CN110374571A - 一种固井完井管柱趾端滑套 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种固井完井管柱趾端滑套，包括外筒、滑套、柱芯和两个推力爪，外筒的上端连接有上接头，下端连接有下接头，外筒的上部设置有射孔，射孔的外端口装配有压力端盖；滑套套装在外筒内，滑套的上端封堵射孔的内端，侧壁与外筒的侧壁之间设置有剪切销钉，下端口内设置有缩颈；柱芯中部铰接有端面凸轮，端面凸轮的两个端面上分别设置有下沉台阶，端面凸轮的周面上设置有拨杆；每个推力爪的中上部铰接在柱芯的两侧，下端的内侧分别与柱芯之间设置有压缩弹簧，上端分别顶在凸轮的一个端面上。本发明的固井完井管柱趾端滑套的工作程序简单，施工成本低，还可重复开关射孔。

Description

一种固井完井管柱趾端滑套

技术领域

本发明属于井下作业设备领域，具体涉及一种固井完井管柱趾端滑套。

背景技术

固井完成后井筒为封闭腔体，为了给后期压裂改造提供液进通道，需打开完井管柱趾端的一处套管及其外部水泥环，沟通井筒与地层。对于全程套管完井的直井，通常采用连续油管、油管或电缆下入水力或火力射孔枪射孔实现这一目的。对于级差式套管滑套压裂工具参与固井的井，由于存在多级级差式滑套，管柱内径由上至下逐级缩小，可下入送入管柱及射孔工具外径较小，目前只能选择采用连续油管或电缆下入火力射孔枪射孔实现。其缺点在于，连续油管或电缆作业工序复杂、成本较高；并且由于常规射孔枪外径有限，为将其送达管柱趾端势首级滑套内径不能过小而影响改造级数；且射孔为一次性，后期不可重复开关射孔。

发明内容

鉴于此，本发明的目的是提供一种固井完井管柱趾端滑套，用于克服上述问题或者至少部分地解决或缓解上述问题。

本发明提出一种固井完井管柱趾端滑套，包括：

外筒，所述外筒的上端通过内螺纹连接有上接头，下端通过内螺纹连接有下接头，所述外筒的上部的侧壁上设置有射孔，所述射孔的外端口装配有压力端盖；

滑套，所述滑套滑动密封套装在所述外筒内，所述滑套的上端封堵所述射孔的内端，所述滑套的侧壁与所述外筒的侧壁之间设置有剪切销钉，所述滑套的下端口内设置有缩颈，所述缩颈的内径小于所述上接头的内径；

柱芯，所述柱芯可从所述上接头和所述滑套中穿过，所述柱芯中部铰接有端面凸轮，所述端面凸轮的两个端面上分别设置有下沉台阶，所述端面凸轮的周面上固定连接有一个拨杆，所述拨杆伸出所述柱芯；

两个推力爪，每个所述推力爪的中上部铰接在所述柱芯的两侧，每个所述推力爪的下端的内侧分别与所述柱芯之间设置有压缩弹簧，每个所述推力爪的上端分别顶在所述凸轮的一个端面上，此时所述推力爪的下端保持扣合；

其中，所述拨杆摆动到下方时，所述凸轮两个端面上的所述下沉台阶摆动到下方，两个所述推力爪的上端向内摆动并顶在所述下沉台阶上，两个推力爪的下端在所述压缩弹簧的弹力下张开。

本发明还具有以下可选特征。

可选地，所述柱芯的中部设置有安装孔，所述安装孔中横向设置有销轴，所述端面凸轮铰接在所述销轴上。

可选地，所述柱芯的两侧轴向设置有长槽，所述长槽的上端连通所述安装孔，并通向所述端面凸轮的端面，所述推力爪的下端扣合在所述长槽中。

可选地，两个所述推力爪分别铰接在所述长槽内，所述长槽的下部设置有安装沉孔，所述压缩弹簧的一端伸入所述安装沉孔内。

可选地，所述柱芯的端部连接有捞头，所述捞头下端开口，并通过内螺纹与所述柱芯相连接，所述捞头的上端轴心处设置有钢丝孔。

可选地，所述上接头的下端设置有两个上轴阶面和下轴阶面，所述外筒的上端通过螺纹连接在所述上轴阶面上，所述滑套的上端伸入所述外筒与所述下轴阶面之间。

可选地，所述射孔的外端口处设置有沉孔台阶，所述压力端盖装配在所述沉孔台阶中。

可选地，所述柱芯的下端设置有锥尖。

本发明的有益效果：

本发明的固井完井管柱趾端滑套在使用时先将外筒通过上接头和下接头连接油井套管下方到油井内，在通过钢丝外筒内下放柱芯，通过上接头拨动柱芯内的端面凸轮上的拨杆，使端面凸轮随着拨杆摆动，端面凸轮两个端面与柱芯两侧的推力爪相配合，当端面凸轮的两个端面上的下沉台阶摆动到推力爪的上端时，推力爪可张开，再通过张开的推力爪推动外筒内的滑套向下移动后可使射孔打开，需要关闭射孔时，使柱芯完全穿过外筒下方，通过张开的推力爪向上推动外筒内的滑套向上移动，可将射孔封堵。本发明的固井完井管柱趾端滑套的工作程序简单，施工成本低，还可重复开关射孔。

附图说明

图1是本发明的固井完井管柱趾端滑套在打开射孔时的全剖结构示意图；

图2是本发明的固井完井管柱趾端滑套在关闭射孔时的全剖结构示意图；

图3是本发明中的端面凸轮和拨杆的结构图；

图4是图3中的端面凸轮和拨杆的俯视全剖结构图。

在以上图中：1、外筒；101、射孔；102、沉孔台阶；2、上接头；3、下接头；4、压力端盖；5、滑套；501、缩颈；6、柱芯；601、安装孔；602、长槽；603、安装沉孔；7、端面凸轮；701、下沉台阶；8、拨杆；9、推力爪；10、压缩弹簧；11、销轴；12、捞头；1201、钢丝孔；。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

具体实施方式

实施例1

参考图1至图4，本发明的一种固井完井管柱趾端滑套，包括：外筒1、滑套5、柱芯6和两个推力爪9，外筒1的上端通过内螺纹连接有上接头2，下端通过内螺纹连接有下接头3，外筒1的上部的侧壁上设置有射孔101，射孔101的外端口装配有压力端盖4；滑套5滑动密封套装在外筒1内，滑套5的上端封堵射孔101的内端，滑套5的侧壁与外筒1的侧壁之间设置有剪切销钉，滑套5的下端口内设置有缩颈501，缩颈501的内径小于上接头2的内径；柱芯6可从上接头2和滑套5中穿过，柱芯6中部铰接有端面凸轮7，端面凸轮7的两个端面上分别设置有下沉台阶701，端面凸轮7的周面上固定连接有一个拨杆8，拨杆8伸出柱芯6；每个推力爪9的中上部铰接在柱芯6的两侧，每个推力爪9的下端的内侧分别与柱芯6之间设置有压缩弹簧10，每个推力爪9的上端分别顶在凸轮7的一个端面上，此时推力爪9的下端保持扣合；其中，拨杆8摆动到下方时，凸轮7两个端面上的下沉台阶701随着端面凸轮7摆动到下方，两个推力爪9的上端向内顶在下沉台阶701上，两个推力爪9的下端在压缩弹簧10的弹力下张开。

在工作时，先用可溶金属器封堵油井套管的下端，将外筒1通过上接头2和下接头3连接在油井套管中，并随油井套管下入到油井内需要打开射孔101的部位；

需要打开射孔101时，在柱芯6上方的钢丝上连接重力杆或震击器，将柱芯6通过钢丝向油井套管中下放，直到柱芯6完全穿过外筒1的下接头，在穿过上接头2的过程中，伸出柱芯6的拨杆8被上接头向上拨动；通过钢丝上提柱芯6，伸出柱芯6的拨杆8被上接头的内端向下拨动，端面凸轮7两端的下沉台阶701摆动到下方，推力爪9张开；

继续通过钢丝上提柱芯6，计算上提距离，在推力爪9在经过缩颈501后并到达上接头的内端处后，快速下放柱芯6，直至推力爪9的下端接触滑套5的缩颈501，此时钢丝无悬重，重复短距离上提柱芯6和下放柱芯6，使柱芯6的推力爪9在重力杆或震击器的作用下带动滑套5剪断剪切销钉，此时滑套5随柱芯6和推力爪9向下滑动至下接头3的内端处，射孔101内端被打开，通过钢丝上提柱芯6，将柱芯6从井筒套管中取出；向油井套管内通入高压液体，通过高压液体将压力端盖推开，射孔打开。

需要关闭射孔101时，在柱芯6上更换下沉台阶701更深的端面凸轮7，更换弹性更大的压缩弹簧10，将柱芯6通过钢丝向油井套管中下放，直到柱芯6完全穿过外筒1的下接头3，在穿过上接头2的过程中，伸出柱芯6的拨杆8被上接头2向上拨动；通过钢丝上提柱芯6，伸出柱芯6的拨杆8被上接头2的内端向下拨动，端面凸轮7两端的下沉台阶701摆动到下方，推力爪9张开，继续上提柱芯6，推力爪9的下端陷入滑套5的缩颈501的外端口，继续上提柱芯6，推力爪9带动滑套5向上滑动，封堵射孔101的内端，射孔101关闭。

实施例2

参考图1和图2，在实施例1的基础上，所述柱芯6的中部设置有安装孔601，安装孔601中横向设置有销轴11，端面凸轮7铰接在销轴11上。

在柱芯6的中部开设安装孔601，并横向设置销轴11，端面凸轮7铰接在销轴11上，端面凸轮7上的拨杆8伸出安装孔601和柱芯6的外侧壁，拨动拨杆8，凸轮7可随之同步摆动。

实施例3

参考图1和图2，在实施例2的基础上，柱芯6的两侧轴向设置有长槽602，长槽602的上端连通安装孔601，并通向端面凸轮7的端面，推力爪9的下端扣合在长槽9中。

长槽602的上部与安装孔601相导通，使推力爪9的上端可与安装孔601内的端面凸轮7的端面相接触。

实施例4

参考图1至图4，在实施例3的基础上，两个推力爪9分别铰接在长槽602内，长槽602的下部设置有安装沉孔603，压缩弹簧10的一端伸入安装沉孔603内。

推力爪9的上部铰接在长槽602中，推力爪9闭合时，完全容纳在长槽602中，长槽602的下部的底面上设置有安装沉孔603，压缩弹簧10的一端伸入安装沉孔602中，一端顶在推力爪9的内侧壁上。

实施例5

参考图1和图2，在实施例1的基础上，柱芯6的端部连接有捞头12，捞头12下端开口，并通过内螺纹与柱芯6相连接，捞头12的上端轴心处设置有钢丝孔1201。

将钢丝向下穿过捞头12上的钢丝孔1201后再打结，然后将捞头12的下端口与柱芯6的上端螺纹连接，这样即可通过钢丝牵引柱芯6。

实施例7

参考图1和图2，在实施例1的基础上，上接头2的下端设置有两个上轴阶面和下轴阶面，外筒1的上端通过螺纹连接在上轴阶面上，滑套5的上端伸入外筒1与下轴阶面之间。

滑套5的上端伸入外筒1与下轴阶面之间，当滑套5向上滑动关闭射孔101时，滑套5与外筒1的内侧壁形成密封后，滑套5可能会受到射孔101处向内的压力，下轴阶面可对滑套5提供支撑，同时提高滑套5对射孔101的封堵的密封性。

实施例8

参考图1和图2，在实施例1的基础上，射孔101的外端口处设置有沉孔台阶102，压力端盖4装配在沉孔台阶102中。

压力端盖4装配在沉孔台阶102中，可保证外筒1外表面平症4，使外筒1在随井筒套管下放到油井内时，压力端盖4不容易被井壁磕碰到。

实施例9

参考图1和图2，柱芯6的下端设置有锥尖。

柱芯6的下端的锥件具有导向性和对中性，柱芯6下端的锥件和锥面可划过较小的台阶，使柱芯6在下放时容易穿过井筒套管和上接头，在经过井筒套管之间的卡箍时或者穿过上接头和外筒时不会形成磕碰和卡顿。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或顶替，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (8)

1.一种固井完井管柱趾端滑套，其特征在于，包括：

外筒（1），所述外筒（1）的上端通过内螺纹连接有上接头（2），下端通过内螺纹连接有下接头（3），所述外筒（1）的上部的侧壁上设置有射孔（101），所述射孔（101）的外端口装配有压力端盖（4）；

滑套（5），所述滑套（5）滑动密封套装在所述外筒（1）内，所述滑套（5）的上端封堵所述射孔（101）的内端，所述滑套（5）的侧壁与所述外筒（1）的侧壁之间设置有剪切销钉，所述滑套（5）的下端口内设置有缩颈（501），所述缩颈（501）的内径小于所述上接头（2）的内径；

柱芯（6），所述柱芯（6）可从所述上接头（2）和所述滑套（5）中穿过，所述柱芯（6）中部铰接有端面凸轮（7），所述端面凸轮（7）的两个端面上分别设置有下沉台阶（701），所述端面凸轮（7）的周面上固定连接有一个拨杆（8），所述拨杆（8）伸出所述柱芯（6）；

两个推力爪（9），每个所述推力爪（9）的中上部铰接在所述柱芯（6）的两侧，每个所述推力爪（9）的下端的内侧分别与所述柱芯（6）之间设置有压缩弹簧（10），每个所述推力爪（9）的上端分别顶在所述凸轮（7）的一个端面上，此时所述推力爪（9）的下端保持扣合；

其中，所述拨杆（8）摆动到下方时，所述凸轮（7）两个端面上的所述下沉台阶（701）随着所述端面凸轮（7）摆动到下方，两个所述推力爪（9）的上端向内顶在所述下沉台阶（701）上，两个推力爪（9）的下端在所述压缩弹簧（10）的弹力下张开。

2.根据权利要求1所述的固井完井管柱趾端滑套，其特征在于，所述柱芯（6）的中部设置有安装孔（601），所述安装孔（601）中横向设置有销轴（11），所述端面凸轮（7）铰接在所述销轴（11）上。

3.根据权利要求2所述的固井完井管柱趾端滑套，其特征在于，所述柱芯（6）的两侧轴向设置有长槽（602），所述长槽（602）的上端连通所述安装孔（601），并通向所述端面凸轮（7）的端面，所述推力爪（9）的下端扣合在所述长槽（602）中。

4.根据权利要求3所述的固井完井管柱趾端滑套，其特征在于，两个所述推力爪（9）分别铰接在所述长槽（602）内，所述长槽（602）的下部设置有安装沉孔（603），所述压缩弹簧（10）的一端伸入所述安装沉孔（603）内。

5.根据权利要求1所述的固井完井管柱趾端滑套，其特征在于，所述柱芯（6）的端部连接有捞头（12），所述捞头（12）下端开口，并通过内螺纹与所述柱芯（6）相连接，所述捞头（12）的上端轴心处设置有钢丝孔（1201）。

6.根据权利要求1所述的固井完井管柱趾端滑套，其特征在于，所述上接头（2）的下端设置有两个上轴阶面和下轴阶面，所述外筒（1）的上端通过螺纹连接在所述上轴阶面上，所述滑套（5）的上端伸入所述外筒（1）与所述下轴阶面之间。

7.根据权利要求1所述的固井完井管柱趾端滑套，其特征在于，所述射孔（101）的外端口处设置有沉孔台阶（102），所述压力端盖（4）装配在所述沉孔台阶（102）中。

8.根据权利要求1所述的固井完井管柱趾端滑套，其特征在于，所述柱芯（6）的下端设置有锥尖。