CN112049606A - 一种延时开启趾端滑套及其开启方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种延时开启趾端滑套及其开启方法，包括上接头、钢套、中心管、活塞、支撑杆、调节环、支撑环、破裂盘和下接头，上接头和下接头之间连接中心管和钢套，中心管上部与钢套上部之间为第一空气腔，中心管下部与钢套下部之间为空气腔，活塞位于第一空气腔内，活塞下连接支撑杆，支撑杆的下面穿过中心管中部连接调节环，调节环通过支撑环连接下接头且调节环和支撑环均位于第二空气腔内，中心管的上部开设有压裂内孔，中心管的下部设置有破裂盘，钢套的上部开设有压裂外孔，解决了现有存在的趾端滑套开启成功率低和无法满足压裂前全井筒试压的要求的技术问题，本发明提高开启成功率并满足压裂前全井筒试压的要求。
Description
技术领域
本发明属于油气井井下工具技术领域，具体涉及一种延时开启趾端滑套及其开启方法。
背景技术
受综合开发成本影响，当前的致密油、页岩气水平井的开发规模正逐渐增大，水平段长度超过3000米的超长水平段水平井将是高效开发致密油、页岩气水平井的发展趋势，电缆和连续油管很难将射孔枪传输至首层射孔深度，已不能满足超长水平井首段射孔压裂的需求。趾端滑套具有作业深度不受限制的特点，采用井筒憋压开启首层，施工高效快捷，作业成本低，但存在开启成功率低，且无法满足压裂前全井筒试压的需求等技术问题。
发明内容
本发明提供的一种延时开启趾端滑套及其开启方法目的是克服现有技术中趾端滑套开启成功率低和无法满足压裂前全井筒试压的要求的技术问题。
为此，本发明提供了一种延时开启趾端滑套，包括上接头、钢套、中心管、活塞、支撑杆、调节环、支撑环、破裂盘和下接头，上接头和下接头之间自左向右依次连接中心管和钢套，中心管上部与钢套上部之间为第一空气腔，中心管的中部与钢套连接且中心管的中部自上向下开设有通孔，中心管下部与钢套下部之间为第二空气腔，活塞位于第一空气腔内且活塞的上面连接上接头、活塞的左侧连接中心管右侧、活塞的右侧连接钢套的左侧，活塞的下面连接支撑杆的上面，支撑杆的下面穿过通孔连接调节环，调节环通过支撑环连接下接头且调节环和支撑环均位于第二空气腔内，中心管的上部沿径向方向开设有压裂内孔，中心管的下部连接破裂盘，钢套的上部沿径向方向开设有压裂外孔。
进一步的，所述中心管中部的右侧面设有凸起台阶。
进一步的，所述上接头和下接头均与钢套丝扣连接。
进一步的，所述活塞和中心管之间、活塞和钢套之间、中心管的凸起台阶和钢套之间、支撑杆和通孔之间、中心管和下接头之间均密封配合连接。
进一步的，所述压裂内孔和压裂外孔位于同一水平线上。
进一步的，所述调节环采用可溶材料制成。
进一步的，还包括止退螺钉，所述上接头和钢套的丝扣连接处、中心管和钢套的丝扣连接处均连接有止退螺钉。
进一步的，所述破裂盘连通第二空气腔。
一种延时开启趾端滑套的开启方法，施工作业过程中，从井口向井筒泵注液体，当泵注的液体压力达到破裂盘的设计压力时，破裂盘开启，井筒内液体通过破裂盘进入到第二空气腔，第二空气腔中充满溶液，调节环浸泡在溶液中；井口继续向井筒内泵注液体打压，当井筒压力达到井筒试压值时，停止泵注打压，对全井筒进行试压作业；井筒试压时，浸泡在溶液中的调节环溶解直至失去支撑强度；活塞的上端面受到井筒内液体压力的作用下向下挤压支撑杆和调节环，调节环被压溃，活塞和支撑杆下移直至支撑杆坐落于下接头上端面，压裂内孔和压裂外孔相通，趾端滑套开启。
本发明的有益效果：
1、本发明提供的这种延时开启趾端滑套及其开启方法，采用可溶材料制作的调节环，调节环在溶解失去支撑强度之前可满足全井筒试压的需求；
2、本发明提供的这种延时开启趾端滑套及其开启方法，破裂盘内置于空气腔位置中，在固井过程中隔离了水泥浆，破裂盘开启压力不受固井水泥的影响，提高了破裂盘开启成功率；
3、本发明提供的这种延时开启趾端滑套及其开启方法，施工作业过程中，从井口向井筒泵注液体，当泵注的液体压力达到破裂盘的设计压力时，破裂盘开启，井筒内液体通过破裂盘进入到空气腔，空气腔中充满溶液，调节环浸泡在溶液中；井口继续向井筒内泵注液体打压，当井筒压力达到井筒试压值时，停止泵注打压，对全井筒进行试压作业；井筒试压时，浸泡在溶液中的调节环溶解直至失去支撑强度；活塞的上端面受到井筒内液体压力的作用下向下挤压支撑杆和调节环，调节环被压溃，活塞和支撑杆下移直至支撑杆坐落于下接头上端面，压裂内孔和压裂外孔相通，趾端滑套开启；有效提高趾端滑套开启成功率并满足压裂前全井筒试压的要求。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是延时开启趾端滑套的结构示意图。
附图标记说明：1、上接头；2、钢套；3、中心管；4、压裂内孔；5、压裂外孔；6、活塞；7、通孔；8、支撑杆；9、第二空气腔；10、调节环；11、支撑环；12、破裂盘；13、止退螺钉；14、下接头；15、第一空气腔。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，一种延时开启趾端滑套，包括上接头1、钢套2、中心管3、活塞6、支撑杆8、调节环10、支撑环11、破裂盘12和下接头14，上接头1和下接头14之间自左向右依次连接中心管3和钢套2，中心管3上部与钢套2上部之间为第一空气腔15，中心管3的中部与钢套2连接且中心管3的中部自上向下开设有通孔7，中心管3下部与钢套2下部之间为第二空气腔9，活塞6位于第一空气腔15内且活塞6的上面连接上接头1、活塞6的左侧连接中心管3右侧、活塞6的右侧连接钢套2的左侧，活塞6的下面连接支撑杆8的上面，支撑杆8的下面穿过通孔7连接调节环10，调节环10通过支撑环11连接下接头14且调节环10和支撑环11均位于第二空气腔9内，中心管3的上部沿径向方向开设有压裂内孔4，中心管3的下部连接破裂盘12，钢套2的上部沿径向方向开设有压裂外孔5。
现场施工作业过程中，从井口向井筒泵注液体，泵注的液体压力达到破裂盘12设计压力时，破裂盘12开启，在井筒内与趾端滑套的第二空气腔9之间形成过流通道，井筒内液体通过破裂盘12的过流通道进入到趾端滑套的第二空气腔9，第二空气腔9中充满溶液，调节环10浸泡在溶液中；井口继续向井筒内泵注液体打压，井筒压力达到井筒试压值时，停止泵注打压，对全井筒进行试压作业；经过井筒试压的这段时间之后，浸泡在溶液中的调节环10开始溶解，随着浸泡的时间加长，调节环10溶解速度加快，逐渐失去支撑强度；活塞6的上端面受到井筒内液体压力的作用下向下挤压支撑杆8和调节环10，调节环10被压溃，活塞6和支撑杆8下移，直至支撑杆8坐落于下接头端面时，趾端滑套的压裂内孔4和压裂外孔5相通，即趾端滑套开启；有效提高趾端滑套开启成功率并满足压裂前全井筒试压的要求。
实施例2：
在实施例1的基础上，进一步的，所述中心管3中部的右侧面设有凸起台阶。凸起台阶结构简单且能很好的实现中心管3和缸套2的密封。
进一步的，所述上接头1和下接头14均与钢套2丝扣连接。丝扣连接为可拆卸的固定连接，具有结构简单、连接可靠、装拆方便的优点。
进一步的，所述活塞6和中心管3之间、活塞6和钢套2之间、中心管3的凸起台阶和钢套2之间、支撑杆8和通孔7之间、中心管3和下接头14之间均密封配合连接。密封配合保证压裂前全井筒试压，防止试压时液体的泄漏。
进一步的，所述压裂内孔4和压裂外孔5位于同一水平线上。满足井筒的压裂需求。
进一步的，所述调节环10采用可溶材料制成。可溶材料为可溶性金属或者其他具有支撑作用的现有材料；采用可溶材料制作的调节环，调节环在溶解失去支撑强度之前可满足全井筒试压的需求。
进一步的，还包括止退螺钉13，所述上接头1和钢套2的丝扣连接处、中心管3和钢套2的丝扣连接处均连接有止退螺钉13。防止上接头1和钢套2、中心管3和钢套2因外界振动而脱落，提高整体结构的稳定性。
进一步的，所述破裂盘12连通第二空气腔9。在固井过程中隔离了水泥浆，破裂盘开启压力不受固井水泥的影响，提高了破裂盘开启成功率，同时便于现场施工作业过程时，井筒内液体通过破裂盘12的过流通道进入到趾端滑套的第二空气腔9，第二空气腔9中充满溶液，调节环10浸泡在溶液中。
实施例3：
在实施例2的基础上，一种延时开启趾端滑套的开启方法，施工作业过程中，从井口向井筒泵注液体，当泵注的液体压力达到破裂盘12的设计压力时，破裂盘12开启，井筒内液体通过破裂盘12进入到第二空气腔9，第二空气腔9中充满溶液，调节环10浸泡在溶液中；井口继续向井筒内泵注液体打压，当井筒压力达到井筒试压值时，停止泵注打压，对全井筒进行试压作业；井筒试压时，浸泡在溶液中的调节环10溶解直至失去支撑强度；活塞6的上端面受到井筒内液体压力的作用下向下挤压支撑杆8和调节环10，调节环10被压溃，活塞6和支撑杆8下移直至支撑杆8坐落于下接头14上端面，压裂内孔4和压裂外孔5相通，趾端滑套开启。
有效提高趾端滑套开启成功率并满足压裂前全井筒试压的要求，施工高效快捷，作业成本低。
本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“正面”、“内部”、“右”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，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种延时开启趾端滑套，其特征在于：包括上接头(1)、钢套(2)、中心管(3)、活塞(6)、支撑杆(8)、调节环(10)、支撑环(11)、破裂盘(12)和下接头(14)，上接头(1)和下接头(14)之间自左向右依次连接中心管(3)和钢套(2)，中心管(3)上部与钢套(2)上部之间为第一空气腔(15)，中心管(3)的中部与钢套(2)连接且中心管(3)的中部自上向下开设有通孔(7)，中心管(3)下部与钢套(2)下部之间为第二空气腔(9)，活塞(6)位于第一空气腔(15)内且活塞(6)的上面连接上接头(1)、活塞(6)的左侧连接中心管(3)右侧、活塞(6)的右侧连接钢套(2)的左侧，活塞(6)的下面连接支撑杆(8)的上面，支撑杆(8)的下面穿过通孔(7)连接调节环(10)，调节环(10)通过支撑环(11)连接下接头(14)且调节环(10)和支撑环(11)均位于第二空气腔(9)内，中心管(3)的上部沿径向方向开设有压裂内孔(4)，中心管(3)的下部连接破裂盘(12)，钢套(2)的上部沿径向方向开设有压裂外孔(5)。
2.如权利要求1所述的延时开启趾端滑套，其特征在于：所述中心管(3)中部的右侧面设有凸起台阶。
3.如权利要求1所述的延时开启趾端滑套，其特征在于：所述上接头(1)和下接头(14)均与钢套(2)丝扣连接。
4.如权利要求2所述的延时开启趾端滑套，其特征在于：所述活塞(6)和中心管(3)之间、活塞(6)和钢套(2)之间、中心管(3)的凸起台阶和钢套(2)之间、支撑杆(8)和通孔(7)之间、中心管(3)和下接头(14)之间均密封配合连接。
5.如权利要求1所述的延时开启趾端滑套，其特征在于：所述压裂内孔(4)和压裂外孔(5)位于同一水平线上。
6.如权利要求1所述的延时开启趾端滑套，其特征在于：所述调节环(10)采用可溶材料制成。
7.如权利要求1所述的延时开启趾端滑套，其特征在于：还包括止退螺钉(13)，所述上接头(1)和钢套(2)的丝扣连接处、中心管(3)和钢套(2)的丝扣连接处均连接有止退螺钉(13)。
8.如权利要求1所述的延时开启趾端滑套，其特征在于：所述破裂盘(12)连通第二空气腔(9)。
9.一种延时开启趾端滑套的开启方法，其特征在于：施工作业过程中，从井口向井筒泵注液体，当泵注的液体压力达到破裂盘(12)的设计压力时，破裂盘(12)开启，井筒内液体通过破裂盘(12)进入到第二空气腔(9)，第二空气腔(9)中充满溶液，调节环(10)浸泡在溶液中；井口继续向井筒内泵注液体打压，当井筒压力达到井筒试压值时，停止泵注打压，对全井筒进行试压作业；井筒试压时，浸泡在溶液中的调节环(10)溶解直至失去支撑强度；活塞(6)的上端面受到井筒内液体压力的作用下向下挤压支撑杆(8)和调节环(10)，调节环(10)被压溃，活塞(6)和支撑杆(8)下移直至支撑杆(8)坐落于下接头(14)上端面，压裂内孔(4)和压裂外孔(5)相通，趾端滑套开启。
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