CN111075395A - 一种压力波智能滑套及操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种压力波智能滑套及操作方法，包括由上至下依次连接的上接头、滑套上壳体、滑套外壳体、壳体、连接体、中心管、下接头；滑套外壳体内设滑套内壳体，滑套内壳体和滑套外壳体之间环形空间内设液压滑套，滑套外壳体和滑套内壳体侧壁均设置滑套口，液压滑套侧壁设置连通孔；中心管外设控制腔体，控制腔体上端与连接体连接，下端与堵头连接；壳体内设电池组、液压泵、控制模块；液压泵的活塞上腔通过第一液压管与液压滑套上端环形空间连通，液压泵的活塞下腔通过第二液压管与液压滑套下端环形空间连通。本发明省去了投球带来的管柱通径逐级减小，滑套后期不能关闭的弊端，实现了不限级数的压裂技术，实现了后期可控开采等技术要求。

Description

一种压力波智能滑套及操作方法
技术领域
本发明属于油田开发生产技术领域，更具体的说，是涉及一种压力波智能滑套及操作方法。
背景技术
水平井开采技术是提高单井产量和高效开发低渗透油气藏的先进技术，由于水平井储层段长、非均质性强，若采用常规方式进行改造针对性不强、效果差，水平井分段压裂技术是目前开采低孔、低渗油气藏的最好方法，水平井分段压裂完井工艺多使用滑套装置来实现，滑套装置的开关多采用投球或连续油管。经实践，目前的滑套在实际使用中存在以下一些问题：1、投球滑套打开后不能自锁；2、投球滑套由上到下球座内径逐渐减小，且分段数有限制。3、井筒通道逐级变小，流动阻力大。4、工具无法下入，井筒维护难度大。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提出一种压力波智能滑套及操作方法，能有效解决以上滑套存在的问题。
本发明的目的可通过以下技术方案实现。
本发明压力波智能滑套，包括由上至下依次连接的上接头、滑套上壳体、滑套外壳体、壳体、连接体、中心管、下接头；所述滑套外壳体内部设置有滑套内壳体，所述滑套内壳体下端位于壳体内部，所述滑套内壳体和滑套外壳体之间的环形空间内设置有可纵向滑动的液压滑套，所述滑套外壳体和滑套内壳体的侧壁均设置有滑套口，所述液压滑套侧壁设置有连通孔；所述中心管外部设置有控制腔体，所述控制腔体上端与连接体连接，下端与设置于中心管外侧的堵头连接；
所述壳体内设置有电池组、液压泵、控制模块，所述电池组为控制模块和液压泵提供动力，所述电池组通过滑套内壳体、连接体、壳体共同卡扣固定，所述液压泵和控制模块连接，整体通过滑套内壳体、连接体、壳体共同卡扣固定；所述液压泵的活塞上腔通过第一液压管与液压滑套上端环形空间连通，所述液压泵的活塞下腔通过第二液压管与液压滑套下端环形空间连通。
所述上接头上部设置有内螺纹，下部设置有外螺纹和内螺纹，所述上接头下部通过外螺纹与滑套上壳体连接，下部通过内螺纹与滑套内壳体连接。
所述连接体和堵头侧壁均设置有轴向穿线孔。
所述滑套内壳体侧壁开设有油腔，用于第一液压管、第二液压管分别向液压滑套上端、下端环形空间传递液压油。
本发明的目的还可通过以下技术方案实现。
本发明压力波智能滑套的操作方法，包括以下内容：
将压力波智能滑套与压裂管柱连接，在压裂作业时，底面控制系统通过脉冲波发生器产生压力脉冲波信号，每个压力波智能滑套对应一个压力脉冲波信号，压力脉冲波信号通过压裂管线、压裂管柱传递到压力波智能滑套，压力波智能滑套的控制模块接收压力脉冲波信号后，控制模块根据压力脉冲波信号的指令控制液压泵的运动，如果液压泵接收到控制模块的关闭指令，则液压泵驱动活塞向下运动，活塞下腔的液压油经第二液压管进入液压滑套下端的环形空间，推动液压滑套向上运动，关闭滑套口，如果液压泵接收到控制模块的打开指令，则液压泵驱动活塞向上运动，活塞上腔的液压油经第一液压管进入液压滑套上端的环形空间，推动液压滑套向下运动，打开滑套口。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
本发明首次将压力波传输、控制技术与压裂工艺相结合，可以实现无限级分段压裂。压裂作业时通过地面脉冲波发生器产生脉冲波，脉冲波通过压裂管线和管柱传递到井下压力波智能滑套，压力波智能滑套控制模块接受信号指令，控制模块通过井下液压泵执行指令，实现压力波智能滑套的开关。本发明省去了投球带来的管柱通径逐级减小，滑套后期不能关闭的弊端，从而实现了不限级数的压裂技术，同时还可以实现后期的可控开采等技术要求。
附图说明
图1是本发明压力波智能滑套的结构示意图。
附图标记：1-上接头，2-滑套上壳体，3-滑套内壳体，4-滑套口，5-液压滑套，6-第一液压管，7-液压泵，8-控制模块，9-连接体，10-中心管，11-堵头，12-下接头，13-电池组，14-第二液压管，15-滑套外壳体，16-壳体，17-控制腔体，A-活塞上腔，B-活塞下腔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1所示，本发明压力波智能滑套，包括上接头1、滑套上壳体2、滑套内壳体3、液压滑套5、第一液压管6、液压泵7、控制模块8、连接体9、中心管10、堵头11、下接头12、电池组13、第二液压管14、滑套外壳体15、壳体16、控制腔体17。
所述上接头1上部设置有内螺纹，下部设置有外螺纹和内螺纹，所述上接头1上部与压裂管柱连接，下部通过外螺纹与滑套上壳体2连接，通过内螺纹与滑套内壳体3连接。所述滑套外壳体15上端通过内螺纹与滑套上壳体2连接，下端通过外螺纹与壳体16连接。所述连接体9上部设置有外螺纹，下部设置有外螺纹和内螺纹，所述连接体9上端通过外螺纹与壳体16连接，下端通过内螺纹与中心管10连接，通过外螺纹与控制腔体17连接，所述中心管10下端通过外螺纹与下接头12连接，所述控制腔体17下端通过设置于中心管10外部的堵头11连接。所述连接体9和堵头11侧壁均设置有轴向穿线孔。
所述滑套内壳体3下端位于壳体16内部，所述滑套内壳体3和滑套外壳体15之间形成环形空间，环形空间内设置可纵向滑动的液压滑套5，所述滑套外壳体15和滑套内壳体3的侧壁均设置有滑套口4，所述液压滑套5侧壁设置有连通孔。所述滑套口4可以在滑套内壳体3侧壁上以一定倾斜角度均匀开设多个，也可以垂直滑套内壳体3侧壁均匀开设多个，滑套口4重合时滑套与外部连通，滑套口4错开时滑套处于关闭状态。滑套口4要填充树脂，防止入井后杂物进入，影响液压滑套5的开关运动。
所述壳体16内设置电池组13、液压泵7、控制模块8，所述电池组13为控制模块8和液压泵7提供动力，电池组13可以设在液压泵7的同侧或对侧，本实例中不做限制。所述液压滑套5的上下运动，通过液压泵7提供动力，液压滑套5在液压推力的作用下运动。所述液压泵7获得控制信号后开始工作，驱动液压滑套5运动，使本发明滑套处于打开或关闭状态。所述电池组13通过滑套内壳体3、连接体9、壳体16共同卡扣固定，所述液压泵7和控制模块8连接，整体通过滑套内壳体3、连接体9、壳体16共同卡扣固定。所述液压泵7的活塞上腔A通过第一液压管6与液压滑套5上端环形空间连通，所述液压泵7的活塞下腔B通过第二液压管14与液压滑套5下端环形空间连通。所述滑套内壳体3侧壁开设有油腔，用于第一液压管6、第二液压管14分别向液压滑套5上端、下端环形空间传递液压油。
本发明压力波智能滑套的操作方法，将压力波传输、控制技术与压裂工艺相结合，通过地面控制系统发送压力脉冲信号控制压力波智能滑套的开关动作，具体压力波智能滑套的工作原理如下：
将压力波智能滑套与压裂管柱连接，每一级的压力波智能滑套结构都相同，但是打开和关闭滑套的指令不同，每个压力波智能滑套接收到对应的指令就会进行开关动作。压裂作业时不需要投球，同时，也不受压裂段数的限制。压裂后期判断某一层出水，可以通过压力波指令关闭该层。
在压裂作业时，底面控制系统通过脉冲波发生器产生压力脉冲波信号，每个压力波智能滑套对应一个压力脉冲波信号，压力脉冲波信号通过压裂管线、压裂管柱传递到压力波智能滑套，压力波智能滑套的控制模块8接收压力脉冲波信号后，控制模块8根据压力脉冲波信号的指令控制液压泵7的运动，液压泵7是采用螺杆驱动活塞运动，通过活塞的推力产生压力，活塞上腔A通过第一液压管6连通液压滑套5的上端环形空间，活塞下腔B通过第二液压管14连通液压滑套5的下端环形空间。
如果液压泵7接收到控制模块8的关闭指令，则液压泵7驱动活塞向下运动，活塞下腔B的液压油经第二液压管14进入液压滑套5下端的环形空间，推动液压滑套5向上运动，关闭滑套口4。如果液压泵7接收到控制模块8的打开指令，则液压泵7驱动活塞向上运动，活塞上腔A的液压油经第一液压管6进入液压滑套5上端的环形空间，推动液压滑套5向下运动，打开滑套口4，本发明压力波智能滑套与外部连通。
尽管上面结合附图对本发明的功能及工作过程进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (5)

1.一种压力波智能滑套，其特征在于，包括由上至下依次连接的上接头(1)、滑套上壳体(2)、滑套外壳体(15)、壳体(16)、连接体(9)、中心管(10)、下接头(12)；所述滑套外壳体(15)内部设置有滑套内壳体(3)，所述滑套内壳体(3)下端位于壳体(16)内部，所述滑套内壳体(3)和滑套外壳体(15)之间的环形空间内设置有可纵向滑动的液压滑套(5)，所述滑套外壳体(15)和滑套内壳体(3)的侧壁均设置有滑套口(4)，所述液压滑套(5)侧壁设置有连通孔；所述中心管(10)外部设置有控制腔体(17)，所述控制腔体(17)上端与连接体(9)连接，下端与设置于中心管(10)外侧的堵头(11)连接；
所述壳体(16)内设置有电池组(13)、液压泵(7)、控制模块(8)，所述电池组(13)为控制模块(8)和液压泵(7)提供动力，所述电池组(13)通过滑套内壳体(3)、连接体(9)、壳体(16)共同卡扣固定，所述液压泵(7)和控制模块(8)连接，整体通过滑套内壳体(3)、连接体(9)、壳体(16)共同卡扣固定；所述液压泵(7)的活塞上腔(A)通过第一液压管(6)与液压滑套(5)上端环形空间连通，所述液压泵(7)的活塞下腔(B)通过第二液压管(14)与液压滑套(5)下端环形空间连通。
2.根据权利要求1所述的压力波智能滑套，其特征在于，所述上接头(1)上部设置有内螺纹，下部设置有外螺纹和内螺纹，所述上接头(1)下部通过外螺纹与滑套上壳体(2)连接，下部通过内螺纹与滑套内壳体(3)连接。
3.根据权利要求1所述的压力波智能滑套，其特征在于，所述连接体(9)和堵头(11)侧壁均设置有轴向穿线孔。
4.根据权利要求1所述的压力波智能滑套，其特征在于，所述滑套内壳体(3)侧壁开设有油腔，用于第一液压管(6)、第二液压管(14)分别向液压滑套(5)上端、下端环形空间传递液压油。
5.一种压力波智能滑套的操作方法，其特征在于，包括以下内容：
将压力波智能滑套与压裂管柱连接，在压裂作业时，底面控制系统通过脉冲波发生器产生压力脉冲波信号，每个压力波智能滑套对应一个压力脉冲波信号，压力脉冲波信号通过压裂管线、压裂管柱传递到压力波智能滑套，压力波智能滑套的控制模块(8)接收压力脉冲波信号后，控制模块(8)根据压力脉冲波信号的指令控制液压泵(7)的运动，如果液压泵(7)接收到控制模块(8)的关闭指令，则液压泵(7)驱动活塞向下运动，活塞下腔(B)的液压油经第二液压管(14)进入液压滑套(5)下端的环形空间，推动液压滑套(5)向上运动，关闭滑套口(4)，如果液压泵(7)接收到控制模块(8)的打开指令，则液压泵(7)驱动活塞向上运动，活塞上腔(A)的液压油经第一液压管(6)进入液压滑套(5)上端的环形空间，推动液压滑套(5)向下运动，打开滑套口。
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