全相位固井投球滑套的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供全相位固井投球滑套，属于完井设备领域，包括壳体组件，壳体组件为中空柱体，壳体组件内同轴设置有活动套组件，活动套组件为空腔柱体，活动套组件内侧的中部与待投球尺寸匹配，活动套组件与壳体组件沿轴向方向滑动连接；壳体组件轴向均布上下错位设置有的第一循环孔序列和第二循环孔序列。本实用新型设计有上下交错的两组循环孔序列，且圆周均布，使内管与产层之间有360°全相位连通道，实现全方位的压裂改造目的。
【专利说明】
全相位固井投球滑套
技术领域
[0001]本实用新型属于完井设备领域，涉及油气田完井用的完井工具，尤其涉及全相位固井投球滑套。
【背景技术】
[0002]随着世界各国对石油天然气消费的快速上升，以及水平井钻完井技术的成熟和对低渗透油气藏的深入研究，利用水平井技术有效开发低渗、致密性油气藏以及页岩气已经成为国内外的共识。
[0003]国内外于20世纪80年代开始研究水平井的储层压裂增产改造技术，由于一般水平井穿越油层的水平段较长，全井段酸化压裂很难达到有效的储层改造，所以需要分多段进行压裂或分段多簇压裂，形成理想的多条相互独立的人工裂缝(针对常规水平井分段压裂)或相互干扰的复杂人工裂缝(针对大型体积压裂)，才能最大程度的发挥水平井开发低渗透油气藏、致密性油气藏以及页岩气等的优势。
[0004]在水平井分段压裂方面，国外比国内起步早，技术较为成熟，很多原创性技术都是国外一些著名油田技术服务公司研发的，并经过实践应用，形成了在水平井分段压裂反面各自的技术优势。
[0005]目前国内外分段压裂工具具有很多系列产品，但相对工艺复杂、周期长、价格高，裸眼分段压裂投球滑套虽然原理相似，操作简单，但不能满足油气井固井分段压裂施工要求。在分段压裂过程中，只能部分相位压裂，很难实现全相位压裂，压裂效率还有待提升。
【实用新型内容】
[0006]有鉴于此，本实用新型旨在提出一种实可全相位连通且压裂的固井投球滑套。
[0007]为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:全相位固井投球滑套，包括壳体组件，所述壳体组件为中空柱体，所述壳体组件内同轴设置有活动套组件，所述活动套组件为空腔柱体，所述活动套组件内侧的中部与待投球尺寸匹配，所述活动套组件与所述壳体组件沿轴向方向滑动连接；
[0008]所述壳体组件上下错位设置有第一循环孔序列和第二循环孔序列，所述第一循环孔序列和第二循环孔序列均连通所述壳体组件的内部与外部的产层，所述第一循环孔序列与所述第二循环孔序列都沿所述壳体组件的周向均布，所述第一循环孔序列和所述第二循环孔序列的高度大于所述活动套组件的下极限位置，小于所述活动套组件的上极限位置。
[0009]进一步的，所述第二循环孔序列包括八个第二循环孔，所述第一循环孔序列包括八个第一循环孔。
[0010]进一步的，任何一个第二循环孔的中心线与在其上方设置的两个相邻第一循环孔之间的中心线重合设置。
[0011]进一步的，所述壳体组件包括上接头、中本体和下接头，所述上接头、中本体和下接头从上到下依次通过管螺纹连接，所述上接头与所述中本体螺纹连接处通过紧定螺钉固定，所述中本体与所述下接头的螺纹连接处通过紧定螺钉固定。
[0012]进一步的，所述活动套组件包括从上而下依次通过螺纹连接的上导引管、球座和尾管，所述上导引管与所述球座之间通过紧定螺钉固定，所述球座和所述尾管之间通过第二剪销固定，所述上到导引管与所述中本体通过第一剪销固定。
[0013]进一步的，所述上导引管上端为倒齿结构，所述中本体内侧的上端设有上行锁死卡簧，在所述上导引管的上极限位置，所述上行锁死卡簧与所述上导引管的上端啮合。
[0014]进一步的，所述中本体内侧的下端设有卡簧槽，所述尾管下端的外端设有定位卡簧，所述定位卡簧与所述卡簧槽在所述尾管的下极限位置配合。
[0015]进一步的，所述上导引管外圈的上端通过型O型密封圈与所述中本体内侧密封设置，所述上导引管外圈的下端通过O型密封圈与所述中本体内侧密封设置，所述上导引管内侧通过O密封圈与所述球座外圈密封设置。
[0016]进一步的，所述上接头通过O型密封圈与所述中本体密封设置，所述中本体通过O型密封圈与所述下接头密封设置。
[0017]与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果是:1、本实用新型在壳体组件上设置上下错位的第一循环孔序列和第二循环孔序列，且二者圆周均布在壳体组件上，保证内管与产层之间有360°全相位连通道，实现全方位的压裂改造目的，压裂更加有效，效果更佳;2、第二循环和第二循环孔的数量均为八个，且上下对称错位设置，既不影响壳体组件的强度，又可实现全相位连通;3、上导引管、尾管、下接头之间无相对转动，使球座具有良好的可钻性，有利于钻除球座后实现全通径，方便后期作业;4、上导引管和中本体通过第一剪销固定，需要关闭投球滑套时，可通过专用工具配合上导引管上端台阶上提中心管，剪断第一剪销使上导引管与尾管脱离关闭投球滑套;5、上导引管上端设计的倒齿结构与上行锁死卡簧的倒齿结构在投球滑套关闭时啮合，可使投球滑套永久关闭；6、定位卡簧与卡簧槽的设计，可实现活动套下行后自锁。
【附图说明】
[0018]构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0019]图1是本实用新型全相位固井投球滑套的结构示意图；
[0020]附图标记说明:
[0021 ] 1-上接头；3-中本体;31-第一循环孔序列；32-第二循环孔序列；33-卡簧槽;5_上行锁死卡簧;6-上导引管;7-第一剪销;8-坐封球;9-球座；11-第二剪销；12-尾管；13-定位卡簧;14-下接头。
【具体实施方式】
[0022]需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0023]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0024]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0025]下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。
[0026]如图1所示，本实用新型为全相位固井投球滑套，包括壳体组件，壳体组件为中空柱体，壳体组件内同轴设置有活动套组件，活动套组件为空腔柱体，活动套组件内侧的中部与待投球尺寸匹配，活动套组件与壳体组件沿轴向方向滑动连接；
[0027]壳体组件上下错位设置有第一循环孔序列31和第二循环孔序列32，第一循环孔序列31和第二循环孔序列32均连通壳体组件的内部与外部的产层，第一循环孔序列31与第二循环孔序列32都均布在壳体组件上圆周上，第一循环孔序列31和第二循环孔序列32的高度大于活动套组件的下极限位置，小于活动套组件的上极限位置。
[0028]优选地，第二循环孔序列32包括八个第二循环孔，第一循环孔序列31包括八个第一循环孔。
[0029]优选地，任何一个第二循环孔的中心线与在其上方设置的两个相邻第一循环孔之间的中心线重合设置。
[0030]优选地，壳体组件包括上接头1、中本体3和下接头14，上接头1、中本体3和下接头14从上到下依次通过管螺纹连接，上接头I与中本体3螺纹连接处通过紧定螺钉固定，中本体3与下接头14的螺纹连接处通过紧定螺钉固定。
[0031]优选地，活动套组件包括从上而下依次通过螺纹连接的上导引管6、球座9和尾管12，上导引管6与球座9之间通过紧定螺钉固定，球座9和尾管12之间通过第二剪销11固定，上到导引管6与中本体3通过第一剪销7固定;更优选地，上导引管6与球座9采用左旋螺纹连接，方便球座9的钻除。
[0032]优选地，上导引管6上端为倒齿结构，中本体3内侧的上端设有上行锁死卡簧5，在上导引管6的上极限位置，上行锁死卡簧5与上导引管6的上端啮合。
[0033]优选地，中本体3内侧的下端设有卡簧槽(33)，尾管12下端的外端设有定位卡簧13，定位卡簧13与卡簧槽33在尾管12的下极限位置配合。
[0034]优选地，上导引管6外圈的上端通过型O型密封圈与中本体3内侧密封设置，上导引管6外圈的下端通过O型密封圈与中本体3内侧密封设置，上导引管6内侧通过O密封圈与球座9外圈密封设置。
[0035]优选地，上接头I通过O型密封圈与中本体3密封设置，中本体3通过O型密封圈与下接头14密封设置。
[0036]在实际的使用过程中，根据分段压裂具体施工设计的要求，确定投球滑套入井位置，配接相应的分段压裂管柱进行完井作业，投入相应尺寸的坐封球8，使其坐封于投球滑套内的球座9上，憋压剪断第二剪销11，活动套组件下行，露出第一循环孔序列31和第二循环孔序列32，实现对该层位的360度全相位的分段压裂，达到压裂改造的目的，在分段压裂后，可下入配套的小钻具钻除球座9，实现全通径，方便后续作业的需要，开采后期根据需要，需要关闭滑套组件时，可通过专用工具配合上导引管6上端台阶上提中心管，剪断第一剪销7使上导引管6与尾管12脱离关闭活动套组件，上导引管6上端设计的倒齿结构与上行锁死卡簧5的倒齿结构在滑套组件关闭时啮合，使投球滑套永久关闭，整个结构可实现固、完井管柱一体化作业;通过投球方式逐级开启投球滑套实现分段压裂目的；投球滑套在开启时的压力可调节;无需额外射孔，摩阻小、施工压力低;无悬挂器、裸眼封隔器等工具，成本低;球座结构采用防转机构设计后，可快速钻除;后期出水层可关闭滑套，实现堵水作业，满足油气井固井分段压裂技术要求，适用井深(垂深)4000m以内的油气井固井分段压裂作业，降低地面施工压力，成本低，施工风险小，过程可控性强，应用前景广。
[0037]以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.全相位固井投球滑套，其特征在于:包括壳体组件，所述壳体组件为中空柱体，所述壳体组件内同轴设置有活动套组件，所述活动套组件为空腔柱体，所述活动套组件内侧的中部与待投球尺寸匹配，所述活动套组件与所述壳体组件沿轴向方向滑动连接； 所述壳体组件上下错位设置有第一循环孔序列(31)和第二循环孔序列(32)，所述第一循环孔序列(31)和第二循环孔序列(32)均连通所述壳体组件的内部与外部的产层，所述第一循环孔序列(31)与所述第二循环孔序列(32)都沿所述壳体组件的周向均布，所述第一循环孔序列(31)和所述第二循环孔序列(32)的高度大于所述活动套组件的下极限位置，小于所述活动套组件的上极限位置。2.根据权利要求1所述的全相位固井投球滑套，其特征在于:所述第二循环孔序列(32)包括八个第二循环孔，所述第一循环孔序列(31)包括八个第一循环孔。3.根据权利要求2所述的全相位固井投球滑套，其特征在于:任何一个第二循环孔的中心线与在其上方设置的两个相邻第一循环孔之间的中心线重合设置。4.根据权利要求1?3任一项所述的全相位固井投球滑套，其特征在于:所述壳体组件包括上接头(I)、中本体(3)和下接头(14)，所述上接头(1)、中本体(3)和下接头(14)从上到下依次通过管螺纹连接，所述上接头(I)与所述中本体(3)螺纹连接处通过紧定螺钉固定，所述中本体(3)与所述下接头(14)的螺纹连接处通过紧定螺钉固定。5.根据权利要求4所述的全相位固井投球滑套，其特征在于:所述活动套组件包括从上而下依次通过螺纹连接的上导引管(6)、球座(9)和尾管(12)，所述上导引管(6)与所述球座(9)之间通过紧定螺钉固定，所述球座(9)和所述尾管(12)之间通过第二剪销(11)固定，所述上到导引管(6)与所述中本体(3)通过第一剪销(7)固定。6.根据权利要求5所述的全相位固井投球滑套，其特征在于:所述上导引管(6)上端为倒齿结构，所述中本体(3)内侧的上端设有上行锁死卡簧(5)，在所述上导引管(6)的上极限位置，所述上行锁死卡簧(5)与所述上导引管(6)的上端啮合。7.根据权利要求5所述的全相位固井投球滑套，其特征在于:所述中本体(3)内侧的下端设有卡簧槽(33)，所述尾管(12)下端的外端设有定位卡簧(13)，所述定位卡簧(13)与所述卡簧槽(33)在所述尾管(12)的下极限位置配合。8.根据权利要求5?7任一项所述的全相位固井投球滑套，其特征在于:所述上导引管(6)外圈的上端通过型O型密封圈与所述中本体(3)内侧密封设置，所述上导引管(6)外圈的下端通过O型密封圈与所述中本体(3)内侧密封设置，所述上导引管(6)内侧通过O密封圈与所述球座(9)外圈密封设置。9.根据权利要求4所述的全相位固井投球滑套，其特征在于:所述上接头(I)通过O型密封圈与所述中本体(3)密封设置，所述中本体(3)通过O型密封圈与所述下接头(14)密封设置。
【文档编号】E21B34/14GK205714104SQ201620401899
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】田晓勇, 蒋海涛, 董赵朋, 周俊然, 梁红梅, 陶松龄
【申请人】中国石油集团渤海钻探工程有限公司