CN204225847U - 固井滑套 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于油气钻井的固井滑套技术领域，是一种固井滑套，其包括滑套上接头、滑套外筒、滑套下接头和滑套内筒；滑套外筒上部固定安装有滑套上接头，滑套外筒下部固定安装有滑套下接头，滑套上接头与滑套下接头之间的滑套外筒内腔内套装有滑套内筒，滑套外筒下部设有压裂孔；滑套内筒的外侧设有弹性锁定部，滑套外筒的上部内壁上和下部内壁上分别设有能够与弹性锁定部相配合的上锁定槽和下锁定槽。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过开关工具带动滑套内筒上下移动实现压裂孔的自由开关，通过护孔板能够防止井内碎屑和固井水泥浆进入滑套内部，可实现无级差分段压裂，具有安全、可靠、省力、简便的特点。

Description

固井滑套

技术领域

本实用新型涉及用于油气钻井的固井滑套技术领域，是一种固井滑套。

背景技术

目前随着各类非常规油气藏的勘探与开发，套管固井分段压裂技术越来越受到认可与重视，广泛应用于低渗油气藏、薄层油藏、页岩气以及煤层气等非常规油气藏的增产改造，具有广阔的应用前景。机械开关式固井滑套作为套管固井分级压裂作业中的配套工具，具有高开关稳定性，高密封性和高施工可靠性的特点。与投球滑套、液压滑套等技术相比，其结构简单、压裂级数不受限制、可自由关闭，具有独特的优势。但是在现场应用中，机械开关式滑套往往由于井内碎屑与固井水泥浆进入滑套内部，造成滑套开关不畅、易卡死、可靠性差问题，给现场进行压裂施工带来诸多不便，进而影响到压裂完井作业的顺利进行，甚至影响到该井的后续生产作业。此外，现有固井滑套还存在内外筒接触面处易磨损腐蚀的问题。

发明内容

本实用新型提供了一种固井滑套，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有固井滑套存在的井内碎屑及水泥浆易进入滑套内，造成滑套开关不畅、易卡死、可靠性差的问题。

本实用新型还进一步解决了现有固井滑套内外筒接触面处易磨损腐蚀的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种固井滑套，包括滑套上接头、滑套外筒、滑套下接头和滑套内筒；滑套外筒上部固定安装有滑套上接头，滑套外筒下部固定安装有滑套下接头，滑套上接头与滑套下接头之间的滑套外筒内腔内套装有滑套内筒，滑套外筒下部设有压裂孔；滑套内筒的外侧设有弹性锁定部，滑套外筒的上部内壁上和下部内壁上分别设有能够与弹性锁定部相配合的上锁定槽和下锁定槽，上锁定槽能够将滑套内筒固定在滑套外筒内腔上部而使压裂孔开启，滑套内筒通过弹性锁定部和下锁定槽固定在滑套外筒内腔下部并使压裂孔关闭；对应压裂孔位置的滑套外筒外部固定有能够随打压而破碎的护孔板；滑套内筒的内壁上设有能够装卡开关工具的卡定部。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述上锁定槽和下锁定槽的上端面分别可为上小下大的导向面，上锁定槽和下锁定槽的下端面分别可为上大下小的导向面，与上锁定槽或下锁定槽相配合处的弹性锁定部外侧上端为上小下大的导向面，与上锁定槽或下锁定槽相配合处的弹性锁定部外侧下端为上大下小的导向面；或/和，对应上述压裂孔位置的滑套外筒的外侧面上可有护板安装槽，护孔板安装在护板安装槽内。

上述弹性锁定部可为锁定凸台，滑套内筒的上部外侧圆周均匀分布有不少于两个的长孔或开口槽，所述长孔的长轴沿滑套内筒的轴向布置，所述开口槽的开口端位于滑套内筒的上端面上，锁定凸台位于相邻两个长孔或开口槽之间的滑套内筒外侧面上；或者，弹性锁定部为活动卡块，对应活动卡块位置的滑套内筒的上部外侧设有卡块安装槽，活动卡块安装在卡块安装槽内，卡块安装槽的槽底与活动卡块之间安装有弹簧。

上述卡定部可包括上卡定台、中支撑环台和下卡定台，滑套内筒的上部内壁上和下部内壁上分别有上环槽和下环槽并使滑套内筒的内壁由上而下依次形成上卡定台、中支撑环台和下卡定台；上卡定台的上端面为上大下小的上卡台锥面，上卡定台的下端面为平面；中支撑环台的上端面为上大下小的中环台上锥面，中支撑环台的下端面为上小下大的中环台下锥面；下卡定台的上端面为平面，下卡定台的下端面为上小下大的下卡台锥面。

上述滑套上接头的下部可有上接头轴颈，上接头轴颈的外侧上部有螺纹并通过螺纹固定在滑套外筒的内壁上部；滑套下接头的上部可有下接头轴颈，下接头轴颈的外侧下部有螺纹并通过螺纹固定在滑套外筒的内壁下部；上述上接头轴颈的内壁下端可为上小下大的上接头丢手锥面，下接头轴颈的内壁上端可为上大下小的下接头丢手锥面；对应上接头轴颈螺纹下方的上接头轴颈外侧面上可有上接头密封槽并安装有密封圈，对应下接头轴颈螺纹上方的下接头轴颈外侧面上可有下接头密封槽并安装有密封圈。

上述滑套外筒的内壁上可有防磨损腐蚀涂层；或/和，滑套内筒的外侧面上可有防磨损腐蚀涂层；或/和，护孔板可为可降解材料护孔板；或/和，对应上述压裂孔上方位置的滑套内筒外侧面上可有内筒上密封槽并安装有密封圈，对应压裂孔下方位置的滑套内筒外侧面上可有内筒下密封槽并安装有密封圈。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过开关工具带动滑套内筒上下移动实现压裂孔的自由开关，通过护孔板能够防止井内碎屑和固井水泥浆进入滑套内部，可实现无级差分段压裂，具有安全、可靠、省力、简便的特点。

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2为本实用新型最佳实施例通过开关工具打开压裂孔时的工作状态示意图。

附图3为本实用新型最佳实施例通过开关工具关闭压裂孔时的工作状态示意图。

附图中的编码分别为：1为滑套上接头，2为滑套外筒，3为滑套下接头，4为滑套内筒，5为压裂孔，6为上锁定槽，7为下锁定槽，8为护孔板，9为锁定凸台，10为长孔，11为上卡定台，12为中支撑环台，13为下卡定台，14为上环槽，15为下环槽，16为上卡台锥面，17为中环台上锥面，18为中环台下锥面，19为下卡台锥面，20为护板安装槽，21为上接头轴颈，22为下接头轴颈，23为上接头丢手锥面，24为下接头丢手锥面，25为上接头密封槽，26为下接头密封槽，27为内筒上密封槽，28为内筒下密封槽。

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、2所示，该固井滑套包括滑套上接头1、滑套外筒2、滑套下接头3和滑套内筒4；滑套外筒2上部固定安装有滑套上接头1，滑套外筒2下部固定安装有滑套下接头3，滑套上接头1与滑套下接头3之间的滑套外筒2内腔内套装有滑套内筒4，滑套外筒2下部设有压裂孔5；滑套内筒4的外侧设有弹性锁定部，滑套外筒2的上部内壁上和下部内壁上分别设有能够与弹性锁定部相配合的上锁定槽6和下锁定槽7，上锁定槽6能够将滑套内筒4固定在滑套外筒2内腔上部而使压裂孔5开启，滑套内筒4通过弹性锁定部和下锁定槽7固定在滑套外筒2内腔下部并使压裂孔5关闭；对应压裂孔5位置的滑套外筒2外部固定有能够随打压而破碎的护孔板8；滑套内筒4的内壁上设有能够装卡开关工具的卡定部。本实用新型可实现无级差分段压裂，通过开关工具带动滑套内筒4上下移动实现压裂孔5的自由开关，通过护孔板8能够防止井内碎屑和固井水泥浆进入滑套内部，从而能够提高滑套开关的顺畅性，使滑套开关时不易卡死，提高了本实用新型的可靠性，护孔板8具备一定的强度和耐磨性，在入井过程中不易滑脱和损坏，能防止井内固井杂质进入滑套压裂孔5内，护孔板8能够随打压而破碎，可以保证工作打压时及时脱落，不影响地缝的起裂压力。

可根据实际需要，对上述固井滑套作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，上锁定槽6和下锁定槽7的上端面分别为上小下大的导向面，上锁定槽6和下锁定槽7的下端面分别为上大下小的导向面，与上锁定槽6或下锁定槽7相配合处的弹性锁定部外侧上端为上小下大的导向面，与上锁定槽6或下锁定槽7相配合处的弹性锁定部外侧下端为上大下小的导向面；或/和，对应压裂孔5位置的滑套外筒2的外侧面上有护板安装槽20，护孔板8安装在护板安装槽20内。导向面可以为锥面或斜面或曲面，通过上导向面和下导向面能够进一步提高滑套开关的顺畅性；通过护板安装槽20安装护孔板8，能够避免护孔板8凸出滑套外筒2的外侧面。

如附图1所示，弹性锁定部为锁定凸台9，滑套内筒4的上部外侧圆周均匀分布有不少于两个的长孔10或开口槽，所述长孔10的长轴沿滑套内筒4的轴向布置，所述开口槽的开口端位于滑套内筒4的上端面上，锁定凸台9位于相邻两个长孔10或开口槽之间的滑套内筒4外侧面上；或者，弹性锁定部为活动卡块，对应活动卡块位置的滑套内筒4的上部外侧设有卡块安装槽，活动卡块安装在卡块安装槽内，卡块安装槽的槽底与活动卡块之间安装有弹簧。当弹性锁定部为锁定凸台9时，通过长孔10或开口槽使滑套内筒4上部的锁定凸台9具有弹性，当弹性锁定部为活动卡块时，活动卡块外端能够卡在上锁定槽6或下锁定槽7内，使滑套内筒4固定在滑套外筒2内腔上部或内腔下部；通过开关工具带动弹性锁定部和滑套内筒4上移，直至弹性锁定部卡在上锁定槽6内，滑套内筒4锁定在滑套外筒2内腔上部，压裂孔5保持开启状态，通过开关工具带动弹性锁定部和滑套内筒4下移，直至弹性锁定部卡在下锁定槽7内，滑套内筒4锁定在滑套外筒2内腔下部，压裂孔5保持关闭状态。

如附图1所示，卡定部包括上卡定台11、中支撑环台12和下卡定台13，滑套内筒4的上部内壁上和下部内壁上分别有上环槽14和下环槽15并使滑套内筒4的内壁由上而下依次形成上卡定台11、中支撑环台12和下卡定台13；上卡定台11的上端面为上大下小的上卡台锥面16，上卡定台11的下端面为平面；中支撑环台12的上端面为上大下小的中环台上锥面17，中支撑环台12的下端面为上小下大的中环台下锥面18；下卡定台13的上端面为平面，下卡定台13的下端面为上小下大的下卡台锥面19。上卡定台11、中支撑环台12和下卡定台13与开关工具相匹配，能够依靠开关工具自由实现本实用新型打开与关闭压裂孔5的功能。

如附图1所示，滑套上接头1的下部有上接头轴颈21，上接头轴颈21的外侧上部有螺纹并通过螺纹固定在滑套外筒2的内壁上部；滑套下接头3的上部有下接头轴颈22，下接头轴颈22的外侧下部有螺纹并通过螺纹固定在滑套外筒2的内壁下部；上接头轴颈21的内壁下端为上小下大的上接头丢手锥面23，下接头轴颈22的内壁上端为上大下小的下接头丢手锥面24；对应上接头轴颈21螺纹下方的上接头轴颈21外侧面上有上接头密封槽25并安装有密封圈，对应下接头轴颈22螺纹上方的下接头轴颈22外侧面上有下接头密封槽26并安装有密封圈。通过上接头丢手锥面23和下接头丢手锥面24能够实现开关工具的顺利丢手；通过上接头密封槽25、下接头密封槽26和密封圈能够保证滑套上接头1、滑套外筒2、滑套下接头3连接处的密封性能。

如附图1所示，滑套外筒2的内壁上有防磨损腐蚀涂层；或/和，滑套内筒4的外侧面上有防磨损腐蚀涂层；或/和，护孔板8为可降解材料护孔板；或/和，对应压裂孔5上方位置的滑套内筒4外侧面上有内筒上密封槽27并安装有密封圈，对应压裂孔5下方位置的滑套内筒4外侧面上有内筒下密封槽28并安装有密封圈。在滑套外筒2和滑套内筒4的接触面涂有防磨损腐蚀涂层，能够保证滑套性能稳定可靠，延长其使用寿命；可降解材料护孔板可以为无机可降解材料或者有机可降解材料或者可降解复合材料，脱落后能够降解，更加绿色环保；护孔板8最好通过粘合安装在滑套外筒2外部，不但安装简便，而且能够防止井内碎屑及固井水泥浆通过压裂孔5进入本实用新型内部；通过内筒上密封槽27、内筒下密封槽28和密封圈能够保证滑套内筒4关闭后压裂孔5处的密封性能。

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：当本实用新型下到井下预定位置后，下入开关工具至滑套内筒4内，此时滑套内筒4的弹性锁定部卡在滑套外筒2的下锁定槽7处，压裂孔5处于关闭状态，护孔板8呈完好状态，能够提供有限密封，并能防止井内固井杂质进入压裂孔5内，地面打压至一定压力，上提开关工具，如附图2所示，当开关工具的锁块位于在滑套内筒4内的上卡定台11处时，在压力与弹簧的作用下，开关工具中的锁块伸出，与滑套内筒4的上卡定台11配合并锁定，继续上提开关工具，滑套内筒4与开关工具一同向上滑动，护孔板8在压力下破碎，直至滑套内筒4的弹性锁定部卡在滑套外筒2的上锁定槽6处，压裂孔5完全打开，即可进行后续压裂作业；压裂作业结束后，可根据需求下入开关工具，地面打压至一定压力后，如附图3所示，开关工具下行至滑套内筒4的下卡定台13处，开关工具中的锁块伸出，与下卡定台13配合并锁定，将开关工具下压带动内筒向下滑动，直至滑套内筒4的弹性锁定部卡在滑套外筒2的下锁定槽7处，压裂孔5完全关闭，达到封隔地层的目的。

Claims (10)

1.一种固井滑套，其特征在于包括滑套上接头、滑套外筒、滑套下接头和滑套内筒；滑套外筒上部固定安装有滑套上接头，滑套外筒下部固定安装有滑套下接头，滑套上接头与滑套下接头之间的滑套外筒内腔内套装有滑套内筒，滑套外筒下部设有压裂孔；滑套内筒的外侧设有弹性锁定部，滑套外筒的上部内壁上和下部内壁上分别设有能够与弹性锁定部相配合的上锁定槽和下锁定槽，上锁定槽能够将滑套内筒固定在滑套外筒内腔上部而使压裂孔开启，滑套内筒通过弹性锁定部和下锁定槽固定在滑套外筒内腔下部并使压裂孔关闭；对应压裂孔位置的滑套外筒外部固定有能够随打压而破碎的护孔板；滑套内筒的内壁上设有能够装卡开关工具的卡定部。

2.根据权利要求1所述的固井滑套，其特征在于上锁定槽和下锁定槽的上端面分别为上小下大的导向面，上锁定槽和下锁定槽的下端面分别为上大下小的导向面，与上锁定槽或下锁定槽相配合处的弹性锁定部外侧上端为上小下大的导向面，与上锁定槽或下锁定槽相配合处的弹性锁定部外侧下端为上大下小的导向面；或/和，对应压裂孔位置的滑套外筒的外侧面上有护板安装槽，护孔板安装在护板安装槽内。

3.根据权利要求1或2所述的固井滑套，其特征在于弹性锁定部为锁定凸台，滑套内筒的上部外侧圆周均匀分布有不少于两个的长孔或开口槽，所述长孔的长轴沿滑套内筒的轴向布置，所述开口槽的开口端位于滑套内筒的上端面上，锁定凸台位于相邻两个长孔或开口槽之间的滑套内筒外侧面上；或者，弹性锁定部为活动卡块，对应活动卡块位置的滑套内筒的上部外侧设有卡块安装槽，活动卡块安装在卡块安装槽内，卡块安装槽的槽底与活动卡块之间安装有弹簧。

4.根据权利要求1或2所述的固井滑套，其特征在于卡定部包括上卡定台、中支撑环台和下卡定台，滑套内筒的上部内壁上和下部内壁上分别有上环槽和下环槽并使滑套内筒的内壁由上而下依次形成上卡定台、中支撑环台和下卡定台；上卡定台的上端面为上大下小的上卡台锥面，上卡定台的下端面为平面；中支撑环台的上端面为上大下小的中环台上锥面，中支撑环台的下端面为上小下大的中环台下锥面；下卡定台的上端面为平面，下卡定台的下端面为上小下大的下卡台锥面。

5.根据权利要求3所述的固井滑套，其特征在于卡定部包括上卡定台、中支撑环台和下卡定台，滑套内筒的上部内壁上和下部内壁上分别有上环槽和下环槽并使滑套内筒的内壁由上而下依次形成上卡定台、中支撑环台和下卡定台；上卡定台的上端面为上大下小的上卡台锥面，上卡定台的下端面为平面；中支撑环台的上端面为上大下小的中环台上锥面，中支撑环台的下端面为上小下大的中环台下锥面；下卡定台的上端面为平面，下卡定台的下端面为上小下大的下卡台锥面。

6.根据权利要求1或2所述的固井滑套，其特征在于滑套上接头的下部有上接头轴颈，上接头轴颈的外侧上部有螺纹并通过螺纹固定在滑套外筒的内壁上部；滑套下接头的上部有下接头轴颈，下接头轴颈的外侧下部有螺纹并通过螺纹固定在滑套外筒的内壁下部；上接头轴颈的内壁下端为上小下大的上接头丢手锥面，下接头轴颈的内壁上端为上大下小的下接头丢手锥面；对应上接头轴颈螺纹下方的上接头轴颈外侧面上有上接头密封槽并安装有密封圈，对应下接头轴颈螺纹上方的下接头轴颈外侧面上有下接头密封槽并安装有密封圈。

7.根据权利要求3所述的固井滑套，其特征在于滑套上接头的下部有上接头轴颈，上接头轴颈的外侧上部有螺纹并通过螺纹固定在滑套外筒的内壁上部；滑套下接头的上部有下接头轴颈，下接头轴颈的外侧下部有螺纹并通过螺纹固定在滑套外筒的内壁下部；上接头轴颈的内壁下端为上小下大的上接头丢手锥面，下接头轴颈的内壁上端为上大下小的下接头丢手锥面；对应上接头轴颈螺纹下方的上接头轴颈外侧面上有上接头密封槽并安装有密封圈，对应下接头轴颈螺纹上方的下接头轴颈外侧面上有下接头密封槽并安装有密封圈。

8.根据权利要求4所述的固井滑套，其特征在于滑套上接头的下部有上接头轴颈，上接头轴颈的外侧上部有螺纹并通过螺纹固定在滑套外筒的内壁上部；滑套下接头的上部有下接头轴颈，下接头轴颈的外侧下部有螺纹并通过螺纹固定在滑套外筒的内壁下部；上接头轴颈的内壁下端为上小下大的上接头丢手锥面，下接头轴颈的内壁上端为上大下小的下接头丢手锥面；对应上接头轴颈螺纹下方的上接头轴颈外侧面上有上接头密封槽并安装有密封圈，对应下接头轴颈螺纹上方的下接头轴颈外侧面上有下接头密封槽并安装有密封圈。

9.根据权利要求5所述的固井滑套，其特征在于滑套上接头的下部有上接头轴颈，上接头轴颈的外侧上部有螺纹并通过螺纹固定在滑套外筒的内壁上部；滑套下接头的上部有下接头轴颈，下接头轴颈的外侧下部有螺纹并通过螺纹固定在滑套外筒的内壁下部；上接头轴颈的内壁下端为上小下大的上接头丢手锥面，下接头轴颈的内壁上端为上大下小的下接头丢手锥面；对应上接头轴颈螺纹下方的上接头轴颈外侧面上有上接头密封槽并安装有密封圈，对应下接头轴颈螺纹上方的下接头轴颈外侧面上有下接头密封槽并安装有密封圈。

10.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的固井滑套，其特征在于滑套外筒的内壁上有防磨损腐蚀涂层；或/和，滑套内筒的外侧面上有防磨损腐蚀涂层；或/和，护孔板为可降解材料护孔板；或/和，对应压裂孔上方位置的滑套内筒外侧面上有内筒上密封槽并安装有密封圈，对应压裂孔下方位置的滑套内筒外侧面上有内筒下密封槽并安装有密封圈。