CN111396015B - 一种球座可取的大通径压裂滑套 - Google Patents

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Abstract

本发明属于油气井工程技术领域，公开了一种球座可取的大通径压裂滑套，在井下作业过程中滑套连接在服务管柱中，由于球座通径无级差限制，通过球座外部定位凸台与上内套和下内套的不同长度凹槽配合来实现多级压裂，同时投球采用了可溶球，压裂完成后可在预定时间内完全溶解，有效的克服了现有投球压裂滑套的缺点，实现了管柱大通径。另外，根据后期作业需求，可通过球座打捞工具将各级球座一次提出井口，实现管柱全通径，极大的方便了后期作业。本发明可实现36级压裂作业，以满足更多的作业需求。

Description

一种球座可取的大通径压裂滑套
技术领域
本发明属于油气井工程技术领域，具体的说，是涉及一种用于页岩气、低渗透产层和薄油层的压裂增产改造装置。
背景技术
对油气藏尤其是低渗透油气藏进行压裂改造是增加单井产量和提高可动用储量的有效技术措施，相关压裂工具、工艺技术也成为当今油气田开发领域的研究热点。滑套式分段压裂技术作为油气资源开采的一种重要手段，广泛应用于储层改造。
现有的滑套结构有投球打开式滑套、压差打开式滑套和机械开关式滑套。投球打开式滑套是在井口投放憋压球与滑套内的球座形成密封，憋压开启滑套压裂孔，建立压裂通道；压差打开式滑套通过管内憋压达到滑套开启压力后，滑套打开建立压裂通道；机械开关式滑套的特点是不需要投球，和压裂管柱一起下入井内，通过专用的开关工具进行滑套的打开和关闭。但是，上述滑套装置存在以下不足：(1)投球打开式滑套压裂的级数受滑套和憋压球级差限制，滑套的通径逐级递减，且压裂完成后，需下入钻具钻除滑套球座，增加了作业周期和作业成本。(2)压差打开式滑套只能单独用于一级，需要与投球式滑套配套使用完成多级压裂。(3)机械开关式滑套通过下入配套的开关工具实现滑套的开关，要求滑套和开关工具有较好的配合，对开关工具的性能和稳定性要求较高，且需多次起下管柱进行施工，增大了施工周期、施工难度和风险。
发明内容
本发明要解决的是目前几种滑套结构存在的不足，提供了一种球座可取的大通径压裂滑套，其连接在服务管柱中，多用于水平井分段改造作业，可提供压裂通道完成多级地层压裂。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：
一种球座可取的大通径压裂滑套，包括上接头、止退销钉、上内套、外筒、球座、下内套、剪切销钉、可溶球、硫化密封件、胶筒、下芯轴、锁紧环、定位接头、下接头；其中，所述球座和所述可溶球为内层结构，在管柱下入后再行下入；
所述上接头与所述外筒螺纹连接并通过所述止退销钉进行固定，同时在连接处密封；所述外筒与所述下接头螺纹连接并通过所述止退销钉进行固定，同时在连接处密封；
所述外筒上部圆周均布的开设有若干槽口，以提供压裂通道，使滑套打开后实现管柱内外连通；所述上内套和所述下内套螺纹连接并安装在所述外筒内，所述上内套和所述下内套分别与所述外筒之间密封；所述外筒安装有剪切销钉，所述剪切销钉在所述下内套下行时被剪切；
所述球座在所述上内套和所述下内套内下入，所述球座外侧设置有两级定位凸台，两级定位凸台分别与所述上内套的凹槽和所述下内套的凹槽配合；所述球座上部圆周均布地开设有若干开缝，以使所述球座下入过程中处于压缩状态，且所述球座下入到位并与所述上内套和所述下内套配合到位后撑开；所述球座的上部定位凸台下端具有限位台肩，该限位台肩与所述上内套配合；在所述可溶球投入所述球座内憋压后，所述球座可推动所述上内套和所述下内套下行，并将所述剪切销钉剪断；所述剪切销钉剪断后，所述上内套和所述下内套下行使所述外筒上部的槽口露出，为压裂作业提供通道；完成多级压裂作业后，所述可溶球在井液中溶解，实现管柱大通径；
所述下内套与所述下芯轴通过锁紧环连接，且所述下内套与所述下芯轴之间的空腔部位安装胶筒；所述下芯轴和所述定位接头螺纹连接，所述定位接头下部外侧具有凸台及凸台外侧的倒齿状台肩，以使所述上内套和所述下内套推动所述下芯轴和所述定位接头下行至所述外筒的下端内部扩径处锁定。
进一步地，所述球座下部外侧安装有硫化密封件，所述硫化密封件用于密封所述球座与所述下内套之间环空。
本发明的有益效果是：
在井下作业过程中，本发明的球座可取的大通径压裂滑套连接在服务管柱中，由于球座通径无级差限制，通过球座外部定位凸台与上内套和下内套的不同长度凹槽配合来实现多级压裂，同时投球采用了可溶球，压裂完成后可在预定时间内完全溶解，有效的克服了现有投球压裂滑套的缺点，实现了管柱大通径。另外，根据后期作业需求，可通过球座打捞工具将各级球座一次提出井口，实现管柱全通径，极大的方便了后期作业。本发明可实现36级压裂作业，以满足更多的作业需求。
附图说明
图1是本发明所提供的球座可取的大通径压裂滑套的结构示意图；
图2是球座的结构示意图。
上述图中：1-上接头，2-止退销钉，3-第一密封圈，4-第二密封圈，5-上内套，6-外筒，7-球座，8-下内套，9-剪切销钉，10-可溶球，11-硫化密封件，12-胶筒，13-下芯轴，14-锁紧环，15-定位接头，16-下接头。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
如图1所示，本实施例提供了一种球座可取的大通径压裂滑套，包括上接头1，止退销钉2，第一密封圈3，第二密封圈4，上内套5，外筒6，球座7，下内套8，剪切销钉9，可溶球10，硫化密封件11，胶筒12，下芯轴13，锁紧环14，定位接头15，下接头16。其中，球座7和可溶球10为内层结构，设计为后投式，不随一趟管柱下入。
上接头1上部为标准油管螺纹，与其他服务管柱连接。上接头1下部与外筒6上部螺纹连接并采用止退销钉2进行固定，同时采用第一密封圈3进行密封。外筒6下部与下接头16上部螺纹连接并采用止退销钉2进行固定，同时采用第一密封圈3进行密封。
外筒6上部圆周均布的开设有若干椭圆形槽口，以提供压裂通道，从而在滑套打开后实现管柱内外连通。外筒6安装有剪切销钉9，剪切销钉9卡在下内套8外部的缩径内；下内套8的缩径所形成的上端面用于对剪切销钉9形成剪切。
上内套5和下内套8均安装在外筒6内，上内套5和下内套8通过螺纹连接，上内套5和下内套8的上下两端外侧均设置有密封圈槽，密封圈槽内安装第二密封圈4与外筒6形成密封。上内套5和下内套8的内回转面分别设有凹槽，这两个凹槽分别与球座7外部的两级凸台相配合，以实现双重识别。
球座7在上内套5和下内套8内下入。如图2所示，球座7上部外侧设置有两级定位凸台，分别与上内套5和下内套7的凹槽配合，通过双重识别实现相同长度更多级别地层作业。球座7下部外侧安装有硫化密封件11，硫化密封件11用于密封球座7下部与下内套7之间环空。球座7上部圆周均布的开设有若干开缝，以实现球座7下入过程中处于压缩状态，球座7下入到位并与上内套5和下内套8配合后方可撑开，并与上内套5和下内套7定位。球座7的上部定位凸台下端具有限位台肩，球座7通过该限位台肩与上内套5的凹槽的下部台肩配合。投入可溶球10后憋压，推动上内套5和下内套8下行，下内套8将剪切销钉9剪断，滑套打开，外筒6上部槽口露出，为下步压裂作业提供通道。在完成多级压裂作业后，可溶球10在井液中缓慢溶解，可实现管柱大通径。
下内套8与下芯轴13通过锁紧环14连接，锁紧环14与下内套8通过螺纹固定连接，锁紧环14与下芯轴13的接触面为倒锯齿结构，该倒锯齿结构与下芯轴13外壁相咬合，使锁紧环14相对于下芯轴13只可下行，不能上行。
下内套8与下芯轴13之间的空腔部位安装胶筒12，胶筒12用于对投球憋压补充密封。为避免下部密封圈11运行失效，上内套5和下内套8在压力作用下会继续下行压缩胶筒12并通过锁紧环14与下芯轴13所形成的锁紧装置锁定，以实现双重密封。压裂完成后，可下入专用打捞工具将球座7一次全部捞出，实现井筒全通径，极大的方便了后期改造作业。
下芯轴13和定位接头15通过螺纹连接，定位接头15下部外侧具有凸台，且凸台外侧为倒齿状台肩设计，以保证上内套5和下内套8推动下芯轴13和定位接头15下行至外筒6下端内部扩径处实现锁定。
本发明的球座可取的大通径压裂滑套，其工作原理如下：
作业时，球座可取的大通径压裂滑套(除球座7和可溶球9外)连接在在服务管柱中，随一趟管柱下入，作业时，根据作业层位投入相应级别球座7及可溶球10，球座7外部有两处定位凸台，分别与上内套5和下内套8的凹槽配合，通过双重识别实现相同长度更多级别地层作业。球座7上部有若干割缝为棘爪状，以保证下入过程中处于收缩状态，球座7的定位凸台与相同长度的凹槽配合后，棘爪弹开，配合完成后管柱内打压。通过调整剪切销钉9的个数设定滑套开启压力，当管柱内压力大于开启压力时，剪切销钉9剪断，球座7上部定位凸台下端具有限位台肩，球座7通过限位台肩与上内套5凹槽台肩配合，推动上内套5和下内套8下行，将滑套打开，外筒6上部椭圆形槽口露出，为下步压裂作业提供通道。定位接头15同样具有凸台及倒齿状限位台肩设计，下部具有若干割缝，在外筒6内处于收缩状态。上内套5和下内套8推动下芯轴12和定位接头14下行至外筒5内部下端扩径处，定位接头15的棘爪张开，通过限位台肩实现锁定，可有效避免上内套5和下内套8在压力作业下上行封堵压裂通道。同时，由于球座7为后投式，为避免球座7下入过程中硫化密封件11运行失效，上内套4和下内套7在压力作用下会继续下行压缩胶筒12并通过锁紧装置锁定，以实现双重密封。压裂完成后，可下入专用打捞工具将球座一次全部捞出，实现井筒全通径。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，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，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种球座可取的大通径压裂滑套，其特征在于，包括上接头、止退销钉、上内套、外筒、球座、下内套、剪切销钉、可溶球、硫化密封件、胶筒、下芯轴、锁紧环、定位接头、下接头；其中，所述球座和所述可溶球为内层结构，在管柱下入后再行下入；
所述上接头与所述外筒螺纹连接并通过所述止退销钉进行固定，同时在连接处密封；所述外筒与所述下接头螺纹连接并通过所述止退销钉进行固定，同时在连接处密封；
所述外筒上部圆周均布的开设有若干槽口，以提供压裂通道，使滑套打开后实现管柱内外连通；所述上内套和所述下内套螺纹连接并安装在所述外筒内，所述上内套和所述下内套分别与所述外筒之间密封；所述外筒安装有剪切销钉，所述剪切销钉在所述下内套下行时被剪切；
所述球座在所述上内套和所述下内套内下入，所述球座外侧设置有两级定位凸台，两级定位凸台分别与所述上内套的凹槽和所述下内套的凹槽配合；所述球座上部圆周均布地开设有若干开缝，以使所述球座下入过程中处于压缩状态，且所述球座下入到位并与所述上内套和所述下内套配合到位后撑开；所述球座的上部定位凸台下端具有限位台肩，该限位台肩与所述上内套配合；在所述可溶球投入所述球座内憋压后，所述球座可推动所述上内套和所述下内套下行，并将所述剪切销钉剪断；所述剪切销钉剪断后，所述上内套和所述下内套下行使所述外筒上部的槽口露出，为压裂作业提供通道；完成多级压裂作业后，所述可溶球在井液中溶解，实现管柱大通径；
所述下内套与所述下芯轴通过锁紧环连接，且所述下内套与所述下芯轴之间的空腔部位安装胶筒；所述下芯轴和所述定位接头螺纹连接，所述定位接头下部外侧具有凸台及凸台外侧的倒齿状台肩，以使所述上内套和所述下内套推动所述下芯轴和所述定位接头下行至所述外筒的下端内部扩径处锁定；
压裂完成后，所述球座能够通过专用打捞工具将球座一次全部捞出，实现井筒全通径。
2.根据权利要求1所述的一种球座可取的大通径压裂滑套，其特征在于，所述球座下部外侧安装有硫化密封件，所述硫化密封件用于密封所述球座与所述下内套之间环空。
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