CN204283392U - 投球打开式滑套和压裂管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种投球打开式滑套和压裂管柱。该投球打开式滑套包括：滑套本体，贯穿其侧壁设置有压裂孔，能贴合滑套本体的内壁而滑动的球座，在球座上轴向地设置有通孔，球座在第一位置处通过剪钉与滑套本体固定相连并封堵住压裂孔。这种投球打开式滑套能实现了现有技术中的滑套的功能，而且结构简单。

Description

投球打开式滑套和压裂管柱

技术领域

本实用新型涉及采油领域，特别涉及投球打开式滑套。本实用新型还涉及包括多个这种投球式打开滑套的压裂管柱。

背景技术

滑套式分段压裂技术是一项重要的油藏储层改造技术，广泛应用于页岩气、煤层气等非常规油气资源的储层改造施工中。这种压裂技术是通过由投球打开式滑套、封隔器、憋压球等工具来实现的，其中投球打开式滑套是这种压裂技术中的核心装置。

为了实现根据预定顺序进行压裂，现有技术中的投球打开式滑套包括有滑套本体、封堵滑套本体上的压裂孔的内套和设置在内套内的球座以及其他相关部件。球座与憋压球形成密封接触，使得内套能在液压力作用下朝向下游运动而偏离压裂孔以进行压裂施工。这种滑套存在结构复杂、装配难度大、加工成本较高的问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出了一种投球打开式滑套。这种投球打开式滑套能实现了现有技术中的滑套的功能，而且结构简单。本实用新型还涉及包括多个这种投球式打开滑套的压裂管柱。

根据本实用新型的第一方面，提出了一种投球打开式滑套，包括：滑套本体，贯穿其侧壁设置有压裂孔，能贴合滑套本体的内壁而滑动的球座，在球座上轴向地设置有通孔，球座在第一位置处通过剪钉与滑套本体固定相连并封堵住压裂孔。

根据本实用新型的投球打开式滑套，球座不但能承接憋压球实现分级压裂(即，实现了球座的功能)，还能够封堵压裂孔(即，实现了内套的功能)，由此省去了现有技术中的设置在滑套本体内的内套。即，与现有技术相比，简化了投球打开式滑套的结构，降低了其装配难度和制造成本，但是仍保留了与现有技术中的滑套相同的功能。

在一个实施例中，在球座的周向侧壁上设置有与压裂孔对应的承接槽，在第一位置处，剪钉穿设在压裂孔和承接槽内。在一个优选的实施例中，在球座的侧壁上设置有密封件。通过这种结构，在初始状态中，球座可通过剪钉稳定地处于滑套本体内并封堵压裂孔。在加压时，剪钉被剪断，球座朝向下游运动而偏离压裂孔。因此，球座实际上实现了现有技术中的内套封堵压裂孔的功能。

在一个优选的实施例中，压裂孔的内径大于剪钉的直径。在将剪钉剪断之后，处于压裂孔内的剪钉碎片会经压裂孔顺利排出到滑套本体之外，从而避免了剪钉碎片堵塞压裂孔的风险。

在一个实施例中，压裂孔的数量为多个并沿滑套本体的周向均匀分布。这样，在施加压力时，每个剪钉承受的剪切力均相等并被同时剪断。这就避免了部分剪钉被剪断后，球座在滑套本体内发生倾斜但仍与滑套本体相连的状况，这种状况会对随后的压裂施工造成很大的不利影响。

在一个实施例中，通孔的上游部分形成内径从球座上游表面到球座内部逐渐减小的第一憋压球接合部。第一憋压球接合部能够引导憋压球在球座的通孔处座封，从而方便了压裂施工操作。

在一个优选的实施例中，通孔的下游部分形成内径从球座下游表面到球座内部逐渐减小的第二憋压球接合部。第一憋压球接合部与第二憋压球接合部相同。这样，球座的上游表面和下游表面实际上完全相同。在将球座装配到滑套本体内时，无需区分球座的正面和反面，这大大方便了球座的装配。

根据本实用新型的第二方面，提出了一种压裂管柱，其包括多个根据上文所述的投球打开式滑套。

在一个实施例中，投球打开式滑套的数量为多个，每个投球打开式滑套具有一个特定尺寸的憋压球，对于某一投球打开式滑套而言，处于其上游的投球打开式滑套的球座的通孔的直径大于其憋压球的直径。根据这种压裂管柱，按照预定顺序投入憋压球可实现从下游到上游逐层打开滑套，从而实现投球逐级压裂施工。

在本申请中，用语“上游”和“下游”均是指在球座或滑套在使用期间的方向，其中“上游”是指朝向地表的方向，“下游”是指背向地表的方向。用语“初始状态”是指，是指滑套操作之前的状态。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：(1)本实用新型的投球打开式滑套，球座不但实现了球座的功能，还能实现了内套的功能，从而省去了现有技术中设置在滑套本体内的内套。(2)这种投球打开式滑套能实现了现有技术中的滑套的功能，而且结构简单。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1是根据本实用新型的投球打开式滑套的示意图。

图2是根据本实用新型的球座的三维视图。

图3是根据本实用新型的球座与憋压球结合的示意图。

图4是根据本实用新型的投球打开式滑套打开的示意图。

图5是根据本实用新型的压裂管柱的示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1示意性地显示了根据本实用新型的投球打开式滑套10(下文称之为滑套10)。如图1所示，滑套10包括滑套本体1和设置在滑套本体1内部的球座2。在滑套本体1的侧壁上设置有压裂孔6。在球座2上轴向地设置有通孔7。在初始状态中，球座2借助于剪钉3与滑套本体1相连，并且球座2封堵住压裂孔6。在压裂时，向井内投入憋压球(见图3中的附图标记5)后，憋压球5与球座2座封并封住通孔7。向滑套本体1内充液并憋压。在滑套本体1内憋压到将剪钉3剪断之后，球座2可沿着滑套本体1的内壁向下游滑动，从而使压裂孔6露出而建立压裂通道，在下文中将对该过程进行详细描述。

图2以三维视图显示了根据本实用新型的球座2。如图2所示，球座2大体呈圆柱形以与滑套本体1的内部形状相匹配。在球座2的侧壁上设置有密封件4(如图1所示)，以实现球座2与滑套本体1的内壁之间的密封式接触，防止压裂液泄漏导致泄压而难以将剪钉3剪断。通孔7贯穿球座2两个端面以使得压裂液能流过球座2。

为了将球座2与滑套本体1装配在一起，在球座2的周向侧壁上设置有与压裂孔6对应的承接槽8。在初始状态中，将球座2设置在压裂孔6的位置处(即第一位置处)。然后将剪钉3穿设在压裂孔6和承接槽8内，即剪钉3的一部分处于压裂孔6内，一部分处于承接槽8内，由此将球座2与滑套本体1连接在一起。图1示意性地显示了通过剪钉3将球座2与滑套本体1连接在一起的状态。优选地，压裂孔6的数量为多个并沿滑套本体1的周向均匀分布，承接槽8的数量相应地也为多个并且在球座2的周向侧壁上均匀分布以使得压裂孔6与承接槽8相对应。还从图1中可看到，当球座2处于第一位置处时，其将压裂孔6封闭，为此球座2的高度应当大于压裂孔6的直径。

优选地，压裂孔6的内径大于剪钉3的直径。在装配滑套10时，可相对容易得将剪钉3插入到压裂孔6内，方便了装配。此外，在压裂过程中，在将剪钉3剪断之后，剪钉3的碎片会从压裂孔6顺利排出到滑套本体1之外，而不堵塞压裂孔6。

还如图1和2所示，通孔7的上游部分的内径从球座2的上游表面12到球座内部逐渐减小，即形成喇叭状的第一憋压球接合部11。在投球时，这种第一憋压球接合部11能够引导憋压球5进入到通孔7的区域并实现将通孔7封住。优选地，通孔7的下游部分形成与第一憋压球接合部11完全相同的第二憋压球接合部15。如此，球座2的上游表面12和下游表面13实际上完全相同。在将球座2装配到滑套本体1内时，无论如何安装球座2，都不会将其装反，这大大简化了球座2或滑套10的装配。

下面根据图3和4来描述打开滑套10的过程。在初始状态中，球座2通过剪钉3与滑套本体1连接在一起。这时，球座2封住了压裂孔6。然后，向井内投入憋压球5。在第一憋压球接合部11的引导下，憋压球5会自动将通孔7封住，如图3所示。接着，向滑套本体1内在球座2的上方充入液体并加压直到将剪钉3剪断。在压力作用下，球座2会下游运动并偏离压裂孔6(如图4所示)，并由此建立压裂路径。

通过上面描述可理解到：球座2实际上起到了现有技术中的内套的作用(即，封堵压裂孔6)和球座的作用(即，承接憋压球5)。

图5示意性地显示了根据本实用新型的压裂管柱20的结构。压裂管柱20包括多个根据上文所述的滑套，并且每个滑套都具有一个特定尺寸的憋压球。在图5中仅示意性地显示了三个滑套(即，滑套210、滑套211和滑套212)。

处于滑套210上游的滑套211的球座的通孔的直径大于滑套210的憋压球213的直径，而处于滑套211上游的滑套212的球座的通孔的直径大于滑套211的憋压球的直径。这样，可按照憋压球的直径从小到大的顺序向压裂管柱20内投入憋压球，以实现从下游到上游逐层打开各个滑套，从而实现投球逐级压裂施工。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种投球打开式滑套，其特征在于，包括：

滑套本体，贯穿其侧壁设置有压裂孔，

能贴合滑套本体的内壁而滑动的球座，在所述球座上轴向地设置有通孔，

所述球座在第一位置处通过剪钉与滑套本体固定相连并封堵住所述压裂孔。

2.根据权利要求1所述的投球打开式滑套，其特征在于，在所述球座的周向侧壁上设置有与所述压裂孔对应的承接槽，在所述第一位置处，所述剪钉穿设在所述压裂孔和所述承接槽内。

3.根据权利要求2所述的投球打开式滑套，其特征在于，所述压裂孔的内径大于所述剪钉的直径。

4.根据权利要求2或3所述的投球打开式滑套，其特征在于，所述压裂孔的数量为多个并沿所述滑套本体的周向均匀分布。

5.根据权利要求4所述的投球打开式滑套，其特征在于，所述通孔的上游部分形成内径从球座上游表面到球座内部逐渐减小的第一憋压球接合部。

6.根据权利要求5所述的投球打开式滑套，其特征在于，所述通孔的下游部分形成内径从球座下游表面到球座内部逐渐减小的第二憋压球接合部。

7.根据权利要求6所述的投球打开式滑套，其特征在于，所述第一憋压球接合部与第二憋压球接合部相同。

8.根据权利要求2或3所述的投球打开式滑套，其特征在于，在所述球座的侧壁上设置有密封件。

9.一种压裂管柱，其特征在于，包括多个根据权利要求1到8中任一项所述的投球打开式滑套。

10.根据权利要求9所述的压裂管柱，其特征在于，所述投球打开式滑套的数量为多个，每个投球打开式滑套具有一个特定尺寸的憋压球，

对于某一投球打开式滑套而言，处于其上游的投球打开式滑套的球座的通孔的直径大于其憋压球的直径。