CN104088614B - 激发式压差滑套 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激发式压差滑套，包括上接头、与上接头螺纹连接的下接头，上接头上开有多个压裂孔，还包括有滑套、剪钉、爆破片和密封盖；其中：下接头的内壁具有三级台阶，下接头的内径从上到下逐级减小，第一级台阶之上的下接头具有与上接头连接的内螺纹，在上接头的底端与第一级台阶之间预留有空气腔二，在下接头的下部开有贯通下接头壁体的通孔，该通孔的外侧经密封盖密封，通孔的内侧设置爆破片，爆破片和密封盖之间预留有空气腔一，在下接头壁体上开有连通空气腔一和空气腔二的压力传递通道；本发明构思新颖，结构简单，不仅可以用于裸眼井、井底压力低的井，同样也适用于固井后再开启滑套作业，以及井底压力较高的井中。
Description
技术领域
本发明涉及油气田井下作业工具技术领域，确切地说涉及一种用于油气田固井、完井施工作业的激发式压差滑套。
背景技术
在钻井工作完成以后，为了使今后能够获得较好产量，一般会在固井作业后实施压裂酸化作业。这就需要通过电缆或油管下入射孔枪，又或者通过连续油管下入喷射工具进行射孔沟通套管内与地层通道，然后进行酸化压裂增产作业。在长水平段水平井、套管和裸眼完井的水平井中，通过电缆或油管下入射孔枪以及通过连续油管下入喷射工具则难度较大，不便于达到井内远端位置。
公开号为202946130U，公开日为2013年5月22日的中国专利文献公开了一种压差式滑套，其包括上接头、下接头、本体和压差心轴；上接头下部外侧与本体上部内侧固定安装在一起，本体下部外侧与下接头上部内侧固定安装在一起，压差心轴包括轴体和凸台，凸台位于轴体上部外侧，上接头的下端与凸台的上端安装在一起，轴体外侧中部与本体内侧下部间形成滑动腔，本体上有与滑动腔相通的旁通孔，上接头、本体和下接头的内腔相连通并形成中心通孔，对应凸台位置的本体外侧有不少于一个的压裂孔，本体下端与下接头上部内侧及轴体下部内侧间有固定槽，固定槽内安装有固定环，轴体下部外侧与固定环固定安装在一起。该实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其在进行压裂作业过程中，具有提高外筒的使用强度、避免安装过程中密封圈被剪断和保证压裂工作的正常进行的特点。
以上述专利文献为代表的压差滑套是普通的压差滑套，其本质是利用的管内和管外的压力差打开滑套，这种开启方式比较适用于裸眼井和井底压力低的情况使用。但是，对于需要先完成固井作业再开启滑套，以及井底压力较高的情况下开启滑套无法适用。
发明内容
本发明旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种激发式压差滑套，采用本发明，当需要进行压裂酸化施工时，可直接通过套管内憋压击穿爆破片，随即压力进入滑套内推动滑套移动打开，沟通地层通道，完成第一层增产作业，构思新颖，结构简单，不仅可以用于裸眼井、井底压力低的井，同样也适用于固井后再开启滑套作业，以及井底压力较高的井中。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种激发式压差滑套，包括上接头、与上接头螺纹连接的下接头，上接头上开有多个压裂孔，其特征在于：还包括有滑套、剪钉、爆破片和密封盖；其中：所述的下接头的内壁具有三级台阶，分别是第一级台阶，第二级台阶和第三级台阶，下接头的内径从上到下逐级减小，第一级台阶之上的下接头具有与所述上接头连接的内螺纹，在上接头的底端与所述第一级台阶之间预留有空气腔二，在下接头的下部开有贯通下接头壁体的通孔，该通孔的外侧经所述密封盖密封，通孔的内侧设置所述爆破片，爆破片和密封盖之间预留有空气腔一，在下接头壁体上开有连通所述空气腔一和空气腔二的压力传递通道；在所述空气腔二上方的上接头上设置有所述剪钉，滑套通过剪钉固定在上接头与下接头连接后形成的通道内壁中，且滑套的上部能挡住所述压裂孔，滑套的中部设置有凸台，该凸台与第一级台阶和第二级台阶之间的下接头内壁密封接触，凸台的顶部不高于空气腔二的顶部，凸台的底部与下接头的第二级台阶之间形成密闭的空气腔三，滑套的下部与第二级台阶和第三级台阶之间的下接头内壁密封接触，滑套的剪钉经压力剪断后，滑套的底端经所述第三级台阶限位。
在所述内螺纹和上接头外螺纹连接处设置有O型密封圈。
凸台与第一级台阶和第二级台阶之间的下接头内壁是通过O型密封圈密封。
滑套上部与上接头内壁接触的部位，且位于压裂孔的上方和下方，设置有O型密封圈。
滑套的下部与第二级台阶和第三级台阶之间的下接头内壁是通过O型密封圈密封。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果如下：
1、采用本发明所述的上接头、下接头、滑套、剪钉、爆破片和密封盖形成的压差式滑套，其实质是利用内压击穿爆破片后，液体进入滑套内，再利用滑套内外压差打开滑套。这样的结构方式，相对于公开号为202946130U专利文献为代表的现有技术来说，本发明不仅可以用于裸眼井、井底压力低的井，同样也适用于固井后再开启滑套作业，以及井底压力较高的井中。
2、本发明可以广泛地应用于桥塞分层压裂井的第一级位置，长水平段不便于下入射孔枪的远端位置，甚至是其他一些采用了套管下入的增产作业的第一级施工中。不仅可以简化作业程序，减少起下钻次数，减少施工风险，还能带来作业效率的大幅度提高，并且节约大量作业成本，有着良好的经济效益和社会效益。
3、本发明中，下接头采用三级台阶的特定结构，且下接头设置空气腔一、空气腔二、压力传递通道、爆破片、密封盖、特别是滑套设置凸台，凸台的顶部不高于空气腔二的顶部，所以当压差式滑套内的内部憋压后，压力会击穿爆破片，而密封盖的作用，压裂液不会从压差式滑套内流出，而会沿着空气腔一和压力传递通道流向空气腔二，而空气腔二是由上接头的底端与第一级台阶之间预留的间隙形成，并且滑套的凸台的顶部不高于空气腔二的顶部，所以，在压裂液压力的作用下会推动滑套从上往下运动，剪断剪钉，并压缩空气腔三，最终抵住第三级台阶时滑套停止向下移动，而此时，滑套的上端则不会遮挡住原本被遮挡的压裂孔，压裂液就会从压裂孔溢出，沟通地层通道，完成第一层增产作业。
通过这样的方式，可以看出，本激发式压差滑套的使用环境，根本不受井底压力高低的限制，因为无论是爆破片的爆破，还是滑套剪断剪钉的过程，其所使用压力都与滑套外的压力无关。
所以，相对于公开号为202946130U专利文献为代表的现有技术来说，本发明不仅可以用于裸眼井、井底压力低的井，同样也适用于固井后再开启滑套作业，以及井底压力较高的井中。
4、本发明中，在各个部件的接触部位，设置了O型密封圈，从而加强了其密封性。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1中局部放大图；
图中标记：
1、上接头，2、滑套，3、下接头，4、剪钉，5、爆破片，6、密封盖，7、空气腔一，8、压力传递通道，9、空气腔二，10、空气腔三，11、第一级台阶，12、第二级台阶，13、第三级台阶，14、O型密封圈，15、压裂孔，16、凸台。
具体实施方式
参照说明书附图，本发明公开了一种激发式压差滑套，包括上接头1、与上接头1螺纹连接的下接头3，上接头1上开有多个压裂孔15，还包括有滑套2、剪钉4、爆破片5和密封盖6；其中：下接头3的内壁具有三级台阶，分别是第一级台阶11，第二级台阶12和第三级台阶13，下接头3的内径从上到下逐级减小，第一级台阶11之上的下接头3具有与上接头1连接的内螺纹，在上接头1的底端与第一级台阶11之间预留有空气腔二9，在下接头3的下部开有贯通下接头3壁体的通孔，该通孔的外侧经密封盖6密封，通孔的内侧设置爆破片5，爆破片5和密封盖6之间预留有空气腔一7，在下接头3壁体上开有连通空气腔一和空气腔二的压力传递通道8；在空气腔二上方的上接头1上设置有剪钉4，滑套2通过剪钉4固定在上接头1与下接头3连接后形成的通道内壁中，且滑套2的上部能挡住压裂孔15，滑套2的中部设置有凸台16，该凸台16与第一级台阶11和第二级台阶12之间的下接头3内壁密封接触，凸台16的顶部不高于空气腔二9的顶部，凸台16的底部与下接头3的第二级台阶12之间形成密闭的空气腔三10，滑套2的下部与第二级台阶12和第三级台阶13之间的下接头3内壁密封接触，滑套2的剪钉4经压力剪断后，滑套2的底端经第三级台阶13限位。在内螺纹和上接头1外螺纹连接处设置有O型密封圈14。凸台16与第一级台阶11和第二级台阶12之间的下接头3内壁是通过O型密封圈14密封。滑套2上部与上接头1内壁接触的部位，且位于压裂孔15的上方和下方，设置有O型密封圈14。滑套2的下部与第二级台阶12和第三级台阶13之间的下接头3内壁是通过O型密封圈14密封。
其工作原理为：
现场施工使用时，激发式压差滑套接在套管管柱上随套管管柱下入井内按正常程序完成固井作业；需要进行压裂酸化施工时即可通过套管内憋压击穿爆破片5，压裂液由空气腔二9进入压力传递通道8，再由压力传递通道8进入空气腔二9，由于滑套2的凸台16是与下接头3的内壁密封接触的，而空气腔二9是由上接头1的底端与第一级台阶11之间预留的间隙形成，并且凸台16的顶部不高于空气腔二9的顶部，所以压裂液就会推动凸台16并带动滑套2向下运动，剪钉4受力被剪断，空气腔三10受力被压缩，且滑套2的底部运行到抵住第三级台阶13时滑套2停止向下移动，此时上接头1的压裂孔15露出，压裂液从压裂孔15由内向外溢出，沟通地层通道，完成第一层增产作业；后续层段的增产作业工具可以选用套管滑套或者桥塞分层压裂等多级分层压裂工具进行。
Claims (5)
1.一种激发式压差滑套，包括上接头(1)、与上接头(1)螺纹连接的下接头(3)，上接头(1)上开有多个压裂孔(15)，其特征在于：还包括有滑套(2)、剪钉(4)、爆破片(5)和密封盖(6)；其中：所述的下接头(3)的内壁具有三级台阶，分别是第一级台阶(11)，第二级台阶(12)和第三级台阶(13)，下接头(3)的内径从上到下逐级减小，第一级台阶(11)之上的下接头(3)具有与所述上接头(1)连接的内螺纹，在上接头(1)的底端与所述第一级台阶(11)之间预留有空气腔二(9)，在下接头(3)的下部开有贯通下接头(3)壁体的通孔，该通孔的外侧经所述密封盖(6)密封，通孔的内侧设置所述爆破片(5)，爆破片(5)和密封盖(6)之间预留有空气腔一(7)，在下接头(3)壁体上开有连通所述空气腔一(7)和空气腔二(9)的压力传递通道（8）；在所述空气腔二(9)上方的上接头（1）上设置有所述剪钉（4），滑套（2）通过剪钉（4）固定在上接头（1）与下接头（3）连接后形成的通道内壁中，且滑套（2）的上部能挡住所述压裂孔（15），滑套（2）的中部设置有凸台（16），该凸台（16）与第一级台阶（11）和第二级台阶（12）之间的下接头（3）内壁密封接触，凸台的顶部不高于空气腔二（9）的顶部，凸台（16）的底部与下接头（3）的第二级台阶（12）之间形成密闭的空气腔三（10），滑套（2）的下部与第二级台阶（12）和第三级台阶（13）之间的下接头（3）内壁密封接触，滑套（2）的剪钉（4）经压力剪断后，滑套（2）的底端经所述第三级台阶（13）限位。
2.根据权利要求1所述的激发式压差滑套，其特征在于：在所述内螺纹和上接头（1）外螺纹连接处设置有O型密封圈（14）。
3.根据权利要求1所述的激发式压差滑套，其特征在于：凸台（16）与第一级台阶（11）和第二级台阶（12）之间的下接头（3）内壁是通过O型密封圈（14）密封。
4.根据权利要求1所述的激发式压差滑套，其特征在于：滑套2上部与上接头（1）内壁接触的部位，且位于压裂孔（15）的上方和下方，设置有O型密封圈（14）。
5.根据权利要求1所述的激发式压差滑套，其特征在于：滑套2的下部与第二级台阶（12）和第三级台阶（13）之间的下接头（3）内壁是通过O型密封圈（14）密封。
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