CN102345452A - 自形成球座式滑套 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自行成球座式滑套，所述自行成球座式滑套包括依次连接的上接头(1)、开口环(2)、挡圈(3)、丝堵式滑键(4)、外筒(5)、滑套(6)、球座(7)、倒“V”型开口槽(18)、自锁套(8)、固定套(9)、空气腔(19)、滑动芯轴(10)、剪切销钉(11)、剪切销钉孔(16)、承压腔(15)和下接头(12)。和现有技术比，本发明提供的技术方案可以保证管柱的相同的内径，避免了投球操作失误，使改造更加完善。效率高、事故率低，使用方便。

Description

自形成球座式滑套

技术领域

本发明涉及一种油气井试油试采井下工具，具体讲涉及一种水平井分段改造井下工具。

背景技术

随着石油勘探开发的进展，油气井试油工艺不断更新，钻水平井已经成了获得单井高产的优选开采方式。同时对于非均质储层改造越来越普遍和深入，现有的水平井改造一般是笼统改造，这种方式的弊端是不能对水平段进行均匀改造，改造效果差；或由于受到球座级差的限制，不能对水平段进行多级精细改造，改造效果仍不尽人意，由于受球座内径的影响，施工的排量也会受到限制。

目前一般在分层滑套内设置不同内径的球座，然后投不同直径的球去打开对应的滑套，分别实现对滑套所对应井段的酸压或压裂改造。对于采用3-1/2″油管的分段工艺，最多可以分六级。而最小的一级球座内径只有29mm，显然这会影响改造施工的排量和产量，对于长达一千多米的水平段仅能进行六段改造，单段平均长度二百米改造效果很不理想。

发明内容

经常时间研究发现，要解决的首要问题是如何保证滑套有比较大的内径，采用相同直径的球可以依次打开N个滑套，同时球在开采时不影响产量。

本发明提供了一种自行成球座式滑套，所述自行成球座式滑套包括依次连接的上接头1、开口环2、挡圈3、丝堵式滑键4、外筒5、滑套6、球座7、倒“V”型开口槽18、自锁套8、固定套9、空气腔19、滑动芯轴10、剪切销钉11、剪切销钉孔16、承压腔15和下接头12。

本发明提供的优选自行成球座式滑套中，所述上接头1和外筒5相连接，所述开口环2置于上接头1内凹槽处。

本发明提供的再一优选自行成球座式滑套中，所述滑套6开有对称的四个滑键槽13、两个销钉半孔14，滑套6插入上接头1，所述开口环2套在滑套6的凹槽处，所述丝堵式滑键4对准滑套6的滑键槽13并用螺纹固定在外筒5上。

本发明提供的第三优选自行成球座式滑套中，所述球座7和滑套6采用螺纹连接，所述球座7和自锁套8采用自锁环19进行固定。

本发明提供的第四优选自行成球座式滑套中，所述固定套9与外筒5螺纹连接，所述固定套9内开有剪切销钉孔16，所述剪切销钉11同时插入固定套9和滑动芯轴10剪切销钉孔16，对固定套9和滑动芯轴10进行连接，所述固定套9和滑动芯轴10分别设计有台肩，台肩上分别安装有密封圈，固定套9和滑动芯轴10安装固定后之间形成空气腔17。

本发明提供的第五优选自行成球座式滑套中，所述滑动芯轴10上端设计有倒“V”型开口槽18，倒“V”型开口槽18在自然状态下直径为65mm，倒“V”型开口槽18合拢后直径为57mm，所述滑动芯轴10与自锁套8螺纹连接，所述滑动芯轴10插入下接头12，之间采用密封圈进行密封，使二者之间形成密闭的承压腔15。

本发明提供的最优选自行成球座式滑套中，所述下接头12与固定套9采用螺纹连接，所述下接头12与滑动芯轴10采用固定连接。

一种井下感应压力后形成球座的滑套，包括顺序连接的上接头1、开口环2、挡圈3、丝堵式滑键4、剪切销钉11、外筒5、滑套6、锥体座7、自锁套8、固定套9、滑动芯轴10、剪切销钉11和下接头12，所述开口环套在滑套凹槽处，所述滑套开有对称四个滑键槽、两个销钉半孔，所述滑套插入上接头，所述开口环置于上接头内凹槽处，所述外筒和上接头连接，所述丝堵式滑键对准环套滑键槽并用螺纹固定在外筒上，所述剪切销钉11插入滑套销钉半孔并用螺纹固定在外筒上，所述锥体座和滑套螺纹连接，所述滑动芯轴开有剪切销钉孔，所述滑动芯轴上端设计有倒“V”形开口槽，所述固定套开有剪切销钉孔，所述滑动芯轴插入固定套内，所述剪切销钉11同时插入固定套和滑动芯轴剪切孔，对固定套和滑动芯轴进行连接，所述滑动芯轴插入下接头，所述下接头和固定套螺纹连接，所述自锁套和滑动芯轴螺纹连接，所述固定套和外筒螺纹连接。

本发明提供的技术方案，采用下接头传压孔接受压力，压力作用在滑动芯轴承压台阶，把固定套和滑动芯轴之间的销钉剪断，滑动芯轴滑向上运动，倒“V”形开口槽在球座内逐渐合拢形成内径57mm圆环，此时自锁套的棘爪或锁环已经和球座的棘爪或开口槽实现啮合，完成滑动芯轴和滑套的固定连接，在进行逐段改造时只需要投同样的球，就可以完成所有水平段的改造施工。

本发明提供的技术方案可以保证管柱相同的内径，避免了投球操作失误，使改造更加完善，本方案效率高、事故率低，使用方便。

附图说明

图一自动球座滑套起始状态示意图

图二自动生成球座滑套状态示意图

图三投球后，工具与外界连通示意图

图四球座滑套A-A、B-B截面示意图

图五球座生成后自锁状态示意图

附图标记：1-上接头，2-开口环，3-挡圈，4-丝堵式滑键，5-外筒，6-滑套，7-球座，8-自锁套，9-固定套，10-滑动芯轴，11-剪切销钉，12-下接头，13-滑键槽，14-销钉半孔，15-承压腔，16-剪切销钉孔，17-空气腔，18-倒“V”型开口槽，19-自锁环。

具体实施方式

如图一所示的上接头1、开口环2、挡圈3、丝堵式滑键4、滑键槽13、外筒5、滑套6、球座7、自锁套8、固定套9、滑动芯轴10、剪切销钉11和下接头12接在一起的方式，完成球座自动生成的过程。

具体工作过程是：将上接头1与外筒5、连接套9、下接头12依次用螺纹连接，组成自动球座的外套；内部结构依次有滑套6、球座7、自锁套8和滑动芯轴10，滑套6一端插入上接头内，另一端与球座7采用螺纹连接，滑动芯轴10前端的卡爪卡入球座7的喇叭口内，与连接套9用剪切销钉11固定在一起，自锁套8与滑动芯轴10采用螺纹连接。

上接头1上有两个密封圈槽和一个挡圈槽，其下端内部有一个台阶，防止滑套滑出；滑套6上端开有一圈开口环槽、两个丝堵运动的长槽和固定两个销钉的圆槽，中部径向均匀地开有6个出口孔，下端有与球座7连接的螺纹；外筒5上端有与上接头连接的螺纹、依次开有四个大小不等的丝堵孔，中部均匀开有6个相同的出液孔，孔的两端各有两个密封圈槽，以保证孔四周的密封性，其下端内部的台阶使球座刚好坐在台阶上，外端有与连接套9相连接的螺纹及密封圈槽；球座7上端开有密封槽和与滑套6连接的螺纹，下端有与自锁套8相固定的锯齿，内部有卡住滑动芯轴10的喇叭口；自锁套8上端是开有6片相同的棘爪，内部有与球座固定的锯齿，下部有与滑动芯轴10相连接的螺纹；滑动芯轴10上端有6片均匀的锥形棘爪，棘爪上各有一个凸轮，棘爪下部是与自锁套8相连接的螺纹，其下部有6个均匀分布的径向剪切销钉孔和两个密封圈槽；连接套9相当于一个连接接头，上端连接外筒，下端连接下接头，都是螺纹连接，内表面与滑动芯轴形成很好的密闭空间；下接头12上端与连接套9用的母扣，下端的轴向位置打了一个小孔，内部有两个密封圈槽。

工作时，利用毛细管向下接头12内小孔打压(见图一)，压力达到能剪切剪切销钉11时，剪断剪切销钉11，滑动芯轴10带动自锁套8向上运动，自锁套8内的锯齿与球座7上的锯齿啮合在一起相互锁定，由于外筒5内台阶的限制，使啮合的球座7与自锁套8都无法再向上运动，滑动芯轴10上部锥形棘爪卡入球座7的喇叭口内，形成自动球座(见图二)。这时从上接头进行投球，剪断销钉11(见图四)，推动滑套6向下运动，同时带动球座7、自锁套8、滑动芯轴10一起向下运动，一直运动到固定套9内部的一个限位台阶上，这时它们的运动距离刚好与滑套6径向六个孔和外筒5径向六个孔的距离相等，所以滑套6径向的六个孔刚好与外筒5径向的六个孔相通，工具内部与外部连通，可以进行各项作业(见图三)。图五：为球座生成后自锁状态。

技术人员阅读本申请说明书和实施例后可以进行种种变更或修改，但这些变更或修改均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自行成球座式滑套，所述自行成球座式滑套包括依次连接的上接头(1)、开口环(2)、挡圈(3)、丝堵式滑键(4)、外筒(5)、滑套(6)、球座(7)、倒“V”型开口槽(18)、自锁套(8)、固定套(9)、空气腔(19)、滑动芯轴(10)、剪切销钉(11)、剪切销钉孔(16)、承压腔(15)和下接头(12)。

2.如权利要求1所述的一种自行成球座式滑套，其特征在于，所述上接头(1)和外筒(5)相连接，所述开口环(2)置于上接头(1)内凹槽处。

3.如权利要求1或2所述的一种自行成球座式滑套，其特征在于，所述滑套(6)开有对称的四个滑键槽(13)、两个销钉半孔(14)，滑套(6)插入上接头(1)，所述开口环(2)套在滑套(6)的凹槽处，所述丝堵式滑键(4)对准滑套(6)的滑键槽(13)并用螺纹固定在外筒(5)上。

4.如权利要求3所述的一种自行成球座式滑套，其特征在于，所述球座(7)和滑套(6)采用螺纹连接，所述球座(7)和自锁套(8)采用自锁环(19)进行固定。

5.如权利要求4所述的一种自行成球座式滑套，其特征在于，所述固定套(9)与外筒(5)螺纹连接，所述固定套(9)内开有剪切销钉孔(16)，所述剪切销钉(11)同时插入固定套(9)和滑动芯轴(10)剪切销钉孔(16)，对固定套(9)和滑动芯轴(10)进行连接，所述固定套(9)和滑动芯轴(10)分别设计有台肩，台肩上分别安装有密封圈，固定套(9)和滑动芯轴(10)安装固定后之间形成空气腔(17)。

6.如权利要求5所述的一种自行成球座式滑套，其特征在于，所述滑动芯轴(10)上端设计有倒“V”型开口槽(18)，倒“V”型开口槽(18)在自然状态下直径为65mm，倒“V”型开口槽(18)合拢后直径为57mm，所述滑动芯轴(10)与自锁套(8)螺纹连接，所述滑动芯轴(10)插入下接头(12)，之间采用密封圈进行密封，使二者之间形成密闭的承压腔(15)。

7.如权利要求6所述的一种自行成球座式滑套，其特征在于，所述下接头(12)与固定套(9)采用螺纹连接，所述下接头(12)与滑动芯轴(10)采用固定连接。

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