CN112832704A - 用于泵送智能开启装置的减震扶正装置、智能开启装置及多级压裂智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油井下施工领域，具体涉及用于泵送智能开启装置的减震扶正装置，包括：装置主体，所述装置主体为弹性材料制作而成，所述装置主体具有减震部和扶正部；所述减震部的一端与所述扶正部的一端连接；所述扶正部呈圆柱状结构，所述扶正部的轴向上具有扶正翼，所述扶正翼向所述扶正部的另一端延伸；所述减震部的一端或/和所述扶正部的另一端设置有与井下工具连接的连接结构。通过上述结构能够很好地保护电动执行机构内的电子元器件，确保电子元器件的功能正常，避免了电子元器件失效；同时，使得电动执行机构一直保持在井筒中间位置，电动执行机构不会发生偏转，提高了下井的效率和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及石油井下施工领域，具体涉及用于泵送智能开启装置的减震扶正装置、智能开启装置及多级压裂智能控制系统。
背景技术
在封隔器+滑套水平井分段压裂技术的井下工具中，滑套是核心的部件之一，滑套的开启方式将对井筒结构和地面设备的结构、压裂施工的时间和成本产生很大的影响。
压裂滑套开启方式有多种，常见的有投球开启，由井口投球，待其落到滑套位置后，向油管加压，液压推动压裂球开启滑套。投球的工序简单，开启可靠，但压裂管柱上的滑套通径沿着根端到趾端的方向逐渐减小，在大排量压裂施工时，趾端的滑套会对压裂液产生显著的节流作用，使得地面压裂设备工况恶化，所以分段压裂的级数将受到限制。
为了克服这一问题，出现了内部有挠性球座的滑套，此类滑套中的球座往往被做成分瓣式或者开口式的，分瓣球座的通径比压裂球的直径大，依靠流体力压缩挠性球座使之成为完整球座，并开启滑套。这种工具的缺点是结构较复杂，液压反馈管线暴露在井筒中，易受损伤。
随着技术的发展，出现了新型的电控滑套，其中这种滑套主要功能部件是电子控制器和电动执行机构，其中电动执行机构中包括大量的电子元器件和电源等器件，在电动执行机构下井的过程中会与井壁发生接触碰撞，由于下井速度较快，对电动执行机构也会产生很大的冲击力，会损坏电动执行机构中的电子元器件；同时，电动执行机构由于其内径比井筒内径小，在电动执行机构下井的过程中会发生倾斜与井壁发生接触，使得电动执行机构不能够正常下井。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供用于泵送智能开启装置的减震扶正装置及智能开启装置，以提高电动执行机构在进下工作的可靠性。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
用于泵送智能开启装置的减震扶正装置，包括：
装置主体，所述装置主体为弹性材料制作而成，所述装置主体具有减震部和扶正部；
所述减震部的一端与所述扶正部的一端连接；所述扶正部呈圆柱状结构，所述扶正部的轴向上具有扶正翼，所述扶正翼向所述扶正部的另一端延伸；
所述减震部的一端或/和所述扶正部的另一端设置有与井下工具连接的连接结构。
本发明的工作原理及有益效果是：在电动执行机构，比如智能开启装置下井过程中，当减震部受到井液或者井筒内壁的冲击时，通过减震部的减震作用，电动执行机构内的电子元器件受到的震动冲击就比较小，能够很好地保护电动执行机构内的电子元器件，确保电子元器件的功能正常，提高了电动执行机构的可靠性，避免了电子元器件失效；同时，电动执行机构在下井过程中，通过扶正部的作用，使得电动执行机构一直保持在井筒中间位置，电动执行机构不会发生偏转，提高了下井的效率和可靠性。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述减震部和所述扶正部为一体构件。
采用上述进一步方案的有益效果是：一体构件的装置主体，使得结构比较简单。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述减震部和所述扶正部为分体构件，所述减震部和所述扶正部通过卡接结构相互卡接。
采用上述进一步方案的有益效果是：分体构件的装置主体可以根据不同的应用和需求对所述减震部和所述扶正部分别设置不同的结构。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述减震部的硬度小于所述扶正部的硬度。
采用上述进一步方案的有益效果是：较小硬度的减震部确保了良好的减震效果；较高硬度的扶正部，扶正部不会产生很大的变形，确保了扶正的效果。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述减震部和所述扶正部之间设置有用于放置信号传输线的线圈槽，以及用于控制线通过的导线槽。
采用上述进一步方案的有益效果是：将线圈槽和导线槽设置在所述减震部和所述扶正部之间，由于所述减震部和所述扶正部位于电动执行机构的前端，将线圈槽设置在电动执行机构的前端，确保电动执行机构较早获取相关的控制信号，提高了电动执行机构控制的可靠性；同时，由于装置主体的良好减震效果，更好地保护了电动执行机构中的线圈。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述减震部呈圆台状，从所述减震部的一端向所述减震部的另一端所述减震部的直径逐渐减小。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过将减震部设置成圆台状，使得井液沿圆台的斜面流动，减小了井液对电动执行结构的阻力，提高了电动执行结构的下井速度。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述扶正翼上设有多个泄流槽，所述泄流槽沿所述扶正部的轴向上延伸。
采用上述进一步方案的有益效果是：分布在扶正翼上的多个泄流槽，可以将井液体排走，减小电动执行结构前行阻力并使电动执行结构前行更加平稳，同时避免从电动执行结构后方泵送的水把扶正翼冲翻或把其从减震部上冲脱落。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述弹性材料为耐高温可溶橡胶。
采用上述进一步方案的有益效果是：耐高温可溶橡胶在下井工作过程中起到了良好的减震扶正效果。同时，在完成工作后，可溶橡胶直接溶解掉，不会有残留物。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述装置主体设有贯穿其轴向的导流通孔。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置导流孔，便于在导流孔中设置其他部件。
本发明还提供智能开启装置，包括：
智能开启装置主体，所述智能开启装置主体具有开启装置后段和开启装置前段；
上述的用于泵送智能开启装置的减震扶正装置，所述开启装置前段通过所述连接结构与所述减震扶正装置连接。
本发明智能开启装置的有益效果：智能开启装置为常见的井下电动执行机构，在智能开启装置下井过程中，与其连接的减震扶正装置中包括减震部和扶正部，当减震部受到井液或者井筒内壁的冲击时，通过减震部的减震作用，智能开启装置内的电子元器件受到的震动冲击就比较小，能够很好地保护智能开启装置内的电子元器件，确保电子元器件的功能正常，提高了智能开启装置的可靠性，避免了电子元器件失效；同时，智能开启装置在下井过程中，通过扶正部的作用，使得智能开启装置一直保持在井筒中间位置，智能开启装置不会发生偏转，减小智能开启装置与套管内壁的摩擦，提高了下井的效率和可靠性。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，还包括由弹性材料制作而成的G型密封装置，所述G型密封装置与所述开启装置后段密封连接并在远离所述开启装置后段方向上形成碗装结构。
采用上述进一步方案的有益效果是：由于G型密封装置与开启装置后段形成碗装结构，便于智能开启装置的泵送，同时，G型密封装置是由弹性材料制作而成的，对智能开启装置在井下泵送过程中的扶正和减震作用。
本发明还提供一种多级压裂智能控制系统，包括：
多个相互连接的滑套组件，所述滑套组件包括外滑套和内滑套，所述外滑套周向上设有贯穿所述外滑套径向的孔眼；所述内滑套的一端内壁具有限位凸台，所述内滑套固定套设在所述外滑套的内壁，并密封所述孔眼；
和
上述的智能开启装置，所述智能开启装置的数量与所述滑套组件的数量一一对应，所述智能开启装置位于所述内滑套内用于开启所述孔眼。
本发明多级压裂智能控制系统的有益效果：多级压裂智能控制系统中的包括上述智能开启装置，在智能开启装置下井过程中，与其连接的减震扶正装置中包括减震部和扶正部，当减震部受到井液或者井筒内壁及内滑套的冲击时，通过减震部的减震作用，智能开启装置内的电子元器件受到的震动冲击就比较小，能够很好地保护智能开启装置内的电子元器件，确保电子元器件的功能正常，提高了智能开启装置的可靠性，避免了电子元器件失效；同时，智能开启装置在下井过程中，通过扶正部的作用，使得智能开启装置一直保持在井筒中间位置，智能开启装置不会发生偏转，提高了下井的效率和可靠性。
附图说明
图1是本发明减震扶正装置实施例一的结构示意图；
图2是图1的右视图；
图3是图2一个方向的剖视图；
图4是减震扶正装置实施例二一个方向的剖视图；
图5是本发明减震扶正装置实施例三的结构示意图；
图6是图5的右视图；
图7是图6一个方向的剖视图；
图8是本发明智能开启装置实施例一结构示意图；
图9是本发明智能开启装置实施例二结构示意图；
图10是本发明多级压裂智能控制系统实施例一结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、减震部，11、连接结构，12、线圈槽，13、导线槽，2、扶正部，21、扶正翼。22、泄流槽。23、导流通孔，3、智能开启装置主体，31、开启装置后段，32、开启装置前段，4、滑套组件，41、外滑套，42、内滑套，43、孔眼，44、限位凸台，5、G型密封装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明减震扶正装置实施例一的结构示意图参见图1至图3。
一种用于泵送智能开启装置的减震扶正装置，包括：
装置主体，装置主体为弹性材料制作而成，装置主体具有减震部1和扶正部2。
减震部1的一端与扶正部2的一端连接；扶正部2呈圆柱状结构，扶正部2的轴向上具有扶正翼21，扶正翼21向扶正部2的另一端延伸。其中扶正翼21的具体结构为在其靠近扶正部2的另一端的位置上，扶正翼21与扶正部2主体分离并具有一定的距离；扶正翼21的整体外径略小于井筒的内径。
减震部1的一端和扶正部2的另一端都设置有与井下工具连接的连接结构11。
在本实施例中，减震部1和扶正部2为一体构件。
其中，减震部1呈圆台状，从减震部1的一端向减震部1的另一端减震部1的直径逐渐减小。
扶正翼21上设有4个泄流槽22，4个泄流槽22沿扶正部2的轴向上延伸，并且均布在扶正部2的周向上。
本实施例减震扶正装置的工作过程及原理：将减震扶正装置设置在智能开启装置的头部，即减震扶正装置设置在进入井筒的方向上，在智能开启装置下井过程中，减震扶正装置的减震部1受到井液或者井筒内壁的冲击时，通过减震部1的减震作用，智能开启装置内的电子元器件受到的震动冲击就比较小，能够很好地保护电动执行机构内的电子元器件，确保电子元器件的功能正常，提高了电动执行机构的可靠性，避免了电子元器件失效；同时，智能开启装置在下井过程中，通过扶正部2的作用，使得电动执行机构一直保持在井筒中间位置，电动执行机构不会发生偏转，是智能开启装置到达预设的位置，确保了智能开启装置的下井效率和可靠性。
一体构件的减震扶正装置结构比较简单，实现了减震和扶正的功能，同时，直接通过连接结构11与智能开启装置连接固定。在本实施例中，连接结构11设置为两个，分别位于减震部1和扶正部2上，方便匹配不同的智能开启装置的连接。
减震部1呈圆台状，使得井液沿圆台的斜面流动，减小了井液对电动执行结构的阻力，减少了智能开启装置的推送能量，提高了智能开启装置的下井速度。
在扶正翼21上的多个泄流槽22，可以将井液体排走，减小电动执行结构前行阻力并使电动执行结构前行更加平稳，同时避免从电动执行结构后方泵送的液体把扶正翼21冲翻或把其从减震部1上冲脱落。在具体实施例中，泄流槽22的结构可以根据井下条件设置成凹槽、梯形结构等。其中，泄流槽22在扶正部2径向上的深度也是根据产品的具体使用条件进行设置。
在本实施例中，装置主体设有贯穿其轴向的导流通孔23。
通过设置导流孔，便于在导流孔中设置其他部件。例如在一些智能开启装置中，需要设置一些感应信号启动驱动结构，可以将其设置在导流孔中，通过井液的动力驱动感应信号的启动。
本发明减震扶正装置实施例二参见图4，图4中为实施例二的一个方向上的剖视图，与实施例一相比，其区别在于连接结构11设置为一个，位于减震部1上，方便匹配不同的智能开启装置的连接。
同样的，在具体实施例中，连接结构11设置为一个，也可以位于扶正部2上，以适应不同的需求。对于连接结构11的具体形状以与智能开启装置方便快速连接，能够承受一定井液和井壁的冲击力为宜。
对于设置为一体构件的装置主体，其弹性材料的选择可以根据智能开启装置或井下电动执行机构的实际应用条件进行选择，如果智能开启装置较重、其内部电子元器件较多的情况下，弹性材料可以选择硬度较小的材料；如果智能开启装置较轻、其内部电子元器件较小的情况下，弹性材料可以选择硬度较大的材料。
本发明减震扶正装置实施例三的结构示意图参见图5至图7，在本实施例中，减震扶正装置，包括：装置主体，装置主体为弹性材料制作而成，装置主体具有减震部1和扶正部2。
减震部1的一端与扶正部2的一端连接；扶正部2呈圆柱状结构，扶正部2的轴向上具有扶正翼21，扶正翼21向扶正部2的另一端延伸。
减震部1的一端和扶正部2的另一端设置有与井下工具连接的连接结构 11。
其中，减震部1和扶正部2为分体构件，减震部1和扶正部2通过卡接结构相互卡接。关于卡接结构设置为凹槽和凸台的结构，非常方便；同时也可以设为类似于燕尾槽结构，确保减震部1和扶正部2相互卡接牢固即可。
在本实施例中，减震部1的硬度小于扶正部2的硬度。较小硬度的减震部1确保了良好的减震效果；较高硬度的扶正部2，扶正部2不会产生很大的变形，确保了扶正的效果。
在本实施例中，扶正翼21上设有8个泄流槽22，8个泄流槽22沿扶正部2的轴向上延伸，并且均布在扶正部2的周向上。多个泄流槽22使得井液的压力更为均匀分布在扶正翼21上，避免局部压力过大造成扶正翼21翻转。
在本实施例中，减震部1和扶正部2之间设置有用于放置信号传输线的线圈槽11，以及用于控制线通过的导线槽12。在实际使用中，先将信号传输线缠绕在线圈槽11上，控制线与信号传输线电连接，然后将控制线设置在导线槽12内；最后将减震部1和扶正部2卡接在一起。
在上述的实施例中，减震部1和扶正部2均采用耐高温的可溶橡胶材料制作而成，在确保减震扶正的效果下，在后期通井过程中，让减震部1和扶正部2在井液中溶解，不需要钻井。
在上述的实施例中，减震部1设置有内腔，其内腔中间位置向减震部1 外表凹陷形成内凹结构，这结构在中间位置具有良好的弹性缓冲作用，具有最佳的减震效果。
现有的扶正装置都是采用的是硬质材料，比如金属等，实现与井筒内壁的硬接触，以达到扶正的效果。在本发明的上述实施例中，由于扶正部2采用的是具有弹性的较为软的材料，在达到扶正效果的同时，还具有减震的效果，对包括电子元器件的产品的井下工具的下井过程中，既达到了扶正效果，同时也具有保护电子元器件不被震坏的作用。
本发明还提一种供智能开启装置的实施例一，具体参见图8，包括：
智能开启装置主体3，智能开启装置主体3具有开启装置后段31和开启装置前段32；开启装置后段31即是沿下井方向的泵送端，开启装置前段32 即是沿下井方向最先进入井筒段。和用于泵送智能开启装置的减震扶正装置，开启装置前段32通过连接结构(未在图中示出)与减震扶正装置连接。
在本实施例中，智能开启装置采用的减震扶正装置为实施例三中的减震扶正装置，即在减震部1的一端和扶正部2的另一端都设置有与井下工具连接的连接结构(未在图中示出)；智能开启装置主体3通过连接结构与其固定连接。
本实施例的智能开启装置的有益效果：智能开启装置为常见的井下电动执行机构，在智能开启装置下井过程中，与其连接的减震扶正装置中包括减震部1和扶正部2，当减震部1受到井液或者井筒内壁的冲击时，通过减震部1的减震作用，智能开启装置内的电子元器件受到的震动冲击就比较小，能够很好地保护智能开启装置内的电子元器件，确保电子元器件的功能正常，提高了智能开启装置的可靠性，避免了电子元器件失效；同时，智能开启装置在下井过程中，通过扶正部2的作用，使得智能开启装置一直保持在井筒中间位置，智能开启装置不会发生偏转，提高了下井的效率和可靠性。
本发明还提一种供智能开启装置的实施例二，具体参见图9，与智能开启装置的实施例一相比，其区别在于，还包括由弹性材料制作而成的G型密封装置5，G型密封装置5与开启装置后段31密封连接并在远离开启装置后段31方向上形成碗装结构。
如图，在对智能开启装置的泵送的泵送，泵送液进入碗装结构的G型密封装置5中，会对智能开启装置产生很大的推力，使智能开启装置在井下前进。同时，弹性材料制作而成的G型密封装置5对智能开启装置在井下泵送过程中起到扶正和减震作用。
本发明还提供一种多级压裂智能控制系统的实施例，具体参见图10，包括：
多个相互连接的滑套组件4，滑套组件包括外滑套41和内滑套42，外滑套41周向上设有贯穿外滑套41径向的孔眼43；内滑套42的一端内壁具有限位凸台44，内滑套42固定套设在外滑套41的内壁，并密封孔眼43以及上述的智能开启装置，智能开启装置的数量与滑套组件4的数量一一对应，智能开启装置位于内滑套42内用于开启孔眼43。
需要说明的是，在图示中的井筒中示例了2个智能开启装置，并对应了 2个滑套组件4。在具体应用中，可以是横向井筒，也可以是纵向井筒。
本实施例多级压裂智能控制系统的有益效果：多级压裂智能控制系统中的包括上述智能开启装置，在智能开启装置下井过程中，与其连接的减震扶正装置中包括减震部1和扶正部2，当减震部1受到井液或者井筒内壁及内滑套的冲击时，通过减震部1的减震作用，智能开启装置内的电子元器件受到的震动冲击就比较小，能够很好地保护智能开启装置内的电子元器件，确保电子元器件的功能正常，提高了智能开启装置的可靠性，避免了电子元器件失效；同时，智能开启装置在下井过程中，通过扶正部2的作用，使得智能开启装置一直保持在井筒中间位置，智能开启装置不会发生偏转，提高了下井的效率和可靠性。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.用于泵送智能开启装置的减震扶正装置，其特征在于，包括：
装置主体，所述装置主体为弹性材料制作而成，所述装置主体具有减震部和扶正部；
所述减震部的一端与所述扶正部的一端连接；所述扶正部呈圆柱状结构，所述扶正部的轴向上具有扶正翼，所述扶正翼向所述扶正部的另一端延伸；
所述减震部的一端或/和所述扶正部的另一端设置有与井下工具连接的连接结构。
2.根据权利要求1所述的用于泵送智能开启装置的减震扶正装置，其特征在于，所述减震部和所述扶正部为一体构件。
3.根据权利要求1所述的用于泵送智能开启装置的减震扶正装置，其特征在于，所述减震部和所述扶正部为分体构件，所述减震部和所述扶正部通过卡接结构相互卡接。
4.根据权利要求3所述的用于泵送智能开启装置的减震扶正装置，其特征在于，所述减震部的硬度小于所述扶正部的硬度。
5.根据权利要求3所述的用于泵送智能开启装置的减震扶正装置，其特征在于，所述减震部和所述扶正部之间设置有用于放置信号传输线的线圈槽，以及用于控制线通过的导线槽。
6.根据权利要求1所述的用于泵送智能开启装置的减震扶正装置，其特征在于，所述减震部呈圆台状，从所述减震部的一端向所述减震部的另一端所述减震部的直径逐渐减小。
7.根据权利要求1至6任一项所述的用于泵送智能开启装置的减震扶正装置，其特征在于，所述扶正翼上设有多个泄流槽，所述泄流槽沿所述扶正部的轴向上延伸。
8.根据权利要求7所述的用于泵送智能开启装置的减震扶正装置，其特征在于，所述弹性材料为耐高温可溶橡胶。
9.根据权利要求1至6任一项所述的用于泵送智能开启装置的减震扶正装置，其特征在于，所述装置主体设有贯穿其轴向的导流通孔。
10.智能开启装置，其特征在于，包括：
智能开启装置主体，所述智能开启装置主体具有开启装置后段和开启装置前段；
权利要求1至9任一项所述的用于泵送智能开启装置的减震扶正装置，所述开启装置前段通过所述连接结构与所述减震扶正装置连接。
11.根据权利要求10所述的智能开启装置，其特征在于，还包括由弹性材料制作而成的G型密封装置，所述G型密封装置与所述开启装置后段密封连接并在远离所述开启装置后段方向上形成碗装结构。
12.多级压裂智能控制系统，其特征在于，包括：
多个相互连接的滑套组件，所述滑套组件包括外滑套和内滑套，所述外滑套周向上设有贯穿所述外滑套径向的孔眼；所述内滑套的一端内壁具有限位凸台，所述内滑套固定套设在所述外滑套的内壁，并密封所述孔眼；
和
权利要求10或11所述的智能开启装置，所述智能开启装置的数量与所述滑套组件的数量一一对应，所述智能开启装置位于所述内滑套内，用于开启所述孔眼。
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