CN212428711U - 一种高压激活式趾端滑套 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压激活式趾端滑套，包括从上至下依次连接上接头、阀体、下接头和密封件，上接头连接在井筒底端，阀体内连接有压差滑套，压差滑套与上接头之间形成上腔室，压差滑套与下接头之间形成下腔室，上接头内还开有导压通道和安装空腔，安装空腔内连接有固井滑套工具高压激活式导压机构，导压通道一端连接至固井滑套工具高压激活式导压机构，一端连接至上腔室，阀体上还开有出液槽，出液槽被压差滑套堵住。通过固井滑套工具高压激活式导压机构，将上腔室和井筒连通，从而使井筒内高压气体进入上腔室，推动压差滑套下行，直至露出出液槽，实现趾端滑套开启。

Description

一种高压激活式趾端滑套

技术领域

本实用新型属于油气田开发领域，具体涉及一种高压激活式趾端滑套。

背景技术

当前，趾端滑套类工具可以免射孔开启首层，实现快速、高效首层作业在“桥射联作”压裂工艺具有很大优势。成为生产提速的重要工艺手段之一。然而，趾端滑套工具通过套管内憋压开启，与新井的套管强度试压作业相冲突，无法满足套管强度试压需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高压激活式趾端滑套，以使得通过井口施加高压，激活工具内部导压机构，在井口泄压后依靠机构自身能量开启导压通道，实现井筒压力与趾端滑套工具的压差滑套机构活塞腔室连通，开启趾端滑套。此趾端滑套可以避免在进行套管强度整体高压试压的过程中意外开启，可以满足井筒强度试压的工艺需求。

本实用新型的目的是通过以下技术手段实现的，一种高压激活式趾端滑套，包括从上至下依次连接上接头、阀体、下接头和密封件，上接头连接在井筒底端，阀体内连接有压差滑套，压差滑套与上接头之间形成上腔室，压差滑套与下接头之间形成下腔室，上接头内还开有导压通道和安装空腔，安装空腔内连接有固井滑套工具高压激活式导压机构，导压通道一端连接至固井滑套工具高压激活式导压机构，一端连接至上腔室，阀体上还开有出液槽，出液槽被压差滑套堵住。

所述固井滑套工具高压激活式导压机构包括控压柱塞和缓冲套，缓冲套连接在安装空腔内，缓冲套上连接有弹簧轴，弹簧轴外围套有蝶形弹簧，缓冲套下方连接有柱塞阀座，所述柱塞阀座中心开有控压柱塞孔，控压柱塞前端从控压柱塞孔插入并顶在弹簧轴后端，安装空腔开有与井筒连通的导通孔，缓冲套为凹字形结构，且开口朝向导通孔，弹簧轴、柱塞阀座、控压柱塞和控压柱塞孔中心均与导通孔位于一条直线上。

所述缓冲套为凹字型，且开口面对导通孔，缓冲套与安装空腔通过螺纹连接，缓冲套外壁与安装空腔内壁之间还连接有密封圈。

所述弹簧轴为T字型，弹簧轴较窄的一端连接在缓冲套上，蝶形弹簧上端顶在弹簧轴较宽端上，下端顶在缓冲套上。

所述柱塞阀座外壁与安装空腔内壁之间连接有密封圈。

所述控压柱塞孔，从导通孔至缓冲套方向宽度逐渐变小，分别为第一阶段、第二阶段和第三阶段，控压柱塞分为宽度依次增大的第一控压柱塞柱、第二控压柱塞柱和第三控压柱塞环，第二控压柱塞柱连接在第一控压柱塞柱下端，第三控压柱塞环套接在第二控压柱塞柱外，第三控压柱塞环及第二控压柱塞柱位于第三阶段内，第一控压柱塞柱穿过第一阶段和第二阶段直至顶住弹簧轴，第三控压柱塞环宽度等于第三阶段宽度，第二控压柱塞柱宽度大于第一阶段宽度且小于第二阶段宽度，第一控压柱塞柱宽度等于第一阶段宽度。

所述第一控压柱塞柱外壁与控压柱塞孔第一阶段内壁间连接有密封圈。

所述第三控压柱塞环内插有剪切销钉，剪切销钉插入第二控压柱塞柱内。

所述第二控压柱塞柱和第三控压柱塞环一体成型，但连接处开有剪切应力槽。

所述第二控压柱塞柱宽度小于或等于导通孔的宽度，第三控压柱塞环宽度大于导通孔的宽度。

本实用新型的有益效果在于：1、通过固井滑套工具高压激活式导压机构，将上腔室和井筒连通，从而使井筒内高压气体进入上腔室，推动压差滑套下行，直至露出出液槽，实现趾端滑套开启。

2、固井滑套工具高压激活式导压机构通过井口高压，来使得第二控压柱塞柱和第三控压柱塞环分离，等到井口泄压，控压柱塞受到的压力小于蝶形弹簧的预紧力，蝶形弹簧将第一控压柱塞和第二控压柱塞整体从导通孔弹出，井筒与安装空腔连通，而安装空腔内缓冲套部分又连通上腔室，从而加大上腔室的压力。

附图说明

图1为高压激活式趾端滑套结构示意图；

图2为图1中A处结构放大示意图；

图3为固井滑套工具高压激活式导压机构高压激活时结构示意图；

图4为控压柱塞结构示意图；

图5为控压柱塞另一结构示意图；

图6为高压激活式趾端滑套通道开启时结构示意图；

图7为图6中A处结构放大示意图；

图中：1、上接头；2、缓冲套；3、蝶形弹簧；4、弹簧轴；5、控压柱塞；5-1、第一控压柱塞柱；5-2、第二控压柱塞柱；5-3、第三控压柱塞环；7、柱塞阀座；8、阀体；9、压差滑套；10、下接头；11、导通孔；12、导压通道；13、上腔室；14、下腔室；15、出液槽；16、剪切销钉；17、剪切应力槽。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

具体实施方式

【实施例1】

如图1和图6所示，一种高压激活式趾端滑套，包括从上至下依次连接上接头1、阀体8、下接头10和密封件，上接头连接在井筒底端，阀体8内连接有压差滑套9，压差滑套9与上接头1之间形成上腔室13，压差滑套9与下接头10之间形成下腔室14，上接头1内还开有导压通道12和安装空腔，安装空腔内连接有固井滑套工具高压激活式导压机构，导压通道12一端连接至固井滑套工具高压激活式导压机构，一端连接至上腔室13，阀体8上还开有出液槽15，出液槽15被压差滑套9堵住。

上接头1连接在井筒底端，上接头1下端连接有阀体8，阀体8下端连接有下接头10，上接头1和下接头10将阀体8上下密封起来，在阀体8内部形成空腔，这个空腔内滑动连接有压差滑套9，压差滑套9的长度小于上接头1至下接头10的长度，因此压差滑套9上端至上接头1的部分形成了上腔室13，压差滑套9下端至下接头10的部分形成了下腔室14。

压差滑套9封堵住了阀体8的出液槽15，阻止了阀体8内外之间的连通，同时上腔室13和下腔室14内压力一致，保证了压差滑套9位置不动，可以一直堵住出液槽15。同时压差滑套9在出液槽15的两侧也连接有密封圈，确保阀体内外的隔离。

上腔室13与上接头的固井滑套工具高压激活式导压机构通过导压通道12相连，一旦固井滑套工具高压激活式导压机构与井筒连通，那么上腔室13也随之与井筒内压力连通，而井筒内压力高于下腔室14的压力，在压力作用下，压差滑套9向下移动，最终露出出液槽15，阀体8内外连通，井筒也与外界连通。实现了趾端滑套的开启。

【实施例2】

在实施例1的基础上，如图2和图3所示，所述固井滑套工具高压激活式导压机构包括控压柱塞5和缓冲套2，缓冲套2连接在安装空腔内，缓冲套2上连接有弹簧轴4，弹簧轴4外围套有蝶形弹簧3，缓冲套2下方连接有柱塞阀座7，所述柱塞阀座7中心开有控压柱塞孔，控压柱塞5前端从控压柱塞孔插入并顶在弹簧轴4后端，安装空腔开有与井筒连通的导通孔11，缓冲套2为凹字形结构，且开口朝向导通孔11，弹簧轴4、柱塞阀座7、控压柱塞5和控压柱塞孔中心均与导通孔11位于一条直线上。

整个固井滑套工具高压激活式导压机构都安装在上接头1内开出的安装空腔内，安装空腔通过导通孔11与井筒内部相连通。

凹字形的缓冲套2连接在导通孔11对侧的安装空腔内壁上，且缓冲套2的开口直对导通孔11，弹簧轴4连接在缓冲套2上，且对着导通孔11。弹簧轴4外侧连有蝶形弹簧3。

如图3所示，缓冲套2的下方连接有柱塞阀座7，柱塞阀座7堵住缓冲套2的开口，将缓冲套2开口内的空腔与井筒分隔开。

柱塞阀柱7中心开有导通孔11，导通孔11内插有控压柱塞5来堵住导通孔11，控压柱塞5穿过导通孔11顶在弹簧轴4上。

所述缓冲套2为凹字型，且开口面对导通孔11，缓冲套2与安装空腔通过螺纹连接，缓冲套2外壁与安装空腔内壁之间还连接有密封圈。

缓冲套2外壁与安装空腔螺纹连接，且缓冲套2外壁与安装空腔之间有密封圈作为密封。

如图3所示，所述弹簧轴4为T字型，弹簧轴4较窄的一端连接在缓冲套2上，蝶形弹簧3上端顶在弹簧轴4较宽端上，下端顶在缓冲套2上。

弹簧轴4为T字型，较窄的一端即图3中的上端连接有缓冲套2上，较宽的一端向下，而蝶形弹簧3就在弹簧轴4较宽端和缓冲套2之间。

所述柱塞阀座7外壁与安装空腔内壁之间连接有密封圈。

用于密封安装空腔。

【实施例3】

在实施例2的基础上，如图3至图5所示，所述控压柱塞孔，从导通孔11至缓冲套2方向宽度逐渐变小，分别为第一阶段、第二阶段和第三阶段，控压柱塞5分为宽度依次增大的第一控压柱塞柱5-1、第二控压柱塞柱5-2和第三控压柱塞环5-3，第二控压柱塞柱5-2连接在第一控压柱塞柱5-1下端，第三控压柱塞环5-3套接在第二控压柱塞柱5-2外，第三控压柱塞环5-3及第二控压柱塞柱5-2位于第三阶段内，第一控压柱塞柱5-1穿过第一阶段和第二阶段直至顶住弹簧轴4，第三控压柱塞环5-3宽度等于第三阶段宽度，第二控压柱塞柱5-2宽度大于第一阶段宽度且小于第二阶段宽度，第一控压柱塞柱5-1宽度等于第一阶段宽度。

所述第一控压柱塞柱5-1外壁与控压柱塞孔第一阶段内壁减连接有密封圈。

所述第三控压柱塞环5-3内插有剪切销钉16，剪切销钉16插入第二控压柱塞柱5-2内。

所述第二控压柱塞柱5-2和第三控压柱塞环5-3一体成型，但连接处开有剪切应力槽17。

所述第二控压柱塞柱5-2宽度小于或等于导通孔11的宽度，第三控压柱塞环5-3宽度大于导通孔11的宽度。

控压柱塞孔从井筒到安装空腔直径逐步缩小，依次分为第三阶段、第二阶段和第三阶段。

控压柱塞5也分为三部分，分别是逐渐缩小的第三控压柱塞环5-3、第二控压柱塞柱5-2和第一控压柱塞柱5-1，第二控压柱塞柱5-2和第一控压柱塞柱5-1均为圆柱形，如图3所示，第二控压柱塞柱5-2连在第一控压柱塞柱5-1，第二控压柱塞柱5-2和第一控压柱塞柱5-1整体呈T字型，第三控压柱塞环5-3则套在第二控压柱塞柱5-2外。

第三控压柱塞环5-3与第二控压柱塞柱5-2有两种连接方式，如图4所示，一为第三控压柱塞环5-3与第二控压柱塞柱5-2分开，从第三控压柱塞环5-3外侧插入剪切销钉16至第二控压柱塞柱5-2内。

如图5所示，二为第三控压柱塞环5-3与第二控压柱塞柱5-2一体成型，但在两者交界出开有剪切应力槽17。

控压柱塞5在插入控压柱塞孔时，第三控压柱塞环5-3和第二控压柱塞柱5-2卡在第三阶段，第一控压柱塞柱5-1则穿过第二阶段和第一阶段直至顶住弹簧轴4。

如图2所示，第三控压柱塞环5-3直径等于第三阶段的直径，以将第三控压柱塞环5-3卡主并与第二控压柱塞柱5-2一起堵住导通孔11；

第二控压柱塞柱5-2直径小于第二阶段直径，但大于第一阶段的直径，这样第二控压柱塞柱5-2在受到足够的，来自下方的压力后，可以向上移动并导致第三控压柱塞环5-3和第二控压柱塞柱5-2分离，然后第二控压柱塞柱5-2卡在第二阶段，不进入第一阶段。

第一控压柱塞柱5-1直径等于第一阶段的直径，用于堵住第一阶段，保证缓冲套2开口内的密封，第一控压柱塞柱5-1外壁与控压柱塞孔第一阶段内壁间连接的密封圈也是为了密封。

第二控压柱塞柱5-2直径小于或等于导通孔11的直径，是为了让蝶形弹簧3将弹簧轴4向下顶，从而将第二控压柱塞柱5-2和第一控压柱塞柱5-1整体从控压柱塞孔弹出，从而连通井筒和缓冲套2内的腔室。

整个高压激活式趾端滑套工作流程如下，将高压激活式趾端滑套随井筒下入到预定位置，此时第三控压柱塞环5-3与第二控压柱塞柱5-2之间的固定于大于固井作业最高压力，那么第三控压柱塞环5-3与第二控压柱塞柱5-2就不会在固井过程中激活。而上腔室13与下腔室14压力保持一致，压差滑套9保持不动并堵住阀体8的出液槽15。

随着井口施加高压，井筒内压力增大，如图3所示，当井筒内压力大于蝶形弹簧3的预紧力及剪切应力槽17的剪切力之和，第三控压柱塞环5-3与第二控压柱塞柱5-2沿着剪切应力槽17分离，第二控压柱塞柱5-2上行直至顶在第二阶段中，此时第一控压柱塞柱5-1依然堵在第一阶段中，井筒内的高压不进入缓冲套2的空腔内。压差滑套9依然不动，堵住出液槽15。

当使用剪切销钉16时，剪切销钉16受力被剪断，从而使得第三控压柱塞环5-3与第二控压柱塞柱5-2分离。

如图7所示，井口泄压后，控压柱塞5受到的来自下方的井筒压力降低，当井筒压力低于蝶形弹簧3的弹力时，蝶形弹簧3推动弹簧轴4向井筒方向移动，随之带动第一控压柱塞柱5-1及第二控压柱塞柱5-2向井筒方向移动，最终第一控压柱塞柱5-1及第二控压柱塞柱5-2向井筒方向移动被从导通孔11推出，整个控压柱塞孔不再被堵住，井筒与缓冲套2开口的空腔相互连通完毕。而导压通道12又连通着缓冲套2开口形成的空腔与上腔室13，于是上腔室13与井筒相连通，上腔室13压力增大，从而推动压差滑套9向下移动，最终如图6所示，压差滑套9不再堵住阀体8的出液槽15，阀体8内部与外部连通，实现了趾端滑套的开启。

本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (10)

1.一种高压激活式趾端滑套，其特征在于：包括从上至下依次连接上接头（1）、阀体（8）、下接头（10）和密封件，上接头（1）连接在井筒底端，阀体（8）内连接有压差滑套（9），压差滑套（9）与上接头（1）之间形成上腔室（13），压差滑套（9）与下接头（10）之间形成下腔室（14），上接头（1）内还开有导压通道（12）和安装空腔，安装空腔内连接有固井滑套工具高压激活式导压机构，导压通道（12）一端连接至固井滑套工具高压激活式导压机构，一端连接至上腔室（13），阀体（8）上还开有出液槽（15），出液槽（15）被压差滑套（9）堵住。

2.根据权利要求1所述的一种高压激活式趾端滑套，其特征在于：所述固井滑套工具高压激活式导压机构包括控压柱塞（5）和缓冲套（2），缓冲套（2）连接在安装空腔内，缓冲套（2）上连接有弹簧轴（4），弹簧轴（4）外围套有蝶形弹簧（3），缓冲套（2）下方连接有柱塞阀座（7），所述柱塞阀座（7）中心开有控压柱塞孔，控压柱塞（5）前端从控压柱塞孔插入并顶在弹簧轴（4）后端，安装空腔开有与井筒连通的导通孔（11），缓冲套（2）为凹字形结构，且开口朝向导通孔（11），弹簧轴（4）、柱塞阀座（7）、控压柱塞（5）和控压柱塞孔中心均与导通孔（11）位于一条直线上。

3.根据权利要求2所述的一种高压激活式趾端滑套，其特征在于：所述缓冲套（2）为凹字型，且开口面对导通孔（11），缓冲套（2）与安装空腔通过螺纹连接，缓冲套（2）外壁与安装空腔内壁之间还连接有密封圈。

4.根据权利要求2所述的一种高压激活式趾端滑套，其特征在于：所述弹簧轴（4）为T字型，弹簧轴（4）较窄的一端连接在缓冲套（2）上，蝶形弹簧（3）上端顶在弹簧轴（4）较宽端上，下端顶在缓冲套（2）上。

5.根据权利要求2所述的一种高压激活式趾端滑套，其特征在于：所述柱塞阀座（7）外壁与安装空腔内壁之间连接有密封圈。

6.根据权利要求2所述的一种高压激活式趾端滑套，其特征在于：所述控压柱塞孔，从导通孔（11）至缓冲套（2）方向宽度逐渐变小，分别为第一阶段、第二阶段和第三阶段，控压柱塞（5）分为宽度依次增大的第一控压柱塞柱（5-1）、第二控压柱塞柱（5-2）和第三控压柱塞环（5-3），第二控压柱塞柱（5-2）连接在第一控压柱塞柱（5-1）下端，第三控压柱塞环（5-3）套接在第二控压柱塞柱（5-2）外，第三控压柱塞环（5-3）及第二控压柱塞柱（5-2）位于第三阶段内，第一控压柱塞柱（5-1）穿过第一阶段和第二阶段直至顶住弹簧轴（4），第三控压柱塞环（5-3）宽度等于第三阶段宽度，第二控压柱塞柱（5-2）宽度大于第一阶段宽度且小于第二阶段宽度，第一控压柱塞柱（5-1）宽度等于第一阶段宽度。

7.根据权利要求6所述的一种高压激活式趾端滑套，其特征在于：所述第一控压柱塞柱（5-1）外壁与控压柱塞孔第一阶段内壁间连接有密封圈。

8.根据权利要求6所述的一种高压激活式趾端滑套，其特征在于：所述第三控压柱塞环（5-3）内插有剪切销钉（16），剪切销钉（16）插入第二控压柱塞柱（5-2）内。

9.根据权利要求6所述的一种高压激活式趾端滑套，其特征在于：所述第二控压柱塞柱（5-2）和第三控压柱塞环（5-3）一体成型，但连接处开有剪切应力槽（17）。

10.根据权利要求6所述的一种高压激活式趾端滑套，其特征在于：所述第二控压柱塞柱（5-2）宽度小于或等于导通孔（11）的宽度，第三控压柱塞环（5-3）宽度大于导通孔（11）的宽度。

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