CN202946112U - 压裂滑套开关装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油气田中压裂滑套的开关孔工具技术领域，是一种压裂滑套开关装置，其包括心轴、上接头、下接头、上限定装置、下限定装置和伸缩装置；心轴的内部有心轴腔，心轴的中部外侧有心轴外环台并使心轴的上部和下部分别形成上轴颈和下轴颈，上轴颈和下轴颈的外部分别固定安装有上接头和下接头，上接头和下接头的内腔分别与心轴腔相连通，上接头及心轴上部外侧安装有上限定装置，下接头及心轴下部外侧安装有下限定装置，心轴外环台中部有安装槽并安装有伸缩装置。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，安全可靠，可通过地面打压通过上滑套的上行和下滑套的下行实现压裂滑套的开启或关闭，从而保证井下多级开采工艺作业的有效实施。

Description

压裂滑套开关装置

技术领域

本实用新型涉及油气田中压裂滑套的开关孔工具技术领域，是一种压裂滑套开关装置。

背景技术

在钻完井过程中，利用多层分段压裂技术已成为提高油井产能的重要手段。多级分层压裂技术是利用专用的封隔器或裸眼封隔器将不同井段进行层间分隔，然后实施水力压裂。然而，处于开采手段的需要，特别是在进行分层开采作业中，须对不通层位进行分层开采。因此，需要对不进行开采的层位进行关闭作业，即将该层对应的压裂滑套实施关孔或开孔作业，从而保证分层开采作业的顺利进行。现有的压裂滑套开关孔工具操作复杂，并且无法实施多级开采工艺。

发明内容

本实用新型提供了一种压裂滑套开关装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有的压裂滑套开关孔工具操作复杂并且无法实施多级开采工艺的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种压裂滑套开关装置，包括心轴、上接头、下接头、上限定装置、下限定装置和伸缩装置；心轴的内部有心轴腔，心轴的中部外侧有心轴外环台并使心轴的上部和下部分别形成上轴颈和下轴颈，上轴颈和下轴颈的外部分别固定安装有上接头和下接头，上接头和下接头的内腔分别与心轴腔相连通，上接头及心轴上部外侧安装有上限定装置，下接头及心轴下部外侧安装有下限定装置，心轴外环台中部有安装槽并安装有伸缩装置，伸缩装置通过上限定装置和下限定装置压紧在安装槽内并能够因上限定装置上移和下限定装置下移而沿心轴径向伸出安装槽；上轴颈的外侧下部有与心轴腔相连通的上通孔，下轴颈的外侧下部有与心轴腔相连通的下通孔，上接头下端面、心轴外环台上端面及上限定装置之间形成与上通孔相通的上液压腔，下接头上端面、心轴外环台下端面及下限定装置之间形成与下通孔相通的下液压腔。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述上限定装置可包括上滑套和上弹簧，上接头的下部外壁有自上而下外径依次减小的第一上台阶和第二上台阶，上滑套的内径与第一上台阶的外径相配，上滑套的下部内壁上固定有内径与心轴外环台外径相配的上限位凸台，上限位凸台的上部内壁固定有内径与第二上台阶外径相配的上套密封环台，上套密封环台套装在第二上台阶上，上滑套的上端位于第一上台阶外侧，第二上台阶与上套密封环台和上滑套的上部内壁之间形成上环空，在上环空内安装有上弹簧；下限定装置包括下滑套和下弹簧，下接头的上部外壁有自下而上外径依次减小的第一下台阶和第二下台阶，下滑套的内径与第一下台阶的外径相配，下滑套的上部内壁上固定有内径与心轴外环台外径相配的下限位凸台，下限位凸台的下部内壁固定有内径与第二下台阶外径相配的下套密封环台，下套密封环台套装在第二下台阶上，下滑套的下端位于第一下台阶外侧，第二下台阶与下套密封环台和下滑套的下部内壁之间形成下环空，在下环空内安装有下弹簧；上滑套的下端与伸缩装置的上端相抵，下滑套的上端与伸缩装置的下端相抵。

上述伸缩装置可包括伸缩块和压缩弹簧；在心轴外环台的中部外壁上固定有安装凸台，安装槽位于安装凸台的外侧中部，上限位凸台的下端与安装凸台的上端相抵，上限位凸台、上套密封环台、上接头与心轴外环台之间形成能够与上通孔相通的上液压腔，下限位凸台的上端与安装凸台的下端相抵，下限位凸台、下套密封环台、下接头与心轴外环台之间形成能够与下通孔相通的下液压腔；伸缩块安装在安装槽内，伸缩块的上端外侧有上小下大的上锥面，伸缩块的下端外侧有上大下小的下锥面，上滑套的下端有与上锥面相配的上滑套锥面并通过上滑套锥面与伸缩块的上锥面相抵，下滑套的上端有与下锥面相配的下滑套锥面并通过下滑套锥面与伸缩块的下锥面相抵；伸缩块的内壁上有至少一个的压缩弹簧安装槽，安装槽的侧壁上有与压缩弹簧安装槽相配的固定槽，在压缩弹簧安装槽与固定槽内安装有压缩弹簧。

上述伸缩块的上部内壁和下部内壁上可分别有压缩弹簧安装槽，对应安装槽的上部侧壁和下部侧壁上分别有与压缩弹簧安装槽相配的固定槽，在上下两组压缩弹簧安装槽及固定槽内分别安装有压缩弹簧。

上述上接头与上轴颈的连接处可固定安装有密封圈，上套密封环台与第二上台阶之间可固定安装有密封圈，上限位凸台与心轴外环台之间可固定安装有密封圈，下限位凸台与心轴外环台之间可固定安装有密封圈，下套密封环台与第二下台阶之间可固定安装有密封圈，下接头与下轴颈的连接处可固定安装有密封圈。

上述上通孔上方的上轴颈外壁与上接头的下部内壁可通过螺纹固定安装在一起，下通孔下方的下轴颈外壁与下接头的上部内壁通过螺纹固定安装在一起。

上述上接头的上部可有内螺纹或外螺纹，下接头的下部可有内螺纹或外螺纹。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，安全可靠，可通过地面打压通过上滑套的上行和下滑套的下行实现压裂滑套的开启或关闭，从而保证井下多级开采工艺作业的有效实施。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的主视半剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为心轴，2为上接头，3为上轴颈，4为下接头，5为下轴颈，6为上通孔，7为下通孔，8为上液压腔，9为下液压腔，10为上滑套，11为上弹簧，12为第一上台阶，13为第二上台阶，14为上限位凸台，15为上套密封环台，16为上环空，17为下滑套，18为下弹簧，19为第一下台阶，20为第二下台阶，21为下限位凸台，22为下套密封环台，23为下环空，24为伸缩块，25为压缩弹簧，26为安装凸台，27为安装槽，28为压缩弹簧安装槽，29为固定槽，30为密封圈，31为心轴腔，32为心轴外环台。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1所示，该压裂滑套开关装置包括心轴1、上接头2、下接头4、上限定装置、下限定装置和伸缩装置；心轴1的内部有心轴腔31，心轴1的中部外侧有心轴外环台32并使心轴1的上部和下部分别形成上轴颈3和下轴颈5，上轴颈3和下轴颈5的外部分别固定安装有上接头2和下接头4，上接头2和下接头4的内腔分别与心轴腔31相连通，上接头2及心轴1上部外侧安装有上限定装置，下接头4及心轴1下部外侧安装有下限定装置，心轴外环台32中部有安装槽27并安装有伸缩装置，伸缩装置通过上限定装置和下限定装置压紧在安装槽27内并能够因上限定装置上移和下限定装置下移而沿心轴1径向伸出安装槽27；上轴颈3的外侧下部有与心轴腔31相连通的上通孔6，下轴颈5的外侧下部有与心轴腔31相连通的下通孔7，上接头2下端面、心轴外环台32上端面及上限定装置之间形成与上通孔6相通的上液压腔8，下接头4上端面、心轴外环台32下端面及下限定装置之间形成与下通孔7相通的下液压腔9。上限定装置能够因心轴腔31内压力液体驱动而上移，当无压力液体驱动时能够下移复位，下限定装置能够因心轴腔31内压力液体驱动而下移，当无压力液体驱动时能够上移复位，复位后的上限定装置和下限定装置能够将伸缩装置再次压回安装槽27；当需要关闭压裂滑套时，通过上滑动装置和下滑动装置的活动实现伸缩装置的外伸达到关闭压裂滑套的目的。

可根据实际需要，对上述压裂滑套开关装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，上限定装置包括上滑套10和上弹簧11，上接头2的下部外壁有自上而下外径依次减小的第一上台阶12和第二上台阶13，上滑套10的内径与第一上台阶12的外径相配，上滑套10的下部内壁上固定有内径与心轴外环台32外径相配的上限位凸台14，上限位凸台14的上部内壁固定有内径与第二上台阶13外径相配的上套密封环台15，上套密封环台15套装在第二上台阶13上，上滑套10的上端位于第一上台阶12外侧，第二上台阶13与上套密封环台15和上滑套10的上部内壁之间形成上环空16，在上环空16内安装有上弹簧11；下限定装置包括下滑套17和下弹簧18，下接头4的上部外壁有自下而上外径依次减小的第一下台阶19和第二下台阶20，下滑套17的内径与第一下台阶19的外径相配，下滑套17的上部内壁上固定有内径与心轴外环台32外径相配的下限位凸台21，下限位凸台21的下部内壁固定有内径与第二下台阶20外径相配的下套密封环台22，下套密封环台22套装在第二下台阶20上，下滑套17的下端位于第一下台阶19外侧，第二下台阶20与下套密封环台22和下滑套17的下部内壁之间形成下环空23，在下环空23内安装有下弹簧18；上滑套10的下端与伸缩装置的上端相抵，下滑套17的上端与伸缩装置的下端相抵。高压流体进入上液压腔8和下液压腔9后，在高压流体的作用下，上滑套10上行，下滑套17下行，伸缩装置外伸；当停止打压后，上滑套10在上弹簧11的作用下下行，下滑套17在下弹簧17的作用下上行，将使伸缩装置沿径向收缩。

如附图1所示，伸缩装置包括伸缩块24和压缩弹簧25；在心轴外环台32的中部外壁上固定有安装凸台26，安装槽27位于安装凸台26的外侧中部，上限位凸台14的下端与安装凸台26的上端相抵，上限位凸台14、上套密封环台15、上接头2与心轴外环台32之间形成能够与上通孔6相通的上液压腔8，下限位凸台21的上端与安装凸台26的下端相抵，下限位凸台21、下套密封环台22、下接头4与心轴外环台32之间形成能够与下通孔7相通的下液压腔9；伸缩块24安装在安装槽27内，伸缩块24的上端外侧有上小下大的上锥面，伸缩块24的下端外侧有上大下小的下锥面，上滑套10的下端有与上锥面相配的上滑套锥面并通过上滑套锥面与伸缩块24的上锥面相抵，下滑套17的上端有与下锥面相配的下滑套锥面并通过下滑套锥面与伸缩块24的下锥面相抵；伸缩块24的内壁上有至少一个的压缩弹簧安装槽28，安装槽27的侧壁上有与压缩弹簧安装槽28相配的固定槽29，在压缩弹簧安装槽28与固定槽29内安装有压缩弹簧25。在上滑套10上行、下滑套17下行时，压缩弹簧25能够保证使伸缩块24向外伸出安装槽27。

如附图1所示，伸缩块24的上部内壁和下部内壁上分别有压缩弹簧安装槽28，对应安装槽27的上部侧壁和下部侧壁上分别有与压缩弹簧安装槽28相配的固定槽29，在上下两组压缩弹簧安装槽28及固定槽29内分别安装有压缩弹簧25。

如附图1所示，上接头2与上轴颈3的连接处固定安装有密封圈30，上套密封环台15与第二上台阶13之间固定安装有密封圈30，上限位凸台14与心轴外环台32之间固定安装有密封圈30，下限位凸台21与心轴外环台32之间固定安装有密封圈30，下套密封环台22与第二下台阶20之间固定安装有密封圈30，下接头4与下轴颈5的连接处固定安装有密封圈30。密封圈30能够实现各部件之间的有效密封。

如附图1所示，上通孔6上方的上轴颈3外壁与上接头2的下部内壁通过螺纹固定安装在一起，下通孔7下方的下轴颈5外壁与下接头4的上部内壁通过螺纹固定安装在一起。

如附图1所示，上接头2的上部有内螺纹或外螺纹，下接头4的下部有内螺纹或外螺纹。螺纹连接方便安装与拆卸。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本实用新型最佳实施例的使用过程：当压裂完井作业完成后，即进入采油阶段，当需要对不同层位的油层实施分层开采时，或需要对某个层位的压裂滑套进行关闭时，本实用新型的下端连接球座机构，将本实用新型工具和球座机构下入该压裂滑套处，当需要实施该滑套的关闭作业时，通过地面投球打压，使投球坐在球座机构上，高压流体进入上液压腔8和下液压腔9，在高压流体的作用下，上滑套10上行，下滑套17下行，伸缩块24在压缩弹簧30的作用下沿径向伸出至压裂滑套内部，此时，通过地面上提作业，即可实现该处压裂滑套的关闭作业；当压裂滑套关闭后，地面停止打压作业，上滑套10在上弹簧11的作用下下行，下滑套17在下弹簧18的作用下上行，将使伸缩块24沿径向收缩，此时，通过地面上提作业，即可实现本实用新型的提钻作业。

Claims (10)

1.一种压裂滑套开关装置，其特征在于包括心轴、上接头、下接头、上限定装置、下限定装置和伸缩装置；心轴的内部有心轴腔，心轴的中部外侧有心轴外环台并使心轴的上部和下部分别形成上轴颈和下轴颈，上轴颈和下轴颈的外部分别固定安装有上接头和下接头，上接头和下接头的内腔分别与心轴腔相连通，上接头及心轴上部外侧安装有上限定装置，下接头及心轴下部外侧安装有下限定装置，心轴外环台中部有安装槽并安装有伸缩装置，伸缩装置通过上限定装置和下限定装置压紧在安装槽内并能够因上限定装置上移和下限定装置下移而沿心轴径向伸出安装槽；上轴颈的外侧下部有与心轴腔相连通的上通孔，下轴颈的外侧下部有与心轴腔相连通的下通孔，上接头下端面、心轴外环台上端面及上限定装置之间形成与上通孔相通的上液压腔，下接头上端面、心轴外环台下端面及下限定装置之间形成与下通孔相通的下液压腔。

2.根据权利要求1所述的压裂滑套开关装置，其特征在于上限定装置包括上滑套和上弹簧，上接头的下部外壁有自上而下外径依次减小的第一上台阶和第二上台阶，上滑套的内径与第一上台阶的外径相配，上滑套的下部内壁上固定有内径与心轴外环台外径相配的上限位凸台，上限位凸台的上部内壁固定有内径与第二上台阶外径相配的上套密封环台，上套密封环台套装在第二上台阶上，上滑套的上端位于第一上台阶外侧，第二上台阶与上套密封环台和上滑套的上部内壁之间形成上环空，在上环空内安装有上弹簧；下限定装置包括下滑套和下弹簧，下接头的上部外壁有自下而上外径依次减小的第一下台阶和第二下台阶，下滑套的内径与第一下台阶的外径相配，下滑套的上部内壁上固定有内径与心轴外环台外径相配的下限位凸台，下限位凸台的下部内壁固定有内径与第二下台阶外径相配的下套密封环台，下套密封环台套装在第二下台阶上，下滑套的下端位于第一下台阶外侧，第二下台阶与下套密封环台和下滑套的下部内壁之间形成下环空，在下环空内安装有下弹簧；上滑套的下端与伸缩装置的上端相抵，下滑套的上端与伸缩装置的下端相抵。

3.根据权利要求2所述的压裂滑套开关装置，其特征在于伸缩装置包括伸缩块和压缩弹簧；在心轴外环台的中部外壁上固定有安装凸台，安装槽位于安装凸台的外侧中部，上限位凸台的下端与安装凸台的上端相抵，上限位凸台、上套密封环台、上接头与心轴外环台之间形成能够与上通孔相通的上液压腔，下限位凸台的上端与安装凸台的下端相抵，下限位凸台、下套密封环台、下接头与心轴外环台之间形成能够与下通孔相通的下液压腔；伸缩块安装在安装槽内，伸缩块的上端外侧有上小下大的上锥面，伸缩块的下端外侧有上大下小的下锥面，上滑套的下端有与上锥面相配的上滑套锥面并通过上滑套锥面与伸缩块的上锥面相抵，下滑套的上端有与下锥面相配的下滑套锥面并通过下滑套锥面与伸缩块的下锥面相抵；伸缩块的内壁上有至少一个的压缩弹簧安装槽，安装槽的侧壁上有与压缩弹簧安装槽相配的固定槽，在压缩弹簧安装槽与固定槽内安装有压缩弹簧。

4.根据权利要求3所述的压裂滑套开关装置，其特征在于伸缩块的上部内壁和下部内壁上分别有压缩弹簧安装槽，对应安装槽的上部侧壁和下部侧壁上分别有与压缩弹簧安装槽相配的固定槽，在上下两组压缩弹簧安装槽及固定槽内分别安装有压缩弹簧。

5.根据权利要求2或3或4所述的压裂滑套开关装置，其特征在于上接头与上轴颈的连接处固定安装有密封圈，上套密封环台与第二上台阶之间固定安装有密封圈，上限位凸台与心轴外环台之间固定安装有密封圈，下限位凸台与心轴外环台之间固定安装有密封圈，下套密封环台与第二下台阶之间固定安装有密封圈，下接头与下轴颈的连接处固定安装有密封圈。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的压裂滑套开关装置，其特征在于上通孔上方的上轴颈外壁与上接头的下部内壁通过螺纹固定安装在一起，下通孔下方的下轴颈外壁与下接头的上部内壁通过螺纹固定安装在一起。

7.根据权利要求5所述的压裂滑套开关装置，其特征在于上通孔上方的上轴颈外壁与上接头的下部内壁通过螺纹固定安装在一起，下通孔下方的下轴颈外壁与下接头的上部内壁通过螺纹固定安装在一起。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的压裂滑套开关装置，其特征在于上接头的上部有内螺纹或外螺纹，下接头的下部有内螺纹或外螺纹。

9.根据权利要求5所述的压裂滑套开关装置，其特征在于上接头的上部有内螺纹或外螺纹，下接头的下部有内螺纹或外螺纹。

10.根据权利要求7所述的压裂滑套开关装置，其特征在于上接头的上部有内螺纹或外螺纹，下接头的下部有内螺纹或外螺纹。