组合滑套的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种组合滑套，主要应用于石油工业中射孔、压裂一体化的工艺管柱中滑套式水力喷射器内，其包括滑套本体、与所述滑套本体相套接的球座以及位于所述球座与所述滑套本体之间的密封件。球座选用硬质合金材料加工制造，加工有密封面，在能够承受压裂大砂量冲蚀而保持良好尺寸形状的同时也保证了密封球与组合滑套之间的密封性能。本组合滑套提高了水力喷射器的可靠性，有利于喷射分段压裂工艺在水平井水平段压裂施工层段中推广应用。
【专利说明】组合滑套
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油工业中射孔、压裂一体化的工艺管柱中滑套式水力喷射器，特别涉及滑套式水力喷射器内使用的一种组合滑套。
【背景技术】
[0002]滑套式水力喷射器是不动管柱多级水力喷射工具的主体部分，并直接决定管柱分段压裂层段数量。对于直井油层而言，其长度较短，管柱分段压裂层段数量一股为4-5段，压裂规模适中，单段加砂量在20m3-30m3即可满足生产需要。在这种情况下，两级滑套内孔直径尺寸之间的差值一股为6_，使得密封球与滑套之间的过盈量较大，滑套能够满足施工要求。然而，在低渗透油气藏开发中应用的水平井的水平段较长，相应的管柱分段压裂层段数量一股在10段以上，压裂规模较大，单段加砂量在40m3-50m3。在这种情况下，要求各级滑套内孔的直径尺寸之间的差值变小，增加了滑套的加工制造难度。
[0003]现有技术中公开了滑套式水力喷射器的结构，其中滑套是单一材料整体圆筒形结构，一股由合金钢加工制作而成。另外，与密封球接触的密封斜面经过渗氮等工艺进行强化处理，可满足一股砂量冲刷要求。该结构在大砂量冲刷下内孔扩大较多，使得在小级差情况下施工时滑套容易发生密封斜面冲蚀，进而导致密封球密封效果下降。其中，本申请中“级差”的定义是不同两级滑套内孔的直径尺寸之间的差值。
[0004]因此，需要一种适用于小级差的滑套，其耐冲蚀性能和密封效果好，整体结构适应小级差施工环境。
实用新型内容
[0005]针对现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提出了一种组合滑套，其球座耐冲蚀性能和密封效果好，整体结构适应小级差施工环境。
[0006]根据本实用新型，提出了一种组合滑套，其包括滑套本体、与滑套本体相套接的球座以及位于球座与滑套本体之间的密封件。
[0007]在本实用新型中，球座以套接方式与滑套本体组合。在一个实施例中，套接是指球座的小直径圆周外表面插入到滑套本体内孔，两者之间通过过盈配合或者螺纹连接形成并保持良好的尺寸配合。在另一个实施例中，套接是指滑套本体的小直径圆周外表面插入到球座内孔，两者之间通过过盈配合或者螺纹连接形成并保持良好的尺寸配合。
[0008]所述球座选用硬质合金材料加工制造。在一个优选的实施例中，该硬质合金材料的硬度为HRA92 (洛氏硬度)以上。硬质合金球座具有高硬度、耐冲蚀特性，能够保证球座在经过下层压裂砂冲蚀后，保持球座与密封球之间良好的密封效果。
[0009]在一个实施例中，球座加工有密封斜面。密封斜面与密封球之间可以形成线接触的密封方式，以此来保证良好的密封效果。
[0010]在一个实施例中，球座加工有密封弧面。密封弧面与密封球之间可以形成面接触的密封方式，密封弧面经过与密封球之间的磨蚀后，发生磨蚀的接触面仍能够保持为弧形表面，该弧形表面与密封球表面继续保持以面接触密封方式实现密封，以此来保证良好的S封效果。
[0011]在一个实施例中，球座内孔加工为不同级尺寸，各级球座内孔之间的直径尺寸差值为4mm, 3.5mm, 3.0mm, 2.5mm, 2mm。另外,最大直径尺寸与最小直径尺寸之间可形成的级数范围为6-20级，以适应不同层段的压裂施工要求。更优选地，球座内孔加工尺寸级差为
2.11mm，保证管柱分段压裂层段为10-20段，适应水平井长水平段的压裂施工。
[0012]在一个实施例中，密封件安装在球座与滑套本体之间，密封件优选为弹性密封件，在受到挤压变形后能够填充满其周围空间，保证球座与滑套本体之间良好的密封性。
[0013]针对硬质合金材料加工制造工艺要求高，所述滑套本体使用普通合金钢材料制造，这样可以降低组合滑套的整体加工制造难度以及成本。
[0014]本实用新型的优点在于，将滑套进行分体设计，包括球座、滑套本体和密封件，其中球座选用硬质合金材料(硬度HRA92以上)加工制造，提升了耐冲蚀性能。球座加工有密封面，以线接触或面接触的密封方式实现良好密封。两级球座内孔直径尺寸之间可以形成的尺寸级差小，更好适应小级差施工情况。该组合滑套解决了水力喷射器普通滑套在小级差情况下的滑套不耐冲蚀，造成滑套与密封球密封性能降低的问题以及水力喷射分段压裂技术在推广应用过程中施工层段受限的问题，同时也使得在施工过程中对管柱的维修和更换变得更加方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
[0016]图1是现有技术中滑套式水力喷射器半剖视示意图；
[0017]图2是现有技术中滑套结构剖视示意图；
[0018]图3是本实用新型的组合滑套结构剖视示意图；
[0019]图4是本实用新型的组合滑套结构球座密封斜面示意图；
[0020]图5是本实用新型的组合滑套结构球座密封弧面示意图；
[0021]图6是显示了本实用新型的组合滑套的结构的分解示意图。
[0022]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
【具体实施方式】
[0023]下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0024]图1示意性地显示了现有技术中的滑套式水力喷射器10的结构，以及滑套11在水力喷射器本体13中的位置。如图1所示，滑套式水力喷射器包括滑套11、喷嘴12、喷射器本体13和滑套座14，其中滑套11是单一圆筒形结构。
[0025]如图2所示，现有技术中滑套结构包括滑套本体11和密封斜面15，密封斜面15作用是与密封球之间形成线接触的密封方式，以此来保证良好的密封效果。
[0026]如图3所示，根据本实用新型的组合滑套20包括滑套本体23、与所述滑套本体23相套接的球座21以及位于所述球座21与所述滑套本体23之间的密封件22。其中，球座21以套接方式与滑套本体23组合。球座21选用硬质合金材料(硬度HRA92以上)加工制造，提升耐冲蚀性能。球座21的小直径圆周外表面插入到滑套本体23内孔，两者之间形成并保持良好的尺寸配合。在一个实施例中，球座21与滑套本体23之间通过过盈配合的方式连接起来。在另一个实施例中，球座21与滑套本体23之间通过螺纹连接的方式连接起来。密封件22安装在球座21与滑套本体23之间，密封件22优选为弹性密封件。密封件22在受到外力挤压发生变形后能够填充满其周围空间，保证球座21与滑套本体23之间良好的密封性。
[0027]图4示意性地显示了本实用新型组合滑套20的球座21的密封斜面24。密封斜面24与密封球之间可以形成线接触的密封方式，以此来保证良好的密封效果。
[0028]图5示意性地显示了本实用新型组合滑套20的球座21的密封弧面25。密封弧面25与密封球的表面相配合，这样密封弧面25与密封球之间可以形成面接触的密封方式，以此来保证良好的密封效果。密封弧面25经过与密封球之间的磨蚀后，发生磨蚀的接触面仍保持为弧形表面，该弧形表面与密封球表面继续保持以面接触密封方式实现密封。
[0029]图6示意性地显示了本实用新型组合滑套的球座21、密封件22和滑套本体23之间的位置关系。
[0030]在一个实施例中，球座21内孔加工为不同级尺寸，不同两级球座21内孔之间的直径尺寸的差值可以为4mm, 3.5mm, 3.0mm, 2.5mm, 2mm。另外,最大直径尺寸与最小直径尺寸之间可形成的级数范围为6-20级，以适应不同层段的压裂施工要求。
[0031]在一个实施例中，不同两级球座21内孔直径尺寸之间的差值为2.11mm，保证管柱分段压裂层段数量为10-20段，解决水力喷射分段压裂技术在适应水平井水平段施工层段受限的问题。
[0032]在上述实施例中，球座21插入到滑套本体23的内孔中。然而，容易理解，本实用新型也可以采用滑套本体23插入到球座21的内孔中的方式来实现两者之间的连接。
[0033]虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型范围情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求范围内的所有技术方案。
【权利要求】
1.一种组合滑套，其特征在于，包括滑套本体、与所述滑套本体相套接的球座以及位于所述球座与所述滑套本体之间的密封件。
2.根据权利要求1所述的组合滑套，其特征在于，所述球座插入到所述滑套本体的内孔中。
3.根据权利要求1所述的组合滑套，其特征在于，所述滑套本体插入到所述球座的内孔中。
4.根据权利要求1所述的组合滑套，其特征在于，所述球座是硬质合金球座。
5.根据权利要求2或3所述的组合滑套，其特征在于，所述球座与所述滑套本体之间为螺纹连接。
6.根据权利要求2或3所述的组合滑套，其特征在于，所述球座与所述滑套本体之间为过盈配合。
7.根据权利要求4所述的组合滑套，其特征在于，所述球座包括用于与密封球相配合的密封斜面。
8.根据权利要求4所述的组合滑套，其特征在于，所述球座包括用于与密封球相配合的密封弧面。
9.根据权利要求1所述的组合滑套，其特征在于，所述密封件为弹性密封件。
【文档编号】E21B33/12GK203978410SQ201420231654
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】李洪春, 李奎为, 王宝峰, 曲海, 周林波, 封卫强, 吴春方, 刘世华, 卫然 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院