CN204804808U - 一种无限极滑套 - Google Patents

Abstract

一种无限极滑套，属于油田生产井压裂、酸化的分级装置技术领域。入井时的状态为接箍下连接本体，本体内有位移滑套，本体下端连接下接头；本体上开有三个长圆孔，本体内靠下部有若干不连续的环形槽；本体内入井时装有位移滑套，位移滑套外部上下两端分别有第一O形密封圈、第二O形密封圈，位移滑套下部第二O形密封圈下有不连续的环形槽，位移滑套与本体由滑套剪钉固定，位移滑套内径下端部有切槽便于使用工具对其沿圆周方向进行旋转；位移滑套下端外部装有锁环；位移滑套内径靠上部有用于分级的环形槽，分级时只改变环形槽的轴向长度而不改变其它尺寸。

Description

一种无限极滑套

技术领域

本实用新型涉及一种无限极滑套，属于油田生产井压裂、酸化技术领域。

背景技术

为了最大限度地发挥油田生产井的生产能力，保持生产井的产量，在油气井的生产周期内将对有些井进行诸如压裂、酸化等技术措施，由于产层埋于几百到几千米的地层深处，分为很多个层系，受各种因素影响，各层间不可避免的存在着差异，即我们通常所说的层间矛盾。要想最大限度发挥各层的潜力，需要尽可能地对各单层进行处理，以往的分级方法主要是采用球座式，即自上而下球座的内径越来越小。严重制约了酸化压裂级数的增加和规模的提升。

与本实用新型相关的现有技术一：分级酸化压裂已是目前比较成熟的油田增产技术措施，常规的方法是采用球座和球自上而下逐步变小的方式。

现有技术一的技术方案：以国外分段压裂分段级数看，一般0.125in(3.175mm)为一级，最小内径1.25in(31.75mm)，若采用的是27/8in×5.5mm规格油管，最大只能排到52.5mm(球比球座大0.25in即6.35mm)也就是说，按如此排列，在27/8in×5.5mm规格油管内只能排出6.5级，最多7级，而本实用新型则不受油管内径的影响。

现有技术一的缺点：由于采用球座分级的方法进行分级，在一定内径油管里所能分出的级别受到限制，且由于球座内经自上而下越来越小，在大排量进行酸化压裂过程中将产生很大的节流压差，这样就势必提高作业车组柱塞泵的工作压力，加大对工具的冲蚀，同时也限制了作业规模的提高，难以充分发挥产层的潜能。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种无限极滑套，为油气井酸化压裂提供一种有效的、可以进行无限分级的辅助工具，本实用新型与传统的现有分级方法完全不同，不但可以无限分级，还可以保持各级工具内径的一致，之所以能做到无限分级和各级内径一致，是因为不是采用现有的从径向分级的方法，而是采用全新的向轴向入手的思维，把有限的内径最大限度利用起来，从而减少液流摩阻和对工具的冲蚀，发挥酸化压裂设备的能力，提升酸化压裂的规模。

一种无限极滑套，由接箍1，本体2，位移滑套3，第一O形密封圈4，滑套剪钉5，锁环6，第二O形密封圈7，固定螺钉8，下接头9，爪形位移球座10，密封球11，V形密封圈12，隔环13，导向固定环14等组成；

入井时的状态为接箍1下连接本体2，本体2内有位移滑套3，本体2下端连接下接头9；

本体2上开有三个长圆孔，本体2内靠下部有若干不连续的环形槽；

本体2内入井时装有位移滑套3，位移滑套3外部上下两端分别有第一O形密封圈4、第二O形密封圈7，位移滑套3下部第二O形密封圈7下有不连续的环形槽，位移滑套3与本体2由滑套剪钉5固定，位移滑套3内径下端部有切槽便于使用工具对其沿圆周方向进行旋转；

位移滑套3内径靠上部有用于分级的环形槽，分级时只改变环形槽的轴向长度而不改变其它尺寸；

本体2与下接头9由螺纹连接，第二O形密封圈7密封，通过固定螺钉8连接本体2与下接头9防转，锁环6安装在本体2与位移滑套3之间。；

密封球11、爪形位移球座10、V形密封圈12、隔环13和导向固定环14组成的密封位移装置。

从油管投入的密封位移装置上开口爪形外凸台的长度与位移滑套3内的环形凹槽长度一一对应，只有当凸台长度小于凹槽长度时凸台才能嵌入到凹槽内；

油管内在投入的密封位移装置以上液流所通过的当量面积是完全相同的。

位移滑套3下部不连续的环形槽内安装有开口的、外径局部凸出的弹性锁环，安装时该锁环6被本体2内径挤压，局部凸出部分避开本体2上的不连续槽即可装入，越过不连续槽后将凸出部分与不连续槽转至同一轴线后剪钉固定，工作时滑套剪钉5被剪断位移滑套带着锁环下行至不连续槽时，锁环靠弹力张开，凸台嵌入到不连续凹槽，投入部分除密封球外均被锁住，避免因产出液流冲击将投入部分上推而关闭出液通道。

本实用新型的优点是较大限度地利用了油管有限的内径；各级滑套内径一致；降低液流摩阻；有利于提高酸化压裂规模；减少对工具油井管的冲蚀，有利于提高工具的可靠性及施工安全。

本实用新型还提供了一种无限极滑套，包括本体，无限极滑套还包括：位移滑套，位移滑套安装在本体内，且位移滑套的内壁上设置有环形槽；密封位移装置，密封位移装置投入位移滑套内，且密封位移装置的外侧设置有凸台；其中，密封位移装置从位移滑套内下行，且当密封位移装置运动到其凸台与环形槽相对的位置时，若凸台的高度大于位移滑套上的环形槽的高度，密封位移装置在位移滑套内继续下行；若密封位移装置的凸台的高度小于位移滑套的环形槽的高度，凸台嵌入环形槽内以使密封位移装置挂在位移滑套上。

进一步地，位移滑套上设置有多个环形槽，多个环形槽沿位移滑套的轴向布置；当密封位移装置下移到其凸台与位移滑套的一个环形槽相对的位置，且凸台的高度小于与之相对的环形槽的高度时，凸台嵌入环形槽内。

进一步地，密封位移装置上设置有多个凸台，且多个凸台与多个环形槽一一对应地设置。

进一步地，无限极滑套还包括滑套剪钉，位移滑套通过滑套剪钉固定在本体上。

进一步地，位移滑套的外壁上设置有安装槽，安装槽内安装有锁环，且本体的内壁上设置有锁定槽；当位移滑套通过滑套剪钉固定在本体上时，锁环抵接在本体的内壁上；当位移剪钉被剪断后，位移滑套带着锁环下移直到锁环的远离位移滑套的一端嵌入锁定槽内以使位移滑套固定在本体上。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本实用新型以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定，其中：

图1为本实用新型入井时的半剖结构示意图；

图2为本实用新型投入位移密封机构并打开滑套时的半剖结构示意图；

图3为图1的A—A断面剖视图；

图4为图2的B—B断面剖视图；

图5为爪形位移球座分瓣爪凸台长度小于位移滑套环形槽长度而被挂住时的状态(工作位置)；

图6为爪形位移球座分瓣爪凸台长度大于位移滑套环形槽长度而通过时的状态(非工作位置)；

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

具体实施方式

显然，本领域技术人员基于本实用新型的宗旨所做的许多修改和变化属于本实用新型的保护范围。

实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，由接箍1，本体2，位移滑套3，第一O形密封圈4，滑套剪钉5，锁环6，第二O形密封圈7，固定螺钉8，下接头9，爪形位移球座10，密封球11，V形密封圈12，隔环13，导向固定环14等组成。

图1为本实用新型入井时的状态，图2为本实用新型工作时投入由10～14组成的密封位移机构并打开滑套时的状态。

无限分级是这样实现的：如图1所示，本实用新型入井时的状态为接箍1下连接本体2，本体2上开有对称的三个长圆孔，本体2内径下部加工有对称凹槽，本体2内装有带密封圈的位移滑套3将长圆孔密封，位移滑套3内上端加工有长度为H的环形槽，下端外径上加工有不连续的环形槽，槽内装有开口凸台锁环，位移滑套3与本体2由滑套剪钉5固定。本体2下端连接装有第二O形密封圈7的下接头9，接箍1和下接头9为油管螺纹。

锁环6具有双向锁止功能，安装时应在图1位移滑套3所示位置旋转一个角度，使锁环6的凸台避开本体2上的凹槽，当凸台越过凹槽后再将位移滑套3旋转至图1所示位置。

如图2所示，压裂酸化处理时，自下而上投入由10～14组成的密封位移机构，并低排量泵送，当L长度的凸台到达对应级别的H尺寸槽时，由于此时L＜H(见图5)，在分瓣爪弹力作用下L嵌入到H，整个密封位移机构就挂在了位移滑套3上，V形密封圈将位移滑套3内孔密封，继续泵送液压在此转变为向下的轴向载荷作用在滑套剪钉上，当液压所产生的轴向载荷达到滑套剪钉5的剪切值剪钉被剪断，密封位移机构带动位移滑套3同时下行，打开酸化压裂通道，当被束缚的锁环凸台到达本体内的凹槽时在弹力作用下沿径向展开嵌入凹槽，将除密封球外的密封位移机构锁定在当前位置。

本实用新型在实现无限分级的情况下，液流通道的内径保持一致，不以牺牲内径为代价。是这样实现无限级的：当L＞H(见图6)时密封位移机构就不会被挂住而继续下行，直到L＜H爪形位移球座才会对位移滑套产生作用，依此原理，若我们将本级H设计为15，L设计为10，并以5mm递增的话，到20级H为110，L为105。以国外分段压裂分段级数看，一般0.125in(3.175mm)为一级，最小内径1.25in(31.75mm)，若采用的是27/8in×5.5mm规格油管，最大只能排到52.5mm(球比球座大0.25in即6.35mm)也就是说，按如此排列，在27/8in×5.5mm规格油管内只能排出6.5级，最多7级，而本实用新型则不受油管内径的影响。

实施例2：如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，一种无限级滑套，由接箍1，本体2，位移滑套3，第一O形密封圈4，滑套剪钉5，锁环6，第二O形密封圈7，固定螺钉8，下接头9，爪形位移球座10，密封球11，V形密封圈12，隔环13，导向固定环14等组成。

入井时的状态为接箍1下连接本体2，本体2内有位移滑套3，本体2下端连接下接头9。

本体2上开有三个长圆孔，本体2内靠下部有若干不连续的环形槽。

本体2内入井时装有位移滑套3，位移滑套3外部上下两端分别有第一O形密封圈4、第二O形密封圈7，位移滑套3下部第二O形密封圈7下有不连续的环形槽，位移滑套3与本体2由滑套剪钉5固定，位移滑套3内径下端有切槽便于使用工具对其沿圆周方向进行旋转。

位移滑套3内径靠上部有用于分级的环形槽，分级时只改变环形槽的轴向长度而不改变其它尺寸。

本体2与下接头9由螺纹连接，由第二O形密封圈7密封，通过固定螺钉8连接本体2与下接头9防转。

工作时需要从油管投入由密封球11、爪形位移球座10、V形密封圈12、隔环13和导向固定环14等组成的密封位移装置。

从油管投入的密封位移装置上开口爪形位移外凸台的长度与位移滑套3内的环形凹槽长度一一对应，只有当凸台长度小于凹槽长度时凸台才能嵌入到凹槽内。

油管在所投入的密封位移装置以上液流所通过的当量面积是完全相同的。

位移滑套3下部不连续的环形槽内安装有开口的、外径局部凸出的弹性锁环，安装时该锁环6被本体2内径挤压，局部凸出部分避开本体2上的不连续槽即可装入，越过不连续槽后将凸出部分与不连续槽转至同一轴线后剪钉固定，工作时滑套剪钉5被剪断后位移滑带着锁环下行至不连续槽时，锁环靠弹力张开，凸台嵌入到不连续凹槽，投入部分除密封球外均被锁住，避免因产出液流冲击将投入部分上推关闭出液通道。

工作时从油管投入的密封位移装置上的爪形位移凸台长度足够，在通过不是与之配套的位移滑套环形槽时，下部导向机构已经进入到下接头内径而上部爪形位移装置的凸台还位于位移滑套内，以保证在水平井内也可以正常使用。

密封位移机构下端设计有前伸爪状结构，即使密封球运动到此也有足够当量面积可以通过液流，不会在此挡住出液通道。

实施例3：如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，

一种无限极滑套，其本身可以实现在同一井内分为无限极，每级滑套的内经保持一致，可以很大程度上减小液流的摩阻，有利于加大处理规模。

以下是对本实用新型技术方案的进一步优化/和改进：

上述本体2上对称开有三个长槽，其当量面积远大于油管内径面积，以减小压裂时携砂液对套管和本体的冲蚀程度；

上述位移滑套安装于本体内，并由剪钉固定；二者之间安装有锁环；

上述爪形位移球座到达与之对应的位移滑套时分瓣爪凸台嵌入到位移滑套环形槽，在液压作用下剪断剪钉，带动位移滑套一同下行打开与本层对应的液流通道，且下行距离考虑到流体的反溅冲蚀；

上述位移滑套上端内依级别的不同加工有不同长度的环形槽，位移滑套内的环形槽长度与爪形位移分瓣爪凸台长度一一对应，所有下级爪形位移滑套均能通过其以上级别的位移滑套；

上述爪形位移滑套的长度充分考虑其在水平井中的适用性，当不是通过自身对应的位移滑套时，下端导向部分在已经进入到下接头内径时，上端仍有部分长度位于位移滑套内，确保扶正对中后顺利通过；

上述无限极滑套任意级别的最小内径尺寸相同。

实施例4：如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本无限极滑套由接箍1，本体2，位移滑套3，第一O形密封圈4，滑套剪钉5，锁环6，第二O形密封圈7，固定螺钉8，下接头9，爪形位移球座10，密封球11，V形密封圈12，隔环13，导向固定环14等组成。

如图1所示，本实用新型入井时的状态为接箍下连接本体，本体上开有对称的三个长圆孔，本体内径下部加工有对称凹槽，本体内装有带密封圈的位移滑套将长圆孔内外密封，位移滑套内上端加工有长度为H的环形槽，下端外径上加工有不连续的环形槽，槽内装有开口凸台锁环，位移滑套与本体由剪钉固定。本体下端连接装有密封圈的下接头，接箍和下接头为油管螺纹。锁环具有双向锁止功能，安装时应在图1位移滑套所示位置旋转一个角度，使锁环的凸台避开本体上的凹槽，当凸台越过凹槽后再将位移滑套旋转至图1所示位置。

如图2所示，压裂酸化处理时，自下而上投入由10～14组成的密封位移机构，并低排量泵送，当L长度的凸台到达对应级别的H尺寸槽时，由于此时L＜H，在分瓣爪弹力作用下L嵌入到H，整个密封位移机构就挂在了位移滑套上，V形密封圈将位移滑套内孔密封，继续泵送液压在此转变为向下的轴向载荷作用在滑套剪钉上，当液压所产生的轴向载荷达到滑套剪钉的剪切值剪钉被剪断，密封位移机构带动位移滑套同时下行，打开酸化压裂通道，当被束缚的锁环凸台到达本体内的凹槽时在弹力作用下沿径向展开嵌入凹槽，将除密封球外的密封位移机构锁定在当前位置。

本实用新型在实现无限分级的情况下，液流通道的内径保持一致，不以牺牲内径为代价。是这样实现无限级的：当L＞H(见图6)时密封位移机构就不会被挂住而继续下行，直到L＜H(见图5)爪形位移球座才会对位移滑套产生作用，依此原理，若我们将本级H设计为15，L设计为10，并以5mm递增的话，到20级H为110，L为105。

以国外分段压裂分段级数看，一般0.125in(3.175mm)为一级，最小内径1.25in(31.75mm)，若采用的是27/8in×5.5mm规格油管，最大只能排到52.5mm(球比球座大0.25in即6.35mm)也就是说，按如此排列，在27/8in×5.5mm规格油管内只能排出6.5级，最多7级，而本实用新型则不受油管内径的影响。

为了完成系统的酸化压裂作业，还必须与配套的油、气井封隔器等工具组合使用。一般情况下两封隔器间安装本实用新型。

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其技术特征，以满足不同需求。

本实用新型的工作过程如下：在使用本实用新型之前，首先应该明确施工井的处理层数，然后在层数基础上减1就是需要准备的本实用新型数量(根据封隔器坐封方式的不同亦可本实用新型与处理层数相同)，确认各级H、L对应尺寸和顺序，油管内径大于位移滑套内径，且不应有直台阶。依次在两封隔器间靠近下封隔器的位置接入本实用新型及锚定装置，用油管将管串下入井内，安装好采油树后坐封封隔器，然后进入酸化压裂程序。需要打开一层的油管通道时，从油管投入包括密封球在内的密封位移机构，低排量泵送通过以上各级滑套后到位，爪形位移球座上的分瓣凸台嵌入到位移滑套环形槽内，V形密封圈密封住位移滑套，此时油管上已没有液流通道，泵继续工作的结果就是液压升高，并在此转变为向下的轴向载荷作用在滑套剪钉上，当液压所产生的轴向载荷达到滑套剪钉的剪切值剪钉被剪断，密封位移机构带动位移滑套同时下行，打开酸化压裂通道，当被束缚的锁环凸台到达本体内的凹槽时在弹力作用下沿径向展开嵌入凹槽，将除密封球外的密封位移机构锁定在当前位置，由于每口井都有若干个层段，酸化压裂完毕在进行返排或生产时，每层的密封球都有可能被液流带着上行，普通密封球的外径尺寸大于爪形位移球座内径，有了锁定机构就不至于使密封球顶着密封位移机构上行而关闭产液通道，且密封位移机构下端设计有前伸爪状结构，即使密封球运动到此也有足够当量面积可以通过液流。若采用可溶密封球技术将更加完美。

自下而上依次投入密封位移机构，按以上方法逐层酸化压裂后返排、投产。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种无限极滑套，其特征在于由接箍、本体、位移滑套、第一O形密封圈、滑套剪钉、锁环、第二O形密封圈、固定螺钉、下接头、爪形位移球座、密封球、V形密封圈、隔环和导向固定环组成；

入井时的状态为接箍下连接本体，本体内有位移滑套，本体下端连接下接头；

本体上开有三个长圆孔，本体内靠下部有若干不连续的环形槽；

本体内入井时装有位移滑套，位移滑套外部上下两端分别有第一O形密封圈、第二O形密封圈，位移滑套下部第二O形密封圈下有不连续的环形槽，位移滑套与本体由滑套剪钉固定，位移滑套内径下端部有切槽便于使用工具对其沿圆周方向进行旋转；

位移滑套内径靠上部有用于分级的环形槽，分级时只改变环形槽的轴向长度而不改变其它尺寸；

本体与下接头由螺纹连接，第二O形密封圈密封，通过固定螺钉连接本体与下接头防转，锁环安装在本体与位移滑套之间；位移滑套下端外部装有锁环；

密封球、爪形位移球座、V形密封圈、隔环和导向固定环组成的密封位移装置。

2.根据权利要求1所述的一种无限极滑套，其特征在于从油管投入的密封位移装置上开口爪形位移球座外凸台的长度与位移滑套内的环形凹槽长度一一对应，只有当凸台长度小于凹槽长度时凸台才能嵌入到凹槽内；

油管内在所投入的密封位移装置以上液流所通过的当量面积是完全相同的。

3.根据权利要求2所述的一种无限极滑套，其特征在于位移滑套下部不连续的环形槽内安装有开口的、外径局部凸出的弹性锁环，安装时该锁环被本体内径挤压，局部凸出部分避开本体上的不连续槽即可装入，越过不连续槽后将凸出部分与不连续槽转至同一轴线后剪钉固定，工作时滑套剪钉被剪断位移滑带着锁环套下行至不连续槽时，锁环靠弹力张开，凸台嵌入到不连续凹槽，投入部分除密封球外均被锁住，避免因产出液流将投入部分上推关闭出液通道。

4.一种无限极滑套，包括本体(2)，其特征在于，所述无限极滑套还包括：

位移滑套(3)，所述位移滑套(3)安装在所述本体(2)内，且所述位移滑套(3)的内壁上设置有环形槽；

密封位移装置，所述密封位移装置投入所述位移滑套(3)内，且所述密封位移装置的外侧设置有凸台；

其中，所述密封位移装置从所述位移滑套(3)内下行，且当所述密封位移装置运动到其所述凸台与所述环形槽相对的位置时，若所述凸台的高度大于所述位移滑套(3)上的所述环形槽的高度，所述密封位移装置在所述位移滑套(3)内继续下行；若所述密封位移装置的所述凸台的高度小于所述位移滑套(3)的所述环形槽的高度，所述凸台嵌入所述环形槽内以使所述密封位移装置挂在所述位移滑套(3)上。

5.根据权利要求4所述的无限极滑套，其特征在于，所述位移滑套(3)上设置有多个所述环形槽，所述多个环形槽沿所述位移滑套(3)的轴向布置；当所述密封位移装置下移到其所述凸台与所述位移滑套(3)的一个所述环形槽相对的位置，且所述凸台的高度小于与之相对的所述环形槽的高度时，所述凸台嵌入所述环形槽内。

6.根据权利要求5所述的无限极滑套，其特征在于，所述密封位移装置上设置有多个所述凸台，且所述多个凸台与所述多个环形槽一一对应地设置。

7.根据权利要求4所述的无限极滑套，其特征在于，所述无限极滑套还包括滑套剪钉(5)，所述位移滑套(3)通过所述滑套剪钉(5)固定在所述本体(2)上。

8.根据权利要求7所述的无限极滑套，其特征在于，所述位移滑套(3)的外壁上设置有安装槽，所述安装槽内安装有锁环(6)，且所述本体(2)的内壁上设置有锁定槽；当所述位移滑套(3)通过所述滑套剪钉(5)固定在所述本体(2)上时，所述锁环(6)抵接在所述本体(2)的内壁上；当所述位移剪钉(5)被剪断后，所述位移滑套(3)带着所述锁环(6)下移直到所述锁环(6)的远离所述位移滑套(3)的一端嵌入所述锁定槽内以使所述位移滑套(3)固定在所述本体(2)上。