CN111608614A - 油气开采用开关滑套装置、油气开采工具以及开关方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油气开采用开关滑套装置、油气开采工具以及开关方法，涉及油气开采技术领域，解决了现有技术中采用投球打压的方法开关的开关滑套装置的滑套内径逐级减小，导致开关滑套装置的内部油气通道存在级数限制和内径限制的技术问题。该油气开采用开关滑套装置包括外筒、前级触发物、后级触发物以及前级滑套、后级滑套，前级触发物前行并经过后级滑套的后级识别结构直至前行到前级滑套时，前级触发结构能打开前级滑套关闭的壁体通孔；后级识别结构的内径尺寸与前级识别结构的内径尺寸相同，后级识别结构与前级识别结构两者的横截面的形状存在区别。本发明用于增大油气开采用开关滑套装置内部的导通面积。

Description

油气开采用开关滑套装置、油气开采工具以及开关方法

技术领域

本发明涉及油气开采技术领域，尤其涉及一种油气开采用开关滑套装置、设置该油气开采用开关滑套装置的油气开采工具以及该油气开采用开关滑套装置的开关方法。

背景技术

油气开采用开关滑套装置是一种重要的油气开采用井下工具。

现有的油气开采用开关滑套装置，包括外筒、第一触发球、第二触发球以及滑套(或称：球座)，其中：

外筒的内腔形成内部流体通道，外筒的侧壁设置有与内部流体通道连通且若干个高度位置不同的壁体通孔(或称：喷嘴)；

滑套的数目为至少两个，其中位置高度相对较高的滑套为上滑套，位置高度相对较低的滑套为下滑套，下滑套以及上滑套两者各自分别可滑动地或可拆卸地连接在外筒上壁体通孔所在的位置；

第一触发球外径小于第二触发球的外径，所以第一触发球也被称为小球，第二触发球也被称为大球，为了使用不同外径的球进行触发，下滑套以及上滑套的上端口内径是不同的，下滑套的上端口内径小于上滑套的上端口内径；

在外筒投放第一触发球即小球，小球下行并经过上滑套以后落在下滑套的上端口边沿时会带动下滑套一并下行并打开下滑套关闭的位置高度相对较低的壁体通孔；

在外筒内投放第二触发球即大球，大球下行并落在上滑套的上端口边沿时会带动上滑套一并下行并打开上滑套关闭的位置高度相对较高的壁体通孔。

本发明人发现现有技术至少存在以下技术问题：

现有技术中第一触发球与第二触发球均为球体，所以采用球体触发滑套的方式也叫投球打压方法，由于下滑套的上端口内径小于上滑套的上端口内径，所以滑套数目越多，外筒内部流体通道的导通面积就越小，因为每级滑套都会减少外筒的导通面积，内径逐级减小，导致油气开采用开关滑套装置的内部油气通道存在级数限制和内径限制的技术问题。

发明内容

本发明的至少一个目的是提出一种油气开采用开关滑套装置、设置该油气开采用开关滑套装置的油气开采工具以及该油气开采用开关滑套装置的开关方法，解决了现有技术中采用投球打压的方法开关的开关滑套装置的滑套内径逐级减小，导致开关滑套装置的内部油气通道存在级数限制和内径限制的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种油气开采用开关滑套装置，该装置应用于油气井内，其包括外筒、触发体以及滑套，其中：

所述外筒的内腔形成内部流体通道，所述外筒的侧壁设置有与所述内部流体通道连通且若干个沿从井口至井底的方向上位置不同的壁体通孔；

所述滑套包括后级滑套以及前级滑套，所述前级滑套以及所述后级滑套可滑动地或可拆卸地连接在所述外筒上；

所述触发体包括前级触发物以及后级触发物，所述前级触发物的外壁设置有前级触发结构，所述前级滑套的内壁设置有与所述前级触发结构对应的前级识别结构；

所述后级触发物的外壁设置有后级触发结构，所述后级滑套的内壁设置有与所述后级触发结构对应的后级识别结构；

所述前级滑套相对于所述后级滑套更接近井底；

在所述外筒投放所述前级触发物，所述前级触发物沿从井口至井底的方向前行并经过所述后级滑套的所述后级识别结构直至沿从井口至井底的方向前行到所述前级滑套时，所述前级触发结构能识别并连接所述前级识别结构并带动所述前级滑套一并沿从井口至井底的方向前行并打开所述前级滑套关闭的所述壁体通孔；

在所述外筒内投放所述后级触发物，所述后级触发物沿从井口至井底的方向前行至所述后级滑套时，所述后级触发结构能识别并连接所述后级识别结构带动所述后级滑套一并沿从井口至井底的方向前行并打开所述后级滑套关闭的所述壁体通孔；

所述后级识别结构的内径尺寸与所述前级识别结构的内径尺寸相同，所述后级识别结构与所述前级识别结构两者的横截面的形状存在区别。

优选或可选地，所述后级滑套或所述前级滑套的数目为一个、两个或三个及以上个，其中：

所述前级触发结构以及后级触发结构两者为宽度尺寸不同的槽的侧壁形成，所述后级识别结构以及所述前级识别结构两者为尺寸不同的凸起；

或者，所述前级触发结构以及后级触发结构两者为尺寸不同的凸起，所述后级识别结构以及所述前级识别结构两者为宽度尺寸不同的槽的侧壁形成；

或者，所述前级触发结构以及后级触发结构两者为数目不同的槽的侧壁形成，所述后级识别结构以及所述前级识别结构两者为数目不同的凸起；

或者，所述前级触发结构以及后级触发结构两者为数目不同的凸起，所述后级识别结构以及所述前级识别结构两者为数目不同的槽的侧壁形成。

优选或可选地，所述凸起长度方向沿轴向方向延伸，且所述凸起的轴向截面的形状呈长圆形、椭圆形或圆形；和/或，

所述前级触发结构以及后级触发结构两者均为槽的侧壁形成，且所述前级触发物与所述后级触发物各自均包括封堵体、外凸台以及所述槽，其中：所述封堵体包括圆锥形的下部以及圆柱形的上部，所述外凸台固定设置在所述封堵体的所述上部的外壁上且所述外凸台的外径尺寸大于所述封堵体的最大外径尺寸，所述槽沿着轴向方向贯穿所述外凸台。

优选或可选地，所述槽的宽度方向与所述外筒的周向方向相平行，且所述槽的宽度尺寸沿从井底至井口的方向尺寸逐渐缩小，其中：

所述槽的最窄区段的宽度尺寸为所述外凸台的外径尺寸的1/20-1/5；和/或，

所述凸起的最宽区段的宽度尺寸为所述外筒内壁内径尺寸的1/20-1/5；和/或，所述凸起的径向尺寸为所述外筒内壁内径尺寸的1/40-1/5。

优选或可选地，所述槽的侧壁由曲面和平面平滑过渡形成；和/或，

所述前级触发物的外壁上的槽与所述后级触发物的外壁上的槽两者的数目相同但宽度尺寸不同或者两者的数目不相同但宽度尺寸相同。

优选或可选地，所述前级触发物的外壁上的槽、所述后级触发物的外壁上的槽、所述后级滑套的内壁上的凸起以及所述前级滑套的内壁上的凸起四者的数目均相同，若干所述槽沿着周向方向均匀分布在所述后级触发物或所述前级触发物的外壁上，若干所述凸起沿周向方向均匀分布在所述后级滑套或所述前级滑套的内壁上。

优选或可选地，所述后级识别结构设置在所述后级滑套的上部或中部，所述前级识别结构设置在所述前级滑套的上部或中部；和/或，

所述后级滑套的内壁上除去所述后级识别结构的部分以及所述前级滑套的内壁上除去所述前级识别结构的部分两者在沿从井口至井底的方向上的投影重合，所述前级触发结构与所述后级触发结构的外径尺寸相同，在所述外筒内投放所述前级触发物与所述后级触发物时，所述前级触发物与所述后级触发物在自重或外部推力的作用下沿从井口至井底的方向前行；和/或，

所述外筒、所述前级触发物、所述后级触发物以及滑套中，至少所述前级触发物以及所述后级触发物为可溶解或可降解材质制成；和/或，

所述外筒的内壁在轴向上各区段的内通径尺寸相同，所述后级滑套的内壁上除去所述后级识别结构的部分以及所述前级滑套的内壁上除去所述前级识别结构的部分两者在轴向上各区段的内径尺寸相同，所述前级触发物的外壁上除去所述前级触发结构的部分以及所述后级触发物的外壁上除去所述后级触发结构的部分两者在轴向上各区段的外径尺寸相同；和/或，

所述前级滑套沿从井口至井底的方向前行并打开所述前级滑套关闭的所述壁体通孔时，设置有所述前级触发结构的所述前级触发物坐封并关闭所述前级滑套的内通道；所述后级滑套沿从井口至井底的方向前行并打开所述后级滑套关闭的所述壁体通孔时，设置有所述后级触发结构的所述后级触发物坐封并关闭所述后级滑套的内通道。

优选或可选地，所述外筒包括筒本体部、上接头、下接头、喷嘴壁板以及密封圈，其中：

所述上接头与所述筒本体部的上端可拆卸连接，所述下接头与所述筒本体部的下端可拆卸连接，所述滑套打开所述壁体通孔时，所述滑套的底端抵接在所述下接头上；所述前级触发物嵌于所述前级滑套内或者所述后级触发物嵌于所述后级滑套内；

所述喷嘴壁板设置在所述筒本体部的壁体的开口上，所述壁体通孔为设置在所述喷嘴壁板上的通孔所形成，所述密封圈介于所述喷嘴壁板、所述筒本体部的壁体以及处于关闭所述壁体通孔的位置的所述滑套之间，所述滑套在所述密封圈的摩擦作用下临时停留在关闭所述壁体通孔的位置，直至所述触发体带动所述滑套前行并打开所述滑套关闭的所述壁体通孔。

本发明实施例提供的油气开采工具，包括本发明任一技术方案提供的油气开采用开关滑套装置，所述油气开采工具为滑套工具或为封隔器。

本发明实施例提供的本发明任一技术方案提供的油气开采用开关滑套装置的开关方法，该开关方法包括以下步骤：

步骤A：在所述外筒投放所述前级触发物，使所述前级触发物沿从井口至井底的方向前行并经过所述后级滑套的所述后级识别结构直至沿从井口至井底的方向前行到所述前级滑套时，所述前级触发结构识别并连接所述前级识别结构带动所述前级滑套一并沿从井口至井底的方向前行并打开所述前级滑套关闭的所述壁体通孔；步骤B：在所述外筒内投放所述后级触发物，使所述后级触发物沿从井口至井底的方向前行至所述后级滑套时，所述后级触发结构识别并连接所述后级识别结构带动所述后级滑套一并沿从井口至井底的方向前行并打开所述后级滑套关闭的所述壁体通孔；

或者，该开关方法包括以下步骤：

步骤A：在所述外筒内投放所述后级触发物，使所述后级触发物沿从井口至井底的方向前行至所述后级滑套时，所述后级触发结构识别并连接所述后级识别结构带动所述后级滑套一并沿从井口至井底的方向前行并打开所述后级滑套关闭的所述壁体通孔；步骤B：待可溶解或可降解材质制成的所述后级触发物溶解或降解后，在所述外筒投放所述前级触发物，使所述前级触发物沿从井口至井底的方向前行并经过所述后级滑套的所述后级识别结构直至沿从井口至井底的方向前行到所述前级滑套时，所述前级触发结构识别并连接所述前级识别结构带动所述前级滑套一并沿从井口至井底的方向前行并打开所述前级滑套关闭的所述壁体通孔。

本发明任一技术方案至少可以产生如下的技术效果：

本发明提供的油气开采用开关滑套装置中，后级识别结构的内径尺寸与前级识别结构的内径尺寸相同，后级识别结构与前级识别结构两者的横截面的形状存在区别，由此不同级的识别结构内径尺寸是一致的，只需要改变识别结构横截面的形状以及与之匹配的触发结构的形状就可以选择让哪级滑套打开，因为滑套级数的增多不会改变滑套内径乃至导通面积的大小，滑套位于外筒内，外筒的内径取决于滑套的内径，滑套的内径取决于识别结构的内径尺寸，由此外筒内导通面积的大小也不会随着滑套的内壁导通面积的减小而逐级减小或减少太多，不会存在现有技术中因为滑套级数(数目)增多，而滑套内径逐级减小，造成外筒内部导通面积也逐渐减小的缺陷，所以解决了现有技术中采用投球打压的方法开关的开关滑套装置的滑套内径逐级减小，导致开关滑套装置的内部油气通道存在级数限制和内径限制的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为在本发明提供的一种油气开采用开关滑套装置内投放下后级触发物时，后级触发物带动滑套打开壁体通孔的过程的示意图；

图2为本发明提供的一种后级触发物的主视示意图；

图3为图2所示后级触发物的仰视示意图；

图4为本发明提供的一种后级滑套的一张剖视示意图；

图5为图4所示的后级滑套的另一张剖视示意图；

图6为本发明提供的一种前级触发物的主视示意图；

图7为图6所示前级触发物的仰视示意图；

图8为本发明提供的一种前级滑套的一张剖视示意图；

图9为图8所示前级滑套的另一张剖视示意图；

图10为本发明提供的另一种后级触发物的主视示意图；

图11为图10所示后级触发物的仰视示意图；

图12为本发明提供的另一种后级滑套的一张剖视示意图；

图13为图12所示的后级滑套的另一张剖视示意图；

图14为本发明提供的另一种前级触发物的主视示意图；

图15为图14所示前级触发物的仰视示意图；

图16为本发明提供的另一种前级滑套的一张剖视示意图；

图17为图16所示前级滑套的另一张剖视示意图；

图18为本发明提供的设置多级滑套的外筒的示意图；

图19为在本发明提供的一种油气开采用开关滑套装置内投放下前级触发物时，前级触发物经过后级滑套后带动前级滑套打开壁体通孔的过程的示意图；

图20为图19中A区域的放大示意图；

图21为图19中B区域的放大示意图；

图中标记：1、外筒；10、壁体通孔(或称：喷嘴)；11、内部流体通道；21、滑套；200、井底；201、第一级滑套；202、第二级滑套；203、第三级滑套；20N、第N级滑套；204、地面(设置井口)；21a、后级滑套；a1、后级识别结构；21b、前级滑套；a2、前级识别结构；3、触发体(或称：触发物)；31、前级触发物；311、前级触发结构；32、后级触发物；321、后级触发结构；301、封堵体；302、外凸台；303、槽；304、曲面；305、平面；4、密封圈；12、筒本体部；13、下接头；14、上接头；15、喷嘴壁板；R、内径。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合图1-图21对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明提供了一种内部导通面积大，不存在级数限制和通径限制的油气开采用开关滑套装置、设置该开关滑套装置的油气开采工具以及该开关滑套装置的开关方法。

如图1-图21所示，本发明提供的一种油气开采用开关滑套装置，该装置应用于油气井内，其包括外筒1、触发体3以及滑套21，其中：

外筒1的内腔形成内部流体通道11，外筒1的侧壁设置有与内部流体通道11连通且若干个在沿从井口至井底200的方向上位置不同的壁体通孔10；

滑套21包括后级滑套21a以及前级滑套21b。后级滑套21a的位置更接近井口，前级滑套21b更接近井底，后级滑套21a的位置优选为高于前级滑套21b，此时，后级滑套21a可以利用重力沿从(油气开采用开关滑套装置所在油气井)井口至井底的方向前行，后级滑套21a的位置在竖直方向上如等于或低于前级滑套21b时，后级滑套21a也可以依照外部流体或机构施加的推力下行或沿从井口至井底的方向前行。

前级滑套21b以及后级滑套21a各自分别可滑动地或可拆卸地连接在外筒1上；

触发体3包括前级触发物31以及后级触发物32，前级触发物31的外壁设置有前级触发结构311，前级滑套21b的内壁设置有与前级触发结构311对应的前级识别结构a2；

后级触发物32的外壁设置有后级触发结构321，后级滑套21a的内壁设置有与后级触发结构321对应的后级识别结构a1；

在外筒1投放前级触发物31，前级触发物31沿从井口至井底的方向前行并经过后级滑套21a的后级识别结构a1直至沿从井口至井底的方向前行到前级滑套21b时，前级触发结构311能识别并连接前级识别结构a2带动前级滑套21b一并沿从井口至井底的方向前行并打开前级滑套21b关闭的(优选为高度相对较低的)壁体通孔10；

在外筒1内投放后级触发物32，后级触发物32沿从井口至井底的方向前行至后级滑套21a时，后级触发结构321能识别并连接后级识别结构a1带动后级滑套21a一并沿从井口至井底的方向前行并打开后级滑套21a关闭的(优选为位置高度相对较高)的壁体通孔10；后级识别结构a1的内径R尺寸与前级识别结构a2的内径R尺寸相同，后级识别结构a1与前级识别结构a2两者的横截面(与从井口至井底的方向相垂直的截面)的形状存在区别。后级识别结构a1以及前级识别结构a2内缘轮廓线的形状优选为圆形，也可以为椭圆，长圆形或矩形。与之相匹配，前级触发结构311以及后级触发结构321的外缘轮廓线形状也可以为椭圆，长圆形或矩形。

本发明提供的油气开采用开关滑套21装置中，后级识别结构a1的内径R尺寸与前级识别结构a2的内径R尺寸相同，后级识别结构a1与前级识别结构a2两者的横截面的形状存在区别，由此不同级的识别结构内径R尺寸是一致的，只需要改变识别结构横截面的形状以及与之匹配的触发结构的形状就可以选择让哪级滑套打开，因为滑套级数的增多不会改变滑套内径乃至导通面积的大小，滑套位于外筒内，外筒的内径取决于滑套的内径，滑套的内径取决于识别结构的内径尺寸，由此外筒内导通面积的大小也不会随着滑套的内壁导通面积的减小而逐级减小或减少太多，优选方案中，后级滑套21a的内壁上除去后级识别结构a1的部分以及前级滑套21b的内壁上除去前级识别结构a2的部分两者在沿从井口至井底的方向上的投影重合，由于外筒1内导通面积的大小不会随着滑套21的内壁导通面积的减小而逐级减小，后级识别结构a1以及前级识别结构a2对导通面积的影响非常小，甚至可以忽略。

作为可选地实施方式，前级触发结构311以及后级触发结构321两者为宽度尺寸不同的槽的侧壁形成，后级识别结构a1以及前级识别结构a2两者为尺寸不同的凸起；

或者，前级触发结构311以及后级触发结构321两者为尺寸不同的凸起，后级识别结构a1以及前级识别结构a2两者为宽度尺寸不同的槽的侧壁形成；

或者，前级触发结构311以及后级触发结构321两者为数目不同的槽的侧壁形成，后级识别结构a1以及前级识别结构a2两者为数目不同的凸起；

或者，前级触发结构311以及后级触发结构321两者为数目不同的凸起，后级识别结构a1以及前级识别结构a2两者为数目不同的槽的侧壁形成。

上述设计具有前级触发物31与后级触发物32形状近似，彼此一致性比较高，同时，槽与凸起的结构比较简单，所以结构方便加工制造，制造成本低廉的优点。

作为可选地实施方式，凸起长度方向沿轴向方向延伸，且凸起的轴向截面的形状呈长圆形、椭圆形或圆形。该结构承受来自于前级触发物31与后级触发物32的冲击力时不容易出现应力集中，结构可靠性强，使用寿命更长。

作为可选地实施方式，前级触发结构311以及后级触发结构321两者均为槽303的侧壁形成，且前级触发物31与后级触发物32各自均包括封堵体301、外凸台302以及槽303，其中：

封堵体301包括圆锥形的下部以及圆柱形的上部，外凸台302固定设置在封堵体301的上部的外壁上且外凸台302的外径尺寸大于封堵体301的最大外径尺寸，槽303沿轴向方向贯穿外凸台302。

上述结构的触发体3形状接近弹头，下落阻力小，冲击力大，触发可靠性强。

作为可选地实施方式，槽303的宽度方向与外筒1的周向方向相平行，且槽303的宽度尺寸沿从井底至井口的方向尺寸逐渐缩小，其中：所述槽303的最窄区段(优选为顶部区段)的宽度尺寸为所述外凸台的外径尺寸的1/20-1/5(优选为1/10-1/8)；和/或，所述凸起的最宽区段的宽度尺寸为所述外筒内壁内径R尺寸的1/20-1/5(优选为1/9-1/7)；和/或，所述凸起的径向(该方向与滑套的径向方向相同)尺寸为所述外筒内壁内径R尺寸的1/40-1/5(优选为1/15-1/10)。

槽303的具体尺寸可以根据材质的刚性进行适当增加或减少，与槽303配合的凸起的尺寸也随槽303尺寸的变化而变化。

上述结构一方面方便前级触发结构311滑动经过后级滑套21a上的后级识别结构a1，同时与前级识别结构a2冲击时，不易出现应力集中，产品可靠性强以及使用寿命长。

作为可选地实施方式，槽303的侧壁由曲面304(优选为弧面)和平面305平滑过渡形成。

上述结构滑动经过后级滑套21a上的后级识别结构a1的阻力更小，同时，与前级识别结构a2冲击时，应力集中的概率更小，所以产品可靠性更强以及使用寿命更长。

作为可选地实施方式，前级触发物31的外壁上的槽303与后级触发物32的外壁上的槽303两者的数目相同但宽度尺寸不同或者两者的数目不相同但宽度尺寸相同。本发明中只要能实现前级触发物31无障碍经过后级滑套21a后可以触发前级滑套21b打开，后级触发物32只被后级滑套21a拦截并触发后级滑套21a打开即可。

作为可选地实施方式，前级触发物31的外壁上的槽303、后级触发物32的外壁上的槽303、后级滑套21a的内壁上的凸起以及前级滑套21b的内壁上的凸起四者的数目可以相同，也可以不同，本发明图1中为相同的情况。凸起的数目越少则滑套21以及外筒1内部导通面积更大，所以凸起与槽303的数目越少越好。

作为可选地实施方式，前级触发物31的外壁上的槽303、后级触发物32的外壁上的槽303、后级滑套21a的内壁上的凸起以及前级滑套21b的内壁上的凸起四者的数目均相同，且数目为至少两个，槽303沿周向方向均匀分布在后级触发物32或前级触发物31的外壁上，凸起沿周向方向均匀分布在后级滑套21a或前级滑套21b的内壁上。

上述结构触发体3的结构对称性更好，下落更平稳，同时凸起承受冲击力的能力更强，触发滑套21打开的成功率更高。

作为可选地实施方式，后级识别结构a1设置在后级滑套21a的上部或中部，前级识别结构a2设置在前级滑套21b的上部或中部。

上述结构的设计使得触发体3带动滑套21的过程中，触发体3的至少部分结构位于滑套21内，触发体3不会阻挡壁体通孔10，滑套21的轴向尺寸也可以做小一些，更节省材料。

作为可选地实施方式，后级滑套21a的内壁上除去后级识别结构a1的部分以及前级滑套21b的内壁上除去前级识别结构a2的部分两者在沿从井口至井底的方向上的投影重合。识别结构a1仅仅起到识别的作用，由此占用空间可以设计小一些，方便加工，制造。

在外筒1内投放前级触发物31与后级触发物32时，前级触发物31与后级触发物32均在自重作用下沿从井口至井底的方向前行。

仅仅利用自重作用来驱动触发体3不仅可以降低成本，而且避免了设置其他的驱动机构引发的故障。

作为可选地实施方式，外筒1、前级触发物31、后级触发物32以及滑套21中，至少前级触发物31以及后级触发物32为可溶解(在水中)或可降解(在水中)材质制成。可溶解或可降解材质可以避免触发体3长期的堵塞外筒1。

作为可选地实施方式，外筒1的内壁在轴向(本发明中轴向可以与高度方向重合，也可以不重合)上各区段的内径R(或称：内通经)尺寸相同；

后级滑套21a的内壁上除去后级识别结构a1的部分以及前级滑套21b的内壁上除去前级识别结构a2的部分两者在轴向上各区段的内径R尺寸相同；

前级触发物31的外壁上除去前级触发结构311的部分以及后级触发物32的外壁上除去后级触发结构321的部分两者在轴向上各区段的(最大)外径尺寸相同。

上述结构的外筒1，后级滑套21a的内壁上除去后级识别结构a1的部分以及前级滑套21b的内壁上除去前级识别结构a2的部分以及触发体3均为旋转体结构，不仅方便制造，而且下落时比较平稳，方向性好。

作为可选地实施方式，前级滑套21b沿从井口至井底的方向前行并打开前级滑套21b关闭的壁体通孔10时，设置有前级触发结构311的前级触发物31坐封并关闭前级滑套21b的内通道(可以为上端口)；后级滑套21a沿从井口至井底的方向前行并打开后级滑套21a关闭的壁体通孔10时，设置有后级触发结构321的后级触发物32坐封并关闭后级滑套21a的内通道(可以为上端口)。

触发体3封堵滑套21后，可以使得外筒1内形成沿轴向分层导通的结构，进而有利于实现分层压裂以及分层开采油气。

作为可选地实施方式，外筒1包括筒本体部12、上接头14、下接头13、喷嘴壁板15以及密封圈4，其中：

上接头14与筒本体部12的上端可拆卸连接，下接头13与筒本体部12的下端可拆卸连接，滑套21打开壁体通孔10时，滑套21的底端抵接在下接头13上；前级触发物31嵌于前级滑套21b内或者后级触发物32嵌于后级滑套21a内；

喷嘴壁板15设置在筒本体部12的壁体的开口上，壁体通孔10为设置在喷嘴壁板15上的通孔所形成，密封圈4介于喷嘴壁板15、筒本体部12的壁体以及处于关闭壁体通孔10的位置(未沿从井口至井底的方向前行前位置)的滑套21之间，滑套21在密封圈4的摩擦作用下临时停留在关闭壁体通孔10的位置，直至所述触发体带动所述滑套前行并打开所述滑套关闭的所述壁体通孔。

上述结构具有方便加工制造，滑套21容易触发的优点。

本发明实施例提供的油气开采工具，包括本发明实施例任一技术方案提供的油气开采用开关滑套21装置，油气开采工具为滑套21工具或为封隔器。

滑套21工具或封隔器(例如申请号为201911102352.7的中国专利文献中的滑套21工具或封隔器)均可以应用本发明提供的油气开采用开关滑套21装置。

本发明实施例任一技术方案提供的油气开采用开关滑套21装置的开关方法，该开关方法包括以下步骤：

步骤A：在外筒1投放前级触发物31，使前级触发物31沿从井口至井底的方向前行并经过后级滑套21a的后级识别结构a1直至沿从井口至井底的方向前行到前级滑套21b时，前级触发结构311识别并连接前级识别结构a2带动前级滑套21b一并沿从井口至井底的方向前行并打开前级滑套21b关闭的(优选为高度相对较低的)壁体通孔10；

步骤B：在外筒1内投放后级触发物32，使后级触发物32沿从井口至井底的方向前行至后级滑套21a时，后级触发结构321识别并连接后级识别结构a1带动后级滑套21a一并沿从井口至井底的方向前行并打开后级滑套21a关闭的(优选为位置高度相对较高)的壁体通孔10。

上述步骤可以可靠低通过触发体3触发滑套21并打开滑套21之前关闭的壁体通孔10。

本发明实施例提供的油气开采用开关滑套21装置的开关方法，该开关方法也可以包括以下步骤：

步骤A：在外筒1内投放后级触发物32，使后级触发物32沿从井口至井底的方向前行至后级滑套21a时，后级触发结构321识别并连接后级识别结构a1带动后级滑套21a一并沿从井口至井底的方向前行并打开后级滑套21a关闭的(优选为位置高度相对较高)的壁体通孔10；步骤B：待可溶解或可降解材质制成的后级触发物32溶解或降解后，在外筒1投放前级触发物31，使前级触发物31沿从井口至井底的方向前行并经过后级滑套21a的后级识别结构a1直至沿从井口至井底的方向前行到前级滑套21b时，前级触发结构311识别并连接前级识别结构a2带动前级滑套21b一并沿从井口至井底的方向前行并打开前级滑套21b关闭的(优选为高度相对较低的)壁体通孔10。

如果误操作或基于特别的需求，先投放了后级触发物32，可以等其降解或溶解后再投放前级触发物31。

综上，本发明预先在开关滑套21装置(也可称为：工具串)所需控制点即滑套21上设定不同的识别结构(也可称为：识别扣)。下井后，投入通径相同但具有不同触发结构(也可称为：识别码或识别编码)的触发体3(也可称为：控制器或控制座)。识别码与滑套21(也可称为：控制座)上的识别扣对应时，方能坐封。识别编码大于识别扣时则会越过识别扣，去往工具串下端，直至与相应的识别码对应，方能坐封。

本发明具有如下特点：

1、工具串上具有相同通径但具有不同参数的识别扣。

2、控制器上具有相同通径但具有不同参数的识别码，且与识别扣对应。

3、识别码可坐封于对应的识别扣上。

4、上端所有的识别扣都不能让下端的识别码坐封。

作为本发明的一种优选实施例，本发明油气开采用开关滑套装置，包括外筒、触发体以及滑套，其中：

外筒的内腔形成内部流体通道，外筒的侧壁设置有与内部流体通道连通且若干个高度位置不同的壁体通孔；

滑套包括第一级至第N级滑套，N≥2，N的具体数目根据井深的深度或实际需要设置，第一级滑套最接近井底，

第一级至第N级滑套各自分别可滑动地或可拆卸地连接在外筒上；

触发体包括第一级至第N级触发物，第一级触发物的外壁设置有第一级触发结构，第一级滑套的内壁设置有与第一级触发物对应的下识别结构；

其他各级触发物的外壁均设置触发结构，各级滑套的内壁设置有与对应各级触发物对应的识别结构；

在外筒投放第一级触发物，第一级触发物下行并依次经过第N及至第二级滑套的识别结构直至第一级滑套时，第一级触发结构能识别并连接第一级识别结构带动第一级滑套一并下行并打开第一级滑套关闭的位置高度相对较低的壁体通孔；

在外筒内依次投放第二级至第N级触发物，各级触发物沿从井口至井底的方向前行至各级对应滑套时，各级对应触发结构能识别并连接各级对应识别结构带动各级对应滑套一并沿从井口至井底的方向前行并打开各级对应滑套关闭的(优选为位置高度相对较高)的壁体通孔；

各级滑套的内壁内径R尺寸一致。

本实施例中，各级触发物的外壁上除去触发结构的部分在轴向上各区段的投影重合；并且，

各级触发结构为宽度尺寸不同的槽的侧壁形成，各级识别结构为尺寸不同的凸起；或者，各级触发结构为尺寸不同的凸起，各级识别结构两者为宽度尺寸不同的槽的侧壁。

本实施例中，凸起长度方向沿轴向方向延伸，且凸起的轴向截面的形状呈长圆形、椭圆形或圆形。

本实施例中，各级触发结构两者均为槽的侧壁形成，且各级触发物各自均包括封堵体、外凸台以及槽，其中：

封堵体包括圆锥形的下部以及圆柱形的上部，外凸台固定设置在封堵体的上部的外壁上且外凸台的外径尺寸大于封堵体的最大外径尺寸，槽沿着轴向方向贯穿外凸台。

本实施例中，各级触发物的外壁上的槽、对应各级滑套的内壁上的凸起数目均相同，且数目为一个或两个。

本实施例中，各级触发物的外壁上的槽、对应各级滑套的内壁上的凸起的数目均相同，且数目为至少两个，

槽沿着周向方向均匀分布在各级触发物的外壁上，凸起沿周向方向均匀分布在各级滑套的内壁上。

本实施例中，各级识别结构设置在对应各级滑套的上部。

本实施例中，在外筒内投放各级触发物时，各级触发物均在自重作用下沿从井口至井底的方向前行。

本实施例中，外筒、各级触发物以及滑套中，至少各级触发物为可溶解或可降解材质制成。

本实施例中，外筒的内壁在轴向上各区段的内径R尺寸相同；

各级滑套的内壁上除去识别结构的部分在轴向上各区段的内径R尺寸相同；

各级触发物的外壁上除去触发结构的部分在轴向上各区段的外径尺寸相同。

本实施例中，各级滑套沿从井口至井底的方向前行并打开各级滑套关闭的壁体通孔时，设置有对应各级触发结构的对应各级触发物坐封并关闭前级滑套的上端口。

本实施例中，外筒包括筒本体部、上接头、下接头、喷嘴壁板以及密封圈，其中：

上接头与筒本体部的上端可拆卸连接，下接头与筒本体部的下端可拆卸连接，滑套打开壁体通孔时，滑套的底端抵接在下接头上，且各级触发物嵌于对应各级滑套内；

喷嘴壁板设置在筒本体部的壁体的开口上，壁体通孔为设置在喷嘴壁板上的通孔所形成，密封圈介于喷嘴壁板、筒本体部的壁体以及处于关闭壁体通孔的位置的滑套之间，滑套在密封圈的摩擦作用下临时停留在关闭壁体通孔的位置。

作为本发明的一种实施例，本发明实施例提供的油气开采工具，包括本发明任一技术方案提供的油气开采用开关滑套装置，油气开采工具为滑套工具或为封隔器。

作为本发明的一种实施例，油气开采用开关滑套装置的开关方法，包括以下步骤：

步骤A：在外筒投放第一级触发物，使第一级触发物下行并依次经过第N级至第二级滑套的各级识别结构直至下行到第一级滑套时，第一级触发结构识别并连接第一级识别结构带动第一级滑套一并下行并打开第一级滑套关闭的位置高度相对较低的壁体通孔；步骤B：在外筒内投放第二级触发物，使第二级触发物下行至第二级滑套时，第二级触发结构识别并连接第二级识别结构带动第二级滑套一并下行并打开第二级滑套关闭的(优选为位置高度相对较高)的壁体通孔；依此类推，各级从小到大，直至第N级触发物打开第N级滑套，

或者，该开关方法包括以下步骤：

步骤A：在外筒内投放第N级触发物，使第N级触发物沿从井口至井底的方向前行至第N级滑套时，第N级触发结构识别并连接第N级识别结构带动第N级滑套一并沿从井口至井底的方向前行并打开第N级滑套关闭的(优选为位置高度相对较高)的壁体通孔；步骤B：待可溶解或可降解材质制成的第N级触发物溶解或降解后，在外筒投放第N-1级触发物，使第N-1级触发物沿从井口至井底的方向前行并经过第N级滑套的第N级识别结构直至沿从井口至井底的方向前行到第N-1级滑套时，第N-1级触发结构识别并连接第N-1级识别结构带动第N-1级滑套一并沿从井口至井底的方向前行并打开第N-1级滑套关闭的(优选为高度相对较低的)壁体通孔。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，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以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种油气开采用开关滑套装置，其特征在于：该装置应用于油气井内，其包括外筒、触发体以及滑套，其中：

所述外筒的内腔形成内部流体通道，所述外筒的侧壁设置有与所述内部流体通道连通且若干个沿从井口至井底的方向上位置不同的壁体通孔；

所述滑套包括后级滑套以及前级滑套，所述前级滑套以及所述后级滑套可滑动地或可拆卸地连接在所述外筒上；

所述触发体包括前级触发物以及后级触发物，所述前级触发物的外壁设置有前级触发结构，所述前级滑套的内壁设置有与所述前级触发结构对应的前级识别结构；

所述后级触发物的外壁设置有后级触发结构，所述后级滑套的内壁设置有与所述后级触发结构对应的后级识别结构；

所述前级滑套相对于所述后级滑套更接近井底；

在所述外筒投放所述前级触发物，所述前级触发物沿从井口至井底的方向前行并经过所述后级滑套的所述后级识别结构直至沿从井口至井底的方向前行到所述前级滑套时，所述前级触发结构能识别并连接所述前级识别结构并带动所述前级滑套一并沿从井口至井底的方向前行并打开所述前级滑套关闭的所述壁体通孔；

在所述外筒内投放所述后级触发物，所述后级触发物沿从井口至井底的方向前行至所述后级滑套时，所述后级触发结构能识别并连接所述后级识别结构带动所述后级滑套一并沿从井口至井底的方向前行并打开所述后级滑套关闭的所述壁体通孔；

所述后级识别结构的内径尺寸与所述前级识别结构的内径尺寸相同，所述后级识别结构与所述前级识别结构两者的横截面的形状存在区别。

2.根据权利要求1所述的油气开采用开关滑套装置，其特征在于：所述后级滑套或所述前级滑套的数目为一个、两个或三个及以上个，其中：

所述前级触发结构以及后级触发结构两者为宽度尺寸不同的槽的侧壁形成，所述后级识别结构以及所述前级识别结构两者为尺寸不同的凸起；

或者，所述前级触发结构以及后级触发结构两者为尺寸不同的凸起，所述后级识别结构以及所述前级识别结构两者为宽度尺寸不同的槽的侧壁形成；

或者，所述前级触发结构以及后级触发结构两者为数目不同的槽的侧壁形成，所述后级识别结构以及所述前级识别结构两者为数目不同的凸起；

或者，所述前级触发结构以及后级触发结构两者为数目不同的凸起，所述后级识别结构以及所述前级识别结构两者为数目不同的槽的侧壁形成。

3.根据权利要求2所述的油气开采用开关滑套装置，其特征在于：所述凸起长度方向沿轴向方向延伸，且所述凸起的轴向截面的形状呈长圆形、椭圆形或圆形；和/或，

所述前级触发结构以及后级触发结构两者均为槽的侧壁形成，且所述前级触发物与所述后级触发物各自均包括封堵体、外凸台以及所述槽，其中：所述封堵体包括圆锥形的下部以及圆柱形的上部，所述外凸台固定设置在所述封堵体的所述上部的外壁上且所述外凸台的外径尺寸大于所述封堵体的最大外径尺寸，所述槽沿着轴向方向贯穿所述外凸台。

4.根据权利要求3所述的油气开采用开关滑套装置，其特征在于：所述槽的宽度方向与所述外筒的周向方向相平行，且所述槽的宽度尺寸沿从井底至井口的方向尺寸逐渐缩小，其中：

所述槽的最窄区段的宽度尺寸为所述外凸台的外径尺寸的1/20-1/5；和/或，

所述凸起的最宽区段的宽度尺寸为所述外筒内壁内径尺寸的1/20-1/5；和/或，所述凸起的径向尺寸为所述外筒内壁内径尺寸的1/40-1/5。

5.根据权利要求2所述的油气开采用开关滑套装置，其特征在于：所述槽的侧壁由曲面和平面平滑过渡形成；和/或，

所述前级触发物的外壁上的槽与所述后级触发物的外壁上的槽两者的数目相同但宽度尺寸不同或者两者的数目不相同但宽度尺寸相同。

6.根据权利要求5所述的油气开采用开关滑套装置，其特征在于：所述前级触发物的外壁上的槽、所述后级触发物的外壁上的槽、所述后级滑套的内壁上的凸起以及所述前级滑套的内壁上的凸起四者的数目均相同，若干所述槽沿着周向方向均匀分布在所述后级触发物或所述前级触发物的外壁上，若干所述凸起沿周向方向均匀分布在所述后级滑套或所述前级滑套的内壁上。

7.根据权利要求1所述的油气开采用开关滑套装置，其特征在于：所述后级识别结构设置在所述后级滑套的上部或中部，所述前级识别结构设置在所述前级滑套的上部或中部；和/或，

所述后级滑套的内壁上除去所述后级识别结构的部分以及所述前级滑套的内壁上除去所述前级识别结构的部分两者在沿从井口至井底的方向上的投影重合，所述前级触发结构与所述后级触发结构的外径尺寸相同，在所述外筒内投放所述前级触发物与所述后级触发物时，所述前级触发物与所述后级触发物在自重或外部推力的作用下沿从井口至井底的方向前行；和/或，

所述外筒、所述前级触发物、所述后级触发物以及滑套中，至少所述前级触发物以及所述后级触发物为可溶解或可降解材质制成；和/或，

所述外筒的内壁在轴向上各区段的内通径尺寸相同，所述后级滑套的内壁上除去所述后级识别结构的部分以及所述前级滑套的内壁上除去所述前级识别结构的部分两者在轴向上各区段的内径尺寸相同，所述前级触发物的外壁上除去所述前级触发结构的部分以及所述后级触发物的外壁上除去所述后级触发结构的部分两者在轴向上各区段的外径尺寸相同；和/或，

所述前级滑套沿从井口至井底的方向前行并打开所述前级滑套关闭的所述壁体通孔时，设置有所述前级触发结构的所述前级触发物坐封并关闭所述前级滑套的内通道；所述后级滑套沿从井口至井底的方向前行并打开所述后级滑套关闭的所述壁体通孔时，设置有所述后级触发结构的所述后级触发物坐封并关闭所述后级滑套的内通道。

8.根据权利要求1-7任一所述的油气开采用开关滑套装置，其特征在于：所述外筒包括筒本体部、上接头、下接头、喷嘴壁板以及密封圈，其中：

所述上接头与所述筒本体部的上端可拆卸连接，所述下接头与所述筒本体部的下端可拆卸连接，所述滑套打开所述壁体通孔时，所述滑套的底端抵接在所述下接头上；所述前级触发物嵌于所述前级滑套内或者所述后级触发物嵌于所述后级滑套内；

所述喷嘴壁板设置在所述筒本体部的壁体的开口上，所述壁体通孔为设置在所述喷嘴壁板上的通孔所形成，所述密封圈介于所述喷嘴壁板、所述筒本体部的壁体以及处于关闭所述壁体通孔的位置的所述滑套之间，所述滑套在所述密封圈的摩擦作用下临时停留在关闭所述壁体通孔的位置，直至所述触发体带动所述滑套前行并打开所述滑套关闭的所述壁体通孔。

9.一种油气开采工具，其特征在于：包括权利要求1-8任一所述的油气开采用开关滑套装置，所述油气开采工具为滑套工具或为封隔器。

10.一种权利要求1-8任一所述油气开采用开关滑套装置的开关方法，其特征在于：该开关方法包括以下步骤：

步骤A：在所述外筒投放所述前级触发物，使所述前级触发物沿从井口至井底的方向前行并经过所述后级滑套的所述后级识别结构直至沿从井口至井底的方向前行到所述前级滑套时，所述前级触发结构识别并连接所述前级识别结构带动所述前级滑套一并沿从井口至井底的方向前行并打开所述前级滑套关闭的所述壁体通孔；步骤B：在所述外筒内投放所述后级触发物，使所述后级触发物沿从井口至井底的方向前行至所述后级滑套时，所述后级触发结构识别并连接所述后级识别结构带动所述后级滑套一并沿从井口至井底的方向前行并打开所述后级滑套关闭的所述壁体通孔；

或者，该开关方法包括以下步骤：

步骤A：在所述外筒内投放所述后级触发物，使所述后级触发物沿从井口至井底的方向前行至所述后级滑套时，所述后级触发结构识别并连接所述后级识别结构带动所述后级滑套一并沿从井口至井底的方向前行并打开所述后级滑套关闭的所述壁体通孔；步骤B：待可溶解或可降解材质制成的所述后级触发物溶解或降解后，在所述外筒投放所述前级触发物，使所述前级触发物沿从井口至井底的方向前行并经过所述后级滑套的所述后级识别结构直至沿从井口至井底的方向前行到所述前级滑套时，所述前级触发结构识别并连接所述前级识别结构带动所述前级滑套一并沿从井口至井底的方向前行并打开所述前级滑套关闭的所述壁体通孔。

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