CN113914820A - 一种可开关液压滑套 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可开关液压滑套，其特征在于，其包括：基管，其侧壁上开设有注液口；套管组件包括沿基管轴线顺次排布的第一套管和第二套管，第一套管滑动内置于基管，且其至少具有一封闭注液口的第一位置，以及具有一敞开注液口的第二位置，第二套管具有一远离注液口的第三位置，以及具有一靠近并封闭注液口的第四位置，且第二套管还具有连接驱动设备的连接部；驱动第一套管由第一位置滑动至第二位置即可敞开注液口。当临时需要关闭注液口的时候，可利用驱动设备驱动第二套管由第三位置到达第四位置，从而临时封闭注液口。当工序处理完毕，利用驱动设备驱动第二套管重新回到第三位置，进而敞开注液口。

Description

一种可开关液压滑套

技术领域

本发明涉及井下设备领域，具体涉及一种可开关液压滑套。

背景技术

近年来，页岩气革命不仅提高了美国的能源自给水平，还推动了全球能源供需的格局，而这一过程中其最大的技术创新点，就是用于开采页岩气的水力压裂技术，即向地层内灌注填充液压裂岩壁，进而便有油气流通的技术。

而液压滑套多用于开启和关闭向地层中灌注填充液的注液口，其结构可参见申请号为CN201610970676.2的专利，滑套通过内部的球座承接投球，球座在承接投球后承受液压，进而在液压的作用下推动滑套中的活塞，从而开启注液口。但球座带动活塞开启注液口后，无法再次操控球座，相应的也就无法再次操控活塞，导致注液口一旦开启就无法关闭。但在某些工作场景中，需要临时关闭注液口。而先有技术中的滑套没有快速关闭注液口的手段。

因此，如何临时便捷的开启和关闭注液口是急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种可开关液压滑套，解决现有技术中无法便捷的开启和关闭注液口的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种可开关液压滑套，其特征在于，其包括：

基管，其侧壁上开设有注液口；

套管组件，其包括沿所述基管轴线顺次排布的第一套管和第二套管，所述第一套管滑动内置于所述基管，且其至少具有一封闭所述注液口的第一位置，以及具有一敞开所述注液口的第二位置，且所述第一套管仅沿所述第一位置向所述第二位置单向滑动，所述第二套管具有一远离所述注液口的第三位置，以及具有一靠近并封闭所述注液口的第四位置，且所述第二套管可在所述第三位置和所述第四位置往复滑动，且所述第二套管还具有连接驱动设备的连接部。

进一步的，所述基管上沿轴线方向上排布有第一配合部和第二配合部，所述第二套管还具有定位部，所述第二套管处于第三位置时，所述定位部与所述第一配合部接触，以限制所述第二套管相对所述基管滑动，所述第二套管处于第四位置时，所述定位部与所述第二配合部接触，以限制所述第二套管相对所述基管滑动。

进一步的，所述第二套管外壁开设有定位槽，所述定位部为定位C型环，所述定位C型环嵌设于所述定位槽，且所述定位C型环具有抵压所述基管内壁的弹力，所述第一配合部和第二配合部为开设于所述基管内壁的第一配合槽和第二配合槽。

进一步的，所述第一配合槽靠近所述第二配合槽的一端具有有直径逐渐减小的锥面，所述第二配合槽靠近所述第一配合槽的一端具有直径逐渐减小的锥面。

进一步的，所述连接部具有两个相对设置的驱动槽，所述驱动槽两端分别具有抵压壁和导向壁，所述抵压壁和槽底之间的内角不大于90度，所述导向壁和槽底之间的内角不小于90度。

进一步的，还包括球座，其可承受液压以相对所述基管滑动，且其连接所述第一套管，以驱动所述第一套管由所述第一位置滑动向所述第二位置，所述球座包括安装筒、限位件和一端封闭的承接筒，所述安装筒侧壁上开设有导流孔，所述承接筒远离其开口的一端开设有配合孔，所述承接筒内壁具有承球托，且所述承接筒滑动内置于所述安装筒，所述承接筒至少具有一连通所述配合孔和所述导流孔的起始位置，以及一使所述配合孔和所述导流孔封闭的终止位置，所述限位件连接所述承接筒，以限制所述承接筒由所述终止位置向所述起始位置滑动，其中，所述承球托用于承接投球，以使所述承接筒在液压的推动下由所述起始位置滑向所述终止位置。

进一步的，所述安装筒内壁开设有球座止退槽，所述限位件包括一弹性件，所述弹性件安装于所述承接筒，且所述弹性件具有一弹性抵压端，所述弹性抵压端抵压所述安装筒内壁，且所述承接筒处于所述终止位置时，所述弹性抵压端嵌入所述球座止退槽。

进一步的，所述承接筒外壁开设有球座安装槽，所述弹性件为球座C型环，所述球座C型环嵌设于所述球座安装槽，且所述球座C型环具有抵压所述安装筒内壁的弹力。

进一步的，所述安装筒内壁开设有限位槽，所述承接筒外壁具有滑键，所述滑键滑动嵌设于所述限位槽。

进一步的，所述限位槽呈环形，且其内壁沿周向形成有若干卡齿，所述滑键外壁沿周向形成有若干配合齿，所述配合齿一一对应的滑动嵌设于所述卡齿间隙。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：首先令第一套管处于第一位置，第二套管处于第三位置。当需要敞开注液口时，利用驱动第一套管由第一位置滑动至第二位置，进而敞开注液口。当处理某些工序，临时需要关闭注液口的时候，即可利用驱动设备连接连接部，并驱动第二套管由第三位置滑动向第四位置，从而临时封闭注液口。当工序处理完毕，即可利用驱动设备驱动第二套管，使第二套管由第四位置重新回到第三位置，进而敞开注液口。利用本发明所提供的可开关液压滑套，可以在开启注液口后，通过第二滑套临时关闭注液口。解决了注液口在开启后无法临时关闭的问题。

附图说明

图1是本发明实施例可开关液压滑套的结构示意图；

图2是本发明实施例可开关液压滑套另一状态下的结构示意图；

图3是本发明实施例第二套管局部示意图；

图4是本发明实施例的球座结构示意图；

图5是本发明实施例的球座另一状态下的结构示意图；

图6是本发明实施例的卡齿和配合齿的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种可开关液压滑套，可参见图1和图2，其包括：基管100、套管组件200和球座300，基管100侧壁上开设有注液口110。

套管组件200包括沿基管100轴线顺次排布的第一套管210和第二套管220，第一套管210滑动内置于基管100，且其至少具有一封闭注液口110的第一位置，以及具有一敞开注液口110的第二位置，第二套管220具有一远离注液口110的第三位置，以及具有一靠近并封闭注液口110的第四位置，且第二套管220还具有连接驱动设备的连接部221。球座300可承受液压以相对基管100滑动，且其连接第一套管210，以驱动第一套管210由第一位置滑动向第二位置。

需要说明的是，球座300可以承接投球，并和投球配合封隔基管100两端，从而球座300会在液压的推动下相对基管100滑动，由于第一套管210需要经由球座300推动，因此第一套管210在球座300的驱动下有第一位置到达第二位置后，很难在在利用第一套管210由第二位置向第一位置回退，也就无法利用第一套管210临时关闭注液口110。相应的才需要利用第二套管220来临时关闭注液口110。

在实际操作的过程中，首先令第一套管210处于第一位置，第二套管220处于第三位置。当需要敞开注液口110时，利用球座300驱动第一套管210由第一位置滑动至第二位置，进而敞开注液口110。当处理某些工序，临时需要关闭注液口110的时候，即可利用驱动设备连接连接部221，并驱动第二套管220由第三位置滑动向第四位置，从而临时封闭注液口110。当工序处理完毕，即可利用驱动设备驱动第二套管220，使第二套管220由第四位置重新回到第三位置，进而敞开注液口110。利用本发明所提供的可开关液压滑套，可以在开启注液口110后，通过第二滑套220临时关闭注液口110。

虽然第二套管220仅仅用于临时关闭注液口110，但依然需要第二套管220可以比较稳定的停留在第三位置或第四位置。在一优选实施例中，基管100上沿轴线方向上排布有第一配合部120和第二配合部130，第二套管220还具有定位部222，第二套管220处于第三位置时，定位部222与第一配合部120接触，以限制第二套管220相对基管100滑动，第二套管220处于第四位置时，定位部222与第二配合部130接触，以限制第二套管220相对基管100滑动。可以理解的是，第一配合部120和第二配合部130之间的间距就是第三位置和第四位置之间的间距，同时定位部222、第一配合部120和第二配合部130之间的配合方式有很多种，只要能限制第二套管220相对基管100滑动的方式即可。譬如第一配合部120和第二配合部130可以是两块刹车片，而定位部222可以是略微突出第二套管220侧壁的一个凸起，当凸起接触到刹车片时，即可以起到阻止第二套管220相对基管100滑动的作用。

在一优选实施例中，第二套管220外壁开设有定位槽223，定位部222为定位C型环，定位C型环嵌设于定位槽223，且定位C型环具有抵压基管100内壁的弹力，第一配合部120和第二配合部130为开设于基管100内壁的第一配合槽和第二配合槽。当第二套管220处于第三位置和第四位置之间的时候，定位C型环被压缩完全嵌入定位槽223中，而当第二套管220处于第三位置或第四位置的时候，部分定位C型环嵌入第一配合槽或第二配合槽中。

为了避免第二套管220在第三位置或第四位置上完全卡死，在上述实施例的基础上，第一配合槽靠近第二配合槽的一端具有有直径逐渐减小的锥面，第二配合槽的一端具有直径逐渐减小的锥面。如此一来，当第二套管需要脱离第三位置或第四位置时，定位C型环可以在锥面的导引下逐步压缩，进而完全嵌入定位槽223中，使得定位C型环可以脱离第一配合槽或第二配合槽。

连接部221用于和驱动设备的输出端连接，连接部221和驱动设备的连接形式可参见现有井下设备的相关结构，由于第二套管位于深井中，因此驱动设备常用卷扬设备，在一优选实施例中，连接部221为相对设置的两个驱动槽，驱动设备的输出端为一卡钩A，临时关闭注液口110时，卡钩A卡住其中一个驱动槽，重新开启注液口110时，卡钩A卡住另外一个驱动槽。

可参见图3，驱动槽一端具有一个抵压壁221a，另一端具有一个导向壁221b，其中导向壁221b和槽底221c之间的夹角为钝角，从而对卡钩A进行导向，而抵压壁221a和槽底221c之间的夹角为锐角(或直角)，从而令卡钩A与抵压壁卡221a死，以便于驱动设备驱动第二套管220。在实际操作过程中，驱动设备可以将卡钩A下放至驱动槽导向壁221b的一端，在导向壁221b的作用下使得卡钩A嵌入驱动槽中，随后驱动卡钩A向抵压壁221a滑动，即可使得卡钩A卡死抵压壁221a，进而驱动第二套管220滑动。

在一优选实施例中，可参见图4球座300包括：安装筒310、限位件320和一端封闭的承接筒330，安装筒310侧壁上开设有导流孔311，承接筒330远离其开口的一端开设有配合孔331，承接筒330内壁具有承球托332，且承接筒330滑动内置于安装筒310，承接筒330至少具有一连通配合孔331和导流孔311的起始位置，从而令承接筒330的两端连通，避免承接筒330两端具有液压差。以及一使配合孔331和导流孔311封闭的终止位置，从而令承接筒330的两端封闭，从而使得承接筒330两端具有压差。限位件320连接承接筒330，以限制承接筒330由终止位置向起始位置滑动。其中，承球托332用于承接投球，当操作人员释放投球后，由承球托332承接投球后封闭承料筒330，使得承料筒330两端形成液压差，以使承接筒330在液压的推动下由起始位置滑向终止位置。

首先将安装筒310装设于基管100的内部，并使安装筒310连接待驱动的部件，并使承接筒330处于起始位置，由于导流孔311和配合孔331连通，进而连通承接筒330的两端，平衡了承接筒330两端的压差，避免承接筒330在两端压差的作用下滑动。当需要驱动球座300的时候，则可释放投球，承球托332承接投球，从而阻隔承接筒330的两端，使得承接筒330承受液压相对安装筒310滑动，使得承接筒330由起始位置到达终止位置。使得导流孔311和配合孔331封闭，使得在投球融化后，承接筒330两端依然会具有压差。使得承接筒330在液压的进一步推动下带动安装筒310相对基管100滑动，从而带动安装筒310连接的待驱动的部件。同时限位件320限制承接筒330由终止位置向起始位置滑动，避免了承接筒330在油井的压力波动下承接筒330回退，从而避免了承接筒330重新回退到起始位置。从而避免了导流孔311和配合孔331重新连通的现象，避免了油井压力波动导致球座无法稳定维持工作状态的问题。

需要说明的是，本发明所提供的球座，可以使用常规的不可溶的金属投球，也可以使用可溶的投球，只要投球和承球托332和投球配合，使得承接筒330由初始位置到达终止位置即可。

只要可以限制承接筒330由终止位置向初始位置滑动的限位件320形式均是可行的，在一优选实施例中，安装筒310内壁开设有球座止退槽312，限位件320包括一弹性件，弹性件安装于承接筒330，且弹性件具有一弹性抵压端，弹性抵压端抵压安装筒310内壁，当承接筒330处于起始位置时，弹性件处于被压缩的状态，并不会限制承接筒330相对安装筒310滑动，当承接筒330处于终止位置时，弹性件的弹性抵压端在弹力的作用下嵌入球座止退槽312。从而限制承接筒330相对安装筒滑动。容易想到的是，倘若将球座止退槽312开设于承接筒330，并将弹性件安装于安装筒310，也可以起到同样的效果。值得说明的是，弹性件具有多种替代方案，譬如弹性件可以是一个弹片，其实施方式可以仿照雨伞的锁扣结构。弹性件也可以是一个锁舌结构，可以参见房门结构。

此外，可参见图5，还提供了一种弹性件的优选实施方式，承接筒330外壁开设有球座安装槽333，弹性件为球座C型环，球座C型环嵌设于球座安装槽333，且球座C型环具有抵压安装筒310内壁的弹力。当承接筒330处于起始位置时，C型环在安装筒310内壁的抵压下完全嵌入球座安装槽333，使得承接筒330可相对安装筒310滑动，当承接筒330到达终止位置时，C型环部分嵌入球座止退槽312中，从而阻止了承接筒330相对安装筒310滑动。

在一优选实施例中，为了限制承接筒330在起始位置和终止位置之间滑动，安装筒310内壁开设有限位槽313，承接筒330外壁具有滑键334，滑键334滑动嵌设于限位槽313。令限位槽313的长度等于起始位置和终止位置之间的长度，同时当承接筒330处于起始位置时，令滑键334处于限位槽313的一端，当承接筒330处于终止位置时，令滑键334处于限位槽313的另一端。如此一来，利用限位槽313限位了滑键334的移动范围，进而限制了承接筒330的移动范围。容易想到的是，将限位槽313开设于承接筒330上，同时令安装筒310上延伸出滑键334，也可以起到完全相同的效果。

由于导流孔311和配合孔331之间需要在起始位置上对准并相互连通，因此需要限制承接筒330相对安装筒310转动，由于承接筒330和安装筒310需要承受较大的负荷，为了使滑键334具有更强的负载能力，在一优选实施例中，可参见图6，限位槽313呈环形，同时滑键334也呈环形。同时限位槽313内壁沿周向形成有若干卡齿3131，滑键334外壁沿周向形成有若干配合齿3341，配合齿3341一一对应的滑动嵌设于卡齿3131间隙。

在一优选实施例中，为了增强导流孔311和配合孔331的导流能力，导流孔311有多个，多个导流孔311沿安装筒310的周向分布，配合孔331有多个，且多个配合孔331沿承接筒330的周向分布，且多个配合孔331与多个导流孔311一一对应。

在一优选实施例中，承接筒330还具有两个导流密封圈335，两个导流密封圈335套设于承接筒本体的外壁，且配合孔331位于两个导流密封圈335之间。在两个导流密封圈335的封隔作用下，一方面可以在承接筒330处于起始位置时，可以避免液流进入承接筒330和安装筒310之间的缝隙中，令一方面，可以在承接筒330处于终止位置时，使得导流孔311和配合孔331彻底封闭。

在上述实施例的基础上，可以引申出另外一个优选实施例，两个导流密封圈335之间形成一个导流区域，当承接筒330处于起始位置时，导流孔311处于导流区域中，当承接筒330处于终止位置时，导流孔311脱离导流区域。如此一来，无需令导流孔311和配合孔331对准，只要当承接筒330处于起始位置时，导流孔311可以导出导流区域中的液流，当承接筒330处于终止位置时，导流孔311无法导出导流区域中的液流即可。

为了便于承接投球，在一优选实施例中，承接筒330开口端的内壁形成有直径逐渐扩大的第一锥面，从而依靠第一锥面的导向作用下，将下放的投球导入承接筒330中。

在上述实施例的基础上，为了增大对投球导向的锥面开口，安装筒310开口端的内壁形成有直径逐渐扩大的第二锥面，承接筒330处于起始位置时，第二锥面对接第一锥面。

在一优选实施例中，安装筒310外壁形成有连接螺纹，以便于利用螺旋连接待驱动的部件。容易想到的是，安装筒310也可以采用其它方式与待驱动的部件连接。

首先将安装筒310装设于基管100的内部，并利用螺纹连接待驱动的部件，并使承接筒330处于起始位置，由于导流孔311和配合孔331连通，进而连通承接筒330的两端，平衡了承接筒330两端的压差，避免承接筒330在两端压差的作用下滑动。当需要驱动球座300的时候，则可释放投球，在第一锥面和第二锥面的导向作用下，投球进入承接筒330中，承球托332承接投球，从而阻隔承接筒330的两端，使得承接筒330承受液压相对安装筒310滑动，使得承接筒330由起始位置到达终止位置。使得导流孔311和配合孔331封闭，使得在投球松动(或融化后)，承接筒330两端依然会具有压差。使得承接筒330在液压的进一步推动下带动安装筒310相对基管100滑动，从而带动安装筒310连接的待驱动的部件。同时当承接筒330到达终止位置时，原本被压缩的C型环在弹力的左右下部分嵌入球座止退槽312中，限制了承接筒330相对安装筒310滑动，从而避免了承接筒330在油井的压力波动下承接筒330回退，从而避免了承接筒330重新回退到起始位置。从而避免了导流孔311和配合孔331重新连通的现象，使得球座的两端可以稳定的分隔，避免了油井压力波动导致球座无法稳定维持工作状态的问题。

可再次参见图1和图2，在油井中下放液压滑套的过程中，第一套管210和承接筒330容易在惯性的作用下发生滑动，为了避免第一套管210和承接筒330意外滑动，还增设有剪切组件，剪切组件包括第一剪切件410和第二剪切件420，第一剪切件410一端连接基管100另一端连接第一套管210，而第二剪切件420一端连接安装筒310，另一端连接承接筒330。在下放液压滑套的过程中，第一剪切件410和第二剪切件420可以分别阻止第一套管210和承接筒330意外滑动，当需要驱动第一套管210和承接筒330时，即可利用液压分别截断第一剪切件410和第二剪切件420即可，需要说明的是，第二剪切件420的抗剪切能力需要弱于第一剪切件410,从而使得承接筒330先于第一套管210滑动。

在实际操作的过程中，首先令第一套管210处于第一位置，第二套管220处于第三位置。此时，第一剪切件410连接基管100和第一套管210，而第二套管220的定位部222和第一配合部120配合，使得第一套管210和第二套管220均相对基管100固定，当将基管100下放到油井的预定深度后，需要敞开注液口110时，在液压的作用下先后截断第二剪切件420和第一剪切件410，从而利用球座300驱动第一套管210由第一位置滑动至第二位置，进而敞开注液口110。当处理某些工序，临时需要关闭注液口110的时候，即可利用驱动设备连接连接部221，并驱动第二套管220由第三位置滑动向第四位置，从而临时封闭注液口110。此时定位部222脱离第一配合部120后和第二配合部130配合，进而使得第二套管相对基管100固定。当工序处理完毕，即可利用驱动设备驱动第二套管220，使第二套管220由第四位置重新回到第三位置，进而敞开注液口110。利用本发明所提供的可开关液压滑套，可以在开启注液口110后，通过第二滑套220临时关闭注液口110。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可开关液压滑套，其特征在于，包括：

基管，其侧壁上开设有注液口；

套管组件，其包括沿所述基管轴线顺次排布的第一套管和第二套管，所述第一套管滑动内置于所述基管，且其至少具有一封闭所述注液口的第一位置，以及具有一敞开所述注液口的第二位置，且所述第一套管仅沿所述第一位置向所述第二位置单向滑动，所述第二套管具有一远离所述注液口的第三位置，以及具有一靠近并封闭所述注液口的第四位置，且所述第二套管可在所述第三位置和所述第四位置往复滑动，且所述第二套管还具有连接驱动设备的连接部。

2.根据权利要求1所述的可开关液压滑套，其特征在于，所述基管上沿轴线方向上排布有第一配合部和第二配合部，所述第二套管还具有定位部，所述第二套管处于第三位置时，所述定位部与所述第一配合部接触，以限制所述第二套管相对所述基管滑动，所述第二套管处于第四位置时，所述定位部与所述第二配合部接触，以限制所述第二套管相对所述基管滑动。

3.根据权利要求2所述的可开关液压滑套，其特征在于，所述第二套管外壁开设有定位槽，所述定位部为定位C型环，所述定位C型环嵌设于所述定位槽，且所述定位C型环具有抵压所述基管内壁的弹力，所述第一配合部和第二配合部为开设于所述基管内壁的第一配合槽和第二配合槽。

4.根据权利要求3所述的可开关液压滑套，其特征在于，所述第一配合槽靠近所述第二配合槽的一端具有有直径逐渐减小的锥面，所述第二配合槽靠近所述第一配合槽的一端具有直径逐渐减小的锥面。

5.根据权利要求1至4任一项所述的可开关液压滑套，其特征在于，所述连接部具有两个相对设置的驱动槽，所述驱动槽两端分别具有抵压壁和导向壁，所述抵压壁和槽底之间的内角不大于90度，所述导向壁和槽底之间的内角不小于90度。

6.根据权利要求1所述的可开关液压滑套，其特征在于，还包括球座，其可承受液压以相对所述基管滑动，且其连接所述第一套管，以驱动所述第一套管由所述第一位置滑动向所述第二位置，所述球座包括安装筒、限位件和一端封闭的承接筒，所述安装筒侧壁上开设有导流孔，所述承接筒远离其开口的一端开设有配合孔，所述承接筒内壁具有承球托，且所述承接筒滑动内置于所述安装筒，所述承接筒至少具有一连通所述配合孔和所述导流孔的起始位置，以及一使所述配合孔和所述导流孔封闭的终止位置，所述限位件连接所述承接筒，以限制所述承接筒由所述终止位置向所述起始位置滑动，其中，所述承球托用于承接投球，以使所述承接筒在液压的推动下由所述起始位置滑向所述终止位置。

7.根据权利要求6所述的可开关液压滑套，其特征在于，所述安装筒内壁开设有球座止退槽，所述限位件包括一弹性件，所述弹性件安装于所述承接筒，且所述弹性件具有一弹性抵压端，所述弹性抵压端抵压所述安装筒内壁，且所述承接筒处于所述终止位置时，所述弹性抵压端嵌入所述球座止退槽。

8.根据权利要求7所述的可开关液压滑套，其特征在于，所述承接筒外壁开设有球座安装槽，所述弹性件为球座C型环，所述球座C型环嵌设于所述球座安装槽，且所述球座C型环具有抵压所述安装筒内壁的弹力。

9.根据权利要求6所述的可开关液压滑套，其特征在于，所述安装筒内壁开设有限位槽，所述承接筒外壁具有滑键，所述滑键滑动嵌设于所述限位槽。

10.根据权利要求9所述的可开关液压滑套，其特征在于，所述限位槽呈环形，且其内壁沿周向形成有若干卡齿，所述滑键外壁沿周向形成有若干配合齿，所述配合齿一一对应的滑动嵌设于所述卡齿间隙。

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