CN211342875U - 一种智能液压驱动滑套 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种智能液压驱动滑套，将整套液压驱动系统集成于井下滑套中，包括电机、微型泵、三位四通阀、电路板等微型元件，理论上可在单趟管柱中设置多级液压驱动滑套，完成不限级压裂和连续压裂的技术要求，通过地面信号控制微型泵的运行和三位四通阀的正反向，从而使滑套开启或关闭，实现对井下各层段的压裂，本实用新型充分利用了液压驱动和控制技术的优势，结构紧凑，集成度高，在极大简化压裂施工作业的同时，还达到了井下可控开采的目的。

Description

一种智能液压驱动滑套

技术领域

本实用新型属于油气井压裂设备的技术领域，尤其涉及一种智能液压驱动滑套。

背景技术

我国作为油气藏资源储量十分丰富的国家，其中页岩气的埋藏深度均在3000米以上，最大的页岩气生产基地——川南地区50％以上埋深超过3500米，这对油气井的水平井钻完井和增产改造技术及装备提出了更高的要求。目前，我国尚未完全掌握埋深超过3500米的勘探开发技术，技术能否实现跨越性突破将成为油气大发展的关键。

深层油气之所以没有得到广泛勘探与开发，是因为其最终采收率依赖于有效的压裂措施。不同的压裂技术和开采工艺直接影响着油气的经济效益。目前油气井勘探开发主要使用的压裂方式为多级可钻式桥塞封隔分段压裂技术，该技术己经取得了很好的效果，但同时开发成本较为昂贵，其中桥塞的消耗较大且施工时间较长，而固井滑套多级分段压裂在压裂效果和施工时间上较多级可钻式桥塞封隔分段压裂技术有明显的优势，在固井滑套多级分段压裂技术中，滑套及配套的驱动工具是其关键技术，即滑套的打开方式。现有的井下开关式滑套使用的常规机械开关工具往往需要精确定位，从而使开关工具准确的扣上内滑套，而精确定位往往会带来一系列可靠性问题并增加其成本。

此前有发明专利申请“一种水平井多级压裂智能滑套”，申请号(201610383767.6)，即用电路控制电机，通过传动装置将电机的旋转运动转换为直线运动，从而推动滑套运动，该发明实现了滑套的直线运动，而未对动力源提供推力的持续性和整套机械装置的稳定性提出改进措施；有发明专利申请“一种水平井不限级智能滑套装置”，申请号(201711181016.7)，其用电路控制三位四通阀，使液压罐中储存的高压液体按要求推动滑套运动，该发明有效利用了液压控制的优势，形成了一组微型的“阀控缸”系统，而在动力源方面，由于泄露的存在，该发明并未有有效的补压措施。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种智能液压驱动滑套，整个过程由电路控制三位四通阀的正反向，通过微型泵驱动滑套运动，新结构充分彰显了液压驱动和控制的技术优势。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种智能液压驱动滑套，其特征在于，包括内缸套、密封环块、连接套、外缸套和滑套，所述内缸套设有三个腰形腔，分别为储油腔、执行腔和控制腔，所述密封环块一端面上设有三个腰形凸台与所述三个腰形腔的开口端相对应密封配置，所述外缸套与内缸套之间通过所述连接套连接，所述滑套设于外缸套内腔，顶部与连接套内壁紧密贴合，滑套两端头分别套设抗磨瓦，外缸套上部内径大于下部内径形成台阶部，滑套与台阶部之间形成空腔，滑套上部设有凸台，所述凸台与外缸套上部内壁贴合，凸台将空腔分隔为上空腔和下空腔；

密封环块上相对所述储油腔两端沿轴向设有第一、第二通孔，连接套上对应于所述第一、第二通孔位置设有第三、第四通孔，外缸套上对应于所述第三通孔位置设有第五通孔，第一、第三和第五通孔形成第一通道，与下空腔相连通，第二、第四通孔形成第二通道，与上空腔相连通；

滑套上沿径向设有滑套压裂孔，外缸套上沿径向设有外缸套压裂孔，所述外缸套压裂孔中设有堵头。

按上述技术方案，所述储油腔内设有腰形隔板，隔板通过弹簧与储油腔内壁相连。

按上述技术方案，所述执行腔内设有电机、微型泵、三位四通阀，所述电机与所述微型泵通过线缆相连，微型泵进口通过管路与所述三位四通阀的回油口相连通，微型泵出口通过管路与所述储油腔相连通，所述上、下空腔分别通过管路与三位四通阀的两个工作油口相连通，三位四通阀的进油口与储油腔相连通。

按上述技术方案，所述控制腔内设有电池组和电路板，所述电池组为电路板供电，电路板上设有，用于发射及接受井上无线信号，电路板分别通过线缆与所述三位四通阀及电机相连。

按上述技术方案，所述堵头为铅块。

按上述技术方案，所述第一通道和第二通道内设有毛细空心钢管。

本实用新型的有益效果是：提供一种智能液压驱动滑套，充分利用了液压驱动与控制的技术优势，在有限空间内集成了微型泵、三位四通阀、油腔、电机等元件，结构紧凑，使滑套启闭变得更加可控。现有可用于井下驱动装置的微型泵普遍采用阀配流的形式，而该种配流形式往往存在自吸不足的问题，本实用新型在油腔内设有增压装置，保证了微型泵的良好吸入，从而增加了系统的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2为本实用新型一个实施例的第一通道和第二通道的结构示意图。

图3为本实用新型一个实施例的工作原理示意图。

具体实施方式

为更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型进一步的描述。

如图1所示，一种智能液压驱动滑套，包括内缸套1、密封环块2、连接套3、外缸套4和滑套6，内缸套设有三个腰形腔，分别为储油腔1-1、执行腔1-2和控制腔1-3，密封环块一端面上设有三个腰形凸台与三个腰形腔的开口端相对应密封配置，外缸套与内缸套之间通过连接套连接，滑套设于外缸套内腔，顶部与连接套内壁紧密贴合，滑套两端头分别套设抗磨瓦5，减少滑套频繁动作造成的磨损，外缸套上部内径大于下部内径形成台阶部，滑套与台阶部之间形成空腔，滑套上部设有凸台，凸台与外缸套上部内壁贴合，凸台将空腔分隔为上空腔6-2和下空腔6-3；

如图2所示，密封环块上相对储油腔两端沿轴向设有第一、第二通孔，连接套上对应于第一、第二通孔位置设有第三、第四通孔，外缸套上对应于第三通孔位置设有第五通孔，第一、第三和第五通孔形成第一通道14，与下空腔相连通，第二、第四通孔形成第二通道15，与上空腔相连通；

滑套上沿径向设有滑套压裂孔6-1，外缸套上沿径向设有外缸套压裂孔4-1，外缸套压裂孔中设有堵头，堵头为铅块，在装置整体下放时，铅块封堵防止固井水泥进入外缸套内影响压裂效果，当下放到位需要进行压裂工序时，铅块在内部压力的作用下脱出外缸套压裂孔。

储油腔内设有腰形隔板7，隔板通过弹簧8与储油腔内壁相连。储油腔中进油或出油时，腰形隔板随之上下滑动，调整整个储油腔的负压，保证储油腔的正常运行。

执行腔内设有电机9、微型泵10、三位四通阀11，电机与微型泵通过线缆相连，微型泵进口通过管路与三位四通阀的回油口相连通，微型泵出口通过管路与储油腔相连通，上、下空腔分别通过管路与三位四通阀的两个工作油口相连通，三位四通阀的进油口与储油腔相连通。

控制腔内设有电池组12和电路板13，电池组为电路板供电，电路板上设有，用于发射及接受井上无线信号，电路板分别通过线缆与三位四通阀及电机相连。

第一通道和第二通道内设有毛细空心钢管16，高压油液在毛细空心钢管内流动，以保证整个流道的密封性，并能减小通道沿程压力损失。

管柱在下井后使用时间普遍较长，滑套在使用寿命内频繁启闭，本实用新型在滑套两端设有抗磨瓦，减少了滑套的磨损，保证了滑套运动时的稳定性。

如图3所示，工作过程如下：

电池组给电机和电路板供电，电路板分别控制电机和三位四通阀，当地面发出滑套开启信号后，电路板上的接收端子接收到信号，控制电机启动，微型泵开始将储油腔内的油液压入三位四通阀，与此同时，电路板控制三位四通阀正向开启，储油腔内的高压油液经过第二通道进入上空腔，推动滑套下行，直至外缸套压裂孔和内缸套压裂孔相通并对正，实现滑套的开启，进行压裂作业；当压裂作业完成后，电路板根据接收到的滑套关闭信号控制三位四通阀反向开启，储油腔内的高压油液经过第一通道进入下空腔，推动滑套上行，使外缸套压裂孔和内缸套压裂孔错位，完成滑套的关闭，同时上空腔内的油液经过三位四通阀流回储油腔，整个过程，滑套的上行和下行动作时间根据地面测试预先设定。

Claims (6)

1.一种智能液压驱动滑套，其特征在于，包括内缸套、密封环块、连接套、外缸套和滑套，所述内缸套设有三个腰形腔，分别为储油腔、执行腔和控制腔，所述密封环块一端面上设有三个腰形凸台与所述三个腰形腔的开口端相对应密封配置，所述外缸套与内缸套之间通过所述连接套连接，所述滑套设于外缸套内腔，顶部与连接套内壁紧密贴合，滑套两端头分别套设抗磨瓦，外缸套上部内径大于下部内径形成台阶部，滑套与台阶部之间形成空腔，滑套上部设有凸台，所述凸台与外缸套上部内壁贴合，凸台将空腔分隔为上空腔和下空腔；

密封环块上相对所述储油腔两端沿轴向设有第一、第二通孔，连接套上对应于所述第一、第二通孔位置设有第三、第四通孔，外缸套上对应于所述第三通孔位置设有第五通孔，第一、第三和第五通孔形成第一通道，与下空腔相连通，第二、第四通孔形成第二通道，与上空腔相连通；

滑套上沿径向设有滑套压裂孔，外缸套上沿径向设有外缸套压裂孔，所述外缸套压裂孔中设有堵头。

2.根据权利要求1所述的一种智能液压驱动滑套，其特征在于，所述储油腔内设有腰形隔板，隔板通过弹簧与储油腔内壁相连。

3.根据权利要求2所述的一种智能液压驱动滑套，其特征在于，所述执行腔内设有电机、微型泵、三位四通阀，所述电机与所述微型泵通过线缆相连，微型泵进口通过管路与所述三位四通阀的回油口相连通，微型泵出口通过管路与所述储油腔相连通，所述上、下空腔分别通过管路与三位四通阀的两个工作油口相连通，三位四通阀的进油口与储油腔相连通。

4.根据权利要求3所述的一种智能液压驱动滑套，其特征在于，所述控制腔内设有电池组和电路板，所述电池组为电路板供电，电路板上设有，用于发射及接受井上无线信号，电路板分别通过线缆与所述三位四通阀及电机相连。

5.根据权利要求1所述的一种智能液压驱动滑套，其特征在于，所述堵头为铅块。

6.根据权利要求1所述的一种智能液压驱动滑套，其特征在于，所述第一通道和第二通道内设有毛细空心钢管。

Images