CN104234684B - 一种控压打开式压裂滑套 - Google Patents

Abstract

本发明属于油田油井压裂技术领域，具体涉及一种控压打开式压裂滑套，包括上接头和下接头，上接头包括上接头端部和上接头延伸部，下接头包括下接头端部和下接头延伸部；上接头端部、上接头延伸部、下接头端部和下接头延伸部合围形成空腔，空腔内设置有套接在下接头延伸部外的活塞；下接头延伸部上设置有沿其径向的第一通流孔，上接头延伸部上设置有沿其径向的第二通流孔和剪切销钉，剪切销钉贯穿上接头延伸部并与活塞固定连接，解决了固井滑套分层压裂施工过程中针对套管下部压裂时施工较复杂，投入成本高的问题，降低了施工的人工成本和投入成本，使得固井滑套分层压裂施工更加便捷有效。

Description

一种控压打开式压裂滑套

技术领域

本发明属于油田油井压裂技术领域，涉及到一种固井滑套压裂完井管柱中的配套工具，具体涉及一种控压打开式压裂滑套。

背景技术

压裂工艺是油井提高产能的主要手段，油井投产前一般都要进行压裂施工，通过压裂提高地层的导流能力，从而提高油井产量。

根据油井的地质特征选择不同的完井方式，目前有裸眼管外封分层压裂、固井滑套分层压裂、速钻塞分层压裂、套内分层压裂及套内混合压裂完井等。

在固井滑套分层压裂中，因为固井后套管下部形成高压死区，无法直接压裂下部层位，最常用的方式是单独走一趟射孔管柱，射孔后对下部层位进行压裂，压裂结束后，再投球打开上部欲压裂层滑套对上部层位进行压裂，因此施工较复杂，投入成本高。

发明内容

本发明的目的是克服固井滑套分层压裂施工过程中针对套管下部压裂时施工较复杂，投入成本高的问题。

为此，本发明提供了一种控压打开式压裂滑套，包括上接头和下接头，所述的上接头包括上接头端部和与所述上接头端部相连并沿轴向方向向下接头延伸的上接头延伸部，所述下接头包括下接头端部和与所述下接头端部相连并沿轴向方向向上接头延伸的下接头延伸部；

所述上接头端部、上接头延伸部、下接头端部和下接头延伸部合围形成空腔，所述空腔内设置有套接在下接头延伸部外的活塞；

下接头延伸部上设置有沿其径向的第一通流孔，上接头延伸部上设置有沿其径向的第二通流孔和剪切销钉，所述剪切销钉贯穿上接头延伸部并与活塞固定连接。

所述的第一通流孔、第二通流孔以及第一通流孔与活塞间的空腔部分中均充满密封脂。

所述活塞在空腔中位于第一通流孔下方；所述第二通流孔位于剪切销钉下方。

所述的上接头延伸部外侧套设有隔离环，隔离环与上接头延伸部外壁之间设置有密封圈。

所述的隔离环下端设置有挡环，所述挡环套在下接头端部外。

所述的活塞与上接头延伸部之间、活塞与下接头延伸部之间以及上接头与下接头的接触面之间均设置有密封圈。

所述的剪切销钉的抗剪切强度大于15Mpa。

本发明的有益效果：本发明的这种控压打开式压裂滑套，利用压力控制的方式打开滑套进行压裂，能一次性完成整体压裂工作，不用单独对下部层位进行压裂作业，节省了施工量，节约了成本，提高了效率。

附图说明

图1是本发明滑套结构示意图。

附图标记说明：1、上接头端部；2、上接头延伸部；3、下接头端部；4、下接头延伸部；5、空腔；6、活塞；7、第一通流孔；8、第二通流孔；9、剪切销钉；10、隔离环；11、挡环。

具体实施方式

采用固井滑套分层压裂施工作业中，固井后套管下部形成高压死区，无法直接压裂下部层位，需要单独走一趟射孔管柱，射孔后对下部层位进行压裂，压裂结束后，再投球打开上部欲压裂层滑套对上部层位进行压裂，施工较复杂，投入成本高，者对这种问题，本发明提出了这种控压打开式压裂滑套。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

一种控压打开式压裂滑套，如图1所示，包括上接头和下接头，所述的上接头包括上接头端部1和与所述上接头端部1相连并沿轴向方向向下接头延伸的上接头延伸部2，所述下接头包括下接头端部3和与所述下接头端部3相连并沿轴向方向向上接头延伸的下接头延伸部4；所述上接头端部1、上接头延伸部2、下接头端部3和下接头延伸部4合围形成空腔5，所述空腔5内设置有套接在下接头延伸部4外的活塞6；下接头延伸部4上设置有沿其径向的第一通流孔7，上接头延伸部2上设置有沿其径向的第二通流孔8和剪切销钉9，所述剪切销钉9贯穿上接头延伸部2并与活塞6固定连接。

活塞6在空腔5中位于第一通流孔7下方；所述第二通流孔8位于剪切销钉9下方，剪切销钉9的抗剪切强度大于15Mpa，剪切销钉9固定住活塞6，这样，活塞就不能随意滑动，要滑动就需要把剪切销钉9剪断，但是一般压力下，剪切销钉9是不能被剪断的。

上接头延伸部2外侧套设有隔离环10，隔离环10与上接头延伸部2外壁之间设置有密封圈，所述的隔离环10下端设置有挡环11，所述挡环11套在下接头端部3外，所述的活塞6与上接头延伸部2之间、活塞6与下接头延伸部4之间以及上接头与下接头的接触面之间均设置有密封圈。

密封圈保证了作业环境不会因为渗漏而引起施工出现问题；通过套在下接头端部3外的挡环11可以将隔离环10固定在上接头延伸部2外侧，隔离环10可以将第二通流孔8挡住并且隔离环10把驻留在压裂滑套外部的水泥与活塞6隔离开。

进一步地，在第一通流孔7、第二通流孔8以及第一通流孔7与活塞6间的空腔5部分中均充满密封脂，这样，在滑套内流过的水泥浆无法把下接头上部的第一通流孔7全部堵死，就是堵住，也没有强度，不影响压力的传递。

上面所提及的压裂滑套，通过以下方式进行具体实施：

（1）下套管阶段：首先将该滑套连接在完井套管下部，位置对应底部压裂层，在下入过程中，套管外部承压，滑套打不开。

（2）固井阶段：管柱下到位后，在整个固井过程中，套管内部压力不变，滑套打不开。

（3）试压：固井结束后，一般对套管进行试压为15Mpa，由于滑套中的剪切销钉的抗剪强度是大于15Mpa的，所以在这个压力下，固井滑套仍打不开。

（4）压裂阶段：在固井结束后的压裂设备施工过程中，在套管内憋压，压力作用在由上接头、下接头及活塞6上部，活塞6受力，当压力达到一定数值时，达到剪切销钉9的抗剪切强度后，剪切销钉9被剪断，活塞6下行，当活塞6下行将第二通流孔8露出后，压力会将第一通流孔7以及第二通流孔8中的密封脂冲开，然后作用在隔离环10上，这里的隔离环10采用的是低强度材料制造，至少材料强度要低于15Mpa，这样在压力作用下，隔离环10被冲出开口，此时压裂液便能冲出来进行压裂作业。

由于上述滑套在作业过程中处于底部压裂层，所以它对应的压裂位置即为底部压裂层，这样在压裂过程中上部压裂层正常压裂，下部压裂层通过本发明的滑套实现其分开压裂，及施工一次即可实现全部压裂，避免了多次分开作业而带来的投入成本和人工成本。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种控压打开式压裂滑套，包括上接头和下接头，其特征在于：所述的上接头包括上接头端部（1）和与所述上接头端部（1）相连并沿轴向方向向下接头延伸的上接头延伸部（2），所述下接头包括下接头端部（3）和与所述下接头端部（3）相连并沿轴向方向向上接头延伸的下接头延伸部（4）；

所述上接头端部（1）、上接头延伸部（2）、下接头端部（3）和下接头延伸部（4）合围形成空腔（5），所述空腔（5）内设置有套接在下接头延伸部（4）外的活塞（6）；

下接头延伸部（4）上设置有沿其径向的第一通流孔（7），上接头延伸部（2）上设置有沿其径向的第二通流孔（8）和剪切销钉（9），所述剪切销钉（9）贯穿上接头延伸部（2）并与活塞（6）固定连接；

所述的第一通流孔（7）、第二通流孔（8）以及第一通流孔（7）与活塞（6）间的空腔（5）部分中均充满密封脂；

所述的上接头延伸部（2）外侧套设有隔离环（10），隔离环（10）与上接头延伸部（2）外壁之间设置有密封圈。

2.如权利要求1所述的控压打开式压裂滑套，其特征在于：所述活塞（6）在空腔（5）中位于第一通流孔（7）下方；所述第二通流孔（8）位于剪切销钉（9）下方。

3.如权利要求1所述的控压打开式压裂滑套，其特征在于：所述的隔离环（10）下端设置有挡环（11），所述挡环（11）套在下接头端部（3）外。

4.如权利要求1所述的控压打开式压裂滑套，其特征在于：所述的活塞（6）与上接头延伸部（2）之间、活塞（6）与下接头延伸部（4）之间以及上接头与下接头的接触面之间均设置有密封圈。

5.如权利要求1所述的控压打开式压裂滑套，其特征在于：所述的剪切销钉（9）的抗剪切强度大于15Mpa。