CN108561105B - 砾石充填管柱用开关滑套以及砾石充填管柱 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种砾石充填管柱用开关滑套以及砾石充填管柱，其中，所述砾石充填管柱用开关滑套，包括：外管；所述外管上设有填充孔；套设于所述外管内的内管；所述内管能沿所述外管的轴向移动；套设于所述内管与所述外管之间的封堵滑套；所述封堵滑套具有不封堵所述填充孔的第一位置、以及将所述填充孔封堵的第二位置；所述封堵滑套位于所述第一位置时能被所述内管沿所述外管轴向带动至所述第二位置；所述封堵滑套位于所述第二位置时能与所述内管脱离。该砾石充填管柱用开关滑套以及砾石充填管柱开关成功率高，稳定性好，可以保证防砂的效果。

Description

砾石充填管柱用开关滑套以及砾石充填管柱

技术领域

本发明属于石油井下工具技术领域，尤其涉及一种砾石充填管柱用开关滑套以及砾石充填管柱。

背景技术

我国的很多油藏都属于疏松砂岩结构，都需要进行防砂完井，经过多年的尝试没作业效率和产收效果最优的的砾石充填防砂。

在砾石充填防砂作业中砾石充填管柱需要用到充填滑套，充填滑套可以进行开关。目前在使用的滑套稳定性不是很好，开关成功率比较低，导致防砂效果不是很好。发明人针对这种情况设计了一种开关滑套，结构简单，稳定性好，可以保证防砂的效果。

发明内容

鉴于现有技术的上述问题，本发明的目的是提供一种下井处于常开状态，砾石充填结束以后可以关闭的砾石充填管柱用开关滑套以及砾石充填管柱，开关成功率高，稳定性好，可以保证防砂的效果。

本发明采用的技术方案如下：

一种砾石充填管柱用开关滑套，包括：

外管；所述外管上设有填充孔；

套设于所述外管内的内管；所述内管能沿所述外管的轴向移动；

套设于所述内管与所述外管之间的封堵滑套；所述封堵滑套具有不封堵所述填充孔的第一位置、以及将所述填充孔封堵的第二位置；所述封堵滑套位于所述第一位置时能被所述内管沿所述外管轴向带动至所述第二位置；所述封堵滑套位于所述第二位置时能与所述内管脱离。

作为一种优选的实施方式，所述外管内设有缩径机构；在所述封堵滑套被所述内管带动至所述第二位置时，所述缩径机构缩小部分所述内管的外径以使所述封堵滑套与所述内管脱离，并对所述封堵滑套限位以将所述封堵滑套定位于所述第二位置。

作为一种优选的实施方式，所述封堵滑套的内壁上设有卡入凸环；所述内管的外壁上设有供所述卡入凸环卡入的环形卡槽；所述封堵滑套通过所述卡入凸环卡入所述环形卡槽以被所述内管带动；

所述内管的管壁沿周向设有多个凸起台；沿周向相邻两个所述凸起台之间设有将所述内管的管壁沿径向贯通的间隔间隙；所述内管位于所述凸起台上方的部分的外径小于所述凸起台的外径；所述环形卡槽设于所述凸起台上；所述缩径机构能缩小所述凸起台的外径。

作为一种优选的实施方式，所述间隔间隙沿所述外管轴向的长度大于所述凸起台沿所述外管轴向的长度。

作为一种优选的实施方式，所述缩径机构包括固定于所述外管内壁的限位套；所述限位套位于所述填充孔的上方；所述限位套具有对所述凸起台缩径的缩径部；所述缩径部的内径小于所述凸起台的外径；所述凸起台经过所述限位套时被所述缩径部将外径缩小；所述封堵滑套位于所述第二位置时顶抵所述限位套，进而被所述限位套限位。

作为一种优选的实施方式，所述凸起台的上端设有沿从上至下方向外径逐渐增大的过渡斜面；所述限位套的内壁沿周向设有多个限位凸台；所述缩径部设于所述限位凸台上。

作为一种优选的实施方式，所述限位凸台沿周向的长度大于所述间隔间隙沿周向的长度。

作为一种优选的实施方式，所述封堵滑套的上端设有第一定位爪簧；所述限位套在所述限位凸台的下方设有第一限位卡槽；所述第一定位爪簧在所述封堵滑套位于所述第二位置时卡入所述第一限位卡槽内并顶抵所述限位凸台。

作为一种优选的实施方式，所述封堵滑套的下端还设有第二定位卡簧；所述外管内还设有第二限位卡槽；所述第二定位爪簧在所述封堵滑套位于所述第一位置时卡入所述第二限位卡槽内。

作为一种优选的实施方式，所述封堵滑套的外壁上固设有沿轴向相间隔的第一密封环和第二密封环；所述第一密封环和第二密封环在所述封堵滑套位于所述第二位置时位于所述填充孔的上下两侧，进而将所述填充孔封堵。

一种砾石充填管柱，包括：外管柱、套设于所述外管柱内的内管柱、以及如上任一所述的开关滑套；所述开关滑套的外管串联在所述外管柱上，所述开关滑套的内管串联在所述内管柱上。

有益效果：

通过以上描述，本发明所提供的砾石充填管柱用开关滑套通过在外管内设有内管以及可被内管带动的封堵滑套；利用所述封堵滑套位于所述第一位置时能被所述内管沿所述外管轴向带动至所述第二位置，以及所述封堵滑套位于所述第二位置时能与所述内管脱离，从而在砾石充填作业结束后，通过上提内管柱即可将开关滑套封堵关闭同时将内管提出井外，因此，本实施方式所提供的砾石充填管柱用开关滑套在下井处于常开状态，砾石充填结束以后可以关闭的，开关成功率高，稳定性好，可以保证防砂的效果。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施方式提供一种砾石充填管柱用开关滑套结构示意图；

图2是图1的剖视图；

图3是图1的外管示意图；

图4是图1的内管示意图；

图5是图1的封堵滑套示意图；

图6是图1的限位套示意图；

图7是采用图1的砾石充填管柱打开状态示意图；

图8是图7的关闭状态示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图6，本发明实施方式提供一种砾石充填管柱用开关滑套，包括：外管1；所述外管1上设有填充孔3；套设于所述外管1内的内管2；所述内管2能沿所述外管1的轴向移动；套设于所述内管2与所述外管1之间的封堵滑套4；所述封堵滑套4具有不封堵所述填充孔3的第一位置、以及将所述填充孔3封堵的第二位置；所述封堵滑套4位于所述第一位置时能被所述内管2沿所述外管1轴向带动至所述第二位置；所述封堵滑套4位于所述第二位置时能与所述内管2脱离。

本实施方式的砾石充填管柱用开关滑套在使用时，将外管1串入外管柱100中以及将内管2串入内管柱200中形成砾石充填管柱，将内管柱200下入外管柱100中时封堵滑套4处于第一位置，如图7所示，该开关滑套处于常开状态，此时通过填充孔3进行砾石填充。

在砾石充填作业结束后，通过上提内管柱200带动内管2上行，内管2带动封堵滑套4上行至第二位置，如图8所示，此时封堵滑套4将填充孔3封堵关闭。继续上提内管柱200，内管2与封堵滑套4脱离，内管2可以提出，开关滑套处于关闭状态。

通过以上描述，本实施方式所提供的砾石充填管柱用开关滑套通过在外管1内设有内管2以及可被内管2带动的封堵滑套4；利用所述封堵滑套4位于所述第一位置时能被所述内管2沿所述外管1轴向带动至所述第二位置，以及所述封堵滑套4位于所述第二位置时能与所述内管2脱离，从而在砾石充填作业结束后，通过上提内管柱200即可将开关滑套封堵关闭同时将内管2提出井外，因此，本实施方式所提供的砾石充填管柱用开关滑套在下井处于常开状态，砾石充填结束以后可以关闭的，开关成功率高，稳定性好，可以保证防砂的效果。

在本实施方式中，如图3所示，外管1可以形成砾石充填管柱的外管柱100，内管2可以用外管柱100的内管柱200，通过内管柱200可以对外管柱100进行期望的各种操作，比如将开关滑套关闭。填充孔3开设于外管1的管壁上，将管壁贯通。因下入外管柱100过程中可能与井壁摩擦而填充孔3会进入杂物，为避免填充孔3被杂物封堵，填充孔3可以为朝向下方的斜孔。

为使得内管2与封堵滑套4脱开，所述外管1内设有缩径机构。在所述封堵滑套4被所述内管2带动至所述第二位置时，所述缩径机构缩小部分所述内管2的外径以使所述封堵滑套4与所述内管2脱离，并对所述封堵滑套4限位以将所述封堵滑套4定位于所述第二位置。在其他实施例中，还可以通过在第二位置扩大封堵滑套4的内径，使得封堵滑套4和内管2脱离。

在本实施方式中，如图4、图5所示，所述封堵滑套4的内壁上设有卡入凸环8。所述内管2的外壁上设有供所述卡入凸环8卡入的环形卡槽13。所述封堵滑套4通过所述卡入凸环8卡入所述环形卡槽13以被所述内管2带动。封堵滑套4为封闭圈体，沿径向可以不会被扩径。

当然，在其他实施例中封堵滑套4可以被扩径，在第一位置时被外管1的内壁和内管2的外壁夹紧，无法扩张从环形卡槽13中脱开，当封堵滑套4移动至第二位置时，外管1的内壁和内管2的外壁之间的径向间隙宽度增大，封堵滑套4可通过扩张从环形卡槽13中脱离，以使得外管1与内管2相互脱离。

进一步地，所述内管2的管壁沿周向设有多个凸起台6。沿周向相邻两个所述凸起台6之间设有将所述内管2的管壁沿径向贯通的间隔间隙7。所述内管2位于所述凸起台6上方的部分的外径小于所述凸起台6的外径。所述环形卡槽13设于所述凸起台6上。如图4所示，环形卡槽13位于所述凸起台6沿轴向的大致中间位置。在所述内管2通过所述缩径机构时，所述缩径机构能缩小所述凸起台6的外径。

在本实施方式中，凸起台6呈矩形形状，多个凸起台6沿周向均匀分布，间隔间隙7将周向相邻两个凸起台6间隔开，同时提高凸起台6沿径向的形变性能。为保证凸起台6具有较好的被缩径效果，利于缩径机构将凸起台6向内压缩，所述间隔间隙7沿所述外管1轴向的长度大于所述凸起台6沿所述外管1轴向的长度。

如图6所示，所述缩径机构包括固定于所述外管1内壁的限位套5。具体的，限位套5可以通过螺纹连接固定于外管1的内壁上。所述限位套5位于所述填充孔3的上方；所述限位套5具有对所述凸起台6缩径的缩径部11。所述缩径部11的内径小于所述凸起台6的外径；所述凸起台6经过所述限位套5时被所述缩径部11将外径缩小。所述封堵滑套4位于所述第二位置时顶抵所述限位套5，进而被所述限位套5限位。

其中，缩径部11为限位套5的最小内径位置，在内管2通过限位套5时被缩径部11将多个凸起台6沿径向向内压缩，使得凸起台6外径变小，如此封堵滑套4的卡入凸环8从环形卡槽13脱出，进而限位套5可与封堵滑套4相脱离。

为方便所述凸起台6进入所述限位部，避免上提被卡死，提升关闭开关滑套的成功率，所述凸起台6的上端设有沿从上至下方向外径逐渐增大的过渡斜面14。通过所述过渡斜面14，上提过程中，凸起台6可以顺利进入缩径部11中被缩径部11将外径缩小。为进一步便于凸起台6进入缩径部11内，缩径部11的下方部位也可以设有圆滑过渡表面(比如弧面)，该圆滑过渡表面与过渡斜面14配合，便于上提内管2保证凸起台6被成功缩径，并与封堵滑套4脱离。

在本实施方式中，所述限位套5的内壁沿周向设有多个限位凸台16；所述缩径部11设于所述限位凸台16上。如图6所示，限位凸台16之间具有间隙。为避免限位凸台16卡入内管2的间隔间隙7中而无法对凸起台6缩径，所述限位凸台16沿周向的长度大于所述间隔间隙7沿周向的长度。如此，无论内管2是否发生周向转动，限位凸台16均可以作用于凸起台6上，对内管2形成缩径，保证内管2与封堵滑套4的脱离成功。

在封堵滑套4位于第二位置时，为避免封堵滑套4跟随内管2一同上行，所述限位套5还能对封堵滑套4限位，当限位套5与封堵滑套4接触顶抵时阻止封堵滑套4继续上行。当然，能对封堵滑套4提供限位的结构可以具有多种，并不局限于设置于限位套5上。

在本实施方式中，所述封堵滑套4的上端设有第一定位爪簧9。所述限位套5在所述限位凸台16的下方设有第一限位卡槽12。所述第一定位爪簧9在所述封堵滑套4位于所述第二位置时卡入所述第一限位卡槽12内并顶抵所述限位凸台16。

通过第一定位爪簧9和第一限位卡槽12，不仅可以避免封堵滑套4随内管2一同上行，还能避免内管2被抽出后封堵滑套4可以挂接在限位套5上，避免封堵滑套4自身下滑将开关滑套重新打开，保证开关滑套处于关闭状态。

进一步地，为保证封堵滑套4定位于第一位置，在下入井中时保持开关滑套的开启状态，所述封堵滑套4的下端还可以设有第二定位卡簧。所述外管1内还设有第二限位卡槽15。所述第二定位爪簧10在所述封堵滑套4位于所述第一位置时卡入所述第二限位卡槽15内。其中，在其他实施例中，封堵滑套4还可以通过剪切销钉定位于第一位置，在上提内管2时将剪切销钉剪断带动封堵滑套4上行，同时，还可以放置封堵滑套4在下入过程中产生不必要的转动。

为保证封堵滑套4能将填充孔3封堵，所述封堵滑套4的外壁上固设有沿轴向相间隔的第一密封环和第二密封环；所述第一密封环和第二密封环在所述封堵滑套4位于所述第二位置时位于所述填充孔3的上下两侧，进而将所述填充孔3封堵。其中，第一密封环和第二密封环沿轴向的距离大于所述填充孔3的孔径(或者沿轴向的最大长度)。填充孔3沿周向可以分布有多个，在封堵滑套4将其封堵时，均位于第一密封环和第二密封环之间。

如图7、图8所示，本发明实施方式中还提供一种砾石充填管柱，包括：外管柱100、套设于所述外管柱100内的内管柱200、以及如上任一所述的开关滑套；所述开关滑套的外管1串联在所述外管柱100上，所述开关滑套的内管2串联在所述内管柱200上。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (10)

1.一种砾石充填管柱用开关滑套，其特征在于，包括：

外管；所述外管上设有填充孔；

套设于所述外管内的内管；所述内管能沿所述外管的轴向移动；

套设于所述内管与所述外管之间的封堵滑套；所述封堵滑套具有不封堵所述填充孔的第一位置、以及将所述填充孔封堵的第二位置；所述封堵滑套位于所述第一位置时能被所述内管沿所述外管轴向带动至所述第二位置；所述封堵滑套位于所述第二位置时能与所述内管脱离；所述外管内设有缩径机构；在所述封堵滑套被所述内管带动至所述第二位置时，所述缩径机构缩小部分所述内管的外径以使所述封堵滑套与所述内管脱离，并对所述封堵滑套限位以将所述封堵滑套定位于所述第二位置。

2.如权利要求1所述的砾石充填管柱用开关滑套，其特征在于：所述封堵滑套的内壁上设有卡入凸环；所述内管的外壁上设有供所述卡入凸环卡入的环形卡槽；所述封堵滑套通过所述卡入凸环卡入所述环形卡槽以被所述内管带动；

所述内管的管壁沿周向设有多个凸起台；沿周向相邻两个所述凸起台之间设有将所述内管的管壁沿径向贯通的间隔间隙；所述内管位于所述凸起台上方的部分的外径小于所述凸起台的外径；所述环形卡槽设于所述凸起台上；所述缩径机构能缩小所述凸起台的外径。

3.如权利要求2所述的砾石充填管柱用开关滑套，其特征在于：所述间隔间隙沿所述外管轴向的长度大于所述凸起台沿所述外管轴向的长度。

4.如权利要求2所述的砾石充填管柱用开关滑套，其特征在于：所述缩径机构包括固定于所述外管内壁的限位套；所述限位套位于所述填充孔的上方；所述限位套具有对所述凸起台缩径的缩径部；所述缩径部的内径小于所述凸起台的外径；所述凸起台经过所述限位套时被所述缩径部将外径缩小；所述封堵滑套位于所述第二位置时顶抵所述限位套，进而被所述限位套限位。

5.如权利要求4所述的砾石充填管柱用开关滑套，其特征在于：所述凸起台的上端设有沿从上至下方向外径逐渐增大的过渡斜面；所述限位套的内壁沿周向设有多个限位凸台；所述缩径部设于所述限位凸台上。

6.如权利要求5所述的砾石充填管柱用开关滑套，其特征在于：所述限位凸台沿周向的长度大于所述间隔间隙沿周向的长度。

7.如权利要求5所述的砾石充填管柱用开关滑套，其特征在于：所述封堵滑套的上端设有第一定位爪簧；所述限位套在所述限位凸台的下方设有第一限位卡槽；所述第一定位爪簧在所述封堵滑套位于所述第二位置时卡入所述第一限位卡槽内并顶抵所述限位凸台。

8.如权利要求5所述的砾石充填管柱用开关滑套，其特征在于：所述封堵滑套的下端还设有第二定位卡簧；所述外管内还设有第二限位卡槽；所述第二定位爪簧在所述封堵滑套位于所述第一位置时卡入所述第二限位卡槽内。

9.如权利要求1-8任一所述的砾石充填管柱用开关滑套，其特征在于：所述封堵滑套的外壁上固设有沿轴向相间隔的第一密封环和第二密封环；所述第一密封环和第二密封环在所述封堵滑套位于所述第二位置时位于所述填充孔的上下两侧，进而将所述填充孔封堵。

10.一种砾石充填管柱，其特征在于，包括：外管柱、套设于所述外管柱内的内管柱、以及如权利要求1-9任一所述的开关滑套；所述开关滑套的外管串联在所述外管柱上，所述开关滑套的内管串联在所述内管柱上。

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