水平井固井用可开关压裂滑套施工管串的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种水平井固井用可开关压裂滑套施工管串，其特征在于：包括多个依次通过油管连接的压裂滑套、与每个压裂滑套对应设置的开关工具、压差滑套、浮箍和扶鞋，其中：所述压裂滑套包括依次螺纹连接的上接头、外筒和下接头，在外筒内侧安装有内滑套，所述开关工具包括壳体、挡环、控制球、球座和固定帽。本实用新型中的施工管串能够实现多段压裂、压裂后能够进行二次处理。
【专利说明】水平井固井用可开关压裂滑套施工管串
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油钻探设备领域，具体而言，涉及一种水平井固井用可开关压裂滑套施工管串。
【背景技术】
[0002]水平井压裂技术中，裸眼分段压裂是将完井工具和压裂工具一同下入，采用双向锚定悬挂封隔器、扩张式裸眼封隔器、投球式喷砂滑套、压差式开启滑套以及坐封球座等工具下入井内，使用裸眼封隔器封隔水平段，实现压裂作业井段横向选择性分段隔离，根据压裂段数进行分段压裂，可以实现全井段完全压裂作业。通过对油气层进行选择性的改造，从而实现提高单井产量的目的。该技术施工周期短，但是受滑套尺寸和内通径限制，压裂段数有限，压后无法进行二次处理。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种能够实现多段压裂、压裂后能够进行二次处理的水平井固井用可开关压裂滑套施工管串。
[0004]因此，本实用新型的技术方案如下:
[0005]一种水平井固井用可开关压裂滑套施工管串，其特征在于:包括多个依次通过油管连接的压裂滑套、与每个压裂滑套对应设置的开关工具、压差滑套、浮箍和扶鞋，其中:
[0006]所述压裂滑套包括依次螺纹连接的上接头、外筒和下接头，在外筒内侧安装有内滑套，所述外筒上设置有多个喷射孔，所述内滑套的内壁上设置有至少一个环形的开关槽，所述内滑套处于关闭状态时，其上端顶在所述上接头上，封堵住所述喷射孔，所述内滑套的两端的外壁分别与所述上接头和所述外筒的内壁之间形成密封；所述内滑套通过剪销与所述外筒固定，所述内滑套的下端还设置有与所述内滑套固定连接的限位装置，所述外筒的内壁上设置有限位槽，所述内滑套完全打开时，所述限位装置与所述限位槽配合，使所述内滑套固定；
[0007]所述开关工具包括壳体、挡环、控制球、球座和固定帽，所述壳体为一圆筒，所述球座包括两个安装所述壳体内的相匹配的半圆筒，所述球座的外径小于所述壳体的内径，所述固定帽安装在所述壳体的下端，所述半圆筒的下端通过一定位环连接至所述固定帽，所述半圆筒的外壁上设置有至少一个定位齿，所述壳体上开有与每个定位齿对应的通孔，在每个半圆筒与所述壳体之间均安装有多个处于拉伸状态的复位弹簧，用于促使所述定位齿穿过对应的通孔并伸出所述壳体外，所述球座的上端内壁形成一与所述控制球配合的内锥面，所述挡环通过螺纹安装在所述壳体的上端，用于将所述控制球限制在所述挡环与所述内锥面之间，且所述控制球能够在所述挡环与所述内锥面之间沿所述内锥面轴向运动。
[0008]所述限位装置为卡簧或爪形锁紧装置。所述喷射孔处填充有防止其在固井时被堵死的填充物。所述壳体的外壁上安装有至少一个密封圈。
[0009]本实用新型中的压裂滑套，通过下入与开关槽相配合的开关工具可以实现开关功能；限位装置采用爪形锁紧装置或者卡簧，结构简单，使用可靠，可以有效地防止生产过程中滑套的关闭；填充物可以防止固井时将喷射孔固死；压裂改造段数不受限制；压裂施工时，投入与滑套相对应的开启工具还可实现滑套的开启。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是根据本实用新型实施例的水平井固井用可开关压裂滑套施工管串中的压裂滑套的结构示意图；
[0011]图2是根据本实用新型实施例的水平井固井用可开关压裂滑套施工管串中的开关工具的结构不意图；
[0012]图3和图4是图1中的压裂滑套和图2中的开关工具配合时在关闭和打开状态的示意图；
[0013]图5是根据本实用新型实施例的水平井固井用可开关压裂滑套施工管串的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0015]如图1、图3、图4和图5所示，根据本实用新型的实施例的水平井固井用可开关压裂滑套施工管串，其特征在于:包括多个依次通过油管92连接的压裂滑套91、与每个压裂滑套91对应设置的开关工具、压差滑套93、浮箍94和扶鞋95，其中:
[0016]所述压裂滑套包括依次螺纹连接的上接头1、外筒2和下接头5，在外筒2内侧安装有内滑套4，所述外筒2上设置有多个喷射孔，所述内滑套4的内壁上设置有至少一个环形的开关槽7，所述内滑套4处于关闭状态时，其上端顶在所述上接头I上，封堵住所述喷射孔，所述内滑套4的两端的外壁分别与所述上接头I和所述外筒2的内壁之间形成密封；所述内滑套4通过剪销6与所述外筒2固定，所述内滑套4的下端还设置有与所述内滑套4固定连接的限位装置8，所述外筒2的内壁上设置有限位槽22，所述内滑套4完全打开时，所述限位装置8与所述限位槽22配合，使所述内滑套4固定；
[0017]所述开关工具包括壳体11、挡环12、控制球13、球座14和固定帽15，所述壳体11为一圆筒，所述球座14包括两个安装所述壳体11内的相匹配的半圆筒，所述球座14的外径小于所述壳体11的内径，所述固定帽15安装在所述壳体11的下端，所述半圆筒的下端通过一定位环16连接至所述固定帽15，所述半圆筒的外壁上设置有至少一个定位齿17，所述壳体11上开有与每个定位齿17对应的通孔，在每个半圆筒与所述壳体11之间均安装有多个处于拉伸状态的复位弹簧18，用于促使所述定位齿17穿过对应的通孔并伸出所述壳体11外，所述球座14的上端内壁形成一与所述控制球13配合的内锥面19，所述挡环12通过螺纹安装在所述壳体11的上端，用于将所述控制球13限制在所述挡环12与所述内锥面19之间，且所述控制球13能够在所述挡环12与所述内锥面19之间沿所述内锥面19轴向运动。
[0018]其中，限位装置8可以为卡簧或爪形锁紧装置；还可以在喷射孔处填充有用于防止其固井时被堵死的填充物3，例如一层橡胶材料，可以防止在固定时喷射孔被堵死，当内滑套4打开后压裂液又可以将填充物3冲开，不影响后续作业。
[0019]本实用新型中的压裂滑套，通过下入与开关槽7相配合的开关工具可以实现开关功能；限位装置8采用爪形锁紧装置或者卡簧，结构简单，使用可靠，可以有效地防止生产过程中滑套的关闭；填充物3可以防止固井时将喷射孔固死；压裂改造段数不受限制；压裂施工时，投入与滑套相对应的开启工具还可实现滑套的开启。
[0020]作业时将压裂滑套、开关工具同套管一起下入，套管固井，投入与其相配合的开启工具实现滑套的开启，开启后通过限位装置进行锁紧，保证施工结束后在生产过程中滑套不会关闭。
[0021]在本实用新型中，采用与该压裂滑套对应的开关工具，如图2所示，所述开关工具具体结构可以如下:水平井固井用开关压裂滑套用开关工具包括壳体11、挡环12、控制球
13、球座14和固定帽15，其中:壳体11为一圆筒，球座14包括两个安装壳体11内的相匹配的半圆筒，球座14的外径小于壳体11的内径，固定帽15安装在壳体11的下端，半圆筒的下端通过一定位环16连接至固定帽15 ;半圆筒的外壁上设置有至少一个定位齿17,壳体11上开有与每个定位齿17对应的通孔，在每个半圆筒与壳体11之间均安装有多个处于拉伸状态复位弹簧18，用于促使定位齿17穿过对应的通孔伸出壳体11外；球座14的上端内壁形成一与控制球13配合的内锥面19，挡环12通过螺纹安装在壳体11的上端，用于将控制球13限制在挡环12与内锥面19之间，且所述控制球13能够在所述挡环12与所述内锥面19之间沿所述内锥面19的轴向运动。另外，为了更好地保证密封性，壳体11的外壁上安装有至少一个密封圈20。
[0022]该开关工具与本实用新型中的压裂滑套相配合，如图3和图4所示，开关工具中的定位齿17与压裂滑套上的开关槽7相配合，套管内打压通过控制球13压迫球座14，当压力足够大时剪销6剪断，内滑套4下行，压裂滑套打开；内滑套4下行至喷射孔完全打开后，限位装置8与限位槽22配合将内滑套4锁死，防止其意外关闭；压裂结束后，油气推动控制球13让开生产通道，不影响正常生产作业；当需要关闭压裂滑套时，首先钻除控制球13，下入相应的工具和套管(现有技术中已有)向上提起内滑套，将限位装置8拉出限位槽22，还可以在生产开关工具时采用可在压裂液中降解的材料，压裂液内富含氯离子，所以可以采用镁、铝等金属材料，在压裂滑套打开后开关工具在压裂液内逐渐降解，实现井筒的全通径，可以实现二次作业。
[0023]具体操作时，本实用新型中的水平井固井可开关压裂滑套，根据不同压裂段数，下入相应数量的滑套(保证每层的滑套的开关槽的规格、数量不同，相应地该层的开关工具也具有对应数量、规格的齿，这样即可保证一把钥匙开一把锁，使得开关工具下入到相应的层时才能过实现齿槽配合，保证作业的顺利进行)，滑套同套管一起下入，套管固井，投入与其相配合开关工具，开启工具到达预定位置后，定位齿17在复位弹簧18的作用下伸入壳体11后进入开关槽7内卡死，继续打压，剪断剪销6实现压裂滑套的开启。
[0024]综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本实用新型的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本实用新型的范围之内。
【权利要求】
1.一种水平井固井用可开关压裂滑套施工管串，其特征在于:包括多个依次通过油管(92)连接的压裂滑套(91)、与每个压裂滑套(91)对应设置的开关工具、压差滑套(93)、浮箍(94)和扶鞋(95)，其中: 所述压裂滑套包括依次螺纹连接的上接头(I)、外筒(2)和下接头(5)，在外筒(2)内侧安装有内滑套(4)，所述外筒(2)上设置有多个喷射孔，所述内滑套(4)的内壁上设置有至少一个环形的开关槽(7)，所述内滑套(4)处于关闭状态时，其上端顶在所述上接头(I)上，封堵住所述喷射孔，所述内滑套(4)的两端的外壁分别与所述上接头(I)和所述外筒(2)的内壁之间形成密封；所述内滑套(4)通过剪销(6)与所述外筒(2)固定，所述内滑套(4)的下端还设置有与所述内滑套(4)固定连接的限位装置(8)，所述外筒(2)的内壁上设置有限位槽(22)，所述内滑套(4)完全打开时，所述限位装置⑶与所述限位槽(22)配合，使所述内滑套⑷固定； 所述开关工具包括壳体(11)、挡环(12)、控制球(13)、球座(14)和固定帽(15)，所述壳体(11)为一圆筒，所述球座(14)包括两个安装所述壳体(11)内的相匹配的半圆筒，所述球座(14)的外径小于所述壳体(11)的内径，所述固定帽(15)安装在所述壳体(11)的下端，所述半圆筒的下端通过一定位环(16)连接至所述固定帽(15)，所述半圆筒的外壁上设置有至少一个定位齿(17)，所述壳体(11)上开有与每个定位齿(17)对应的通孔，在每个半圆筒与所述壳体(11)之间均安装有多个处于拉伸状态的复位弹簧(18)，用于促使所述定位齿(17)穿过对应的通孔并伸出所述壳体(11)外，所述球座(14)的上端内壁形成一与所述控制球(13)配合的内锥面(19)，所述挡环(12)通过螺纹安装在所述壳体(11)的上端，用于将所述控制球(13)限制在所述挡环(12)与所述内锥面(19)之间，且所述控制球(13)能够在所述挡环(12)与所述内锥面(19)之间沿所述内锥面(19)轴向运动。
2.根据权利要求1所述的水平井固井用可开关压裂滑套施工管串，其特征在于，所述限位装置(8)为卡簧或爪形锁紧装置。
3.根据权利要求1或2所述的水平井固井用可开关压裂滑套施工管串，其特征在于，所述喷射孔处填充有防止其在固井时被堵死的填充物(3)。
4.根据权利要求1或2所述的水平井固井用可开关压裂滑套施工管串，其特征在于，所述壳体(11)的外壁上安装有至少一个密封圈(20)。
【文档编号】E21B34/14GK204024594SQ201420499627
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年9月1日
【发明者】张鹏, 程智远, 刘志斌, 骆劲羽, 任正军, 郑锋, 周后俊, 王学正, 孙晓飞, 秦诗涛, 宗庆伟, 焦煦 申请人:中国石油集团渤海钻探工程有限公司