CN115853466A - 一种可重复开关的全通径无限级压裂滑套 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可重复开关的全通径无限级压裂滑套，包括上接头、压裂套、滑套、钥匙棒、滑套接头、复位弹簧、下接头、限位滑块、固定环；所述滑套接头内壁设有弹片，所述压裂套套设在滑套上，所述固定环放置于下接头的内台阶上，所述上接头、压裂套、下接头从上到下依次连接；所述复位弹簧上下两端分别套设在滑套接头下端、固定环上端；所述钥匙棒安装在滑套、滑套接头内。本发明可实现无限级压裂，单次下入工具串时可压裂更多的区域；为了达到更好的地层压裂效果，可通过越级压裂先压软地层再压硬地层；滑套在压裂完成后可自动关闭，避免井筒过早见水、见气，防止产能降低；若某一级压裂效果不理想，可重复开关滑套再次进行压裂。

Description

一种可重复开关的全通径无限级压裂滑套

技术领域

本发明涉及一种可重复开关的全通径无限级压裂滑套，属于石油天然气开采领域。

背景技术

封隔器配合滑套多级分层压裂技术是开采非常规油气资源的重要手段，根据油藏储层开发的需要，使用封隔器将水平井段分隔成若干段，通过投球打开滑套，将管柱内的压裂液泵入岩层中，使岩层中压裂出缝隙，从而开采岩层之中的油气资源。压裂施工时水平井段最趾端滑套为通过憋压打开的压力开启式滑套，其它剩余的滑套则通过从地面投球而打开，从水平井段最趾端的第二级开始，逐级投球，进行有针对性的压裂施工。

而常规多级压裂投球滑套是由小到大依次进行投球，每次投球可打开1个滑套进行压裂施工，但是存在以下的缺点：

1、由于管柱内径的限制，球的大小不能超过管柱内径，所投球的数量(压裂的级数)也会受到限制；

2、因为球只能从小到大依次投入，因此，压裂时也只能从最趾端依次向前压裂，不能越级压裂；

3、现有技术在压裂作业完成后滑套一直保持打开状态，导致水平井在开采中容易出现井筒过早见水、见气等情况，会使产能降低；

4、现有投球滑套只能打开一次进行压裂，不能重复开关。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种可重复开关的全通径无限级压裂滑套，本发明可实现无限级压裂，单次下入工具串时可压裂更多的区域；为了达到更好的地层压裂效果，可通过越级压裂先压软地层再压硬地层；滑套在压裂完成后可自动关闭，避免井筒过早见水、见气，防止产能降低；若某一级压裂效果不理想，可重复开关滑套再次进行压裂。

本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种可重复开关的全通径无限级压裂滑套，包括上接头、压裂套、滑套、钥匙棒、滑套接头、复位弹簧、下接头、限位滑块、固定环；所述压裂套上端径向设有与内腔相通的压裂孔；所述滑套接头内壁设有弹片，且下端内壁为内圆锥形；所述限位滑块的上端内外壁分别为内圆锥形、外圆锥形；

所述限位滑块径向滑动安装在固定环的上端面上；所述滑套接头上端安装在滑套下端内，所述压裂套套设在滑套上，所述固定环放置于下接头的内台阶上，所述上接头、压裂套、下接头从上到下依次连接；所述复位弹簧上下两端分别套设在滑套接头下端、固定环上端；

所述滑套径向设有通孔，所述通孔内设有锁芯，所述压裂套内壁上设有与通孔连通的盲孔，所述盲孔内设有锁芯弹簧，所述钥匙棒下端面为外圆锥形，同时下端外壁上设与弹片配合的下台阶，上端外壁上设有与锁芯配合的上台阶；所述钥匙棒安装在滑套、滑套接头内，所述锁芯包括左半部分和右半部分，其中左半部分位于滑套内，右半部分位于压裂套内并与复位弹簧接触。

进一步的技术方案是，所述滑套与压裂套为间隙配合，所述固定环与下接头也为间隙配合。

进一步的技术方案是，所述滑套接头与滑套螺纹连接，所述上接头、压裂套、下接头依次螺纹连接。

进一步的技术方案是，所述弹片焊接在滑套接头内壁上。

进一步的技术方案是，所述弹片的个数为三个，沿周向均布在滑套接头内壁上。

进一步的技术方案是，所述限位滑块与固定环为燕尾槽连接。

进一步的技术方案是，所述限位滑块的个数为三个，沿周向均布在固定环上端面上。

进一步的技术方案是，所述滑套上端外壁上设有密封圈。

进一步的技术方案是，所述通孔、盲孔、复位弹簧、锁芯的个数均为两个，其中两个锁芯的长短不同。

进一步的技术方案是，所述通孔、盲孔、复位弹簧、锁芯的个数均为六个，其中两个轴向分布形成一组，三组沿周向均布。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明为全通径的投棒滑套，钥匙棒的直径不受管径的限制，可实现无限级压裂。

2、本发明的滑套打开顺序不受限制，可实现越级压裂。

3、本发明的滑套在压裂完成后可自动关闭，避免出现井筒过早见水、见气等情况。

4、本发明的投球滑套可重复开关。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是投棒到达锁芯处，钥匙棒的台阶与锁芯配合的结构示意图；

图3是钥匙棒受到液力推动带动滑套向下运动，打开压裂孔，压缩复位弹簧，滑套接头内部斜面推动限位滑块向中聚拢的结构示意图；

图4是继续加压，使钥匙棒头部通过弹片，抵在限位滑块上，开始进行压裂的结构示意图；

图5是压裂完成，停泵，复位弹簧伸长使滑套和钥匙棒复位的结构示意图；

图6是稍加压，使钥匙棒尾部通过锁芯，钥匙棒头部将限位滑块撑开，进入下一级的结构示意图；

图7是钥匙棒与锁芯不配合的结构示意图；

图8是加压，使钥匙棒通过弹片的结构示意图；

图9是钥匙棒撑开限位滑块，直接进入下一级的结构示意图。

图中所示：1-上接头；2-压裂套；3-滑套；4-锁芯；5-锁芯弹簧；6-钥匙棒；7-弹片；8-滑套接头；9-复位弹簧；10-下接头；11-限位滑块；12-固定环。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

如图1所示，本发明的一种可重复开关的全通径无限级压裂滑套，包括上接头1、压裂套2、滑套3、钥匙棒6、滑套接头8、复位弹簧9、下接头10、限位滑块11、固定环12；所述压裂套2上端径向设有与内腔相通的压裂孔；所述滑套接头8内壁焊接有弹片7，且下端内壁为内圆锥形；所述限位滑块11的上端内外壁分别为内圆锥形、外圆锥形；钥匙棒6上端设有皮碗，其皮碗的直径与滑套的内径相同；

所述限位滑块11径向滑动安装在固定环12的上端面上；所述滑套接头8上端安装在滑套3下端内，所述压裂套2套设在滑套3上，所述固定环12放置于下接头10的内台阶上，所述上接头1、压裂套2、下接头10从上到下依次螺纹连接；所述复位弹簧9上下两端分别套设在滑套接头8下端、固定环12上端；

所述滑套3径向设有通孔，所述通孔内设有锁芯4，所述压裂套2内壁上设有与通孔连通的盲孔，所述盲孔内设有锁芯弹簧5，所述钥匙棒6下端面为外圆锥形，同时下端外壁上设与弹片7配合的下台阶，上端外壁上设有与锁芯4配合的上台阶；所述钥匙棒6安装在滑套3、滑套接头8内，所述锁芯4包括左半部分和右半部分，其中左半部分位于滑套3内，右半部分位于压裂套2内并与复位弹簧9接触。

在本实施例中，所述滑套3与压裂套2为间隙配合，所述固定环12与下接头10也为间隙配合。

在本实施例中，所述弹片7的个数为三个，沿周向均布在滑套接头8内壁上，所述限位滑块11的个数也为三个，沿周向均布在固定环12上端面上；同时所述通孔、盲孔、复位弹簧9、锁芯4的个数均为六个，其中两个轴向分布形成一组，三组沿周向均布；而一组中两个锁芯4的长短不同。

在本实施例中，限位滑块11在固定环12上进行径向来回移动，因此优选的实施方式是，所述限位滑块11与固定环12为燕尾槽连接；这样当滑套接头8的内圆锥形内壁压在固定环12的外圆锥形外壁上时，挤压滑套接头8向固定环12的中心移动，进而阻挡钥匙棒6的轴向移动；而当滑套接头8由复位弹簧9带动复位后，同时钥匙棒6因压力作用通过弹片7后，钥匙棒6的外圆锥形下端外壁与限位滑块11的内圆锥形内壁接触后并挤压限位滑块11，使得限位滑块11向固定环12的外圆周移动，进而使得钥匙棒6通过固定环12的中心。

如图1所示，为了提高滑套3与压裂套2之间的密封效果，因此优选的实施方式是，所述滑套3上端外壁上设有密封圈。

所述通孔、盲孔、复位弹簧9、锁芯4的个数均为六个，其中两个轴向分布形成一组，三组沿周向均布；而一组中两个锁芯4的长短不同。

在本实施例中，本发明全通径无限级压裂滑套是安装在两个封隔器之间的，其中上接头1上端与封隔器螺纹连接，下接头10下端与另一个封隔器螺纹连接。

然后在使用时，将钥匙棒6投入到本发明的全通径无限级压裂滑套内，当投入钥匙棒时，会出现钥匙棒与锁芯配合与不配合两种情况。

一、钥匙棒与锁芯配合；

如图2-6所示，钥匙棒6尾部的上台阶与锁芯4的长短配合，这种情况锁芯4的左半部分和右半部分分别处于滑套3和压裂套2的孔内，此时钥匙棒6头部的下台阶抵住弹片7，钥匙棒6尾部皮碗受到液体的推力带动滑套接头8和滑套3一起向下运动，压缩复位弹簧9。

当滑套接头8到达限位滑块11处时，滑套接头8的斜面推动三瓣式限位滑块11向中聚拢，此时压裂孔完全打开，然后加压，使钥匙棒6通过弹片7，抵在限位滑块11上，开始进行压裂。

压裂完成之后停泵，滑套3在复位弹簧9的推力作用下复位，此时球棒已经没有了弹片7的阻挡，只要稍加压就可以通过锁芯4，到达限位滑块11时沿着限位滑块内部斜面将限位滑块撑开，球棒进入下一级压裂。

二、钥匙棒与锁芯不配合；

如图7-9所示，钥匙棒6尾部的上台阶与锁芯4的长短不配合，锁芯4会处于滑套3和压裂套2之间，使得滑套3和压裂套2无法产生相对移动，压裂孔不能打开，此时直接憋压使钥匙棒6憋过弹片7，直接进入下一级，直到到达与其相配合的锁芯处才能进行压裂。

显然，本发明的上述实施例仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可重复开关的全通径无限级压裂滑套，其特征在于，包括上接头(1)、压裂套(2)、滑套(3)、钥匙棒(6)、滑套接头(8)、复位弹簧(9)、下接头(10)、限位滑块(11)、固定环(12)；所述压裂套(2)上端径向设有与内腔相通的压裂孔；所述滑套接头(8)内壁设有弹片(7)，且下端内壁为内圆锥形；所述限位滑块(11)的上端内外壁分别为内圆锥形、外圆锥形；

所述限位滑块(11)径向滑动安装在固定环(12)的上端面上；所述滑套接头(8)上端安装在滑套(3)下端内，所述压裂套(2)套设在滑套(3)上，所述固定环(12)放置于下接头(10)的内台阶上，所述上接头(1)、压裂套(2)、下接头(10)从上到下依次连接；所述复位弹簧(9)上下两端分别套设在滑套接头(8)下端、固定环(12)上端；

所述滑套(3)径向设有通孔，所述通孔内设有锁芯(4)，所述压裂套(2)内壁上设有与通孔连通的盲孔，所述盲孔内设有锁芯弹簧(5)，所述钥匙棒(6)下端面为外圆锥形，同时下端外壁上设与弹片(7)配合的下台阶，上端外壁上设有与锁芯(4)配合的上台阶；所述钥匙棒(6)安装在滑套(3)、滑套接头(8)内，所述锁芯(4)包括左半部分和右半部分，其中左半部分位于滑套(3)内，右半部分位于压裂套(2)内并与复位弹簧(9)接触。

2.根据权利要求1所述的一种可重复开关的全通径无限级压裂滑套，其特征在于，所述滑套(3)与压裂套(2)为间隙配合，所述固定环(12)与下接头(10)也为间隙配合。

3.根据权利要求1所述的一种可重复开关的全通径无限级压裂滑套，其特征在于，所述滑套接头(8)与滑套(3)螺纹连接，所述上接头(1)、压裂套(2)、下接头(10)依次螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种可重复开关的全通径无限级压裂滑套，其特征在于，所述弹片(7)焊接在滑套接头(8)内壁上。

5.根据权利要求4所述的一种可重复开关的全通径无限级压裂滑套，其特征在于，所述弹片(7)的个数为三个，沿周向均布在滑套接头(8)内壁上。

6.根据权利要求1所述的一种可重复开关的全通径无限级压裂滑套，其特征在于，所述限位滑块(11)与固定环(12)为燕尾槽连接。

7.根据权利要求6所述的一种可重复开关的全通径无限级压裂滑套，其特征在于，所述限位滑块(11)的个数为三个，沿周向均布在固定环(12)上端面上。

8.根据权利要求1所述的一种可重复开关的全通径无限级压裂滑套，其特征在于，所述滑套(3)上端外壁上设有密封圈。

9.根据权利要求1所述的一种可重复开关的全通径无限级压裂滑套，其特征在于，所述通孔、盲孔、复位弹簧(9)、锁芯(4)的个数均为两个，其中两个锁芯(4)的长短不同。

10.根据权利要求9所述的一种可重复开关的全通径无限级压裂滑套，其特征在于，所述通孔、盲孔、复位弹簧(9)、锁芯(4)的个数均为六个，其中两个轴向分布形成一组，三组沿周向均布。

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