CN110374568B - 一种智能底段压裂滑套 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能底段压裂滑套，包括上接头、心轴、下接头，心轴外侧壁上固定设有控制总成、压力传感器、隔离阀，上接头与下接头之间固定连接，心轴在空腔内可轴向移动且两端被上接头、下接头的内壁台阶所限位；下接头侧壁上设有供压裂液流通的循环通道，通过剪销使得所述心轴与上接头、下接头形成的侧壁固定连接；心轴与上接头、下接头之间形成电解液储藏空间，上接头、下接头形成的侧壁上设有注液孔，压力传感器将压力信号传输给控制总成，控制总成控制电解液储藏空间内的电解液可对隔离阀进行电解，使隔离阀失去隔离作用。本发明在出现滑套打开不可靠时，不需要连续油管车进行干预即可实现压裂。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气完井压裂工具，尤其涉及一种智能底段压裂滑套。
背景技术
目前广泛应用的储层改造技术有投球滑套分段压裂技术、泵送桥塞射孔压裂联作多级压裂技术、水力喷射分段压裂技术、连续油管底封分段压裂等技术，但是，投球滑套分段压裂技术分段数量有限，井筒通径小不能实现大规模体积压裂改造。泵送桥塞射孔压裂联作多级压裂技术、水力喷射分段压裂技术、连续油管底封分段压裂等技术在超长水平段施工时受到连续油管长度限制或电缆泵送困难等因素的困扰，导致末端层位难以实现射孔，即使能够射孔也只能采用连续油管进行，这样施工费用会大大增加。因此，为了实现非常规油气藏高效低成本开采，国内外成功研发了底段滑套压裂技术。这样可以在下入套管的同时，下入底段滑套并固井，第一段压裂时就不用再下入连续油管或电缆射孔，直接从井口蹩压打开底段滑套进行压裂，节约施工周期和施工费用。但是，由于技术上的缺陷，导致滑套打开不可靠，因此常常需要连续油管车现场待命，防止滑套打不开时采取射孔措施。
因此，基于这些问题，提供一种在出现滑套打开不可靠时，不需要连续油管车进行干预的智能底段压裂滑套，具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在出现滑套打开不可靠时，不需要连续油管车进行干预的智能底段压裂滑套。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种智能底段压裂滑套，包括上接头、心轴、下接头，所述心轴内部沿轴向方向为贯通结构，所述心轴外侧壁上固定设有控制总成、压力传感器、隔离阀，所述上接头与下接头之间固定连接，所述心轴位于所述上接头与下接头形成的空腔内，所述心轴在空腔内可轴向移动且两端被所述上接头、下接头的内壁台阶所限位；
所述下接头侧壁上设有供压裂液流通的循环通道，所述心轴初始位置与下接头台阶平齐，并通过剪销使得所述心轴与上接头、下接头形成的侧壁固定连接；
所述心轴与上接头、下接头之间形成电解液储藏空间，所述上接头、下接头形成的侧壁上设有注液孔，通过所述注液孔向电解液储藏空间注入电解液，所述压力传感器将压力信号传输给控制总成，所述控制总成控制所述电解液储藏空间内的电解液可对隔离阀进行电解，使隔离阀失去对心轴内部液体的隔离作用。
需要指出的是，所述隔离阀包括基体、阀片，所述基体为内部贯通的环形柱体结构，所述阀片固定设在所述基体内，隔离所述基体内的贯通结构，所述基体嵌入所述心轴侧壁上并通过密封圈进行密封。
需要指出的是，所述隔离阀通过挡圈固定卡设在所述心轴侧壁内，所述挡圈为环形结构。
需要指出的是，所述注液孔通过堵头将电解液储藏空间与外界进行隔离，所述堵头通过密封圈与所述注液孔进行密封。
需要指出的是，所述堵头通过挡圈固定卡设在所述注液孔内，所述挡圈为环形结构。
需要指出的是，所述上接头侧壁上还环绕设有若干组滚珠扶正棱，所述滚珠扶正棱在所述上接头侧壁凸起，且所述滚珠扶正棱表面嵌有滑动滚珠。
需要指出的是，所述上接头与下接头通过螺纹连接并采用限位螺钉固定。
需要指出的是，所述心轴、上接头、下接头彼此之间设有密封机构。
需要指出的是，所述控制总成通过过线孔与压力传感器、电解液储藏空间内的电解液电路连接。
需要指出的是，所述剪销为若干个，且沿环向均匀分布。
本发明的优点和积极效果是：
本发明通过在心轴侧壁设置隔离阀对心轴内压裂液进行隔离，通过压力传感器接受井筒压力并传递给控制总成，控制总成根据预先设定的并储存在信息储存单元的压力值与接收到的传感器压力值进行比对，判断是否执行命令，若达到预设压力值，则执行连通电源命令，利用电解加工原理对隔离阀阀片进行电解，使其破坏失去隔离作用；然后井筒蹩压，心轴在液压力推动下剪断剪销，沿轴向移动，从而心轴内的液体由循环通道流出进入地层，从而进行压裂施工；本发明的结构设计巧妙，使用起来方便牢靠，解决了长水平段水平井底段压裂技术难题。
附图说明
以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
图1为本发明实施例提供的智能底段压裂滑套的结构示意图；
图2为图1中的部分结构放大示意图；
具体实施方式
首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面就结合图1至图2来具体说明本发明。
实施例1
图1为本发明实施例提供的智能底段压裂滑套的结构示意图；图2为图1中的部分结构放大示意图；如图1～2所示，本实施例提供的一种智能底段压裂滑套，包括上接头1、心轴2、下接头7，所述心轴2内部沿轴向方向为贯通结构，所述心轴2外侧壁上固定设有控制总成2-1、压力传感器2-2、隔离阀4，所述上接头1与下接头7之间固定连接，所述心轴2位于所述上接头1与下接头7形成的空腔内，所述心轴2在空腔内可轴向移动且两端被所述上接头1、下接头7的内壁台阶所限位；
所述下接头7侧壁上设有供压裂液流通的循环通道7-1，所述心轴2初始位置与下接头7台阶平齐，并通过剪销8使得所述心轴2与上接头1、下接头7形成的侧壁固定连接，需要说明的是，所述剪销8可以设置为若干个，且沿环向均匀分布；
所述心轴2与上接头1、下接头7之间形成电解液储藏空间2-4，所述上接头1、下接头7形成的侧壁上设有注液孔3，通过所述注液孔3向电解液储藏空间2-4注入电解液，所述压力传感器2-2将压力信号传输给控制总成2-1，所述控制总成2-1控制所述电解液储藏空间2-4内的电解液可对隔离阀4进行电解，使隔离阀4失去对心轴2内部液体的隔离作用，需要说明的是，控制总成2-1包括微处理器模块及电源模块，电源模块可为微处理器及电解液供电，采用的微处理器为市场上常见产品，如ARM系列。
需要指出的是，所述隔离阀4包括基体4-1、阀片4-2，所述基体4-1为内部贯通的环形柱体结构，所述阀片4-2固定设在所述基体4-1内，隔离所述基体4-1内的贯通结构，所述基体4-1嵌入所述心轴2侧壁上并通过密封圈4-3进行密封；需要指出的是，所述隔离阀4通过挡圈4-4固定卡设在所述心轴2侧壁内，如图2所示，所述挡圈4-4为环形结构，通过挡圈4-4卡设在心轴2侧壁内，可实现对隔离阀4的支撑限位作用，可以考虑，挡圈4-4采用弹性材质，方便其嵌入心轴2侧壁内且不会掉出，在具体安装时，可以考虑在心轴2侧壁开设凸型通孔，首先将隔离阀4放入通孔，通过凸型通孔卡台卡住一侧，另一侧通过安装挡圈4-4进行支撑。
需要指出的是，所述注液孔3通过堵头3-1将电解液储藏空间2-4与外界进行隔离，所述堵头3-1通过密封圈3-3与所述注液孔3侧壁进行密封；需要指出的是，所述堵头3-1通过挡圈3-2固定卡设在所述注液孔3内，如图2所示，所述挡圈3-2为环形结构，通过挡圈3-2卡设在注液孔3侧壁内，可实现对堵头3-1的支撑限位作用，可以考虑，挡圈3-2采用弹性材质，方便其嵌入注液孔3侧壁内且不会掉出。
需要指出的是，所述上接头1侧壁上还环绕设有若干组滚珠扶正棱1-1，所述滚珠扶正棱1-1在所述上接头1侧壁凸起，且所述滚珠扶正棱1-1表面嵌有滑动滚珠，扶正棱1-1的作用下在下井过程中，旋转更加方便，降低与井壁的阻力。
需要指出的是，所述上接头1与下接头7通过螺纹连接并采用限位螺钉5固定。
需要指出的是，所述心轴2、上接头1、下接头7彼此之间设有密封机构6。
需要指出的是，所述控制总成2-1通过过线孔2-3与压力传感器2-2、电解液储藏空间2-4内的电解液电路连接。
作为举例，在本实施例中，下固、完井管串时工具通过上接头1、下接头7管螺纹连接在管串上，随管串下入设计位置，需要工具工作时，进行井口蹩压；压力传感器2-2接受井筒压力并传递给控制总成2-1，控制总成2-1根据预先设定的并储存在信息储存单元的压力值与接收到的传感器压力值进行比对，判断是否执行命令，若达到预设压力值，则执行连通电源命令，利用电解加工原理对隔离阀阀片进行电解，使其破坏失去隔离作用；然后井筒蹩压，心轴在液压力推动下剪断剪销，沿轴向移动，从而心轴内的液体由循环通道7-1流出进入地层，从而进行压裂施工。
需要说明的是，所述上接头1、心轴2、下接头7、隔离阀4的基体4-1、堵头3-1均采用绝缘涂层和防腐工艺处理，选用的电解液只对隔离阀4的阀片4-2进行电解。
以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.一种智能底段压裂滑套，其特征在于：包括上接头(1)、心轴(2)、下接头(7)，所述心轴(2)内部沿轴向方向为贯通结构，所述心轴(2)外侧壁上固定设有控制总成(2-1)、压力传感器(2-2)、隔离阀(4)，所述上接头(1)与下接头(7)之间固定连接，所述心轴(2)位于所述上接头(1)与下接头(7)形成的空腔内，所述心轴(2)在空腔内可轴向移动且两端被所述上接头(1)、下接头(7)的内壁台阶所限位；
所述下接头(7)侧壁上设有供压裂液流通的循环通道(7-1)，所述心轴(2)初始位置与下接头(7)台阶平齐，并通过剪销(8)使得所述心轴(2)与上接头(1)、下接头(7)形成的侧壁固定连接；
所述心轴(2)与上接头(1)、下接头(7)之间形成电解液储藏空间(2-4)，所述上接头(1)、下接头(7)形成的侧壁上设有注液孔(3)，通过所述注液孔(3)向电解液储藏空间(2-4)注入电解液，所述压力传感器(2-2)将压力信号传输给控制总成(2-1)，所述控制总成(2-1)控制所述电解液储藏空间(2-4)内的电解液可对隔离阀(4)进行电解，使隔离阀(4)失去对心轴(2)内部液体的隔离作用；
所述上接头(1)侧壁上还环绕设有若干组滚珠扶正棱(1-1)，所述滚珠扶正棱(1-1)在所述上接头(1)侧壁凸起，且所述滚珠扶正棱(1-1)表面嵌有滑动滚珠。
2.根据权利要求1所述的一种智能底段压裂滑套，其特征在于：所述隔离阀(4)包括基体(4-1)、阀片(4-2)，所述基体(4-1)为内部贯通的环形柱体结构，所述阀片(4-2)固定设在所述基体(4-1)内，隔离所述基体(4-1)内的贯通结构，所述基体(4-1)嵌入所述心轴(2)侧壁上并通过密封圈(4-3)进行密封。
3.根据权利要求2所述的一种智能底段压裂滑套，其特征在于：所述隔离阀(4)通过挡圈(4-4)固定卡设在所述心轴(2)侧壁内，所述挡圈(4-4)为环形结构。
4.根据权利要求1所述的一种智能底段压裂滑套，其特征在于：所述注液孔(3)通过堵头(3-1)将电解液储藏空间(2-4)与外界进行隔离，所述堵头(3-1)通过密封圈(3-3)与所述注液孔(3)进行密封。
5.根据权利要求4所述的一种智能底段压裂滑套，其特征在于：所述堵头(3-1)通过挡圈(3-2)固定卡设在所述注液孔(3)内，所述挡圈(3-2)为环形结构。
6.根据权利要求1所述的一种智能底段压裂滑套，其特征在于：所述上接头(1)与下接头(7)通过螺纹连接并采用限位螺钉(5)固定。
7.根据权利要求1所述的一种智能底段压裂滑套，其特征在于：所述心轴(2)、上接头(1)、下接头(7)彼此之间设有密封机构(6)。
8.根据权利要求1所述的一种智能底段压裂滑套，其特征在于：所述控制总成(2-1)通过过线孔(2-3)与压力传感器(2-2)、电解液储藏空间(2-4)内的电解液电路连接。
9.根据权利要求1所述的一种智能底段压裂滑套，其特征在于：所述剪销(8)为若干个，且沿环向均匀分布。
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| GR01 | Patent grant | ||
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