设有三个台阶，中间台阶与两侧的任何一个台阶相加长度和滑套的定位槽长度相同，所述中间台阶的两端为10°-30°斜坡，所述锁定块与芯轴之间设有弹性片；所述引锥靠近芯轴一端设有内螺纹；所述芯轴与所述引锥连接一端设有单流阀，所述单流阀侧面设有侧流孔；所述单流阀上还设有圆形单流阀弹簧；

所述开关工具的最大外径小于所述滑套的内径。

本发明提供的一种多次开关滑套装置技术方案中，所述滑套外侧径向对称的定位销钉孔为两排，每排两个，所述滑套外侧与滑套径向平行的直通孔为三排，每排六个。

本发明提供的另一优选的一种多次开关滑套装置技术方案中，所述外筒的滑键槽为两道，且直线对称。

本发明提供的再一优选的一种多次开关滑套装置技术方案中，所述外筒中部内侧设计有台阶。

本发明提供的又一优选的一种多次开关滑套装置技术方案中，所述销钉裸露端与所述外筒的滑键槽为动配合。

本发明提供的又一优选的一种多次开关滑套装置技术方案中，所述摩擦环为弹性开口环。

本发明提供的又一优选的一种多次开关滑套装置技术方案中，所述弹性片为矩形弹簧钢片，所述引锥下部为半圆形。

本发明提供的又一优选的一种多次开关滑套装置技术方案中，所述定位槽与所述中间台阶的斜坡角度为15°。

由于采用了上述技术方案，本发明得到的有益效果是：

1、所述多次开关滑套的滑套和外筒采用“V”形密封圈，可以保证密封性和足够的摩擦力；

2、所述多次开关滑套的流通孔采用了开孔衬套，防止了滑套孔刺坏变形；

3、滑套和外筒采用了滑键定向，开孔衬套和外筒采用了销钉固定，保证了滑套、开孔衬套和外筒循环孔的准确对正；

4、滑套定位槽和开关工具的锁定块的承压面采用10°-15°斜坡啮合，提高了两种工具配合的可靠性；

5、开关工具的弹簧4的弹性大于弹性片的弹性，保证在工具内没有压力时锁定块处于收缩状态；

6、本方案采用从开关工具内打压锁定块弹出，当锁定块运动到滑套定位槽时进行啮合，依靠开关工具的送入管柱上下运动完成多次开关滑套的开、关，依靠“V”密封圈及摩擦环的摩擦力对滑套进行固定。

附图说明

图1为一种多次开关滑套装置的开关滑套关闭状态结构示意图；

图2为一种多次开关滑套装置的开关滑套开启状态结构示意图；

图3为一种多次开关滑套装置的开关工具原始状态结构示意图；

图4为一种多次开关滑套装置的开关工具工作状态结构示意图；

图5为一种多次开关滑套装置的开关滑套局部放大示意图；

其中，1-开关滑套上接头，2-密封圈，3-销钉，4-滑套，5-外筒，6-开孔衬套，7-定位销钉，8-开关滑套下接头，9-摩擦环，10-密封挡环，11-密封圈，12-“V”型密封圈，13-开关上接头，14-密封圈，15-芯轴，16-弹簧，17-密封圈，18-密封圈，19-限位套，20-锁定块，21-弹性片，22-引锥，23-单流阀，24-单流阀弹簧。

具体实施方式

下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。

实施例1：

如图1-5所示，本例发明的一种多次开关滑套装置，包括开关滑套及开关工具，滑套包括依次连接的开关滑套上接头1、滑套4、外筒5、开孔衬套6和开关滑套下接头8，开关包括依次连接的开关上接头13、芯轴15、弹簧16、限位套19和引锥22；

开关滑套上接头1一端设有外螺纹，螺纹根部设有止退台阶，开关滑套上接头1远离滑套4一端内侧设有开关倒入斜面，另一端内侧设计有限位台阶；滑套4两端内侧分别设有开关的定位槽，定位槽在受力方向的承压面设计为与滑套4轴向成10°-30°的斜坡，优选15°；滑套4外侧从开关滑套下接头8至开关滑套上接头1方向分别设计有摩擦环槽、径向对称的定位销钉孔和与滑套径向平行的直通孔，销钉孔为两排，每排两个，直通孔为三排，每排六个，摩擦环槽内设有摩擦环9，摩擦环9为弹性开口环；外筒5中部内侧设计有台阶，外筒5两端内侧设有内螺纹，外筒5靠近开关滑套上接头1一端内侧设计有与外筒5轴向平行的滑键槽，滑键槽为两道，且直线对称，外筒5上设有与滑套4对应的定位销钉孔和直通孔；开孔衬套6设置在滑套4与外筒5之间，并设有与滑套4及外筒5对应的定位销钉孔和直通孔；开关滑套上接头1螺纹根部设有两道密封圈槽，开关滑套下接头8两端外侧设计为外螺纹，开关滑套下接头8与外筒5连接端的螺纹根部设计有两道密封圈槽；开关滑套上接头1及开关滑套下接头8的密封圈槽内设有密封圈2；滑套4销钉孔内设有销钉3，销钉3裸露端的外径设置在所述外筒5的滑键槽内，为动配合；开孔衬套6的销钉孔内设有定位销钉7；外筒5与滑套4之间还设有密封挡环10、密封圈11和“V”型密封圈12；

开关工具上接头13两端设有内螺纹，靠近芯轴15一端内螺纹的低部设有密封圈14；芯轴15两端的结构对称，两端设有外螺纹，在螺纹顶端为光洁面，光洁面上设有密封圈槽；芯轴15自端部起向内依次设计有对称的限位台阶、传压孔和密封圈槽；芯轴15两端外侧设有限位套19和弹簧16；限位套19内部设计有一台阶，台阶上设有密封圈槽；所述台阶一端和传压孔平行，另一端与弹簧16接触；芯轴15上对称的两个限位套19之间设有拱形锁定块20，锁定块20外侧设有三个台阶，中间台阶与两侧的任何一个台阶相加长度和滑套4的定位槽长度相同，所述中间台阶的两端为10°-30°斜坡，优选15°，锁定块20与芯轴15之间设有弹性片21，弹性片21为矩形弹簧钢片；引锥22靠近芯轴15一端设有内螺纹，引锥22下部为半圆形；芯轴15与所述引锥22连接一端设有单流阀23，所述单流阀23侧面设有侧流孔；单流阀上还设有圆形单流阀弹簧24；开关工具的最大外径小于所述滑套4的内径。

对于开关滑套，首先将密封圈2安装到开关滑套上接头1的密封圈槽内，将摩擦环9安装到滑套4的摩擦环槽内，将销钉3安装到滑套4的销钉孔内，剩余高度要小于滑键槽深度，将滑套4插入开关滑套上接头1内，将外筒5套在滑套4上，并使销钉3进入外筒5的滑键槽内，将外筒5和开关滑套上接头1螺纹连接，密封挡环10、密封圈11、“V”密封12顺序套在滑套4上，并安装到外筒5的台阶处，将开孔衬套6套入滑套4内，并挤压到密封圈11上，旋转使18个孔分别和滑套4及外筒5的18个孔相对应，同时开孔衬套6和外筒5的定位销钉孔相对应，将开孔衬套6和外筒5用定位销钉7固定，将“V”密封12、密封圈11、密封挡环10顺序套入滑套4外侧，将开关滑套下接头8套在滑套4上，将开关滑套下接头8和外筒5螺纹连接，按设计数值进行试压。

多次开关滑套开关工作原理：由弹簧16挤压限位套19，在下入过程中使锁定块20处于收缩状态进行保护，由芯轴15的传压孔打压推动限位套19挤压弹簧16，使限位套19向两侧移动，锁定块20在弹性片21作用下弹出，悬挂在多次开关滑套的定位槽，完成多次开关滑套的开关动作。

对于多次开关滑套的开关工具，首先将密封圈18安装在芯轴15的密封圈槽内，将弹簧16套入芯轴15，将密封圈17安装在限位套19的密封圈槽内，将限位套19套入芯轴15上，连接开关上接头13并旋转上紧螺纹，将单流阀弹簧24放到引锥22光洁段内，将单流阀23放到引锥22光洁段并插入单流阀弹簧24内，将引锥22和芯轴15螺纹连接，逐步上扣，在两个限位套19的距离和锁定块20长度接近时，将弹性片20放入芯轴15槽内，将锁定块20压在弹性片20上，逐步上紧引锥22与芯轴15的螺纹。

多次开关滑套处于关闭状态(如图一)随完井管柱下到设计深度，在封隔器完成坐封后，用小油管携带开关工具(如图三)下到定位标记后，向小油管内打压2.5-3MPa，锁定块20弹出(如图四)，上提小油管，当锁定块20到达定位槽时继续上提，发现重量增加500KG时，释放管柱内压力，打开动作结束(如图二).关闭多次开关滑套的步骤相同，只是下到滑套4的上方打压，然后下放管柱，下压完成多次开关滑套的关闭。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种多次开关滑套装置，包括滑套及开关工具，所述开关滑套包括依次连接的开关滑套上接头(1)、滑套(4)、外筒(5)、开孔衬套(6)和开关滑套下接头(8)，所述开关工具包括依次连接的开关工具上接头(13)、芯轴(15)、弹簧(16)、限位套(19)和引锥(22)，其特征在于：

所述开关滑套上接头(1)一端设有外螺纹，所述螺纹根部设有止退台阶，所述开关滑套上接头(1)远离滑套(4)一端内侧设有开关倒入斜面，另一端内侧设计有限位台阶；所述滑套(4)两端内侧分别设有开关的定位槽，所述定位槽在受力方向的承压面设计为与滑套(4)轴向成10°-30°的斜坡，所述滑套(4)外侧从开关滑套下接头(8)至开关滑套上接头(1)方向分别设计有摩擦环槽、径向对称的定位销钉孔和与滑套径向平行的直通孔，所述摩擦环槽内设有摩擦环(9)；所述外筒(5)两端内侧设有内螺纹，所述外筒(5)靠近开关滑套上接头(1)一端内侧设计有与外筒(5)轴向平行的滑键槽，所述外筒(5)上设有与滑套(4)对应的定位销钉孔和直通孔；所述开孔衬套(6)设置在滑套(4)与外筒(5)之间，并设有与滑套(4)及外筒(5)对应的定位销钉孔和直通孔；所述开关滑套上接头(1)螺纹根部设有密封圈槽，所述开关滑套下接头(8)两端外侧设计为外螺纹，所述开关滑套下接头(8)与外筒(5)连接端的螺纹根部设计有密封圈槽；所述开关滑套上接头(1)及开关滑套下接头(8)的密封圈槽内设有密封圈(2)；所述滑套(4)销钉孔内设有销钉(3)，所述销钉(3)裸露端的外径设置在所述外筒(5)的滑键槽内；所述开孔衬套(6)的销钉孔内设有定位销钉(7)；所述外筒(5)与滑套(4)之间还设有密封挡环(10)、密封圈(11)和“V”型密封圈(12)；

所述开关工具上接头(13)两端设有内螺纹，靠近芯轴(15)一端内螺纹的底部设有密封圈(14)；芯轴(15)两端的结构对称，两端设有外螺纹，在螺纹顶端为光洁面，所述光洁面上设有密封圈槽；所述芯轴(15)自端部起向内依次设计有对称的限位台阶、传压孔和密封圈槽；所述芯轴(15)两端外侧设有限位套(19)和弹簧(16)；所述限位套(19)内部设计有台阶，台阶上设有密封圈槽；所述台阶一端和传压孔平行，另一端与弹簧(16)接触；所述芯轴(15)上对称的两个限位套(19)之间设有锁定块(20)，所述锁定块(20)外侧设有三个台阶，中间台阶与两侧的任何一个台阶相加长度和滑套(4)的定位槽长度相同，所述两侧台阶的两端分别为10°-30°斜坡，所述锁定块(20)与芯轴(15)之间设有弹性片(21)；所述引锥(22)靠近芯轴(15)一端设有内螺纹；所述芯轴(15)与所述引锥(22)连接一端设有单流阀(23)，所述单流阀(23)侧面设有侧流孔；所述单流阀上还设有圆形单流阀弹簧(24)；

所述开关工具的最大外径小于所述滑套(4)的内径。

2.如权利要求1所述的一种多次开关滑套装置，其特征在于：所述滑套(4)外侧径向对称的定位销钉孔为两排，每排两个，所述滑套(4)外侧与滑套(4)径向平行的直通孔为三排，每排六个。

3.如权利要求2所述的一种多次开关滑套装置，其特征在于：所述外筒(5)的滑键槽为两道，且直线对称。

4.如权利要求3所述的一种多次开关滑套装置，其特征在于：所述外筒(5)中部内侧设计有台阶。

5.如权利要求4所述的一种多次开关滑套装置，其特征在于：所述销钉(3)裸露端与所述外筒(5)的滑键槽为动配合。

6.如权利要求5所述的一种多次开关滑套装置，其特征在于：所述摩擦环(9)为弹性开口环。

7.如权利要求6所述的一种多次开关滑套装置，其特征在于：所述弹性片(21)为矩形弹簧钢片，所述引锥(22)下部为半圆形。

8.如权利要求7所述的一种多次开关滑套装置，其特征在于：所述定位槽与所述中间台阶的斜坡角度为15°。

Images