CN113279726B - 井下智能电控开关滑套 - Google Patents

井下智能电控开关滑套 Download PDF

Info

Publication number
CN113279726B
CN113279726B CN202110626516.7A CN202110626516A CN113279726B CN 113279726 B CN113279726 B CN 113279726B CN 202110626516 A CN202110626516 A CN 202110626516A CN 113279726 B CN113279726 B CN 113279726B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sliding sleeve
magnetic
lock
sliding
electric control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110626516.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113279726A (zh
Inventor
田家林
郭林鹏
任堰牛
宋豪林
刘成沆
刘刚
熊长青
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Huming Technology Co ltd
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Sichuan Huming Technology Co ltd
Southwest Petroleum University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Huming Technology Co ltd, Southwest Petroleum University filed Critical Sichuan Huming Technology Co ltd
Priority to CN202110626516.7A priority Critical patent/CN113279726B/zh
Publication of CN113279726A publication Critical patent/CN113279726A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113279726B publication Critical patent/CN113279726B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/14Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by movement of tools, e.g. sleeve valves operated by pistons or wire line tools
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25Methods for stimulating production
    • E21B43/26Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)

Abstract

本发明属于石油压裂技术领域,具体涉及一种井下智能电控开关滑套,具体技术方案包括:芯阀上设有磁信标检测部分,滑套内部设有磁感应器,每通过一个开始计数,至目标点时,提前开启装置;电控部分设置有无线感应单元,根据采集存储的信号生成相应的控制信号,并将其输送给执行部分;执行部分设置有依次连接的电池模块,电插锁模块以及滑套模块;电池模块通电后,电插锁将其锁芯抽回,滑动销钉卡销在弹簧的作用下收回,滑动销钉在滑动销钉弹簧的作用下收回,转子开关旋转实现滑套的启闭动作;本发明涉及但不限于压裂滑套技术领域,应用本发明能够实现管柱的全通径开采,并能够实现滑套的自由调节,有效降低工人的劳动强度。

Description

井下智能电控开关滑套
技术领域
本发明属涉及但不限于压裂滑套技术领域,具体涉及一种用于油气井开采的井下智能电控开关滑套。
背景技术
随着科技的不断进步,人们对地下勘探的研究、应用以及需求的增多,油气田压裂技术得到迅速发展和广泛应用。针对低渗透油藏,为了进一步提高开发效果,往往需要采用水力压裂工艺,压开多条裂缝来增加油气井产量和最终采收率,这样,将会较大改善低渗透油田的开发效果和水平。所谓水平井多级压裂技术,就是在井眼内沿着井眼的方向,根据油藏物性和储层特征,采用一定的技术措施严格控制射孔孔眼的数量、孔径和射孔相位,通过一次压裂施工同时压开几个或更多油层的技术。
现有技术中,低渗透油气藏储量在我国储量中所占比例愈来愈大,在当前能源紧张的形势下,开发好低渗透油藏十分重要,特别是利用水平井技术高效开发低渗特低渗透油气藏。基于这是一套有效改造低渗透油气藏的水平井开发技术,国内外均投入有大量人力物力进行水平井压裂技术的研究和应用,目前国内外都取得了一些研究和应用成果,但是还存在许多问题有待研究解决。
比如,目前的裸眼水平井分段压裂封隔器与滑套技术中的滑套是用不同直径的球来打开的,对应于不同直径的压裂球,投球滑套的球座内径大小也不同,因此在管柱内部形成了不同程度的缩径。由于球的直径和级差均有限制,现有技术的分段数量也受到了严格的限制,压裂增产效果不能保证;同时球座缩径增加了压裂摩阻,具体操作中还需要钻球座后才能下入修井管柱,另外,现有技术中的滑套技术不能够实现调节产量,其存在有产量大小不可调节的缺陷;上述多个缺陷将直接导致后续的完井和修井工作的额外工作量增加,同时也增加了作业难度和风险。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷,本发明提供一种井下智能电控开关滑套,在满足大排量的同时,还可实现不限级数,定点压裂的技术要求,以及实现后期作业的可控开采和套管全通径。
本发明属于石油压裂技术领域,具体涉及一种井下智能电控开关滑套,具体技术方案包括:检测部分、电控部分以及执行部分;其中,在芯阀上设有检测部分,在滑套中设有无线感应模块,无线感应模块设置为检测识别压裂位置的感应器,通过感应器将所获取的信号传输给控制部分;电控部分设置为根据接收的信号生成相应的控制信号,并将控制信号输送给执行部分;执行部分设置有依次连接的电池模块,电插锁模块以及滑套模块;传动模块设置为根据传递的控制信号将电池模块通电,电插锁通电后将其锁芯抽回,接着滑动销钉卡销在拉伸弹簧的作用下收回,并带动滑动销钉在滑动销钉弹簧的作用下收回,此时转子开关在扭簧的作用下通过旋转动作实现滑套的启闭动作。
一种井下智能电控开关滑套,其特征在于:包括检测部分、电控部分以及执行部分;其中检测部分包括:阀芯(12),线圈(18),磁感应环(5),所述磁感应环(5)粘接在阀芯(12)上;其中电控部分包括:电池组(4),PCB电路板(3),包括CPU(31),电源插座(32),磁感应器(33),电容(34);封盖(1)通过螺纹连接在滑套前部(2)上,在滑套前部(2)中设有电池组(4);PCB电路板(3)通过电路板螺栓(8)连接在滑套前部(2);PCB电路板(3)上安装有磁感应器(33),滑套每通过一个磁感应环(5)时,磁感应器(33)会接收到磁信号并转化为电信号,通过预先设好的控制程序,线圈(18)通电,启动执行部分;其中执行部分包括:电插锁(6)结构包括电插锁外壳(61),电插锁内部线圈(62),锁芯弹簧(63),锁体(64)、电插锁密封圈(65),锁芯(66);电插锁(6)通电后工作,锁芯(66)往回作用;滑动销钉卡销(13)预先由锁芯(66)插入限位,接着滑动销钉卡销(13)在拉伸弹簧的作用下收回;滑动销钉(11)预先由滑动销钉卡销(13)插入限位;滑动销钉(11)在滑动销钉弹簧的作用下收回;扭簧(14)放置于转子开关(10)内部,当滑动销钉(11)推出卡槽后;所述转子开关(10)在扭簧(14)的作用下通过旋转动作实现滑套的开启;所述滑套主体(19)与滑套前部(2)通过螺纹连接;轴(7)将滑套前部(2),滑套主体(19)和转子开关(10)通过螺母(15)锁住;O形密封圈(9)装在滑套主体(19)的凹槽处;压盖(16)通过和螺纹连接将杯型密封装置(17)固定在转子开关(10);转子开关(10)内部设有凹槽,用于置放扭簧(14),还设有环形槽,用于电插锁(6)的锁芯运动;电插锁(6)的锁芯(66)收回时,往回移动一定距离,然后进入转子开关(10)的环形槽,随即触发扭簧(14)后,在槽内运动;通过控制锁芯(66)的收缩可以实现关到开的状态。
所述PCB电路板(3)包括:磁感应器(33)接收到磁感应环(5)的磁信号,对滑套中的CPU设置的程序进行计数判断,根据所设置的点位对滑套进行逻辑控制,在钻井段设置了5个磁信标;当滑套通过时,滑套内部设置有5个磁感应器,此时控制器会进行相应的判断并计数;当5个磁感应器(33)中的大于或等于3个产生信号,则判定通过了1个磁信标,计数+1;当5个磁感应器(33)中的小于或等于2个产生信号,则判定未通过磁信标,不计数,即少数服从多数原则;目标的磁信标个数为5,磁信标计数为4个时,提前激活开启,滑套开始工作。
扭簧(14)采用材料为Cr12Mo,拥有高强度、高韧性和良好的耐磨性能;所述杯型密封装置(17)采用聚氨酯弹性体,是一种内聚能较强的材料,耐磨性能优异,与天然像胶相比,其抗磨性能可提高2-10倍之多,同时,它还具有较高的机械强度和撕裂强度;所述滑套前部(2)、滑套主体(19)和转子开关(10)的外部为锥形轮廓,呈120°均匀分布。
本发明上述技术方案具有如下有益效果:
本发明通过上述全新设计的多级压裂智能滑套,能够有效解决现有技术中,存在的缺陷;具体可通过滑套内通径完全一致的技术特点实现管柱全通径开采的技术效果,并可基于无线射频技术,实现滑套启闭以及开度的控制调节操作。并且,本发明提供的智能滑套与套管直接连接固完井后进行光套管压裂,在满足“体积压裂”大排量的前提下无需起下管柱,极大地简化了压裂工艺,提高了施工效率,同时还可实现后期可控开采等技术要求。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1是本发明井下智能电控开关滑套的剖面图;
图2是本发明井下智能电控开关滑套的外廓示意图;
图3是PCB电路板的结构示意图;
图4是电插锁的外廓示意图;
图5是电插锁的剖面图;
图6是转子开关的外廓示意图;
图7是转子开关的结构示意图;
图8是PCB电路板的动作的一个例子的流程图;
图9是本发明的功能模块结构的一个例子的图。
在附图中,相同的部件使用相同的附图标记,仅用于说明本发明的原理,并未按照实际的比例绘制。
在附图中各附图标记的含义如下:1.封盖;2.滑套前部;3.PCB电路板;4.电池组;5.磁感应环;6.电插锁;7.轴;8.电路板螺栓;9.O形密封圈;10.转子开关;11.滑动销钉;12.阀芯;13.滑动销钉卡销;14.扭簧;15.螺母;16.压盖;17.杯型密封装置;18.线圈;19.滑套主体;61.电插锁外壳;62.电插锁内部线圈;63.锁芯弹簧;64.锁体;65.电插锁密封圈;66.锁芯;101.电插锁锁芯孔;102.扭簧槽;31.CPU,32.电源插座,33.磁感应器,34.电容。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明:
参见附图1和附图2,本发明的技术方案是:一种井下智能电控开关滑套,其特征在于:包括检测部分、电控部分以及执行部分;其中检测部分包括:阀芯(12),线圈(18),磁感应环(5),所述磁感应环(5)粘接在阀芯(12)上;其中电控部分包括:电池组(4),PCB电路板(3),包括CPU(31),电源插座(32),磁感应器(33),电容(34);封盖(1)通过螺纹连接在滑套前部(2)上,在滑套前部(2)中设有电池组(4);PCB电路板(3)通过电路板螺栓(8)连接在滑套前部(2);PCB电路板(3)上安装有磁感应器(33),滑套每通过一个磁感应环(5)时,磁感应器(33)会接收到磁信号并转化为电信号,通过预先设好的控制程序,线圈(18)通电,启动执行部分;其中执行部分包括:电插锁(6)结构包括电插锁外壳(61),电插锁内部线圈(62),锁芯弹簧(63),锁体(64)、电插锁密封圈(65),锁芯(66);电插锁(6)通电后工作,锁芯(66)往回作用;滑动销钉卡销(13)预先由锁芯(66)插入限位,接着滑动销钉卡销(13)在拉伸弹簧的作用下收回;滑动销钉(11)预先由滑动销钉卡销(13)插入限位;滑动销钉(11)在滑动销钉弹簧的作用下收回;扭簧(14)放置于转子开关(10)内部,当滑动销钉(11)推出卡槽后;所述转子开关(10)在扭簧(14)的作用下通过旋转动作实现滑套的开启;所述滑套主体(19)与滑套前部(2)通过螺纹连接;轴(7)将滑套前部(2),滑套主体(19)和转子开关(10)通过螺母(15)锁住;O形密封圈(9)装在滑套主体(19)的凹槽处;压盖(16)通过和螺纹连接将杯型密封装置(17)固定在转子开关(10);转子开关(10)内部设有凹槽,用于置放扭簧(14),还设有环形槽,用于电插锁(6)的锁芯运动;电插锁(6)的锁芯(66)收回时,往回移动一定距离,然后进入转子开关(10)的环形槽,随即触发扭簧(14)后,在槽内运动;通过控制锁芯(66)的收缩可以实现关到开的状态。
参见附图3、8、9,PCB电路板(3)包括:磁感应器(33)接收到磁感应环(5)的磁信号,对滑套中的CPU设置的程序进行计数判断,根据所设置的点位对滑套进行逻辑控制,在钻井段设置了5个磁信标;当滑套通过时,滑套内部设置有5个磁感应器,此时控制器会进行相应的判断并计数;当5个磁感应器(33)中的大于或等于3个产生信号,则判定通过了1个磁信标,计数+1;当5个磁感应器(33)中的小于或等于2个产生信号,则判定未通过磁信标,不计数,即少数服从多数原则;目标的磁信标个数为5,磁信标计数为4个时,提前激活开启,滑套开始工作。
参见附图2,扭簧(14)采用材料为Cr12Mo,拥有高强度、高韧性和良好的耐磨性能;所述杯型密封装置(17)采用聚氨酯弹性体,是一种内聚能较强的材料,耐磨性能优异,与天然像胶相比,其抗磨性能可提高2-10倍之多,同时,它还具有较高的机械强度和撕裂强度;所述滑套前部(2)、滑套主体(19)和转子开关(10)的外部为锥形轮廓,呈120°均匀分布。
最后应说明的是,以上所述仅为本发明的优选实施方案而已,并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明,但是对于本领域的技术人员来说,依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (5)

1.一种井下智能电控开关滑套,其特征在于:包括检测部分、电控部分以及执行部分;其中检测部分包括:阀芯(12),线圈(18),磁感应环(5),所述磁感应环(5)粘接在阀芯(12)上;其中电控部分包括:电池组(4),PCB电路板(3),包括CPU(31),电源插座(32),磁感应器(33),电容(34);封盖(1)通过螺纹连接在滑套前部(2)上,在滑套前部(2)中设有电池组(4);PCB电路板(3)通过电路板螺栓(8)连接在滑套前部(2);PCB电路板(3)上安装有磁感应器(33),滑套每通过一个磁感应环(5)时,磁感应器(33)会接收到磁信号并转化为电信号,通过预先设好的控制程序,线圈(18)通电,启动执行部分;其中执行部分包括:电插锁(6)结构包括电插锁外壳(61),电插锁内部线圈(62),锁芯弹簧(63),锁体(64)、电插锁密封圈(65),锁芯(66);电插锁(6)通电后工作,锁芯(66)往回作用;滑动销钉卡销(13)预先由锁芯(66)插入限位,接着滑动销钉卡销(13)在拉伸弹簧的作用下收回;滑动销钉(11)预先由滑动销钉卡销(13)插入限位;滑动销钉(11)在滑动销钉弹簧的作用下收回;扭簧(14)放置于转子开关(10)内部,当滑动销钉(11)推出卡槽后;所述转子开关(10)在扭簧(14)的作用下通过旋转动作实现滑套的开启;滑套主体(19)与滑套前部(2)通过螺纹连接;轴(7)将滑套前部(2),滑套主体(19)和转子开关(10)通过螺母(15)锁住;O形密封圈(9)装在滑套主体(19)的凹槽处;压盖(16)通过和螺纹连接将杯型密封装置(17)固定在转子开关(10);转子开关(10)内部设有凹槽,用于置放扭簧(14),还设有环形槽,用于电插锁(6)的锁芯运动;电插锁(6)的锁芯(66)收回时,往回移动一定距离,然后进入转子开关(10)的环形槽,随即触发扭簧(14)后,在槽内运动;通过控制锁芯(66)的收缩可以实现关到开的状态。
2.根据权利要求1所述的井下智能电控开关滑套,其特征在于:所述PCB电路板(3)包括:磁感应器(33)接收到磁感应环(5)的磁信号,对滑套中的CPU设置的程序进行计数判断,根据所设置的点位对滑套进行逻辑控制,在钻井段设置了5个磁信标;当滑套通过时,滑套内部设置有5个磁感应器,此时控制器会进行相应的判断并计数;当5个磁感应器(33)中的大于或等于3个产生信号,则判定通过了1个磁信标,计数+1;当5个磁感应器(33)中的小于或等于2个产生信号,则判定未通过磁信标,不计数,即少数服从多数原则;目标的磁信标个数为5,磁信标计数为4个时,提前激活开启,滑套开始工作。
3.根据权利要求1所述的井下智能电控开关滑套,其特征在于:所述扭簧(14)采用材料为Cr12Mo,拥有高强度、高韧性和良好的耐磨性能。
4.根据权利要求1所述的井下智能电控开关滑套,其特征在于:所述杯型密封装置(17)采用聚氨酯弹性体,是一种内聚能较强的材料,耐磨性能优异,与天然橡胶相比,其抗磨性能可提高2-10倍之多,同时,它还具有较高的机械强度和撕裂强度。
5.根据权利要求1所述的井下智能电控开关滑套,其特征在于:所述滑套前部(2)、滑套主体(19)和转子开关(10)的外部为锥形轮廓,呈120°均匀分布。
CN202110626516.7A 2021-06-04 2021-06-04 井下智能电控开关滑套 Active CN113279726B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110626516.7A CN113279726B (zh) 2021-06-04 2021-06-04 井下智能电控开关滑套

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110626516.7A CN113279726B (zh) 2021-06-04 2021-06-04 井下智能电控开关滑套

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113279726A CN113279726A (zh) 2021-08-20
CN113279726B true CN113279726B (zh) 2021-12-14

Family

ID=77283463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110626516.7A Active CN113279726B (zh) 2021-06-04 2021-06-04 井下智能电控开关滑套

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113279726B (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7510001B2 (en) * 2005-09-14 2009-03-31 Schlumberger Technology Corp. Downhole actuation tools
US9715031B2 (en) * 2010-09-30 2017-07-25 Schlumberger Technology Corporation Data retrieval device for downhole to surface telemetry systems
CN103132969B (zh) * 2011-12-05 2016-01-06 中国石油化工股份有限公司 油井用分段压裂滑套及其装置和使用方法
CN202731847U (zh) * 2012-07-04 2013-02-13 中国海洋石油总公司 一种循环生产滑套
CN109267982B (zh) * 2017-07-17 2021-04-02 中石化石油工程技术服务有限公司 一种分段压裂及控水完井方法及管柱、井下滑套开关系统
CN109267965B (zh) * 2017-07-17 2020-08-11 中石化石油工程技术服务有限公司 一种井下电控滑套开关工具
US11365602B2 (en) * 2019-03-27 2022-06-21 Jovan Vracar Programmable plug system and method for controlling formation access in multistage hydraulic fracturing of oil and gas wells

Also Published As

Publication number Publication date
CN113279726A (zh) 2021-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN202731865U (zh) 可开关压裂滑套
CN113279725B (zh) 无限级智能旋转飞镖滑套
CN106837265B (zh) 一种新的井下套管射孔方法
CN106837264B (zh) 一种井下套管射孔枪控制系统及控制方法
CN109267982A (zh) 一种分段压裂及控水完井方法及管柱、井下滑套开关系统
CN111101895A (zh) 井下多层坐压单向封堵式开关器
CN110805410B (zh) 一种无桥塞多级压裂电控开关智能滑套
CN111155929A (zh) 一种煤矿井下防治水孔高水压顶水定向钻具及钻进方法
CN113356794A (zh) 全通径无限级的智能开关滑套
CN203452763U (zh) 一种用于水平井无限级分段改造的智能滑套
CN107288580B (zh) 一种基于电势差通讯的远程控制套管滑套
CN202755947U (zh) 完井防砂滑套
CN113279726B (zh) 井下智能电控开关滑套
CN108194050B (zh) 一种井下滑套开启方法及装置
CN201778788U (zh) 一种井下双管掺水装置
CN216277833U (zh) 一种井下注采电动控制装置
CN206409216U (zh) 一种井下套管射孔装置
CN202132013U (zh) 电泵井井下防喷装置
CN201225121Y (zh) 油气井选择性完井工具
CN211342875U (zh) 一种智能液压驱动滑套
CN211777371U (zh) 一种井下油水分离装置
CN208073416U (zh) 一种井下滑套装置
CN209212173U (zh) 连续油管连接器
CN202673145U (zh) 一种旋转钻井导向器
CN218644262U (zh) 连续油管用的可重复开关电动滑套

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant