CN209568995U - 一种用于关闭滑套的液压开关工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于关闭滑套的液压开关工具，中心管的上端与上接头相连接，下端与下接头相连接；上压套套设在中心管外侧并与中心管外壁之间形成环形空腔，弹簧套设在中心管上并位于环形空腔内；开关块置于中心管外沿的四个槽中；沿径向设置的弹簧置于开关块内侧凹孔内并与中心管接触；剪切套套设于中心管上，下压套套设于剪切套上，剪切套、中心管、下接头与下压套形成环形空间。本实用新型要解决的是套管井采用压裂技术后，滑套开关工具在关闭压裂滑套的过程中遇卡无法脱手的技术问题，提供一种液压式滑套开关工具，当上提管柱关闭压裂滑套的上提力达到设计值后，剪断剪钉，开关工具的开关块强制缩回，实现解卡，大大提高作业安全性。

Description

一种用于关闭滑套的液压开关工具

技术领域

本实用新型涉及一种液压开关工具，尤其涉及一种用于关闭滑套的液压开关工具。

背景技术

当前，国内油气田套管井采用的多段压裂改造技术主要有两大类，一是电缆射孔与机械封隔器进行层间封隔，通过油套环空加压实现每个层段的压裂改造；二是通过水力射孔与水力射流效应实现层间封隔和压裂改造。

在压裂完油气井生产后期，部分层段含水增加，需要将压裂滑套进行关闭。现有的液压开关工具能满足正常情况下压裂滑套的关闭作业，但针对于井眼不规则、固井质量差的油气井，井底情况复杂，现有的液压滑套开关工具不具备在关闭滑套过程中遇卡并强制脱离的功能。

发明内容

本实用新型的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种便捷的用于关闭滑套的液压开关工具。

一种用于滑套关闭的液压开关工具，包括中心管，在所述的中心管的上部外壁和下部外壁上分别设置有外螺纹，在上接头和下接头内分别开有内螺纹，所述的上接头和下接头分别通过内螺纹与中心管的上部外螺纹以及下部外螺纹连接；

在靠近下接头顶部一侧的中心管上套有剪切套，所述的剪切套通过剪钉固定在中心管上，所述的剪切套为阶梯环形凸台结构，所述的阶梯环形凸台结构的大直径端位于上侧，在上接头和剪切套之间的中心管的外壁上设置有中心管环形凸台，在中心管环形凸台和阶梯环形凸台结构的大直径端之间的中心管外壁上沿圆周方向均匀间隔安装有四个开关块，所述的四个开关块的竖向截面的上下两端均为梯形，其中两个梯形的水平段分别与中心管环形凸台的底面以及阶梯环形凸台结构的大直径端的顶面能够滑动配合，在与中心管接触的每个开关块的内壁上均开有两个凹槽，在每个凹槽内均安装有轴线与中心管径向方向一致的径向弹簧，所述的径向弹簧的内侧端部与中心管外壁接触设置；

在所述的上接头的底部外壁上设置有上缩颈环形凸台，一个上压套上部套在上缩颈环形凸台上并且下端部具有内斜面，所述的上压套与上缩颈环形凸台外壁滑动连接，所述的上压套的下端部的内斜面压住开关块上部的梯形斜面设置，在所述的上压套下部内壁上设置有套在中心管上的第一内部环形凸台，一个上部轴向弹簧套在中心管上并且设置在第一内部环形凸台的顶壁和上缩颈环形凸台的底壁之间，所述的中心管环形凸台、第一内部环形凸台、中心管外壁以及上压套之间形成上部密闭空间，并且在与所述的上部密闭空间对应位置的中心管上开有上部传压孔；

在所述的下接头的中部外壁上设置有限位缩颈环形凸台，在所述的限位缩颈环形凸台的顶面上设置有缩颈上环形凸台，一个下压套下部套在限位缩颈环形凸台上并且上端部具有内斜面，所述的下压套与限位缩颈环形凸台外壁滑动连接，所述的下压套的上端部的内斜面压住开关块下部的梯形斜面设置，在所述的下压套上部内壁上设置有套在剪切套上的第二内部环形凸台，一个下部轴向弹簧套在剪切套以及缩颈上环形凸台的外壁上并且设置在第二内部环形凸台的底壁和限位缩颈环形凸台的顶壁之间，所述的第二内部环形凸台、阶梯环形凸台结构的大直径端、剪切套外壁以及下压套内壁之间形成下部密闭空间，并且在与所述的下部密闭空间对应位置的中心管上以及剪切套上分别开有下部传压孔，所述的中心管上的下部传压孔与剪切套上的下部传压孔连通设置。

本实用新型的优点：

1.本实用新型是一种专用的滑套开关工具，通过油管或连续油管下入，油管内加压，开关块径向张开，即可对目标滑套进行关闭动作；油管内无压力时，开关块自动缩回。

2.本实用新型在关闭滑套过程中遇卡时，可剪断销钉使开关块强制缩回，从而解决开关工具遇卡无法解卡的问题。

3.本实用新型不仅可应用于关闭压裂滑套，也可应用于常规油气井生产滑套的关闭。

4.本实用新型能应用于压裂滑套的关闭，解决了油气井压裂后滑套无法关闭开关工具脱手困难的技术难题。

附图说明

图1是本实用新型一种用于滑套关闭的液压开关工具结构示意图；

图2是本实用新型一种用于滑套关闭的液压开关工具开关块张开时的结构示意图；

图3是现有的压裂滑套结构示意图；

图4是本实用新型的液压开关工具与关闭套咬合状态示意图；

图5是本实用新型的液压开关工具关闭压裂滑套状态示意图；

图6是本实用新型的液压开关工具与压裂滑套脱开示意图；

图7是本实用新型的液压开关工具泄压后，开关块自动缩回，与压裂滑套关闭套脱开示意图；

图8是本实用新型的液压开关工具销钉剪断后强制脱手示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术方案更加清晰，以下结合附图对本实用新型做进一步详细说明。本实用新型的具体实施方式如下。

如附图所示的本实用新型的一种用于滑套关闭的液压开关工具，包括中心管 2，在所述的中心管2的上部外壁和下部外壁上分别设置有外螺纹，在上接头1 和下接头10内分别开有内螺纹，所述的上接头1和下接头10分别通过内螺纹与中心管2的上部外螺纹以及下部外螺纹连接。

在靠近下接头10顶部一侧的中心管2上套有剪切套7，所述的剪切套7通过剪钉8固定在中心管2上，所述的剪切套7为阶梯环形凸台结构，所述的阶梯环形凸台结构的大直径端位于上侧，在上接头1和剪切套7之间的中心管2的外壁上设置有中心管环形凸台，在中心管环形凸台和阶梯环形凸台结构的大直径端之间的中心管外壁上沿圆周方向均匀间隔安装有四个开关块5，所述的四个开关块5的竖向截面的上下两端均为梯形，其中两个梯形的水平段分别与中心管2 环形凸台的底面以及阶梯环形凸台结构的大直径端的顶面能够滑动配合，在与中心管2接触的每个开关块5的内壁上均开有两个凹槽，在每个凹槽内均安装有轴线与中心管2径向方向一致的径向弹簧6，所述的径向弹簧6的内侧端部与中心管外壁接触设置。

在所述的上接头1的底部外壁上设置有上缩颈环形凸台，一个上压套4上部套在上缩颈环形凸台上并且下端部具有内斜面，所述的上压套4与上缩颈环形凸台外壁滑动连接，所述的上压套4的下端部的内斜面压住开关块5上部的梯形斜面设置，在所述的上压套4下部内壁上设置有套在中心管上的第一内部环形凸台，一个上部轴向弹簧3套在中心管2上并且设置在第一内部环形凸台的顶壁和上缩颈环形凸台的底壁之间。所述的中心管2环形凸台、第一内部环形凸台、中心管2外壁以及上压套4之间形成上部密闭空间，并且在与所述的上部密闭空间对应位置的中心管2上开有上部传压孔。

在所述的下接头10的中部外壁上设置有限位缩颈环形凸台，在所述的限位缩颈环形凸台的顶面上设置有缩颈上环形凸台，一个下压套9下部套在限位缩颈环形凸台上并且上端部具有内斜面，所述的下压套9与限位缩颈环形凸台外壁滑动连接，所述的下压套9的上端部的内斜面压住开关块5下部的梯形斜面设置，在所述的下压套9上部内壁上设置有套在剪切套上的第二内部环形凸台，一个下部轴向弹簧3套在剪切套7以及缩颈上环形凸台的外壁上并且设置在第二内部环形凸台的底壁和限位缩颈环形凸台的顶壁之间。所述的第二内部环形凸台、阶梯环形凸台结构的大直径端、剪切套7外壁以及下压套9内壁之间形成下部密闭空间，并且在与所述的下部密闭空间对应位置的中心管2上以及剪切套7上分别开有下部传压孔，所述的中心管2上的下部传压孔与剪切套7上的下部传压孔连通设置。

优选的所述的上接头1和下接头10分别采用防松钉11与中心管2固定。

本工具的使用方法如下：本工具用于现有压裂滑套工具中，安装在油管下端，对压裂滑套的关闭套22进行关闭操作。

使用时，上压套4受上部的轴向弹簧3的压缩力作用向下运动，通过上压套端部内斜面压住开关块5上部，下压套9受下部的轴向弹簧的压缩力作用向上运动，通过下压套端部内斜面压住开关块5下部。

中心管2的上部传压孔与上部密闭空间连通，中心管2的下部传压孔与剪切套7上的下部传压孔对齐并连通，且与下部密闭空间连通；当中心管内部有液压作用时，液体通过中心管2的上下两个传压孔分别进入两个密闭空间，在液压力的作用下，上压套4向上移动，下压套9向下移动，开关块5在径向弹簧的作用下径向张开，其张开后的外径大于套管内径，在开关工具上提过程中，开关块5 一直受到压缩，直至开关工具移动到压裂滑套内部，开关块5与压裂滑套的关闭套23咬合(图4所示)，继续上提开关工具，开关块5带着压裂滑套的关闭套 23向上移动，直至开关块5上部接触到压裂滑套的上接头21内部缩径台阶处(图 5所示)，开关块5受到径向压力缩回，从而开关块5和压裂滑套的关闭套23脱离(图6所示)，以上就完成压裂滑套的关闭动作。

开关工具在关闭压裂滑套的过程中，如工具串遇卡，开关块5上部无法接触到压裂滑套内部缩径台阶，不能强制使开关块5缩回，此时可泄掉油管内压力，使开关块5在上压套4和下压套9的挤压作用下收回(图7所示)。由于轴向弹簧3压缩力有限，如泄压后开关块5还无法与压裂滑套的关闭套23脱离，继续上提开关工具，当上提力大于一定值时，开关块5向下推动剪切套7剪断剪钉8，此时下压套9移动至下接头10限位缩颈环形凸台的限位台阶处，开关块5下部外沿与下压套9上端部内斜面接触并发生挤压作用，由于斜面的分力作用，迫使开关块5缩回，从而使开关块5与压裂滑套的关闭套23脱离，实现管柱解卡(图 8所示)。以上内容是对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换。

Claims (2)

1.一种用于关闭滑套的液压开关工具，其特征在于：包括中心管，在所述的中心管的上部外壁和下部外壁上分别设置有外螺纹，在上接头和下接头内分别开有内螺纹，所述的上接头和下接头分别通过内螺纹与中心管的上部外螺纹以及下部外螺纹连接；

在靠近下接头顶部一侧的中心管上套有剪切套，所述的剪切套通过剪钉固定在中心管上，所述的剪切套为阶梯环形凸台结构，所述的阶梯环形凸台结构的大直径端位于上侧，在上接头和剪切套之间的中心管的外壁上设置有中心管环形凸台，在中心管环形凸台和阶梯环形凸台结构的大直径端之间的中心管外壁上沿圆周方向均匀间隔安装有四个开关块，所述的四个开关块的竖向截面的上下两端均为梯形，其中两个梯形的水平段分别与中心管环形凸台的底面以及阶梯环形凸台结构的大直径端的顶面能够滑动配合，在与中心管接触的每个开关块的内壁上均开有两个凹槽，在每个凹槽内均安装有轴线与中心管径向方向一致的径向弹簧，所述的径向弹簧的内侧端部与中心管外壁接触设置；

在所述的上接头的底部外壁上设置有上缩颈环形凸台，一个上压套上部套在上缩颈环形凸台上并且下端部具有内斜面，所述的上压套与上缩颈环形凸台外壁滑动连接，所述的上压套的下端部的内斜面压住开关块上部的梯形斜面设置，在所述的上压套下部内壁上设置有套在中心管上的第一内部环形凸台，一个上部轴向弹簧套在中心管上并且设置在第一内部环形凸台的顶壁和上缩颈环形凸台的底壁之间，所述的中心管环形凸台、第一内部环形凸台、中心管外壁以及上压套之间形成上部密闭空间，并且在与所述的上部密闭空间对应位置的中心管上开有上部传压孔；

在所述的下接头的中部外壁上设置有限位缩颈环形凸台，在所述的限位缩颈环形凸台的顶面上设置有缩颈上环形凸台，一个下压套下部套在限位缩颈环形凸台上并且上端部具有内斜面，所述的下压套与限位缩颈环形凸台外壁滑动连接，所述的下压套的上端部的内斜面压住开关块下部的梯形斜面设置，在所述的下压套上部内壁上设置有套在剪切套上的第二内部环形凸台，一个下部轴向弹簧套在剪切套以及缩颈上环形凸台的外壁上并且设置在第二内部环形凸台的底壁和限位缩颈环形凸台的顶壁之间，所述的第二内部环形凸台、阶梯环形凸台结构的大直径端、剪切套外壁以及下压套内壁之间形成下部密闭空间，并且在与所述的下部密闭空间对应位置的中心管上以及剪切套上分别开有下部传压孔，所述的中心管上的下部传压孔与剪切套上的下部传压孔连通设置。

2.根据权利要求1所述的用于关闭滑套的液压开关工具，其特征在于：所述的上接头和下接头分别采用防松钉与中心管固定。