CN217897829U - 一种用于完井滑套的开启工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于完井滑套的开启工具，包括：卡挂机构，其包括圆筒状的本体部分和形成于本体部分上端的弹片爪；固定连接在卡挂机构下端的封隔机构，其包括与本体部分固定连接的第一套筒、第二套筒，以及套装在第二套筒上的密封胶筒，在第一套筒内安装有球座，在第一套筒的外部套装有坐封锥体；其中，球座与坐封锥体形成联动，在第一状态下，球座通过剪切销钉与第一套筒固定连接，开启工具能够下入井筒中至目标滑套处，并与目标滑套的内筒适配形成卡挂，在第二状态下，球座能够剪断剪切销钉并带动坐封锥体下行，从而推动密封胶筒膨胀坐封，在第二状态下，开启工具能够通过继续加压来带动目标滑套的内筒下行而开启目标滑套。

Description

一种用于完井滑套的开启工具

技术领域

本实用新型属于石油天然气钻完井与储层改造技术领域，具体涉及一种用于完井滑套的开启工具。

背景技术

滑套是完井作业时的核心井下工具。滑套在具体使用过程中，通常通过投球或其他开启工具憋压打开滑套上的压裂孔，然后再对油气井进行压裂作业。

近年来，为满足水平井更多分段数的要求，出现多种开启工具。例如有通过将开启工具卡接在滑套的凹槽中，并对开启工具进行憋压，推动开启工具移动，最终推动滑套移动进而开启压裂孔。虽然通过设置开启工具来开启滑套，能够满足滑套分段级数较多的要求，但是，现有的开启工具与滑套之间留有的间隙较小，若存在管柱变形，如页岩气井的套管变形，则可能会导致现有开启工具无法顺利通过管柱变形点开启滑套，存在丢失产层的风险。

目前，虽有小尺寸桥塞或小尺寸管柱等措施应对管柱变形井，但小尺寸桥塞存在误卡挂、坐封在滑套内部的风险，而小尺寸管柱则存在作业排量受限且费用高的问题。

实用新型内容

针对如上所述的技术问题，本实用新型旨在提出一种用于完井滑套的开启工具，该开启工具能够有效提高其与滑套之间通过性，能够顺利通过管柱变形点后开启目标滑套，并能够确保通过后顺利密封管内空间，提高坐封可靠性。

为此，根据本实用新型提供了一种用于完井滑套的开启工具，包括：卡挂机构，所述卡挂机构包括圆筒状的本体部分和形成于所述本体部分的上端的弹片爪；固定连接在所述卡挂机构的下端的封隔机构，所述封隔机构包括与所述本体部分固定连接的第一套筒、固定连接在所述第一套筒的下端的第二套筒，以及套装在所述第二套筒上的密封胶筒，在所述第一套筒内安装有球座，在所述第一套筒的外部套装有坐封锥体；其中，所述球座构造成与所述坐封锥体形成联动，在第一状态下，所述球座通过剪切销钉与所述第一套筒固定连接，所述开启工具能够下入井筒中至目标滑套处，并通过所述弹片爪与目标滑套的内筒适配而形成卡挂，在第二状态下，通过投球憋压能够使所述球座剪断所述剪切销钉并带动所述坐封锥体下行，从而推动所述密封胶筒径向膨胀以完成坐封，在第二状态下，所述开启工具能够通过继续加压来带动目标滑套的内筒下行而开启目标滑套。

在一个实施例中，所述弹片爪构造成包括多个所述弹片爪，且多个所述弹片爪在周向上均布。

在一个实施例中，在所述弹片爪的外表面上设有多个径向向外延伸的凸起，多个所述凸起在轴向上间隔开分布，

在第一状态下，所述弹片爪通过使所述凸起适配卡合到目标滑套的内筒的卡槽内，从而使所述开启工具与目标滑套的内筒形成卡挂。

在一个实施例中，在所述第一套筒的侧壁上设有沿轴向部分延伸的滑槽，所述球座通过穿过所述滑槽的连接部与所述坐封锥体形成固定连接，从而使所述球座与所述坐封锥体形成联动。

在一个实施例中，所述坐封锥体构造成包括圆筒部分和固定连接在所述圆筒部分的下端的锥体部分，所述圆筒部分套装在所述第一套筒上。

在一个实施例中，在所述坐封锥体与所述第一套筒之间设有第一密封件，在所述球座与所述第一套筒之间设有第二密封件。

在一个实施例中，在所述第二套筒的外壁上设有端面朝上的台阶，所述密封胶筒的下端面抵靠在所述台阶上，且所述坐封锥体的锥体部分插入所述密封胶筒与第二套筒之间，

在第二状态下，所述坐封锥体下行能够推动所述密封胶筒径向向外膨胀。

在一个实施例中，在所述第二套筒的末端套装有导向头。

在一个实施例中，在所述第二套筒上还套装有助推胶环，所述助推胶环设置在所述密封胶筒与所述导向头之间，

所述开启工具在下入过程中，所述助推胶环能够与所述弹片爪配合而对所述开启工具形成扶正。

在一个实施例中，在所述第一套筒的外周表面设有棘齿，在所述坐封锥体的内壁设有棘齿套，

所述棘齿能够在所述坐封锥体下行运动过程中与所述棘齿套适配卡合并形成锁定，从而锁定所述密封胶筒的坐封状态。

与现有技术相比，本申请的优点之处在于：

根据本发明的用于完井滑套的开启工具能够有效提高其与滑套之间的通过性，开启工具体积小，保证其能够顺利通过管柱变形点后开启目标滑套。弹片爪具有可收缩性，能完全收缩在工具本体尺寸之内，这进一步保证了开启工具能顺利通过管柱变形点，避免出现丢段情况。开启工具通过封隔机构能够确保通过后顺利密封管内空间，提高坐封可靠性，从而确保顺利压裂施工，这非常有利于提高管柱变形井的作业成功率。开启工具在下入过程中，助推胶环能够与弹片爪配合形成扶正系统，从而对开启工具形成扶正。这能够有效保证整个开启工具在井下运动过程中居中，非常有利于开启工具到位并稳定开启目标滑套。此外，开启工具结构简单、操作方便、坐封可靠性高。

附图说明

下面将参照附图对本实用新型进行说明。

图1显示了根据本实用新型的用于完井滑套的开启工具的结构。

图2显示了沿图1中线A-A的剖视图。

图3显示了开启工具的坐封状态。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本实用新型的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本实用新型进行介绍。

在本申请中，需要说明的是，将根据本发明的用于完井滑套的开启工具下放到井筒中靠近井口的一端定义为上端，将远离井口的一端定义为下端。

图1显示了根据本实用新型的用于完井滑套的开启工具100的结构。如图1 所示，开启工具100包括卡挂机构1和固定连接在卡挂机构1的下端的封隔机构 2。开启工具100能够通过泵送下入井筒中至目标滑套(未示出)处，并通过卡挂机构1与目标滑套的内筒20(见图3)适配而形成卡挂，并通过投球憋压使封隔机构2坐封封隔完井滑套。开启工具100能够通过继续加压而带动目标滑套的内筒20下行以开启目标滑套，实现开启完井滑套的压裂孔，进而能够进行压裂施工。

根据本实用新型，开启工具100采用可溶材料制成。施工结束后，可以通过注入溶解液溶解开启工具100，也可以通过井内返排液对开启工具100慢慢进行溶解，从而实现井筒畅通。

如图1和图2所示，卡挂机构1包括圆筒状的本体部分11和形成于本体部分11的上端的弹片爪12。卡挂机构1设有多个弹片爪12，且多个弹片爪12在周向上均匀分布。在弹片爪12的外表面上设有多个径向向外延伸的凸起121，多个凸起121在轴向上间隔开分布。例如在图1所示实施例中，在弹片爪12的外表面设有两个在轴向上间隔开的凸起121。弹片爪12能够通过使凸起121能够与目标滑套的内筒20内壁设有的卡槽201适配卡合，使得弹片爪12与目标滑套的内筒20形成卡合，从而使开启工具100与目标滑套的内筒20形成卡挂。

在本实施例中，卡挂机构1形成为开启工具1的外壳，弹片爪12的最大外径形成为开启工具100的最大外径。卡挂机构1的这种结构能够满足小体积化需求，保证开启工具能够顺利通过管柱变形点后开启目标滑套。由于开启工具100 的本体尺寸较小，且弹片爪12具有可收缩性，能完全收缩在工具本体尺寸之内，这保证了开启工具100能顺利通过管柱变形点，有效避免了出现丢段情况。

根据本实用新型，封隔机构2包括与卡挂机构1的本体部分11固定连接的第一套筒21、固定连接在第一套筒21的下端的第二套筒22，以及套装在第二套筒22上的密封胶筒23。在第一套筒21内安装有球座24，在第一套筒21的外部套装有坐封锥体25。球座24构造成与坐封锥体25形成联动。

如图1所示，在初始状态下，球座24通过剪切销钉3与第一套筒21固定连接。此时，开启工具100能够下入井筒中至目标滑套处，并通过弹片爪12与目标滑套的内筒20适配而形成卡挂。在工作过程中，通过投球憋压能够使球座剪断剪切销钉3后带动坐封锥体25下行，从而挤压密封胶筒23使其径向向外膨胀，由此，实现封隔。

在一个未示出的实施例中，在第一套筒21的侧壁上设有沿轴向部分延伸的滑槽，球座24通过穿过滑槽的连接部与坐封锥体25形成固定连接，从而使球座 24与坐封锥体25形成联动。

坐封锥体25构造成包括圆筒部分和固定连接在圆筒部分的下端的锥体部分。圆筒部分套装在第一套筒21上，且圆筒部分通过连接部与球座24固定连接。

为了保证开启工具100能够有效实现憋压，以及提高坐封可靠性，在坐封锥体25与第一套筒21之间设有第一密封件4。同时，在球座24与第一套筒之21 间设有第二密封件5。在一个实施例中，在第一套筒21的外壁上可以设有第一密封槽，第一密封件4安装在第一密封槽内。在球座24的外壁上可以设有第二密封槽，第二密封件5安装在第二密封槽内。第一密封件4和第二密封件5例如可以为密封圈。

根据本实用新型，在第二套筒22的外壁上设有端面朝上的台阶，密封胶筒 23的下端面抵靠在台阶上，且坐封锥体25的锥体部分插入密封胶筒23与第二套筒22之间。坐封锥体25下行能够推动密封胶筒23径向向外膨胀，从而实现坐封封隔完井滑套。

如图1所示，在第二套筒22的末端套装有导向头26。导向头26能够在下入开启工具100过程中提供导向，便于开启工具100下入井筒。

根据本实用新型，在第二套筒22上还套装有助推胶环27，助推胶环27设置在密封胶筒23与导向头26之间。一方面，助推胶环27能减少开启工具100在泵送中的泄流量。另一方面，开启工具100在下入过程中，助推胶环27能够与弹片爪12配合形成扶正系统，从而对开启工具100形成扶正。这能够有效保证整个开启工具100在井下运动过程中居中，非常有利于开启工具100到位并稳定开启目标滑套。

助推胶环27可沿轴向套装有多个。在图1所示实施例中，在第二套筒22上还套装有两个助推胶环27。

在一个未示出的实施例中，可以在第一套筒21的外周表面设有棘齿，同时在坐封锥体25的内壁设有棘齿套。棘齿能够在坐封锥体25下行运动过程中与棘齿套适配卡合并形成锁定，从而锁定密封胶筒23的坐封状态。这样能够有效避免坐封锥体25在压裂施工过程中回退而影响坐封效果，有效保证了开启工具封隔的可靠性。

下面简述根据本实用新型的工作流程。首先，通过泵送方式将开启工具100 送入井筒，并使开启工具100到达目标滑套处，进而通过弹片爪12与目标滑套的内筒20适配卡挂。如图1所示，开启工具100处于第一状态(初始状态)。此时，可将开启工具100下入井筒并在井筒中运动。

开启工具100实现卡挂后，投球憋压，使得憋压球6对球座24施加向下运动的力直至剪断剪切销钉3，进而推动球座24下行，球座24带动坐封锥体25同步向下运动，从而推动密封胶筒23径向向外膨胀以完成坐封。如图3所示，此时，开启工具100处于第二状态(坐封状态)。在第二状态下，通过继续加压，使得整个开启工具100能够通过卡挂机构1带动目标滑套的内筒20下行，从而开启目标滑套的压裂孔。由此，可以进行加裂施工。

压裂施工结束后，可通过注入溶解液溶解开启工具100，也可通过井内返排液慢慢进行溶解，从而实现井筒畅通。

根据本发明的用于完井滑套的开启工具100能够有效提高其与滑套之间的通过性，开启工具体积小，保证其能够顺利通过管柱变形点后开启目标滑套。弹片爪12具有可收缩性，能完全收缩在工具本体尺寸之内，这进一步保证了开启工具能顺利通过管柱变形点，避免出现丢段情况。开启工具100通过封隔机构2能够确保通过后顺利密封管内空间，提高坐封可靠性，从而确保顺利压裂施工，这非常有利于提高管柱变形井的作业成功率。开启工具100在下入过程中，助推胶环27能够与弹片爪12配合形成扶正系统，从而对开启工具100形成扶正。这能够有效保证整个开启工具100在井下运动过程中居中，非常有利于开启工具100 到位并稳定开启目标滑套。此外，开启工具100结构简单、操作方便、坐封可靠性高。

最后应说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施方案而已，并不构成对本实用新型的任何限制。尽管参照前述实施方案对本实用新型进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (10)

1.一种用于完井滑套的开启工具，其特征在于，包括：

卡挂机构(1)，所述卡挂机构包括圆筒状的本体部分(11)和形成于所述本体部分的上端的弹片爪(12)；

固定连接在所述卡挂机构的下端的封隔机构(2)，所述封隔机构包括与所述本体部分固定连接的第一套筒(21)、固定连接在所述第一套筒的下端的第二套筒(22)，以及套装在所述第二套筒上的密封胶筒(23)，在所述第一套筒内安装有球座(24)，在所述第一套筒的外部套装有坐封锥体(25)；

其中，所述球座构造成与所述坐封锥体形成联动，

在第一状态下，所述球座通过剪切销钉(3)与所述第一套筒固定连接，所述开启工具能够下入井筒中至目标滑套处，并通过所述弹片爪与目标滑套的内筒(20)适配而形成卡挂，

在第二状态下，通过投球憋压能够使所述球座剪断所述剪切销钉并带动所述坐封锥体下行，从而推动所述密封胶筒径向膨胀以完成坐封，在第二状态下，所述开启工具能够通过继续加压来带动目标滑套的内筒下行而开启目标滑套。

2.根据权利要求1所述的用于完井滑套的开启工具，其特征在于，所述卡挂机构包括多个弹片爪，且多个所述弹片爪在周向上均布。

3.根据权利要求2所述的用于完井滑套的开启工具，其特征在于，在所述弹片爪的外表面上设有多个径向向外延伸的凸起(121)，多个所述凸起在轴向上间隔开分布，

在第一状态下，所述弹片爪通过使所述凸起适配卡合到目标滑套的内筒的卡槽(201)内，从而使所述开启工具与目标滑套的内筒形成卡挂。

4.根据权利要求1所述的用于完井滑套的开启工具，其特征在于，在所述第一套筒的侧壁上设有沿轴向部分延伸的滑槽，所述球座通过穿过所述滑槽的连接部与所述坐封锥体形成固定连接，从而使所述球座与所述坐封锥体形成联动。

5.根据权利要求4所述的用于完井滑套的开启工具，其特征在于，所述坐封锥体构造成包括圆筒部分和固定连接在所述圆筒部分的下端的锥体部分，所述圆筒部分套装在所述第一套筒上。

6.根据权利要求4或5所述的用于完井滑套的开启工具，其特征在于，在所述坐封锥体与所述第一套筒之间设有第一密封件(4)，在所述球座与所述第一套筒之间设有第二密封件(5)。

7.根据权利要求5所述的用于完井滑套的开启工具，其特征在于，在所述第二套筒的外壁上设有端面朝上的台阶，所述密封胶筒的下端面抵靠在所述台阶上，且所述坐封锥体的锥体部分插入所述密封胶筒与第二套筒之间，

在第二状态下，所述坐封锥体下行能够推动所述密封胶筒径向向外膨胀。

8.根据权利要求1或7所述的用于完井滑套的开启工具，其特征在于，在所述第二套筒的末端套装有导向头(26)。

9.根据权利要求8所述的用于完井滑套的开启工具，其特征在于，在所述第二套筒上还套装有助推胶环(27)，所述助推胶环设置在所述密封胶筒与所述导向头之间，

所述开启工具在下入过程中，所述助推胶环能够与所述弹片爪配合而对所述开启工具形成扶正。

10.根据权利要求1所述的用于完井滑套的开启工具，其特征在于，在所述第一套筒的外周表面设有棘齿，在所述坐封锥体的内壁设有棘齿套，

所述棘齿能够在所述坐封锥体下行运动过程中与所述棘齿套适配卡合并形成锁定，从而锁定所述密封胶筒的坐封状态。

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