延时启动压裂滑套的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种破裂盘式延时驱动开启滑套，属油气井压裂作业和固井井下工具领域。
【背景技术】
[0002]自20世纪60年代后，压裂技术广泛地应用于我国油气田的增产作业中。压裂的目的主要是改善油层的物理结构，人为地改善油层的渗透能力，使得油井获得增产效果。压裂技术的实质是利用高压栗组将具有一定粘度的液体高速注入地层。当栗的注入速度大于地层的吸收速度时，地层就会产生破裂或使原来的微小缝隙扩大张开，形成较大的裂缝。随着液体的不断注入，已形成的裂缝不断向内延伸。为防止停栗后，裂缝在上部岩层的重力下重新闭合，要在所注入的液体中加入支撑剂以支撑缝隙面，避免其重新闭合。因此，压裂作业相关配套设备得以广泛应用，而压裂滑套就是压裂过程中广泛应用的工具之一。
[0003]目前油气井压裂作业中所使用的压裂滑套，多是针对水平油井裸眼多段压裂环境而设计的，每一个产层，都由滑套作为压裂和生产通道，并在滑套上下用封隔器做卡层。压裂完井生产管柱中最底部的滑套，一般是由压差滑套构成，在压差作用下，压差滑套打开建立首层压裂通道。常规压差滑套主要应用于裸眼井分段压裂作业中，并且不需要进行全井筒试压情况下。如果在固井环境下，水泥浆容易通过传压孔侵入到液压腔内，从而影响压差滑套的开启。另外，如果客户要求在打开前进行全井筒的试压作业，常规的压差滑套由于受到剪切销钉剪切力的限制往往很难达到所要求的试压压力。
[0004]固井压裂管柱中，作业步骤是先固井，后压裂，可能有水泥残留在压差滑套内壁，造成凝结，从而造成滑套不能正常打开。有一定的风险；另外压差滑套的剪切销钉的剪切值不稳定，也造成了滑套不能正常打开或过早打开的诟病。
[0005]与常规压差滑套不同，破裂盘式压差滑套内传压孔不直接与滑套内腔相联通，而是通过在传压孔位置安装破裂盘，将其与内腔隔开。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种可靠的，固井压裂滑套。滑套的开启活塞由压力驱动，压力传递路径中安装有破裂盘，根据井况，设计相应的破裂盘破裂值，保证在设计的压力范围中可以打通破裂盘，压力驱动滑套活塞运动，从而达到开启滑套的目的。
[0007]本实用新型的破裂盘滑套，包括顶部接头、滑套活塞、滑套外筒、破裂盘，底部接头、C型环以及若干密封圈和销钉。
[0008]其中，所述滑套顶部接头其特征在于顶部接头I与滑套滑套主轴10螺纹连接;顶部接头I与顶部密封环8由密封圈4和密封挡圈5配合安装;密封环8与滑套顶部接头I之间安装有配长环3;滑套顶部外筒9与滑套密封环8紧密配合并由密封圈7和密封挡圈6实现密封;滑套顶部外筒9与T型定位导流环14螺纹连接，由密封圈12和密封挡圈13实现密封，T型定位倒流环与滑套主轴10之间由密封圈19和密封挡圈18实现密封;滑套底部外筒17与T型定位导流环14螺纹连接，由密封圈13和密封挡圈12实现密封;滑套主轴10与底部外筒17之间安装了活塞22，活塞22与滑套底部外筒17和主轴10之间均由密封圈和密封圈挡圈实现密封。滑套底部外筒17与主轴10螺纹连接并由密封圈13和密封挡圈12实现密封;顶部接头I与主轴10之间相对固定;顶部接头I与配长环3之间相对固定。顶部接头I与滑套顶部外筒9相对固定；
[0009]顶部接头I设计有轴向阵列四个定位销钉2。
[0010]滑套主轴10底部安装由轴向均列的2个破裂盘20，破裂盘由密封圈和密封挡圈实现外缘面的密封。
[0011 ]滑套顶部外筒9和底部外筒17上设计有各一个孔，与内腔联通;分别由顶部密封腔体死堵11和腔体死堵16实现堵死密封。
[0012]滑套主轴10底部与滑套底部外筒17均设计有圆周均布阵列的4个导流孔21。
[0013]T型定位导流环14使液体流动方向唯一，由底部腔体单向流向顶部腔体。
[0014]滑套顶部腔体与底部腔体内工作前均注满液体，滑套活塞可以在压力驱动下由底部移动到顶部。
[0015]本实用新型与现有技术相比有如下优点:
[0016]1、随油管一趟下入，无需射孔，压裂作业一趟连续完成，节省了时间。
[0017]2、无需射孔，无需额外的封隔器卡层，节省了成本。不需要悬挂器，油管直接回接到井口。
[0018]3、压裂完成后油管内保持通径，方便了以后的修井作业。
[0019]4、破裂盘式压差滑套由于是破裂盘设计，其破裂盘的破裂压力非常准确，一般开启压力误差在±2%范围之内，并安装两个破裂盘确保其成功打开。而常规的压差滑套的开启压力误差在±15?30 %。破裂盘的设计开启压力(静液柱压力)可以在5，500ps1-17，500psi范围内选择，满足各种情况下的施工要求。
[0020]6、破裂盘式压差滑套不仅仅可以应用在固井滑套多层分段压裂作业中，还可以与桥塞射孔连作系统配合使用，通过在第一段位置安装该滑套，压裂施工中直接管内打压开启压差滑套进行第一段的施工作业，省去了一趟连续油管下入射孔作业的费用，同时也减少了作业时间和作业风险。
【附图说明】
[0021 ]图1为不意图
[0022]I顶部接头；2定位销钉；3配长环;4定位销钉;5密封圈挡圈；6密封圈；7密封圈挡圈；8密封圈；9顶部密封环；10滑套外筒顶部；11滑套主轴；12密封圈挡圈；13密封圈；14 T型定位环；15密封圈；16密封圈；17滑套外筒底部；18密封圈挡圈；19密封圈；20破裂盘;21滑套导流槽;22活塞；
【具体实施方式】
[0023]破裂盘安装在滑套底部本体，当滑套内部压力增大时，破裂盘会在设计压力作用下联通内外，压力随即传递到活塞，活塞在压力作用下剪切定位销钉，并在压力作用下完成位置行程。当活塞上安装的C环移动到大径位置时，C环膨胀，导致滑套活塞位移不可逆，达到锁定滑套活塞的作用，从而保证滑套一旦打开即锁定打开状态。
【主权项】
1.延迟开启压裂滑套，其特征在于顶部接头与滑套主轴螺纹连接;顶部接头与顶部密封环由密封圈和密封挡圈配合安装;密封环与滑套顶部接头之间安装有配长环;滑套顶部外筒与滑套密封环紧密配合并由密封圈和密封挡圈实现密封;滑套顶部外筒与T型定位导流环螺纹连接，由密封圈和密封挡圈实现密封;T型定位倒流环与滑套主轴之间由密封圈和密封挡圈实现密封;滑套底部外筒与T型定位导流环螺纹连接，由密封圈和密封挡圈实现密封;滑套主轴与底部外筒之间安装了活塞，活塞与滑套底部外筒和主轴之间均由密封圈和密封圈挡圈实现密封;滑套底部外筒与主轴螺纹连接并由密封圈和密封挡圈实现密封;顶部接头与主轴之间相对固定;顶部接头与配长环之间相对固定;顶部接头与滑套顶部外筒相对固定。2.根据权利要求1所述的延迟开启压裂滑套，其特征在于顶部接头设计有轴向阵列四个定位销钉。3.根据权利要求1所述的延迟开启压裂滑套，其特征在于滑套主轴底部安装由轴向均列的2个破裂盘，破裂盘由密封圈和密封挡圈实现外缘面的密封。4.根据权利要求1所述的延迟开启压裂滑套，其特征在于滑套顶部外筒和底部外筒上设计有各一个孔，与内腔联通;分别由顶部密封腔体死堵和腔体死堵实现堵死密封。5.根据权利要求1或3所述的延迟开启压裂滑套，其特征在于滑套主轴底部与滑套底部外筒均设计有圆周均布阵列的4个导流孔。6.根据权利要求1所述的延迟开启压裂滑套，其特征在于T型定位导流环内设计有单流阀，单流阀使液体流动方向唯一，由底部腔体单向流向顶部腔体。7.根据权利要求1或6所述的延迟开启压裂滑套，其特征在于滑套顶部腔体与底部腔体内工作前均注满液体，滑套活塞可以在压力驱动下由底部移动到顶部。
【专利摘要】延迟开启滑套内传压孔不直接与滑套内腔相联通，而是通过在传压孔位置安装破裂盘，将其与内腔隔开；滑套在破裂盘打通启动开启动作后，压缩腔体内的液体，使滑套从开启启动到完全开启具有一定的时间延迟。达到特定作用。该滑套的开启活塞由压力驱动，压力传递路径中安装有破裂盘，保证在设计的压力范围内可以打通破裂盘。滑套中设计有活塞运动腔和液体压缩腔；液体压缩腔体内充满液体，活塞在压力作用下压缩液体压缩腔，将液体压缩腔内液体通过单流阀压入活塞运动腔；液体压缩过程需要一定的时间，达到延迟开启的目的。当活塞移动到设计位置时，滑套即处于打开状态。由于液体只能单项流到活塞运动腔，从而使滑套打开后保证开启状态。
【IPC分类】E21B43/267, E21B34/06
【公开号】CN205117285
【申请号】CN201520510013
【发明人】魏萍, 李恒, 王占举, 张新安, 曾祥晋, 胡秀利, 曹庆伟
【申请人】北京佰文恒新能源服务有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年7月15日