CN202745848U - 液压式压裂滑套开关工具 - Google Patents

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张丽娟
赵振峰
桂捷
胡开斌
刘江波
任国富
王治国
冯长青
张文星
刘汉斌
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China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种液压式压裂滑套开关工具，是为与压裂滑套配套使用、实现油气田多级分层压裂改造的目的而设计的，主要包括设有上、下凸肩、中心孔和径向进液孔的芯轴、连接在芯轴上的上、下接头、上、下限位套、上、下压套、套接在芯轴上、下凸肩之间的捞片、设在接头和压套间的弹簧及捞片弹簧等。本实用新型能依次打开压裂滑套并关闭，无需射孔，实现压裂与生产一体化。若在生产期间采用电缆射孔、机械封隔器封隔及投球打滑套的压裂改造方式，可将钢球与球座钻磨掉，利用本工具实现可控性开采、单层测试求产和找堵水。本实用新型与压裂滑套配套使用，能满足油气田多层分层改造、选择性开采及单层井口测试和找堵水的技术需求。

Description

液压式压裂滑套开关工具
技术领域
本实用新型涉及一种液压式压裂滑套开关工具，属于油气田压裂改造技术领域。
背景技术
目前，国内油气田套管井多段压裂改造方式主要有两大类，一是电缆射孔与机械封隔器层间封隔，通过依次投球，打开压裂滑套，实现多级压裂改造；二是通过水力射孔与水力射流效应层间封隔，实现多级改造。然而，这些一体化压裂与生产工艺均不能满足油气井选择性开采和后期测试的需求，要设置专门的测试工具才能实现可控性开采。
为进行选择性开采和单层测试求产，开发了一种液压式压裂滑套开关工具，配合压裂滑套实现压裂与生产一体化，生产后期关闭某一级滑套，实现选择性开采。另一种是油井找水、堵水的开关装置，与井下工具配套使用。还有一种是不压井作业井下滑套开关器，具有下井使用成功率高的特点，性能可靠，无环境污染。然而这些技术的共同缺陷是不能进行压裂改造施工、可控性开采以及后期测试，无法满足目前油气田的发展需求。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种液压式压裂滑套开关工具，其能满足油气田多层分层改造、选择性开采、单层井口测试和找堵水的技术需求。
本实用新型的具体技术方案如下：
设有中心孔的芯轴外壁对称设有上、下凸肩，上凸肩上方和下凸肩下方均设有径向进液孔，上、下凸肩圆周面均设有密封圈。芯轴上端连接上接头，以下依次凸台扣接上限位套、凸肩扣接上压套、套接捞片、凸肩扣接下压套及凸台扣接下限位套，芯轴下端连接下接头。
上限位套外部套接固定在上接头和上压套之间的上弹簧，下限位套外部套接固定在下接头和下压套之间的下弹簧。上压套设有下端内锥面，下压套设有上端内锥面。
捞片套接在芯轴上、下凸肩之间，两端为与上压套和下压套内锥面匹配贴合的外锥体。捞片内壁径向盲孔内设有捞片弹簧，捞片外壁中部设有径向凹槽，凹槽上端面为斜面，下端面为直面。
本实用新型能依次打开和关闭压裂滑套，无需射孔，实现压裂与生产一体化。根据生产期间的地层情况，可关闭某压裂滑套，进行选择性开采，也可打开某一级滑套，关闭其他所有压裂滑套，实现单层的井口测试求产和找堵水。若在生产期间采用电缆射孔、机械封隔器封隔及投球打滑套的压裂改造方式，可将钢球与球座钻磨掉，利用压裂滑套开关工具实现可控性开采、单层测试求产和找堵水。本实用新型与压裂滑套配套使用，能满足油气田多层分层改造、选择性开采及单层井口测试和找堵水的技术需求。
附图说明
图1为液压式压裂滑套开关工具结构示意图。
图2为滑套结构示意图。
具体实施方式
参照图1和2对本实用新型的实施例进一步说明：
实施例：
本实用新型液压式压裂滑套开关工具最大外径90mm，长738mm，设有中心孔的芯轴2外壁对称设有上、下凸肩，上凸肩上方和下凸肩下方均设有￠4mm的径向进液孔5，凸肩圆周面均设有密封圈6。芯轴2上端连接上接头1，以下依次凸台扣接上限位套3、凸肩扣接上压套7、套接捞片8、凸肩扣接下压套10及凸台扣接下限位套11，芯轴2下端连接下接头13。
圆筒形上限位套3和下限位套11尺寸均为内径34mm、外径38mm和长61mm，上弹簧4和下弹簧12尺寸均为直径8mm、中径56mm和自由高度85mm。上限位套3外部套接固定在上接头1与上压套7之间的上弹簧4，下限位套11外部套接固定在下接头13和下压套10之间的下弹簧12，弹簧初始状态均为自由伸长状态。上压套7上端面为直端面，下端面为与水平面夹角为20°的内锥面，下压套10上端面为与水平面夹角20°的内锥面，下端面为直端面。
长250mm、厚22mm的捞片8套接在芯轴2上、下凸肩之间，两端为与上压套7和下压套10内锥面匹配贴合的外锥体。捞片8内壁￠25mm、深22mm的径向盲孔内设有直径2mm、中径22mm和自由高度30mm的捞片弹簧9，捞片8外壁中部设有长60mm、深6mm的径向凹槽，凹槽上端面为与水平夹角30°的斜面，下端面为直面。
本开关工具需要打开压裂滑套14时，将开关工具上、下两端颠倒与油管连接，一起下入井中。油管内打压，芯轴2中心孔内高压液体从径向进液孔5进入，推动上压套7沿芯轴2上移，推动下压套10沿芯轴2下移，压缩上弹簧4至上限位套3，压缩下弹簧12至下限位套11，为捞片8让出空间。此时，捞片8在捞片弹簧9作用下径向外伸6.5mm，直至捞片8外壁径向凹槽的直端面与滑套芯子预留槽直端面16扣紧。继续下放管柱，使滑套芯子15下移，直至压裂端口17露出，沟通油气层，从而进行压裂改造。
本开关工具需要关闭压裂滑套14时，将开关工具与油管连接一同下入井中，油管内打压，芯轴2中心孔内高压液体从径向进液孔5进入，推动上、下压套7和10向两侧移动至限位套，为捞片8让出空间。此时，捞片8在弹簧力作用下径向外伸，直至捞片8外壁径向凹槽的直端面与滑套芯子预留槽直端面16扣紧。继续上提开关工具，直至滑套芯子15到位，关闭压裂端口17，油管内卸压，弹簧复位，上压套7沿芯轴2下移，下压套10沿芯轴2上移，捞片8外锥体受到压套内锥面的径向推力，压缩捞片弹簧9，收回捞片8，开关工具丢手。
本实用新型为降低施工风险，设计了开关工具强制丢手功能，即滑套芯子15到位且关闭压裂端口后，向上提拉开关工具，遇到滑套本体的小径，在摩擦力作用下，捞片8斜面受到径向推力，压缩弹簧9，收回捞片8，实现开关工具强制丢手。

Claims (1)

1.一种液压式压裂滑套开关工具，其特征在于：
设有中心孔的芯轴(2)外壁对称设有上、下凸肩，上凸肩上方和下凸肩下方均设有径向进液孔(5)，上、下凸肩圆周面均设有密封圈(6)；芯轴(2)上端连接上接头(1)，以下依次凸台扣接上限位套(3)、凸肩扣接上压套(7)、套接捞片(8)、凸肩扣接下压套(10)及凸台扣接下限位套(11)，芯轴(2)下端连接下接头(13)；
上限位套(3)外部套接固定在上接头(1)和上压套(7)之间的上弹簧(4)，下限位套(11)外部套接固定在下接头(13)和下压套(10)之间的下弹簧(12)；上压套(7)设有下端内锥面，下压套(10)设有上端内锥面；
捞片(8)套接在芯轴(2)上、下凸肩之间，两端为与上压套(7)和下压套(10)内锥面匹配贴合的外锥体；捞片(8)内壁径向盲孔内设有捞片弹簧(9)，捞片(8)外壁中部设有径向凹槽，凹槽上端面为斜面，下端面为直面。
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