CN110145292B - 一种弹性锁套喷砂器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹性锁套喷砂器，用于不动管柱多层压裂，包括：中心管（4），所述中心管（4）上具有出砂口；上一级的滑套（12）下行至下一级的中心管（4）处，用于封堵所述下一级的中心管（4）的所述出砂口；其特征在于：所述中心管（4）的下方具有锁定机构；所述锁定机构，用于将所述上一级的滑套（12）锁定在所述下一级的中心管（4）内，且使所述出砂口压后始终处于关闭状态；解决了现有喷砂器没有滑套锁定机构，导致压后油管仍然存在溢流喷液现象的问题。

Description

一种弹性锁套喷砂器

技术领域

本发明涉及油田不动管柱多层压裂领域中，在起压裂管柱时，用于防止油管内喷液的喷砂器。

背景技术

水力压裂是油田增产增注的有效措施，即利用高压泵车向地层注液，压开裂缝后填入支撑剂，从而确保有效的流通通道，提高单井产油量。在油水井压裂措施后，由于地层扩散压力需要一定时间，故井下压力高，进行常规起下油管作业过程中，井下污油污水会被高压顶到井口，若井口无预防措施，则会溢流出大量污油污水，不仅对环境造成了很大污染，而且对员工身心健康造成一定程度的伤害。特别是应用最广泛的油管压裂，不但要预防油套环空喷液，还需要控制油管内喷液。

现有的喷砂器，包括中心管、滑套及下接头，中心管上具有出砂口，滑套通过剪钉固定在中心管内并挡住该出砂口。工作时，投球将上一级滑套打掉，上一级滑套掉落到下一级喷砂器内，目的是堵住下一级喷砂器内的中心管上的出砂口，然后进行下一层的压裂。

下一级喷砂器的下接头内具有凸台结构，该凸台结构用于接住掉落的上一级滑套，因为该凸台结构只是将上一级滑套接住，使其不再下落，并没有专门的锁定机构，所以，该上一级滑套在进行下一层压裂的过程中，因为地层压力等因素的作用，该上一级滑套与下一级喷砂器的中心管间势必会发生窜动，导致该上一级滑套无法封堵下一级喷砂器的出砂口，压后油管仍然存在溢流喷液现象。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种弹性锁套喷砂器，解决了现有喷砂器没有滑套锁定机构，导致压后油管仍然存在溢流喷液现象的问题。

为实现上述发明目的，所述的一种弹性锁套喷砂器，包括：中心管（4），所述中心管（4）上具有出砂口；上一级的滑套（12）下行至下一级的中心管（4）处，用于封堵所述下一级的中心管（4）的所述出砂口；其特征在于：

所述中心管（4）的下方具有锁定机构；

所述锁定机构，用于将所述上一级的滑套（12）锁定在所述下一级的中心管（4）内，且使所述出砂口压后始终处于关闭状态。

优选地，所述锁定机构，包括：弹性锁套（10）；

所述滑套（12）具有锁定结构；

所述上一级的滑套（12）下行进入所述弹性锁套（10），所述锁定结构与所述弹性锁套（10）组成弹性锁定副；

所述弹性锁定副，用于将所述上一级的滑套（12）锁定在所述下一级中心管（4）内。

优选地，所述弹性锁套（10），其底端具有弹性爪（101）；

所述弹性爪（101），与所述锁定结构配合，用于通过卡夹方式锁定所述滑套（12）。

优选地，所述弹性爪（101）具有卡夹结构（102）；

所述卡夹结构（102），用于引导所述锁定结构进入所述弹性锁套（10）。

优选地，所述锁定结构为所述滑套（12）表面的环形凹槽（121）；

所述环形凹槽（121）位于所述滑套（12）的下端，且所述滑套（12）的底端具有导向斜面（122）；

所述导向斜面（122），用于引导所述环形凹槽（121）进入所述弹性锁套（10）。

优选地，所述锁定机构，还包括连接套（11）；

所述连接套（11）上端连接反尔座（7），下端连接下接头（13），并与所述中心管（4）固定连接。

优选地，所述锁定机构与下接头固定连接。

优选地，所述滑套（12）下端连接导向头（14）；

所述导向头（14），用于引导所述滑套（12）进入所述弹性锁套（10）。

优选地，所述导向头（14）具有锁定结构；

所述锁定结构为导向头（14）表面的环形凹槽；

所述环形凹槽位于导向头（14）的下端，且所述导向头（14）的底端具有导向斜面；

所述导向斜面，用于引导所述环形凹槽进入所述弹性锁套（10）。

本发明具有如下有益效果：

本发明弹性锁套喷砂器内设计了弹性锁套机构，当滑套下行至出砂口封堵位置时能锁定住滑套，防止其由于震动、高压等原因脱离封堵位置，使出砂口压后始终处于关闭状态，从而达到密闭管柱内腔，阻止地层高压液体进入油管内部，减少对工作环境的污染的目的。

附图说明

通过以下参考附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：

图1是本发明实施例的弹性锁套喷砂器的结构示意图；

图2是本发明实施例的弹性锁套的结构示意图；

图3是本发明实施例的滑套的结构示意图；

图4是本发明实施例的滑套与弹性锁套初始状态示意图；

图5是本发明实施例的滑套与弹性锁套接触时的状态示意图；

图6是本发明实施例的滑套被弹性锁套锁定后的结构示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是值得说明的是，本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。

此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。

同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。

图1是本发明实施例的弹性锁套喷砂器的结构示意图；如图1所示，一种弹性锁套喷砂器，用于不动管柱多层压裂，包括：中心管（4），中心管（4）上具有出砂口；上一级的滑套（12）下行至下一级的中心管（4）处，用于封堵下一级的中心管（4）的出砂口；中心管（4）的下方具有锁定机构；锁定机构，用于将上一级的滑套（12）锁定在下一级的中心管（4）内，且使出砂口压后始终处于关闭状态。

在图1中，锁定机构，包括：弹性锁套（10）；滑套（12）具有锁定结构；上一级的滑套（12）下行进入弹性锁套（10），锁定结构与弹性锁套（10）组成弹性锁定副；弹性锁定副用于将上一级的滑套（12）锁定在下一级中心管（4）内。

在图1及图2中，弹性锁套（10），其底端具有弹性爪（101）；弹性爪（101）与锁定结构配合，用于通过卡夹方式锁定滑套（12）。

在图1及图4中，弹性爪（101）具有卡夹结构（102）；卡夹结构（102）用于引导锁定结构进入弹性锁套（10）。

在图3及图4中，锁定结构为滑套（12）表面的环形凹槽（121）；环形凹槽（121）位于滑套（12）的下端，且滑套（12）的底端具有导向斜面（122）；导向斜面（122）用于引导环形凹槽（121）进入弹性锁套（10）。

在图1中，锁定机构，还包括连接套（11）；连接套（11）上端连接反尔座（7），下端连接下接头（13），并与中心管（4）固定连接。

在图1中，锁定机构与下接头固定连接。

在图1中，滑套（12）下端连接导向头（14）；导向头（14），用于引导滑套（12）进入弹性锁套（10）。

在图1中，导向头（14）具有锁定结构；锁定结构为导向头（14）表面的环形凹槽；环形凹槽位于导向头（14）的下端，且导向头（14）的底端具有导向斜面；导向斜面，用于引导环形凹槽进入弹性锁套（10）。

具体地，结合图4-图6对弹性锁套（10）锁定滑套（12）的动作过程进行说明：

初始状态时，如图4所示，弹性爪（101）的卡夹结构（102）位于滑套（12）的下端；

如图5所示，滑套（12）下行，滑套（12）下端的导向斜面（122）与卡夹结构（102）接触并逐渐将卡夹结构（102）向外推开；

如图6所示：滑套（12）继续下行，直至滑套（12）下端的导向斜面（122）位于卡夹结构（102）的下方，此时该卡夹结构（102）弹性回缩进入到滑套（12）的环形凹槽（121）内，该卡夹结构（102）卡夹在环形凹槽（121）的侧壁上，实现锁定滑套（12）的目的。

具体地，结合附图1对本发明的弹性锁套喷砂器的装配及工作工程进行说明：

上接头1与中心管4通过2 7/8 TBG油管螺纹联接，反尔5套在中心管4上，反尔5上端面通过弹簧3与调节环2接触，反尔5下端的密封斜面与反尔座7密封斜面接触，反尔5与中心管4通过密封圈9进行密封，反尔座7与连接头11通过螺纹联接，并由密封圈进行密封，中心管4下端与连接套11以2 7/8 TBG管螺纹形式联接，连接套11下端以3 1/2 UPTBG管螺纹联接到下接头13上，下接头13靠近上端面出有内螺纹，用以联接弹性锁套10，中心管4内部有滑套12，滑套12用剪钉6固定在中心管4内部，滑套12下端丝扣联接导向头14。

使用时，要先根据压裂层数的需要组配压裂管柱，并在最上级弹性锁套喷砂器上端连接一个滑套式密封器，然后将管柱下放到位，进行压裂。压裂第一层时直接向油管内注液、加砂，待第一层压裂完成后，投球打套，第二层喷砂器的滑套下行，落入第一层喷砂器中，到位并锁定，开始进行第二层压裂。重复以上操作能够完成所有层段压裂施工。

下面以四层压裂施工为例进行详细说明：

设计弹性锁套喷砂器的滑套12内径大小分为A、B、C、D四种型号，既能够实现不动管柱四层压裂。

工作时，最下层为A型不带滑套12喷砂器，可以直接注液进行压裂。

压后投球，将B型喷砂器的滑套12打掉，滑套12落入A型喷砂器内，油管内压力≥1.5MPa时，B型喷砂器开始工作，此时，下落的滑套12已经在高压下堵住A型喷砂器出砂口，且滑套12的锁定结构通过弹性锁套10锁定在封堵位置，可以进行下一层的压裂。

继续压后投球，将C型喷砂器的滑套12打掉，滑套12落入B型喷砂器内，C型喷砂器开始工作，此时，下落的滑套12已经在高压下堵住B型喷砂器出砂口，且滑套12的锁定结构通过弹性锁套10锁定在封堵位置，继续进行下一层的压裂。

同理，将D 型喷砂器的滑套12打掉，滑套12落入C型喷砂器内，D型喷砂器开始工作，此时，下落的滑套12已经在高压下堵住C型喷砂器出砂口，且滑套12的锁定结构通过弹性锁套10锁定在封堵位置，进行最后一层的压裂。

待压裂施工结束后，用滑套式密封器封堵最上级喷砂器出砂口，此时，所有喷砂器的出砂口均处于关闭状态，从而达到阻断地层进入油管内的通道，实现压后油管内防喷液。

以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种弹性锁套喷砂器，用于不动管柱多层压裂，包括：中心管（4），所述中心管（4）上具有出砂口；上一级的滑套（12）下行至下一级的中心管（4）处，用于封堵所述下一级的中心管（4）的所述出砂口；其特征在于：

所述中心管（4）的下方具有锁定机构；

所述锁定机构，用于将所述上一级的滑套（12）锁定在所述下一级的中心管（4）内，且使所述出砂口压后始终处于关闭状态；

所述锁定机构，包括：弹性锁套（10）；

所述滑套（12）具有锁定结构；

所述上一级的滑套（12）下行进入所述弹性锁套（10），所述锁定结构与所述弹性锁套（10）组成弹性锁定副；

所述弹性锁定副，用于将所述上一级的滑套（12）锁定在所述下一级中心管（4）内；

所述弹性锁套（10），其底端具有弹性爪（101）；

所述弹性爪（101），与所述锁定结构配合，用于通过卡夹方式锁定所述滑套（12）；

所述弹性爪（101）具有卡夹结构（102）；

所述卡夹结构（102），与所述锁定结构配合，用于通过卡夹方式锁定所述滑套（12）；

所述锁定结构为所述滑套（12）表面的环形凹槽（121）；

所述环形凹槽（121）位于所述滑套（12）的下端，且所述滑套（12）的底端具有导向斜面（122）；

所述导向斜面（122），用于引导所述环形凹槽（121）进入所述弹性锁套（10）。

2.根据权利要求1所述的一种弹性锁套喷砂器，其特征在于：

所述锁定机构，还包括连接套（11）；

所述连接套（11）上端连接反尔座（7），下端连接下接头（13），并与所述中心管（4）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种弹性锁套喷砂器，其特征在于：

所述滑套（12）下端连接导向头（14）；

所述导向头（14），用于引导所述滑套（12）进入所述弹性锁套（10）。

4.根据权利要求3所述的一种弹性锁套喷砂器，其特征在于：

所述导向头（14）具有锁定结构；

所述锁定结构为导向头（14）表面的环形凹槽；

所述环形凹槽位于导向头（14）的下端，且所述导向头（14）的底端具有导向斜面；

所述导向斜面，用于引导所述环形凹槽进入所述弹性锁套（10）。

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