CN115653541B - 基于智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油气田开发技术领域，更具体的说是基于智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统与方法。所述系统包括在每个压裂段对应放置的至少一个多簇滑套，以及在压裂段末端放置一个末端滑套，以及通过泵送至目标压裂段的一支智能标签。所述方法：步骤一、采用从首段至末段的逐段压裂方式，通过井口投放一支智能钥匙标签，泵送至目标压裂段；步骤二、智能钥匙标签将当前压裂段各多簇滑套逐个开启，最终封堵在末端滑套内，此时完成当前压裂段全部多簇滑套和末端滑套的开启；步骤三、重复所述步骤一和步骤二，直至所有压裂段施工作业完成。能够使滑套无需逐级缩径，且能通过一支智能钥匙标签实现单个压裂段内的多个滑套同时开启。

Description

基于智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统与方法

技术领域

本发明涉及油气田开发技术领域，更具体的说是基于智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统与方法。

背景技术

目前，国内外油气田完井压裂所采用的投球或机械式螺卡或飞镖开启式滑套，虽然可以实现一定段数以及段内一定簇的分段压裂，但因结构原理限制，均无法实现真正意义上的全通径、无限级分段压裂：如投球滑套，需要通过滑套逐级缩径才能与不同直径的压裂球配套开启，导致压裂段数与压裂排量受限。再如机械螺卡或飞镖开启的滑套，虽然可以实现一定段数内的滑套内通径一致，但需通过每个螺卡或飞镖的外形尺寸与各段（各簇）滑套内部卡槽完全匹配才能实现滑套开启，但套管水泥固井等施工作业难免导致滑套内部卡槽形状发生变化，从而严重影响了螺卡或飞镖与滑套内部卡槽的匹配，进而导致滑套开启成功率低。此外，每段滑套与螺卡的尺寸规格都需不同，从而导致施工时滑套与螺卡必须一一对应下入，同时也因排列组合原则限制了压裂段数。

发明内容

本发明提供基于智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统与方法，能够使滑套无需逐级缩径，且能通过一支智能钥匙标签实现单个压裂段内的多个滑套同时开启。

上述目的通过以下技术方案来实现：

一种智能钥匙标签，包括滑动推套，通过执行器与滑动推套连接的锥面导向体，安装在滑动推套右端的密封环，密封环的内端面与锥面导向体的外端面贴合，执行器通过螺纹与滑动推套连接，连接在锥面导向体内部右端的封堵，锥面导向体、封堵和执行器形成密封的腔体，所述腔体内安装有通过导线相连的位置检测传感器、控制电路板和高温电池，执行器能够带动滑动推套与锥面导向体发生相对位移，滑动推套带动密封环相对锥面导向体移动，以实现密封环的扩张；

滑动推套左部具有反排通道，反排通道的左端设有可溶球，可溶球能够封堵反排通道的左部。

所述密封环外径最小时不大于智能钥匙标签总体外径。

所述滑动推套的左端设有衔接所述反排通道的倒角面。

一种配合上述智能钥匙标签使用的多簇滑套，包括内设磁场Ⅰ的壳体部分Ⅰ，以及阀体部分Ⅰ，以及设置在壳体部分Ⅰ内壁上的环状的槽，所述壳体部分Ⅰ为一体成型或分段结构，位置检测传感器能够对磁场Ⅰ进行磁场检测；

所述阀体部分Ⅰ上设有用于卡定密封环的卡定结构，所述卡定结构包括能够突出于阀体部分Ⅰ内壁的突出结构，所述卡定结构能够进入所述环状的槽，以使所述突出结构脱离阀体内壁的内侧。

所述卡定结构包括在阀体部分Ⅰ右端设置的周向均匀分布的轴向槽，轴向槽的右端导通形成开口，以通过间隔分布的轴向槽形成一个不完整的环状结构，以及在阀体部分Ⅰ的右端内壁上设有内径由左至右增加的斜面作为所述突出结构，所述突出结构用于卡定密封环，当突出结构张开至环状的槽内，密封环能够通过所述突出结构。

所述卡定结构为传动销，所述传动销为球头凸起的圆柱机构。

所述传动销周向均布的设有多个。

一种配合上述多簇滑套使用的末端滑套，包括内设磁场Ⅱ的壳体部分Ⅱ，所述位置检测传感器能够对磁场Ⅱ进行磁场检测；

还包括阀体部分Ⅱ，所述阀体部分Ⅱ右侧设有与密封环卡定的凸起，所述凸起左部为周向分布的齿状结构。

基于智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统，包括在每个压裂段对应放置的至少一个多簇滑套，以及在压裂段末端放置一个末端滑套，以及通过泵送至目标压裂段的一支智能钥匙标签；

多簇滑套和末端滑套的最小内通径不小于井下套管最小内通径的80%。

采用上述基于智能钥匙标签的多簇压裂智能滑套系统的实施方法，包括以下步骤：

步骤一、采用从首段至末段的逐段压裂方式，通过井口投放一支智能钥匙标签，泵送至目标压裂段；

步骤二、智能钥匙标签将当前压裂段各多簇滑套逐个开启，最终封堵在末端滑套内，此时完成当前压裂段全部多簇滑套和末端滑套的开启；

步骤三、重复所述步骤一和步骤二，直至所有压裂段施工作业完成；

步骤四、智能钥匙标签在压裂液较长时间浸泡下全部溶解。

即，通过采用多个外形尺寸统一的智能钥匙标签作为滑套开启工具，智能钥匙标签的初始外径小于井下套管与滑套内通径，初始状态的智能钥匙标签可以自由通过井下任意压裂段的任意滑套。当需要开启某滑套时，智能钥匙标签的位置检测传感器可自动检测识别到安装在井下滑套内的磁铁，根据入井前对智能钥匙标签设置的目标开启地址，自动触发智能钥匙标签内的执行器，驱动金属密封环周向扩张，使其外径增大与滑套内部卡定，伴随泵车的压裂动力，实现目标滑套的开启。相应的，利用外径尺寸统一的智能钥匙标签作为开启工具，实现了井下各段以及段内各簇滑套内径统一，当所有滑套内径统一，且可以与套管内径完全相同后，真正意义的实现了压裂级数不受限、压裂排量不受限的全通径、无限级分段多簇压裂，最大限度的提高油藏开发规模。此外，只需智能钥匙标签的密封环卡定在滑套凸起结构处即可实现滑套开启，避免了套管水泥固井对滑套开启的不利影响，保障了滑套开启的可靠性与成功率。

本发明基于智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统与方法的有益效果为：

1、采用外形尺寸统一、具有自识别开启功能的智能钥匙标签作为滑套开启工具，解决了常规投球滑套需要逐级缩径以及机械式螺卡或飞镖规格不一致的问题，实现了井下各级滑套全通径、无限级、压裂排量不受限，满足超深井、长水平段和大规模的压裂施工适用性；

2、采用全通径多簇滑套与末端滑套组合方式，在实现压裂段无限级的同时，还实现了级段内的无限簇，因所有滑套内通径一致，可以任意数量布置，提高了井下压裂组合灵活性；

3、多簇滑套与末端滑套，除自身内通径一致外，当滑套内部的最小内径与井下套管的内通径相同时，滑套不产生任何节流与卡滞，达到了全井管柱与工具通径一致的效果，保证再多级数的滑套也不会影响压裂泵车排量，同时也为后续生产时的工艺管柱提供最大下入空间；

4、智能钥匙标签、多簇滑套、末端滑套均只有一种规格，多簇滑套与多簇滑套之间、末端滑套与末端滑套之间具有互换性，大大降低了现场施工配套工具的复杂程度以及施工作业时的出错风险；

5、智能钥匙标签与滑套间采用非接触式无线识别技术，不受前序水泥固井以及井下复杂介质影响，保证智能钥匙标签准确、可靠的识别到目标开启滑套，并被滑套准确捕捉，解决了基于机械螺卡或飞镖原理的全通径滑套需逐级存在结构差别采用捕捉卡定的问题；

6、智能钥匙标签具有完全同心的压裂液返排通道，通过与浮动的可溶球配合，实现了滑套开启以及压裂施工时井口至井下方向的单向密封；当压裂施工结束后，又可实现井下至井口的单向连通，从而满足压裂后的泄压工艺需求。

附图说明

图1为基于智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统目标段开启的流程图；

图2为基于智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统的工艺管柱图；

图3为首段滑套开启后状态示意图；

图4为首段至末段滑套均开启后状态示意图；

图5为智能钥匙标签实施例一的结构示意图；

图6为智能钥匙标签实施例二的结构示意图；

图7为智能钥匙标签M向示意图；

图8为智能钥匙标签密封环的结构示意图；

图9为末端滑套实施例一结构示意图；

图10为末端滑套实施例二结构示意图；

图11为图10中滑动阀Ⅰ放大示意图；

图12为多簇滑套实施例一示意图；

图13为多簇滑套实施例二示意图；

图14为智能钥匙标签在多簇滑套的传动销处扩张卡定示意图；

图15为图14局部放大示意图；

图16为多簇滑套的喷砂口Ⅱ开启后传动销缩入环向槽Ⅱ内示意图；

图17为图16局部放大示意图；

图18为智能钥匙标签在末端滑套中与凸起的配合示意图；

图19为图18的局部放大示意图；

图20智能钥匙标签在末端滑套中将喷砂口Ⅰ打开的结构示意图；

图21多簇滑套、末端滑套与套管全通径示意图。

具体实施方式

基于智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统包括智能钥匙标签、末端滑套和多簇滑套；末端滑套和多簇滑套统一描述时，简称为滑套；

其中，智能钥匙标签如图5至8所示，包括滑动推套101、密封环102、密封环102左端开有的周向均布的卸荷槽102a、锥面导向体103、封堵104、位置检测传感器105、控制电路板106、高温电池107、执行器108、可溶球109、翻转挡块110、翻转销111和扭簧112；

具体的，密封环102安装在滑动推套101的右端，锥面导向体103的外径由左至右逐渐增加后再逐渐减小，密封环102通过内孔与锥面导向体103锥面接触，锥面导向体103与滑动推套101通过执行器108处于相对固定状态，执行器108通过螺纹与滑动推套101连接，执行器108安装在锥面导向体103内部的左端，封堵104安装在锥面导向体103内部的右端，以使锥面导向体103、封堵104和执行器108形成密封的腔体，所述腔体内安装位置检测传感器105、控制电路板106和高温电池107，控制电路板106控制高温电池107给执行器108供电，密封环102在未撑开时自身外径不大于智能钥匙标签总体外径；

进一步的，如图6所示，为确保可溶球109在滑动推套101内不脱离智能钥匙标签，在滑动推套101内部的左侧安装有翻转销111，翻转挡块110通过翻转销111连接在滑动推套101左端的凹槽内，扭簧112套装在翻转销111上，扭簧112两端簧丝分别固定在滑动推套101和翻转挡块110上，扭簧112用于提供翻转挡块110的扭矩，以保证翻转挡块110在无外力作用下，始终处于阻挡状态。该阻挡状态使得翻转挡块110起到单向通过作用，可逆时针自由翻转至一定角度，满足可溶球109装入滑动推套101即可，翻转挡块110顺时针方向受到滑动推套101限位、无法翻转，从而阻止可溶球109脱离滑动推套101。

智能钥匙标签初始状态时，执行器108处于伸长状态，所述磁铁Ⅰ202用于智能钥匙标签经过时，智能钥匙标签内位置检测传感器105进行磁场检测，从而通过计数方式，确定智能钥匙标签需要控制开启的目标滑套，当位置检测传感器检测到目标段滑套后，控制电路板106利用导线控制高温电池107给执行器108供电，执行器108触发后，执行器108推杆收缩，此时滑动推套101在执行器108收缩拉力的作用下，与锥面导向体103发生相对位移，滑动推套101位移产生的推力作用在密封环102左侧端面，密封环102产生向右侧移动的力，密封环102保持与锥面导向体103的锥面接触，密封环102逐渐撑开，直至密封环102外径大于滑动推套101的外径且大于锥面导向体103的最大外径。

优选的，为避免因泵送速度过快导致的密封环102还未扩张至自身所要达到的目标外径时，就通过了目标开启的滑套，从而密封环102卡定失败导致目标滑套开启失败。所述密封环102图8所示左端开有周向均布的卸荷槽102a，为不完整环状结构Ⅰ，密封环102沿锥面导向体103向右移动时，因卸荷槽102a的存在，扩张所需推力远小于自身的其他部分，即完整的环状结构Ⅰ，因此可以实现快速扩张，与滑套卡定，避免因未及时扩张直接通过滑套。

优选的，所述系统还包括可溶球109，智能钥匙标签具有返排通道，即滑动推套101与封堵104的轴线处连通，可溶球109设置在返排通道的左端，起到封堵返排通道的左部，以实现单向阀的作用，满足泵送和压裂过程中左侧来压时的密封；同时满足压裂施工结束后，返排过程中右侧来压时的返排通道开启。此种结构可实现可溶球109在智能钥匙标签内的浮动状态，泵送或压裂过程时，可溶球109能紧密贴合智能钥匙标签中心通道的左部，实现井口至井下方向的单向密封；当压裂施工结束后，进行地层压裂液返排时，可溶球109在地层压力作用下，不再封堵智能钥匙标签的中心通道，形成井下至井口的单向连通，在无需任何工艺干预下，即可实现压裂与返排的自由切换。

优选的，如图6所示，滑动推套101的左端设有倒角面101a，使得可溶球109左侧来压时总能通过倒角面101a的引导封堵在反排通道的左部。

其中，末端滑套包括壳体部分Ⅰ：上套管连接体201、磁铁Ⅰ202、过渡壳体Ⅰ203、滑套主壳体Ⅰ204、滑动阀Ⅰ205、下套管连接体206、卡定销Ⅰ207、剪断销Ⅰ208和喷砂口Ⅰ209；壳体部分Ⅰ内部具有阀体部分Ⅰ：

具体的，如图9所示，末端滑套各段通过螺纹连接，上套管连接体201安装在过渡壳体Ⅰ203的左端，过渡壳体Ⅰ203内部靠近上套管连接体201的一侧设有环槽Ⅰ，磁铁Ⅰ202固接在所述环槽Ⅰ内，滑套主壳体Ⅰ204安装在过渡壳体Ⅰ203的右端，下套管连接体206安装在滑套主壳体Ⅰ204的右部，滑动阀Ⅰ205内壁的右侧设有向内部延伸的凸起，所述凸起用于卡定智能钥匙标签中扩张的密封环102，滑动阀Ⅰ205安装在滑套主壳体Ⅰ204的内部，卡定销Ⅰ207安装在滑套主壳体Ⅰ204上，喷砂口Ⅰ209和剪断销Ⅰ208均设置在滑套主壳体Ⅰ204上，剪断销Ⅰ208位于喷砂口Ⅰ209的右侧，滑动阀Ⅰ205的外壁面上设有供卡定销Ⅰ207卡入的槽结构即外径滑槽Ⅰ，滑动阀Ⅰ205上设有供剪断销Ⅰ208卡定的安装孔Ⅰ；滑动阀Ⅰ205初始封挡住滑套主壳体Ⅰ204上均布的喷砂口Ⅰ209，实现喷砂口Ⅰ209的关闭，即末端滑套的关闭，此时滑动阀Ⅰ205通过剪断销Ⅰ208固定。卡定销Ⅰ207用于喷砂口Ⅰ209开启后，即末端滑套开启后来固定滑动阀Ⅰ205，防止末端滑套再次关闭。

进一步的，如图10和11所示，为使末端滑套与智能钥匙标签之间的卡定更为牢固，滑动阀Ⅰ205凸起左端为周向分布的锯齿状结构，包括左端的锯齿尖点205a和向右延伸的锯齿侧面Ⅰ205b；

优选的，所述滑动阀Ⅰ205内壁齿状凸起结构，优选为带有尖点205a的且为斜面齿形的锯齿状结构，用于与智能钥匙标签密封环102胀开后的卡定及密封，锯齿状结构的尖点205a最先与密封环102端面接触，尖点产生的压强大于密封环材料屈服强度，因此尖点205a会挤入密封环102的端面外部，即密封环102的端面与滑动阀Ⅰ205内壁之间，在密封环上造成与锯齿状轮廓相同的三角形凹槽，伴随刺入加深，锯齿状结构的侧面Ⅰ205b与密封环102接触面积逐渐增大，直至密封环102与锯齿状结构挤入到位，完成卡定与挤压密封。

优选的，凸起的锯齿为等腰三角形且任意两个相邻的等腰三角形之间具有间隔，以产生左部带有平面的肩部，增加密封环102在泵送压力方向上与凸起卡合的牢固程度。

其中，多簇滑套的结构与末端滑套的结构相似，包括壳体部分Ⅱ和阀体部分Ⅱ，优选的，壳体部分Ⅱ可以是一体或分段结构，壳体部分Ⅱ内壁上设有环状的槽，阀体部分Ⅱ内存在卡定结构，以对智能钥匙标签进行卡定，卡定结构可以进入环状的槽内后实现取消对智能钥匙标签的卡定，多簇滑套存在两个实施例：

实施例一：

该实施例中，如图12所示，具体的，壳体部分Ⅱ即上接头Ⅰ301a、磁铁Ⅱ302a、过渡壳体Ⅱ303a、滑套主壳体Ⅱ304a、下接头Ⅰ306a、卡定销Ⅱ307a、剪断销Ⅱ308a、喷砂口Ⅱ309a；与末端滑套不同之处包括还设有环向槽Ⅰ310a；阀体部分Ⅱ包括可扩张滑动阀305a；

具体的，上接头Ⅰ301a安装在过渡壳体Ⅱ303a的左端，过渡壳体Ⅱ303a内部靠近上接头Ⅰ301a的一侧设有环槽Ⅱ，磁铁Ⅱ302a固接在所述环槽Ⅱ内，滑套主壳体Ⅱ304a安装在过渡壳体Ⅱ303a的右端，下接头Ⅰ306a安装在过渡壳体Ⅱ303a的右部，可扩张滑动阀305a右端设有周向均匀分布的轴向槽，轴向槽的右端不封闭形成开口，以通过间隔分布的轴向槽形成一个不完整的环状结构Ⅱ，该不完整的环状结构Ⅱ为卡定结构，滑套主壳体Ⅱ304a的内部右侧设有环向槽Ⅰ310a，可扩张滑动阀305a安装在滑套主壳体Ⅱ304a的内部，卡定销Ⅱ307a安装在滑套主壳体Ⅱ304a上，可扩张滑动阀305a的外壁面上设有供卡定销Ⅱ307a卡入的外径滑槽Ⅱ，可扩张滑动阀305a外壁上设有供剪断销Ⅱ308a卡定的安装孔Ⅱ，剪断销Ⅱ308a和喷砂口Ⅱ309a均设置在滑套主壳体Ⅱ304a上，剪断销Ⅱ308a位于喷砂口Ⅱ309a的右侧，此时可扩张滑动阀305a封闭喷砂口Ⅱ309a，实现喷砂口Ⅱ309a的关闭，此时可扩张滑动阀305a通过剪断销Ⅱ308a固定。卡定销Ⅱ307a用于喷砂口Ⅱ309a开启后，即多簇滑套开启后来固定可扩张滑动阀305a，防止多簇滑套再次关闭；

继续说明的，滑套主壳体Ⅱ304a上的环状的槽为环向槽Ⅰ310a，供可扩张滑动阀305a不完整的环状结构Ⅱ到达环向槽Ⅰ310a时，使不完整的环状结构Ⅱ向外扩张。进一步的说明的，当多簇滑套为初始时，是关闭状态的，此时可扩张滑动阀305a处于滑套主壳体Ⅱ304a无环向槽Ⅰ310a位置，因此无法扩张，当智能钥匙标签推动可扩张滑动阀305a右移至滑套开启状态时，可扩张滑动阀305a的不完整的环状结构Ⅱ处于滑套主壳体Ⅱ304a的环向槽Ⅰ310a位置，智能钥匙标签在泵送作用下扩张可扩张滑动阀305a的不完整的环状结构Ⅱ，不完整的环状结构Ⅱ扩张至环向槽Ⅰ310a内，智能钥匙标签从多簇滑套内部通过，进入并开启下一级多簇滑套，直至卡定封堵在末端滑套内部。

实施例二：

该实施例中的多簇滑套，如图13至图17所示，与实施例一中的多簇滑套区别在于过渡壳体Ⅱ303a和滑套主壳体Ⅱ304a替换成了一体结构的滑套主壳体Ⅲ303b，不完整的环状结构Ⅱ取消，增加了传动销307b，以及磁铁Ⅱ302a的安装位置不同；

该实施例的多簇滑套的壳体部分Ⅱ包括上接头Ⅱ301b、磁铁Ⅲ302b、滑套主壳体Ⅲ303b、剪断销Ⅲ305b、卡定销Ⅲ306b、下接头Ⅱ308b、喷砂口Ⅲ309b和作为所述环状的槽的环向槽Ⅱ310b；阀体部分Ⅱ包括滑动阀Ⅱ304b和传动销307b；

具体的，上接头Ⅱ301b安装在滑套主壳体Ⅲ303b的左部，上接头Ⅱ301b内部右侧设有环槽Ⅲ，磁铁Ⅲ302b固接在所述环槽Ⅲ内，下接头Ⅱ308b安装在滑套主壳体Ⅲ303b的右部，滑动阀Ⅱ304b安装在滑套主壳体Ⅲ303b内，剪断销Ⅲ305b安装在滑套主壳体Ⅲ303b外壁，滑动阀Ⅱ304b外壁设有安装孔Ⅲ，所述安装孔Ⅲ用于剪断销Ⅲ305b的插入，实现滑动阀Ⅱ304b的初始位置固定，周向分布的喷砂口Ⅲ309b设置在滑套主壳体Ⅲ303b上靠近上接头Ⅱ301b的一侧，卡定销Ⅲ306b安装在滑套主壳体Ⅲ303b上，滑动阀Ⅱ304b的外壁上设有外径环槽Ⅲ，使得喷砂口Ⅲ309b开启后，卡定销Ⅲ306b卡入外径环槽Ⅲ以固定滑动阀Ⅱ304b，防止多簇滑套再次关闭，环向槽Ⅱ310b设置在滑套主壳体Ⅲ303b内壁的右侧；

进一步描述的，多簇滑套初始状态时，滑动阀Ⅱ304b封堵喷砂口Ⅲ309b，多簇滑套处于关闭状态，剪断销Ⅲ305b插入滑动阀Ⅱ304b安装孔Ⅲ内，传动销307b为球头凸起的圆柱机构，即内端为球状结构，该球头凸起的圆柱机构为卡定结构，安装在滑动阀Ⅱ304b内部，球状结构内端位于滑动阀Ⅱ304b内壁面的内侧，即球状结构内端伸出于滑动阀Ⅱ304b内壁面，此时滑动阀Ⅱ304b内通道尺寸满足处于初始状态的智能钥匙标签通过，即当前多簇滑套为非目标开启滑套时，智能钥匙标签可正常通过，行进至下一段。传动销307b在保证多簇滑套开启前的可靠卡定，以及多簇滑套开启后的允许智能钥匙标签通过性的同时，还有效避免了前期水泥固井环节时，因水泥固结在多簇滑套内壁导致的常规方式标签或投球无法通过当前多簇滑套的风险。

进一步描述的，当智能钥匙标签检测到当前多簇滑套为目标开启滑套时，智能钥匙标签触发，密封环102扩张。密封环102扩张后的智能钥匙标签外径大于滑动阀Ⅱ304b内环向均布的传动销307b形成的通过直径，从而智能钥匙标签卡定在滑动阀Ⅱ304b内，伴随地面泵车加压，剪断销Ⅲ305b断裂，智能钥匙标签推动滑动阀Ⅱ304b右移，漏出喷砂口Ⅲ309b，实现滑套开启。

当滑动阀Ⅱ304b开启到位后，传动销307b位置与滑套主壳体Ⅲ303b内壁的环向槽Ⅱ310b重合，智能钥匙标签在泵压作用下，持续向右侧行进，此时传动销307b外端失去滑套主壳体Ⅲ303b内壁限位，缩入环向槽Ⅱ310b内，滑套内通径大于智能钥匙标签密封环102扩张后的外径，智能钥匙标签从当前多簇滑套脱离，进入下一多簇滑套，以此类推，将末端滑套之前的所有多簇滑套依次开启，直至最后卡定在末端滑套截止。

其中，传动销307b的数量设置多个且为球状的目的在于，若其中一个传动销307b失效无法缩入环向槽Ⅱ310b时，不会导致智能钥匙标签卡死。这是由于在泵送增压的过程中，因个别损坏的传动销307b与智能钥匙标签的接触面积较小且为弧面，那么，智能钥匙标签可以通过硬挤的方式通过该损坏的传动销307b，避免智能钥匙标签卡死在滑动阀Ⅱ304b内；传动销307b的数量优选为至少4至8个。

进一步描述的，无法回缩的传动销307b可能导致密封环102表面刮伤，以产生的沟痕导致智能钥匙标签在末端滑套卡定时，沟痕影响密封效果。因此，优选的，末端滑套中凸起上的等腰三角形的锯齿根部宽度需要大于多簇滑套传动销307b球头直径，即智能钥匙标签密封环102在开启前序多个多簇滑套时，密封环102表面因传动销307b划伤产生的沟槽宽度小于末端滑套锯齿结构上三角形底边边长，锯齿侧面Ⅰ205b可以封挡密封环102损伤的沟槽的边端，保证密封可靠性，传动销307b的大小和间距应当与锯齿结构对应，该对应是指满足尖点205a可以对传动销307b在密封环102上产生的沟槽起到引导限位的效果，保障锯齿侧面Ⅰ205b能够挤入沟槽。从而实现智能钥匙标签在开启多个多簇滑套后，即便密封环结构有所损伤，也能可靠的卡定并封堵住末端滑套中心通道，保证压裂施工顺利进行。

上述系统的实施方法，如图2至4所示，为不同段滑套开启后状态的示意，其中每个压裂段对应放置若干多簇滑套，在压裂段末端放置一个末端滑套。当需要压裂施工时，采用从下至上，即从首段至末段的逐段压裂方式，如图2所示，通过井口投放一支智能钥匙标签，泵送至目标压裂段后，智能钥匙标签将本段各多簇滑套与末端滑套逐个开启，最终封堵在末端滑套内，此时完成当前段全部滑套的开启，可进入后续压裂施工作业。以此类推，每控制一个目标压裂段的滑套开启时，都对应从井口投入一支智能钥匙标签，直至所有压裂段施工作业完成。

进一步描述的，其中智能钥匙标签入井后，通过内置位置检测传感器105持续检测滑套内的磁铁，例如磁铁Ⅰ、磁铁Ⅱ或磁铁Ⅲ，每检测到一个磁铁后，计数增加1，直至检测到地面预设的目标开启段滑套数，开始执行卡定坐封动作。

结合图9和图18所示，密封环102处于扩张状态下，伴随泵送继续前进，直至与末端滑套滑动阀Ⅰ205内孔的凸起接触卡定，此时在泵车压力作用下，智能钥匙标签左侧压力逐渐升高，标签两侧的压差产生的推力作用在滑动阀Ⅰ205上，当达到剪断销Ⅰ208剪切力后，剪断销Ⅰ208断裂，滑动阀Ⅰ205在标签推动下，向右移动，即开启末端滑套。

结合图9和图20所示，伴随井口泵车加压，滑动阀Ⅰ205持续右移，直至开启到位，此时卡定销207在弹簧作用下，卡入滑动阀Ⅰ205的外径环槽Ⅰ内，实现滑套开启后的锁定，避免滑动阀Ⅰ205复位使滑套关闭。多簇滑套的开启与末端滑套的开启原理一致，例如滑套中阀、卡定销、剪断销和喷砂口的使用，滑套即多簇滑套与末端滑套均开启完成后，泵车持续加压，开始压裂施工，直至当前段压裂作业完成。

当全井各段压裂施工结束后，在井下介质的作用下，智能钥匙标签采用镁铝合金等可溶材料，在含盐溶液的压裂液浸泡下，在一定时间内可全部溶解，滑套恢复内通径，实施过程结束。

Claims (10)

1.一种智能钥匙标签，其特征在于，包括滑动推套（101），通过执行器（108）与滑动推套（101）连接的锥面导向体（103），安装在滑动推套（101）右端的密封环（102），密封环（102）的内端面与锥面导向体（103）的外端面贴合，执行器（108）通过螺纹与滑动推套（101）连接，连接在锥面导向体（103）内部右端的封堵（104），锥面导向体（103）、封堵（104）和执行器（108）形成密封的腔体，所述腔体内安装有通过导线相连的位置检测传感器（105）、控制电路板（106）和高温电池（107），执行器（108）能够带动滑动推套（101）与锥面导向体（103）发生相对位移，滑动推套（101）带动密封环（102）相对锥面导向体（103）移动，以实现密封环（102）的扩张；

滑动推套（101）左部具有返排通道，返排通道的左端设有可溶球（109），可溶球（109）能够封堵返排通道的左部。

2.根据权利要求1所述的智能钥匙标签，所述密封环（102）外径最小时不大于智能钥匙标签总体外径。

3.根据权利要求1所述的智能钥匙标签，所述滑动推套（101）的左端设有衔接所述返排通道的倒角面。

4.采用权利要求1所述的智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统，其特征在于，包括在每个压裂段对应放置的至少一个多簇滑套，以及在压裂段末端放置一个末端滑套，以及通过泵送至目标压裂段的一支智能钥匙标签。

5.根据权利要求4所述的分段多簇压裂智能滑套系统，所述多簇滑套包括内设磁场Ⅰ的壳体部分Ⅰ，壳体部分Ⅰ内部具有阀体部分Ⅰ，以及设置在壳体部分Ⅰ内壁上的环状的槽，所述壳体部分Ⅰ为一体成型或分段结构，位置检测传感器（105）能够对磁场Ⅰ进行磁场检测；

所述阀体部分Ⅰ上设有用于卡定密封环（102）的卡定结构，所述卡定结构包括能够突出于阀体部分Ⅰ内壁的突出结构，所述卡定结构能够进入所述环状的槽，以使所述突出结构脱离阀体内壁的内侧。

6.根据权利要求5所述的分段多簇压裂智能滑套系统，所述卡定结构包括在阀体部分Ⅰ右端设置的周向均匀分布的轴向槽，轴向槽的右端导通形成开口，以通过间隔分布的轴向槽形成一个不完整的环状结构，以及在阀体部分Ⅰ的右端内壁上设有内径由左至右增加的斜面作为所述突出结构，所述突出结构用于卡定密封环（102），当突出结构张开至环状的槽内，密封环（102）能够通过所述突出结构。

7.根据权利要求5所述的分段多簇压裂智能滑套系统，所述卡定结构为传动销（307b），所述传动销（307b）为球头凸起的圆柱机构。

8.根据权利要求7所述的分段多簇压裂智能滑套系统，所述传动销（307b）周向均布的设有多个。

9.根据权利要求7或8所述的分段多簇压裂智能滑套系统，所述末端滑套包括内设磁场Ⅱ的壳体部分Ⅱ，所述位置检测传感器（105）能够对磁场Ⅱ进行磁场检测；

壳体部分Ⅱ内部具有阀体部分Ⅱ，所述阀体部分Ⅱ右侧设有与密封环（102）卡定的凸起，所述凸起左部为周向分布的齿状结构。

10.采用权利要求9所述的分段多簇压裂智能滑套系统的实施方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、采用从首段至末段的逐段压裂方式，通过井口投放一支智能钥匙标签，泵送至目标压裂段；

步骤二、智能钥匙标签将当前压裂段各多簇滑套逐个开启，最终封堵在末端滑套内，此时完成当前压裂段全部多簇滑套和末端滑套的开启；

步骤三、重复所述步骤一和步骤二，直至所有压裂段施工作业完成。

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