一种防堵式滑套开关的制作方法

本实用新型涉及一种防堵式滑套开关。

背景技术：

分层开采和分段改造等措施工艺在油气井开采中普遍应用，在分层开采和分段改造常采用液压坐封的封隔器与防堵式滑套开关等工具组成的管柱来实现，其原理是：将防堵式滑套开关连接在封隔器下方，一起下入井内，封隔器位于分隔层之间，然后将钢球投入防堵式滑套开关内后，通过油管打压先坐封封隔器，封隔油套环空，然后继续提高压力剪断滑套剪钉，打掉滑套，使油管与地层连通，从而达到分层开采或分段改造的目的。但油田上常用的防堵式滑套开关在使用过程中都存在一个共同问题，即钢球直接从油管投入防堵式滑套开关，将防堵式滑套开关打开后，在后续反洗井施工中，由于钢球直径较小，所以钢球很容易被洗井液从井底反冲上来，造成钢球卡住井下工具或管线等风险。

中国专利文献CN 103711455 B公开了一种深水油井可固定球式生产滑套，包括外管及其内通过剪切销钉连接的内滑套，外管上开设有内外贯通的过流口，内滑套具有封堵在过流口内端的滑套和一体设置在滑套上端的捕球锁爪，滑套的上端设有落球座，捕球锁爪的上端设有凸设在内壁上的捕球台阶，以在钢球自内滑套上方下落后，先坐落在捕球台阶的捕球台阶上，然后随着打压压力的升高，钢球挤压捕球台阶而使得捕球锁爪张开，钢球下落至落球座上，最后再次提高打压压力，钢球压动内滑套剪断剪切销钉，实现滑套工具的打开。但在斜井或水平井中，受钢球的自重影响，钢球在捕球锁爪上的作用力的方向是偏离轴线的，导致在捕球锁爪的局部一个或几个捕球台阶上出现作用力集中的问题，使得受力较大的捕球台阶所在的卡头容易被别断，从而引起捕球锁爪上环形间隔布置的捕球台阶出现缺口，失去捕球功能。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种防堵式滑套开关，旨在解决现有技术中捕球锁爪的卡头容易被折断的问题。

为了实现以上目的，本实用新型中防堵式滑套开关的技术方案如下：

防堵式滑套开关，包括外管及其内通过剪切销钉连接的内滑套，内滑套的上端设有捕球锁爪，外管的内壁上凸设有环绕在捕球锁爪的上端外周的限位台阶，限位台阶的内壁上设有自上而下逐渐向外倾斜的定锥面，并在捕球锁爪上端的外周上设有与所述定锥面吻合互补的滑动配合的动锥面。

内滑套包括通过剪切限定连接在外管内的滑套及其上端插套装配的锁套，所述捕球锁爪处于锁套上，且锁套和滑套之间连接有用于在剪断时锁套可相对于滑套下滑的剪钉和/或用于向上顶推锁套的弹性件。

锁套和滑套之间连接有弹性件，并在滑套和锁套上设有用于阻止锁套从滑套上脱开的止脱结构。

锁套套装在滑套上，所述止脱结构包括锁套外周上凸设的止脱环肩和套装在止脱环肩外的止脱套，止脱套的下端连接在滑套上，止脱套的上端设有凸设在内壁上而限位挡止在止脱环肩上方的止脱台阶。

弹性件为抵顶装配在止脱环肩和滑套之间的压簧，压簧套装在滑套上。

外管的管腔具有处于定锥面下方、且内径不小于定锥面所围成的锥孔段的大端内径的避让孔段，避让孔段为直孔。

限位台阶的内壁上还设有处于定锥面围成的锥孔段上方的引导孔段，引导孔段的内径自上而下逐渐减小，且引导孔段与锥孔段同轴设置。

引导孔段的小端和锥孔段的小端之间通过柱面段围成的直孔段过渡连通。

本实用新型中外管以其内壁上的限位台阶约束在捕球锁爪的外周，并以限位台阶上的定锥面和捕球锁爪上端外周上的动锥面配合，使得捕球锁爪在张开过程中，需在定锥面的倾斜角度引导下进行，这样可避免捕球锁爪的卡头出现90°翻折的情况，也就使得捕球锁爪的卡头不会出现意外折断的问题，使得捕球锁爪在回弹后能够保持对钢球的良好限位，因而本实用新型中防堵式滑套开关具有使用可靠的优点。

附图说明

图1是本实用新型的实施例的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型中防堵式滑套开关的实施例：如图1所示，主要由外管及其内通过剪切销钉连接的内滑套组成。

外管1的上端为带有内螺纹的上接头、下端为带有外螺纹的下接头。外管1的管壁上设有自上而下依次设置的限位台阶、过流孔和螺纹穿孔。限位台阶凸设在外管1的内管壁上，该限位台阶的内壁面由自上而下依次相邻设置的导引锥面A、柱面段和限位锥面B组成。限位锥面B为自上而下逐渐向外管1外倾斜的定锥面，且限位锥面B围成自上而下内径逐渐增大的锥孔形的限位孔段。导引锥面A自上而下向外管1内倾斜，且导引锥面A围成内径自上而下逐渐减小的锥孔形的导引孔段，导引孔段的小端内径等于限位孔段的小端内径。柱面段过渡连接在导引锥面A和限位锥面B之间，柱面段围成过渡连通在导引孔段和限位孔段之间的圆孔段，该圆孔段的内径等于导引孔段、限位孔段的小端内径，但大于钢球4的直径，以使钢球4能够顺利通过。过流孔段贯通外管1的管壁，以供管柱外液体流出。螺纹穿孔用于安装剪切销钉。外管1的管腔的处于限位台阶以下的部分为内径等于定锥面所围成的锥孔段的大端内径的避让孔段，避让孔段为圆直孔。

内滑套主要由滑套6、止脱套3、弹簧5和锁套组成。滑套6通过剪切销钉连接在外管1内，以通过滑套6将过流口自内端封堵关闭；同时在剪切销钉剪断后，滑套6可在外管1内向下滑动，以使滑套6可滑落自过流孔的下方，使得过流孔打开。滑套6的外周上安装有分设于过流孔上方和下方的密封圈，以密封滑套6和外管1之间的配合间隙。滑套6的上端设有自下向上逐级向内的一级、二级、三级台阶，以使滑套6的上端为外径等于三级台阶内径的球座。锁套同轴套装在球座的外周上，锁套的内壁面和球座的外周面滑动配合，并在锁套的外周上凸设有止脱环肩，锁套的套壁于止脱环肩以上的部分被沿轴向切开成三个以上在周向间隔均布的爪瓣，爪瓣在锁套的周向间隔均布，各爪瓣的上端设有对钢球4进行卡扣的卡头，卡头的外侧设有自上而下逐渐向外倾斜的外锥面C、内侧设有自上而下逐渐向内倾斜的内锥面D，其中外锥面C是与外管1的限位台阶上的限位锥面B吻合配合的动锥面，内锥面D围成供钢球4自导引孔段定心落入的锥形卡口。弹簧5为圆柱螺旋压簧，弹簧5的上端套装在锁套的外周上、并抵顶在止脱环肩的下方，弹簧5的下端套装在滑套6的三级台阶的外周上、并抵顶在二级台阶上，以通过弹簧5始终向锁套施加向上顶推的抵顶作用力。止脱套3套装在锁套下端的外周上，止脱套3的下端螺纹连接在滑套6的二级台阶外周上，止脱套3的上端内壁上凸设有挡止在止脱环肩上方的环形的止脱台阶，该止脱台阶到三级台阶的距离大于锁套上止脱环肩到下端面的距离，且两者的距离差值又不小于限位锥面B的高度，以预留锁套在滑套6上可上下移动的距离，且锁套下行极限能够使爪瓣可完全张开，通过该止脱套与锁套上的止脱环肩配合形成阻止锁套从滑套上脱落的止脱结构。

本实施例中滑套开关的工作原理是：首先将滑套开关不装钢球4的情况下，与其它井下工具一起用油管柱下入井内设定位置。当需要打开滑套开关时，先从上部投入钢球4，钢球4首先坐在捕球锁爪上端的内锥面D上，当从油管内憋压时，压力推动钢球4和捕球锁爪下行，压缩弹簧5，这时捕球锁爪的外锥面C与外管1的限位锥面B的接触面的径向直径增大，捕球锁爪上端的爪瓣在钢球4向下压力的作用下张开，直径变大，钢球4下落进入滑套6上锥面上，密封内通道。当压力高于剪切销钉8的剪切力时，剪切销钉8被剪断。捕球锁爪、止脱套3、弹簧5、钢球4、滑套6、密封圈一起掉入管柱底部，这时外管1上的过流孔将油管与油套环空连通，可实现分层开采分层改造等作业。反洗时，由于捕球锁爪上端的爪瓣内径小于钢球4直径，钢球4上行被捕球锁爪的下锥面E挡住，钢球4被控制在捕球锁爪与滑套6形成的空间内，不能被液体带着上行，从面防止了钢球4上返而卡住上部工具和管线通道的风险。

本实用新型中防堵式滑套开关的另一实施例：本实施例与上一实施例的区别在于，锁套通过剪钉连接在滑套上，这样在油管内初次憋压时，在钢球施加在锁套上的压力大于剪钉的剪切力时，剪钉剪断，锁套可在滑套上下滑，实现爪瓣张开，钢球下落。

本实用新型中防堵式滑套开关的其他实施例：止脱结构也可以通过滑套外周设置的环肩和锁套内壁设置的台阶配合形成、通过锁套和滑套之间的摩擦配合等实现，乃至于该止脱结构可以取消，此时锁套也可以一体设置在滑套上，以通过爪瓣自身的张合来实现钢球的下落。