CN107013186B - 一种簇式多级滑套组件及分段措施管柱 - Google Patents

一种簇式多级滑套组件及分段措施管柱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种簇式多级滑套组件及分段措施管柱，簇式多级滑套组件包括球座滑套、中间滑套、截止滑套，在球座滑套和截止滑套之间至少设有一个中间滑套，各滑套之间通过连接管依次相连。分段措施管柱包括多段管柱，每段管柱包括上述的簇式多级滑套组件，在每段管柱之间配置有封隔器。本发明通过球座滑套、中间滑套及截止滑套组成的簇式滑套代替常规投球压裂滑套，并通过一次投球同时打开球座滑套、中间滑套和截止滑套，实现在不改变球级差的前提下，增大管柱改造段数，至少可增加三倍改造段数。

Description

一种簇式多级滑套组件及分段措施管柱
技术领域
本发明涉及石油天然气领域，尤其涉及一种簇式多级滑套组件及分段措施管柱。
背景技术
常规多级分段措施管柱采用的多级滑套每次投球只能打开一个滑套，由于滑套存在级差，使得措施管柱的措施段数受到限制，无法充分发挥水平井分段压裂改造的效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种簇式多级滑套组件及分段措施管柱，通过一个球可憋压开启多个滑套，可增加管柱分段级数，用于水平井裸眼完井或水平井水泥固井的套管完井。
本发明所采用的技术方案为：一种簇式多级滑套组件，其特征在于：包括球座滑套、中间滑套、截止滑套，在球座滑套和截止滑套之间至少设有一个中间滑套，各滑套之间通过连接管依次相连。
按上述技术方案，所述球座滑套包括自上而下依次相连的上接头、球座外套、下接头，在球座外套的中心孔内设有球座内套，所述球座内套通过第一启动销钉固定在球座外套上，所述球座内套能密封住球座外套上的第一出液孔，在球座内套内设有球座，下接头的内径大于球座的外径，，所述球座通过剪切环固设在球座内套上，球座上端密封面配置有可溶球并形成密封。
按上述技术方案，在球座内套和球座外套之间设有用于限制球座内套回退的第一止退机构。
按上述技术方案，所述中间滑套包括自上而下依次相连的上接头、中间外套、下接头，在中间外套内设有中间内套，所述中间内套通过第二启动销钉固定在中间外套上，并能密封住中间外套上的第二出液孔，在中间内套的下端设有用于限制球座滑出的第一限位件，所述第一限位件为可以扩径的限位件，在中间外套的下端对应第一限位件设有扩径凹槽。
按上述技术方案，所述第一限位件为在中间内套下端设置有第一限位台阶，所述第一限位台阶的内径小于球座的外径，在第一限位台阶的周向方向设有多个开口槽，所述开口槽贯穿限位台阶的径向方向。
按上述技术方案，在中间内套与中间外套之间设有用于限制中间内套回退的第二止退机构。
按上述技术方案，所述截止滑套包括自上而下依次相连的上接头、截止外套、下接头，在截止外套上设有截止内套，所述截止内套通过第三启动销钉固定在截止外套上，并能密封住截止外套上的第三出液孔，在截止内套上设有用于限制球座滑出的第二限位件。
按上述技术方案，所述第二限位件为在截止内套下端设置的第二限位台阶，所述第二限位台阶的内径小于球座的外径。
按上述技术方案，在截止内套和截止外套之间设有用于限制截止内套回退的第三止退机构。
按上述技术方案，第一止退机构、第二止退机构、第三止退机构的结构相同，均包括止退环，所述止退环为具有开口的C型环，所述止退环安设在球座内套或中间内套或截止内套外壁设置的凹槽内，在球座外套或中间外套或截止外套的内壁上设有用于容纳止退环的容纳环槽。
一种分段措施管柱，其特征在于：包括多段管柱，每段管柱包括如上所述的簇式多级滑套组件，在每段管柱之间配置有封隔器。
本发明所取得的有益效果为：
1、本发明通过球座滑套、中间滑套及截止滑套组成的簇式滑套代替常规投球压裂滑套，并通过一次投球打开球座滑套、中间滑套和截止滑套，实现在不改变球级差的前提下，增大管柱改造段数，至少可增加三倍改造段数，可用于压裂及酸化作业。
2、由于中间滑套是可穿越滑套，理论上同一段可配置无限多个中间滑套，管柱改造段数理论上可达到无限级。
3、管柱中配套使用的可溶球采用可溶金属材料制作，施工后无需返排堵球，可进一步节省施工时间，降低施工风险。
附图说明
图1为本发明的球座滑套的结构图。
图2为本发明的中间滑套的结构图。
图3为本发明的截止滑套的结构图。
图4为本发明的分段措施管柱的结构图。
图5和图6分别为本发明的中间滑套的工作状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1-3所示，本实施例提供了一种簇式多级滑套组件，包括球座滑套1、中间滑套2、截止滑套3，在球座滑套1和截止滑套3之间至少设有一个中间滑套2，各滑套之间通过连接管5依次相连。其中，连接管5为油管或套管。
所述球座滑套1包括自上而下依次相连的上接头6、球座外套7、下接头14，在球座外套7的周向开设有多个第一出液孔15，在球座外套7的中心孔内设有球座内套8，所述球座内套8通过第一启动销钉9固定在球座外套7上，并能密封住球座外套7上的第一出液孔15，在球座内套8内设有球座13，所述球座13通过剪切环11固设在球座内套8上，其中，下接头14的内径大于球座13的外径，球座13上端密封面配置可溶球10并形成密封，可溶球10采用可溶解金属材料加工，能溶解于井液中。在球座内套8和球座外套7之间设有用于限制球座内套回退的第一止退机构。所述第一支腿机构包括所述止退环12，所述止退环12为具有开口的C型环，所述止退环12安设在球座内套外壁设置的凹槽内，在球座外套的内壁上设有用于容纳止退环的容纳环槽21。
所述中间滑套2包括自上而下依次相连的上接头16、中间外套17、下接头25，在中间外套17上设置有多个第二出液孔18，在中间外套17内设有中间内套20，所述中间内套20通过第二启动销钉19固定在中间外套17上，并能密封住中间外套17上的第二出液孔18，在中间内套20的下端设有用于限制球座滑出的第一限位件，所述第一限位件为可以扩径的限位件，在中间外套17的下端对应第一限位件设有扩径凹槽24。所述第一限位件为在中间内套20下端设置有第一限位台阶22，所述第一限位台阶22的内径小于球座13的外径，在第一限位台阶22的周向方向设有多个开口槽23，所述开口槽贯穿限位台阶的径向方向，其中，开口槽为U型开口槽。
本实施例中，在中间内套20与中间外套17之间设有用于限制中间内套回退的第二止退机构，所述第二止退机构和第一支腿机构的结构相同。
本实施例中，所述截止滑套3包括自上而下依次相连的上接头26、截止外套27、下接头32，在截止外套27上设有截止内套30，所述截止内套30通过第三启动销钉29固定在截止外套27上，并能密封住截止外套上的第三出液孔28，在截止内套30上设有用于限制球座滑出的第二限位件。所述第二限位件为在截止内套下端设置的第二限位台阶31，所述第二限位台阶的内径小于球座的外径。在截止内套和截止外套之间设有用于限制截止内套回退的第三止退机构。所述第三止退机构和第一支腿机构的结构相同。
本实施例还提供了一种分段措施管柱，包括多段管柱，每段管柱包括如上所述的簇式多级滑套组件，在每段管柱之间配置有封隔器4。本分段措施管柱可用于压裂或酸化作业，本实施例以用于压裂作业为例进行说明，当本分段措施管柱用于压裂作业时，处于最下段的管柱配置有固井滑套。
上述分段措施管柱的施工方法为：
第一步：根据分段要求，确定各滑套的位置，并组配管柱；
第二步：将管柱下入井内，按固井标准程序进行套管固井施工(用于其他改造管柱或裸眼完井时无需固井施工)。
第三步：第一段压裂时，通过憋压打开专用固井滑套或TCP射孔，建立沟通地层通道，实施第一段压裂。
第四步：第二段压裂时，投入第一级可溶球10至井内，并泵送至球座滑套1的球座13上，可溶球10与球座13的上端面形成配合密封。提高泵压，产生的活塞力剪断球座滑套1的第一启动销钉9，球座内套8移动，球座外套7上的第一出液孔15开启，球座内套8继续移动至下接头14上端面被限位后止退环12撑开，卡入球座外套7内的容纳环槽21内，防止球座滑套内套8返回关闭第一出液孔15。同时，压力产生的活塞力继续推球座13使剪切环11被剪切，可溶球10与球座13离开球座滑套1。
第五步：可溶球10与球座13离开球座滑套1后，穿过连接管5被压裂液推至中间滑套2的中间内套20处，被中间内套20的第一限位台阶22限位，如图5所示。压力产生的活塞力继续推可溶球10及球座13，剪切第二启动销钉19，第二启动销钉19被剪切后中间内套20往下移动，中间外套17的第二出液孔18开启。中间内套20的下端面由于被设置有“U”型槽，易于被球座13撑开至扩径凹槽24内，如图6所示。在液体的推力作用下，可溶球10与球座13可穿过中间内套20的第一限位台阶22。
第六步：可溶球10与球座13离开中间滑套2后，穿过连接管5被压裂液推至截止滑套3的第二限位台阶31处被限位。压力产生的活塞力继续推可溶球10与球座13剪切第三启动销钉29，启动销钉被剪切后截止内套30滑出，截止外套27的第三出液孔28开启。
第七步：第三段压裂时，投入第二级可溶球，重复上述步骤，依次打开第二级球座滑套、中间滑套和截止滑套，以此类推。
第八步：完成所有段压裂后，可溶球能够溶解于井液中，保证生产通道畅通。

Claims (6)

1.一种簇式多级滑套组件，其特征在于：包括球座滑套、中间滑套、截止滑套，在球座滑套和截止滑套之间至少设有一个中间滑套，各滑套之间通过连接管依次相连；所述球座滑套包括自上而下依次相连的上接头、球座外套、下接头，在球座外套的中心孔内设有球座内套，所述球座内套通过第一启动销钉固定在球座外套上，所述球座内套能密封住球座外套上的第一出液孔，在球座内套内设有球座，下接头的内径大于球座的外径，所述球座通过剪切环固设在球座内套上，球座上端密封面配置有可溶球并形成密封，在球座内套和球座外套之间设有用于限制球座内套回退的第一止退机构，所述中间滑套包括自上而下依次相连的上接头、中间外套、下接头，在中间外套内设有中间内套，所述中间内套通过第二启动销钉固定在中间外套上，并能密封住中间外套上的第二出液孔，在中间内套的下端设有用于限制球座滑出的第一限位件，所述第一限位件为可以扩径的限位件，在中间外套的下端对应第一限位件设有扩径凹槽，所述截止滑套包括自上而下依次相连的上接头、截止外套、下接头，在截止外套上设有截止内套，所述截止内套通过第三启动销钉固定在截止外套上，并能密封住截止外套上的第三出液孔，在截止内套上设有用于限制球座滑出的第二限位件。
2.根据权利要求1所述的簇式多级滑套组件，其特征在于：所述第一限位件为在中间内套下端设置有第一限位台阶，所述第一限位台阶的内径小于球座的外径，在第一限位台阶的周向方向设有多个开口槽，所述开口槽贯穿限位台阶的径向方向。
3.根据权利要求1所述的簇式多级滑套组件，其特征在于：在中间内套与中间外套之间设有用于限制中间内套回退的第二止退机构。
4.根据权利要求1所述的簇式多级滑套组件，其特征在于：所述第二限位件为在截止内套下端设置的第二限位台阶，所述第二限位台阶的内径小于球座的外径。
5.根据权利要求3所述的簇式多级滑套组件，其特征在于：在截止内套和截止外套之间设有用于限制截止内套回退的第三止退机构。
6.根据权利要求5所述的簇式多级滑套组件，其特征在于：第一止退机构、第二止退机构、第三止退机构的结构相同，均包括止退环，所述止退环为具有开口的C型环，所述止退环安设在球座内套或中间内套或截止内套外壁设置的凹槽内，在球座外套或中间外套或截止外套的内壁上设有用于容纳止退环的容纳环槽。
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