专利名称：一种智能井井下滑套锁紧装置及其操作方法
技术领域：
本发明涉及一种油气钻完井和油气开采装置，特别是关于一种应用于智能井井下 滑套锁紧装置及其操作方法。
背景技术：
智能井是一种通过井下传感器，实时采集井下温度、压力等生产参数，经传输在地 面分析井下生产状态、油藏状态和全井生产链数据资料，并根据油井生产情况对油层进行 生产管理和提高油井采收率的完井系统。井下生产控制主要是通过地面液力系统，液力驱 动井下滑套，调整滑套的开启度，调节井下生产流道的大小，实现油气井生产控制。井下滑 套主要有开关控制和多级控制。开关控制主要用于开关油气层，不容易对井下生产进行调 节控制，更多的是对井下油气层流道过流面积实现多级控制。生产过程中，根据油气层情况 井下滑套可能多次、反复调整流道过流面积。采用地面能够实现井下滑套开启度的控制，当 滑套达到指定的位置时，需要维持滑套的位置，以满足生产工艺的要求。通常采用液压锁的 方法，即关闭液压控制系统保压，使滑套稳定在指定的位置，这种方法要求系统一直带压， 同时液压系统不能发生泄漏，可靠性难以保证。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种当滑套达到指定位置时，系统无需保持 液压系统压力的智能井井下滑套锁紧装置及其操作方法。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案一种智能井井下滑套锁紧装置，其特 征在于它包括加厚油管，所述加厚油管的外周向套设有锁紧液缸，所述锁紧液缸包括通过 螺栓连成一体的液缸盖和缸套；所述液缸盖的另一端连接下盖板和上盖板，且通过所述上 盖板与所述加厚油管之间设置的卡环定位；所述锁紧液缸与所述加厚油管之间穿设有一滑 套，所述滑套与所述缸套之间设置有一活塞，所述活塞与所述滑套之间留设有活塞环空，所 述活塞与所述缸套之间设置有复位弹簧；所述液缸盖上设置有一连通所述缸套内的进油 口，所述缸套上设置有一连通外部的出油口 ；所述加厚油管与所述滑套的接触处间隔设置 有若干定位槽和一定位钢球；所述滑套上设置有一键槽口，所述键槽口内对应设置有一导 向键。所述定位槽为四个。一种上述智能井井下滑套锁紧装置的操作方法，其包括以下步骤油气层正常生 产时，活塞在复位弹簧的作用下紧靠液缸盖端部处于左侧死点，受活塞的径向限制，定位钢 球处于加厚油管其中一定位槽内，将滑套锁定在加厚油管上；当需要调整滑套的位置时，从 进油口向缸套内进油，推动活塞压缩复位弹簧移动到右死点，同时定位钢球落入活塞与滑 套之间留设的活塞环空内，此时滑套处于解锁状态，轴向调整滑套位置；滑套位置调整完 毕后，缸套泄压，活塞在复位弹簧力的作用下回到原位，定位钢球沿径向压入设定的定位槽 内，将滑套锁紧在调定位置。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明由于通过上盖板、下盖 板、卡环及螺栓将液缸盖及缸套固定在加厚油管上，而无需在加厚油管上焊接定位，因此， 既可以实现锁紧液缸的轴向及周向定位，又可以方便拆卸。2、本发明在锁紧液缸内设置有 活塞，在滑套和加厚油管的接触处设置有定位槽和定位钢球，因此，可以通过活塞和定位钢 球的相互作用，来实现滑套的机械锁紧，当滑套达到指定位置时，锁紧液缸泄压，通过定位 钢球对滑套进行锁紧定位。3、本发明由于在滑套上设置有导向键，通过导向键可以防止滑 套周向转动，以便于定位钢球压入定位槽中，锁紧滑套。本发明装置操作简单方便，可以在 液力驱动下调整锁定滑套，以便调节井下生产流道的大小，因此，可广泛用于油气井的生产 控制过程中。
图1是本发明装置第一锁紧位示意2是本发明装置解锁位示意3是本发明装置第二锁紧位示意图
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行详细的描述。如图1所示，本发明包括一加厚油管1，加厚油管1的外周向套设有一锁紧液缸，锁 紧液缸包括通过螺栓2连接成一体的液缸盖3和缸套4。液缸盖3的另一端通过螺栓5连 接套设在加厚油管1上的下盖板6，下盖板6通过螺栓7连接套设在加厚油管1上的上盖 板8，上盖板8与加厚油管1之间设置有卡环9，其周向定位靠卡环9与加厚油管1间周向 不完整圆实现。在锁紧液缸与加厚油管1之间穿设有一滑套10，滑套10与缸套4之间套设 有一活塞11，活塞U与滑套10之间留设有活塞环空12。活塞11与缸套4之间设置有复 位弹簧13。在液缸盖3上设置有一连通缸套4内的进油口 14，在缸套4上设置有一连通外 部的出油口 15。加厚油管1与滑套10的接触处间隔设置有若干定位槽16，定位槽16内用 于放置定位钢球17。在滑套10上设置有一键槽口 18，在键槽口 18内对应设置有一导向键 19，导向键19对滑套10的轴向移动具有导向作用，能够防止滑套10周向转动，以便于将定 位钢球17压入定位槽16中，锁紧滑套10。本发明装置对滑套的调整锁紧方法如下。如图1所示，油气层正常生产时，活塞11在复位弹簧13的作用下紧靠液缸盖3端 部处于左侧死点，受活塞11的径向限制，定位钢球17只能处于加厚油管1的其中一定位槽 16内，将滑套10锁定在加厚油管1上，滑套10沿轴向不能移动。当需要调整滑套10的位置时，如图2所示，从进油口 14向缸套4内进压力油，推 动活塞11压缩复位弹簧13移动到右死点，此时由于加厚油管1上的定位槽16两端有斜 面，因此，沿轴向移动滑套10时，定位钢球17在定位槽16斜面的挤压下，沿径向向外移动， 落入活塞11与滑套10之间留设的活塞环空12内，这时滑套10处于解锁状态，通过出油口 15进压力油，滑套10沿轴向可以在加厚油管1上移动，当滑套10调整到需要的位置时，如 图3所示，缸套4先泄压，这时滑套10仍处于调定位置，活塞11仅在复位弹簧13力的作用 下回到原位，把定位钢球17沿径向压入设定的定位槽16之内，将滑套10在调定位置锁紧，完成一次滑套10位置的调整过程。上述实施例中，图1 3所示的定位槽16是四个，即为四位滑套的定位示意图；定 位槽16也可以为两个、八个或其他多个，其调节锁定滑套的方法与上述实施例相同。上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所 变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的 保护范围之外。
权利要求
1.一种智能井井下滑套锁紧装置，其特征在于它包括加厚油管，所述加厚油管的外 周向套设有锁紧液缸，所述锁紧液缸包括通过螺栓连成一体的液缸盖和缸套；所述液缸盖 的另一端连接下盖板和上盖板，且通过所述上盖板与所述加厚油管之间设置的卡环定位； 所述锁紧液缸与所述加厚油管之间穿设有一滑套，所述滑套与所述缸套之间设置有一活 塞，所述活塞与所述滑套之间留设有活塞环空，所述活塞与所述缸套之间设置有复位弹簧； 所述液缸盖上设置有一连通所述缸套内的进油口，所述缸套上设置有一连通外部的出油 口 ；所述加厚油管与所述滑套的接触处间隔设置有若干定位槽和一定位钢球；所述滑套上 设置有一键槽口，所述键槽口内对应设置有一导向键。
2.如权利要求1所述的一种智能井井下滑套锁紧装置，其特征在于所述定位槽为四个。
3.—种如权利要求1或2所述智能井井下滑套锁紧装置的操作方法，其包括以下步骤油气层正常生产时，活塞在复位弹簧的作用下紧靠液缸盖端部处于左侧死点，受活塞 的径向限制，定位钢球处于加厚油管其中一定位槽内，将滑套锁定在加厚油管上；当需要调整滑套的位置时，从进油口向缸套内进油，推动活塞压缩复位弹簧移动到右 死点，同时定位钢球落入活塞与滑套之间留设的活塞环空内，此时滑套处于解锁状态，轴向 调整滑套位置；滑套位置调整完毕后，缸套泄压，活塞在复位弹簧力的作用下回到原位，定位钢球沿径 向压入设定的定位槽内，将滑套锁紧在调定位置。
全文摘要
本发明涉及一种智能井井下滑套锁紧装置及其操作方法，其特征在于它包括加厚油管，加厚油管的外周向套设有锁紧液缸，锁紧液缸包括通过螺栓连成一体的液缸盖和缸套；液缸盖的另一端连接下盖板和上盖板，且通过上盖板与加厚油管之间设置的卡环定位；锁紧液缸与加厚油管之间穿设有一滑套，滑套与缸套之间设置有一活塞，活塞与滑套之间留设有活塞环空，活塞与缸套之间设置有复位弹簧；液缸盖上设置有一连通缸套内的进油口，缸套上设置有一连通外部的出油口；加厚油管与滑套的接触处间隔设置有若干定位槽和一定位钢球；滑套上设置有一键槽口，键槽口相对设置有一导向键。本发明可在液力驱动下调整锁定滑套，以便调节井下生产流道的大小，因此，可广泛用于油气井的生产控制过程中。
文档编号E21B34/14GK102094596SQ20101061423
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者何世明, 何东升, 张鹏, 盛磊祥, 蒋世全, 许亮斌, 陈红新 申请人:中国海洋石油总公司, 中海石油研究中心