CN103291271B - 一种可多次开关的压裂滑套 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油气田水平井多段压裂技术领域，特别涉及一种可多次开关的压裂滑套，它包括压裂球、上接头、紧定螺钉、压裂套、O型圈、防砂环、刮砂环、硫化密封环、上内滑套、球座、下内滑套、键、挡环、定位环、剪切环、剪切销钉、保护套和下接头。本发明主要应用于油气田水平井分段多级压裂中，可实现一趟管柱多层逐级投球压裂后转为生产管柱；铸铁球座和复合材料压裂球可保证用连续油管一次性钻除，保留大通径；内置沟槽结构与配套开关工具可实现多次打开/关闭任意层位的压裂通道；硫化橡胶密封结构保证压裂滑套耐高温高压。
Description
技术领域
本发明涉及油气田水平井多段压裂技术领域，特别涉及一种可多次开关的压裂滑套。
背景技术
水平井多段压裂增产技术对于改善低渗透、低孔隙度油气藏开发效果、提高单井产量和最终采收率，具有重要作用，是油田增产、增注的有效手段之一，它具有井下工具少、作业针对性强、施工成本低等优点。
在水平井分段压裂工艺中使用各种油套连通的井下滑套工具，其目的是根据油气储层开发的需要使用封隔器和滑套将水平井段封隔成若干段，压裂施工时通过投球打开滑套，进行有针对性的施工，压裂施工完成后，打开的滑套出口作为后期采油气进入的通道。该方法在压裂作业完成后滑套一直保持打开状态，然而水平井在开采中容易出现井筒过早见水、见气等情况，对产能造成非常不利的影响，目前所使用的滑套不能对见水、见气严重的井段实施有效的控制。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种可多次开关的压裂滑套，可钻除性能好，保证压裂滑套耐高温高压，可任意控制滑套的打开和关闭。
为实现上述技术目的，本发明提供的方案是：一种可多次开关的压裂滑套，包括压裂球、上接头、压裂套、球座和下接头，所述压裂套两端分别与上接头和下接头连接，压裂套内由上至下依次设置上内滑套、球座、下内滑套，上内滑套的外圆环槽内具有刮砂环，上内滑套右端与球座的一端连接，球座的另一端与下内滑套连接，下内滑套外圆的腰形槽通过键与压裂套内部铣槽配合，下内滑套下端的环形斜角凹槽上依次套入挡环和定位环，剪切环通过剪切销钉固定在下内滑套外圆的环形直角凹槽上，下内滑套内部设置通过剪切销钉与下内滑套定位的保护套，该保护套有铣槽的一端与下内滑套铣槽相互啮合。
而且，所述上接头和下接头与压裂套均是螺纹连接，并由O型圈密封，且用紧定螺钉固定防松；所述上内滑套与球座是螺纹连接，并由O型圈密封，且用紧定螺钉固定防松；所述球座与下内滑套是螺纹连接，并且用紧定螺钉固定防松。
而且，所述刮砂环外部贴有防砂环，该防砂环的外圆贴于压裂套的内壁，防砂环的内壁套在上接头及上内滑套外圆上。
而且，所述上内滑套外圆凹槽上设置硫化密封环，该硫化密封环对压裂套上的腰形槽密封，并对压裂套内壁形成滑动密封。
而且，所述上内滑套和下内滑套内部均具有用于与开关工具配合打开或关闭压裂套上腰型流道孔的台阶。
而且，所述定位环是由O型圈使两C环组合而成的一个环状整体。
而且，所述压裂球由复合材料制成；所述刮砂环由特氟龙材料制成，有一处切口的圆环；所述保护套由铸铁材料加工成。
本发明可实现一趟管柱多层逐级投球压裂后转为生产管柱；铸铁球座及内外层键块连接可保证一次性钻除，保留大通径；复合材料压裂球易于返排；上、下内滑套内置沟槽结构与配套开关工具可实现多次打开或关闭任意层位的压裂通道；硫化橡胶密封结构保证压裂滑套耐高温高压；下内滑套上两处环形斜角凹槽，与定位环配合维持本压裂滑套打开或关闭两个状态；下内滑套加保护套结构保证下内滑套内部沟槽免于冲蚀；保护套下端与下内滑套下端啮合易于钻磨。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的局部放大图。
其中，1、压裂球，2、上接头，3、紧定螺钉，4、压裂套，5、1号O型圈，6、防砂环，7、刮砂环，8、硫化密封环，9、上内滑套，10、2号O型圈，11、球座，12、紧定螺钉，13、下内滑套，14、键，15、挡环，16、3号O型圈，17、定位环，18、剪切环，19、1号剪切销钉，20、2号剪切销钉，21、1号O型圈，22、紧定螺钉，23、保护套，24下接头。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
本实施例提供一种可多次开关的压裂滑套，如图1和图2所示，包括1、压裂球，2、上接头，3、紧定螺钉，4、压裂套，5、1号O型圈，6、防砂环，7、刮砂环，8、硫化密封环，9、上内滑套，10、2号O型圈，11、球座，12、紧定螺钉，13、下内滑套，14、键，15、挡环，16、3号O型圈，17、定位环，18、剪切环，19、1号剪切销钉，20、2号剪切销钉，21、1号O型圈，22、紧定螺钉，23、保护套，24、下接头。
所述上刮砂环7、硫化密封环8、上内滑套9、2号O型圈10、球座11、紧定螺钉12、下内滑套13及下内滑套13上依次装的键14、挡环15、定位环17、3号O型圈16、剪切环18、剪切销钉Ⅰ19、2号剪切销钉20和保护套23组成压裂滑套内层结构；上接头2、紧定螺钉3、1号O型圈5、防砂环6、压裂套4、1号O型圈21、紧定螺钉22和下接头24组成外层结构。
其中，前述内层结构特征为刮砂环7位于上内滑套9的左端外圆环槽内。两处硫化密封环8位于上内滑套9外圆凹槽上，上内滑套9通过两处硫化密封环8对压裂套4上腰形槽密封，对压裂套4内壁形成滑动密封。上内滑套9右端通过螺纹与球座11的一端相连接，2号O型圈10密封，并且用紧定螺钉12固定防松。球座11另一端通过螺纹与下内滑套13相连接，并且用紧定螺钉12固定防松。下内滑套13外圆的腰形槽通过键14与压裂套4内部铣槽配合，使下内滑套13和压裂套4形成可传扭矩的整体。两C环通过3号O型圈16组合成一个环状整体的定位环17。下内滑套13下端的环形斜角凹槽上依次套入挡环15、带3号O型圈16的定位环17。剪切环18通过1号剪切销钉19固定在下内滑套13最右端外圆环形直角凹槽上。保护套23位于下内滑套13内部通过2号剪切销钉20与下内滑套13定位，保护套23右端与下内滑套13具有铣槽的一端相互啮合。
其中，前述外层结构特征为上接头2通过螺纹与压裂套4相连接，1号O型圈5密封，并且用紧定螺钉3固定防松。刮砂环7外部贴有防砂环6，该防砂环6的外圆贴于压裂套4的内壁，防砂环6的内壁套在上接头2及上内滑套9外圆上，形成上内滑套9外部与压裂套4内壁之间空间防砂。其中所述压裂套4一端通过螺纹与下接头24相连，1号O型圈21密封，并且用紧定螺钉22固定防松。
前述上内滑套9上的刮砂环7，刮砂环7有特氟龙材料制成，便于压裂套内壁残留物的清理。
前述上内滑套9上的硫化密封环8，保证对压裂套4内壁的滑动密封，为进一步保证密封性，可以设置两处硫化密封环8。
前述保护套23位于下内滑套13内部通过2号剪切销钉20与下内滑套13定位，便于保护下内滑套13下端内台阶免于冲蚀。
前述保护套23由铸铁材料加工成，保护套23右端与下内滑套13右端铣槽相互啮合，保证钻磨保护套时不转动，易于钻除。
前述下内滑套9上的环形斜角凹槽与定位环17配合，维持可多次开关压裂滑套打开或关闭两个状态。
前述上内滑套9和下内滑套13内部台阶便于与开关工具配合，打开/关闭压裂套上腰型流道孔。
前述铸铁材质的球座11便于磨除，保证大通径。
前述压裂球1为复合材料，易于返排。
本发明的工作原理为：地面投放压裂球1，泵送压裂球1落于球座11上形成活塞，通过地面继续泵液，产生的活塞推力剪断1号剪切销钉，推动上内滑套9、球座11、下内滑套13、保护套23下行，露出压裂套4上的腰形流道孔，压裂液通过腰形流道孔进入地层。用钻头或磨鞋钻掉球座11和保护套23，保留统一的内通径。利用配套的开关工具与上内滑套9和下内滑套13内部台阶配合，打开或关闭流道孔。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进或变形，这些改进或变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种可多次开关的压裂滑套，包括压裂球、上接头、压裂套、球座和下接头，其特征在于：所述压裂套两端分别与上接头和下接头连接，压裂套内由上至下依次设置上内滑套、球座、下内滑套，上内滑套的外圆环槽内具有刮砂环，上内滑套右端与球座的一端连接，球座的另一端与下内滑套连接，下内滑套外圆的腰形槽通过键与压裂套内部铣槽配合，下内滑套下端的环形斜角凹槽上依次套入挡环和定位环，剪切环通过剪切销钉固定在下内滑套外圆的环形直角凹槽上，下内滑套内部设置通过剪切销钉与下内滑套定位的保护套，该保护套具有铣槽的一端与下内滑套右端铣槽相互啮合。
2.根据权利要求1所述的一种可多次开关的压裂滑套，其特征在于：所述上接头和下接头与压裂套均是螺纹连接，并由O型圈密封，且用紧定螺钉固定防松；所述上内滑套与球座是螺纹连接，并由O型圈密封，且用紧定螺钉固定防松；所述球座与下内滑套是螺纹连接，并且用紧定螺钉固定防松。
3.根据权利要求1或2所述的一种可多次开关的压裂滑套，其特征在于：所述刮砂环外部贴有防砂环，该防砂环的外圆贴于压裂套的内壁，防砂环的内壁套在上接头及上内滑套外圆上。
4.根据权利要求1或2所述的一种可多次开关的压裂滑套，其特征在于：所述上内滑套外圆凹槽上设置硫化密封环，该硫化密封环对压裂套上的腰形槽密封，并对压裂套内壁形成滑动密封。
5.根据权利要求4所述的一种可多次开关的压裂滑套，其特征在于：所述上内滑套和下内滑套内部均具有用于与开关工具配合打开或关闭压裂套上腰型流道孔的台阶。
6.根据权利要求1所述的一种可多次开关的压裂滑套，其特征在于：所述定位环是由O型圈使两C环组合而成的一个环状整体。
7.根据权利要求1所述的一种可多次开关的压裂滑套，其特征在于：所述压裂球由复合材料制成；所述刮砂环由特氟龙材料制成，有一处切口的圆环；所述保护套由铸铁材料加工成。
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