液壓式壓裂滑套開關(guān)工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種液壓式壓裂滑套開關(guān)工具，是為與壓裂滑套配套使用、實(shí)現(xiàn)油氣田多級(jí)分層壓裂改造的目的而設(shè)計(jì)的，主要包括設(shè)有上、下凸肩、中心孔和徑向進(jìn)液孔的芯軸、連接在芯軸上的上、下接頭、上、下限位套、上、下壓套、套接在芯軸上、下凸肩之間的撈片、設(shè)在接頭和壓套間的彈簧及撈片彈簧等。本發(fā)明能依次打開壓裂滑套并關(guān)閉，無(wú)需射孔，實(shí)現(xiàn)壓裂與生產(chǎn)一體化。若在生產(chǎn)期間采用電纜射孔、機(jī)械封隔器封隔及投球打滑套的壓裂改造方式，可將鋼球與球座鉆磨掉，利用本工具實(shí)現(xiàn)可控性開采、單層測(cè)試求產(chǎn)和找堵水。本發(fā)明與壓裂滑套配套使用，能滿足油氣田多層分層改造、選擇性開采及單層井口測(cè)試和找堵水的技術(shù)需求。
【專利說(shuō)明】液壓式壓裂滑套開關(guān)工具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液壓式壓裂滑套開關(guān)工具，屬于油氣田壓裂改造【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國(guó)內(nèi)油氣田套管井多段壓裂改造方式主要有兩大類，一是電纜射孔與機(jī)械封隔器層間封隔，通過(guò)依次投球，打開壓裂滑套，實(shí)現(xiàn)多級(jí)壓裂改造；二是通過(guò)水力射孔與水力射流效應(yīng)層間封隔，實(shí)現(xiàn)多級(jí)改造。然而，這些一體化壓裂與生產(chǎn)工藝均不能滿足油氣井選擇性開采和后期測(cè)試的需求，要設(shè)置專門的測(cè)試工具才能實(shí)現(xiàn)可控性開采。
[0003]為進(jìn)行選擇性開采和單層測(cè)試求產(chǎn)，開發(fā)了一種液壓式壓裂滑套開關(guān)工具，配合壓裂滑套實(shí)現(xiàn)壓裂與生產(chǎn)一體化，生產(chǎn)后期關(guān)閉某一級(jí)滑套，實(shí)現(xiàn)選擇性開采。另一種是油井找水、堵水的開關(guān)裝置，與井下工具配套使用。還有一種是不壓井作業(yè)井下滑套開關(guān)器，具有下井使用成功率高的特點(diǎn)，性能可靠，無(wú)環(huán)境污染。然而這些技術(shù)的共同缺陷是不能進(jìn)行壓裂改造施工、可控性開采以及后期測(cè)試，無(wú)法滿足目前油氣田的發(fā)展需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種液壓式壓裂滑套開關(guān)工具，其能滿足油氣田多層分層改造、選擇性開采、單層井口測(cè)試和找堵水的技術(shù)需求。
[0005]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
[0006]設(shè)有中心孔的芯軸外壁對(duì)稱設(shè)有上、下凸肩，上凸肩上方和下凸肩下方均設(shè)有徑向進(jìn)液孔，上、下凸肩圓周面均設(shè)有密封圈。芯軸上端連接上接頭，以下依次凸臺(tái)扣接上限位套、凸肩扣接上壓套、套接撈片、凸肩扣接下壓套及凸臺(tái)扣接下限位套，芯軸下端連接下接頭。
[0007]上限位套外部套接固定在上接頭和上壓套之間的上彈簧，下限位套外部套接固定在下接頭和下壓套之間的下彈簧。上壓套設(shè)有下端內(nèi)錐面，下壓套設(shè)有上端內(nèi)錐面。
[0008]撈片套接在芯軸上、下凸肩之間，兩端為與上壓套和下壓套內(nèi)錐面匹配貼合的外錐體。撈片內(nèi)壁徑向盲孔內(nèi)設(shè)有撈片彈簧，撈片外壁中部設(shè)有徑向凹槽，凹槽上端面為斜面，下端面為直面。
[0009]本發(fā)明能依次打開和關(guān)閉壓裂滑套，無(wú)需射孔，實(shí)現(xiàn)壓裂與生產(chǎn)一體化。根據(jù)生產(chǎn)期間的地層情況，可關(guān)閉某壓裂滑套，進(jìn)行選擇性開采，也可打開某一級(jí)滑套，關(guān)閉其他所有壓裂滑套，實(shí)現(xiàn)單層的井口測(cè)試求產(chǎn)和找堵水。若在生產(chǎn)期間采用電纜射孔、機(jī)械封隔器封隔及投球打滑套的壓裂改造方式，可將鋼球與球座鉆磨掉，利用壓裂滑套開關(guān)工具實(shí)現(xiàn)可控性開采、單層測(cè)試求產(chǎn)和找堵水。本發(fā)明與壓裂滑套配套使用，能滿足油氣田多層分層改造、選擇性開采及單層井口測(cè)試和找堵水的技術(shù)需求。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為液壓式壓裂滑套開關(guān)工具結(jié)構(gòu)示意圖。[0011]圖2為滑套結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]參照?qǐng)D1和2對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明:
[0013]實(shí)施例:
[0014]本發(fā)明液壓式壓裂滑套開關(guān)工具最大外徑90mm，長(zhǎng)738mm，設(shè)有中心孔的芯軸2外壁對(duì)稱設(shè)有上、下凸肩，上凸肩上方和下凸肩下方均設(shè)有(6: ? mm的徑向進(jìn)液孔5,凸肩圓周面均設(shè)有密封圈6。芯軸2上端連接上接頭1，以下依次凸臺(tái)扣接上限位套3、凸肩扣接上壓套7、套接撈片8、凸肩扣接下壓套10及凸臺(tái)扣接下限位套11，芯軸2下端連接下接頭13。
[0015]圓筒形上限位套3和下限位套11尺寸均為內(nèi)徑34mm、外徑38mm和長(zhǎng)61mm,上彈簧4和下彈簧12尺寸均為直徑8mm、中徑56mm和自由高度85mm。上限位套3外部套接固定在上接頭I與上壓套7之間的上彈簧4，下限位套11外部套接固定在下接頭13和下壓套10之間的下彈簧12，彈簧初始狀態(tài)均為自由伸長(zhǎng)狀態(tài)。上壓套7上端面為直端面，下端面為與水平面夾角為20°的內(nèi)錐面，下壓套10上端面為與水平面夾角20°的內(nèi)錐面，下端面為直端面。
[0016]長(zhǎng)250mm、厚22mm的撈片8套接在芯軸2上、下凸肩之間，兩端為與上壓套7和下壓套10內(nèi)錐面匹配貼合的外錐體。撈片8內(nèi)壁C25mm、深22mm的徑向盲孔內(nèi)設(shè)有直徑2mm、中徑22mm和自由高度30mm的撈片彈簧9,撈片8外壁中部設(shè)有長(zhǎng)60mm、深6mm的徑向凹槽，凹槽上端面為與水平夾角30°的斜面，下端面為直面。
[0017]本開關(guān)工具需要打開壓裂滑套14時(shí)，將開關(guān)工具上、下兩端顛倒與油管連接，一起下入井中。油管內(nèi)打壓，芯軸2中心孔內(nèi)高壓液體從徑向進(jìn)液孔5進(jìn)入，推動(dòng)上壓套7沿芯軸2上移，推動(dòng)下壓套10沿芯軸2下移，壓縮上彈簧4至上限位套3，壓縮下彈簧12至下限位套11，為撈片8讓出空間。此時(shí),撈片8在撈片彈簧9作用下徑向外伸6.5mm,直至撈片8外壁徑向凹槽的直端面與滑套芯子預(yù)留槽直端面16扣緊。繼續(xù)下放管柱，使滑套芯子15下移，直至壓裂端口 17露出，溝通油氣層，從而進(jìn)行壓裂改造。
[0018]本開關(guān)工具需要關(guān)閉壓裂滑套14時(shí)，將開關(guān)工具與油管連接一同下入井中，油管內(nèi)打壓，芯軸2中心孔內(nèi)高壓液體從徑向進(jìn)液孔5進(jìn)入，推動(dòng)上、下壓套7和10向兩側(cè)移動(dòng)至限位套，為撈片8讓出空間。此時(shí)，撈片8在彈簧力作用下徑向外伸，直至撈片8外壁徑向凹槽的直端面與滑套芯子預(yù)留槽直端面16扣緊。繼續(xù)上提開關(guān)工具，直至滑套芯子15到位，關(guān)閉壓裂端口 17，油管內(nèi)卸壓，彈簧復(fù)位，上壓套7沿芯軸2下移，下壓套10沿芯軸2上移，撈片8外錐體受到壓套內(nèi)錐面的徑向推力，壓縮撈片彈簧9，收回?fù)破?，開關(guān)工具丟手。
[0019]本發(fā)明為降低施工風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)了開關(guān)工具強(qiáng)制丟手功能，即滑套芯子15到位且關(guān)閉壓裂端口后，向上提拉開關(guān)工具，遇到滑套本體的小徑，在摩擦力作用下，撈片8斜面受到徑向推力，壓縮彈簧9，收回?fù)破?，實(shí)現(xiàn)開關(guān)工具強(qiáng)制丟手。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓式壓裂滑套開關(guān)工具，其特征在于: 設(shè)有中心孔的芯軸(2)外壁對(duì)稱設(shè)有上、下凸肩，上凸肩上方和下凸肩下方均設(shè)有徑向進(jìn)液孔(5)，上、下凸肩圓周面均設(shè)有密封圈(6);芯軸(2)上端連接上接頭(1)，以下依次凸臺(tái)扣接上限位套(3)、凸肩扣接上壓套(7)、套接撈片(8)、凸肩扣接下壓套(10)及凸臺(tái)扣接下限位套(11)，芯軸⑵下端連接下接頭(13)； 上限位套(3)外部套接固定在上接頭(I)和上壓套(7)之間的上彈簧(4)，下限位套(11)外部套接固定在下接頭(13)和下壓套(10)之間的下彈簧(12);上壓套(7)設(shè)有下端內(nèi)錐面，下壓套(10)設(shè)有上端內(nèi)錐面； 撈片(8)套接在芯軸(2)上、下凸肩之間，兩端為與上壓套(7)和下壓套(10)內(nèi)錐面匹配貼合的外錐體；撈片(8)內(nèi)壁徑向盲孔內(nèi)設(shè)有撈片彈簧(9)，撈片(8)外壁中部設(shè)有徑向凹槽，凹槽上端面為斜面，下端面為直面。
2.如權(quán)利要求1所述的液壓式壓裂滑套開關(guān)工具，其特征在于壓裂滑套(14)需要打開時(shí)，將本開關(guān)工具上、下兩端顛倒與油管連接，一起下入井中；油管內(nèi)打壓，芯軸(2)中心孔內(nèi)高壓液體從徑向進(jìn)液孔(5)進(jìn)入，推動(dòng)上壓套(7)沿芯軸(2)上移，推動(dòng)下壓套(10)沿芯軸(2)下移，壓縮上彈簧(4)至上限位套(3)，壓縮下彈簧(12)至下限位套(11)，為撈片(8)讓出空間；此時(shí)，撈片⑶在撈片彈簧(9)作用下徑向外伸，直至撈片⑶外壁徑向凹槽的直端面與滑套芯子預(yù)留槽直端面(16)扣緊；繼續(xù)下放管柱，使滑套芯子(15)下移，直至壓裂端口(17)露出，溝通油氣層，從而進(jìn)行壓裂改造。
3. 如權(quán)利要求1所述的液壓式壓裂滑套開關(guān)工具，其特征在于壓裂滑套(14)需要關(guān)閉時(shí)，將開關(guān)工具與油管連接一同下入井中，油管內(nèi)打壓，芯軸(2)中心孔內(nèi)高壓液體從徑向進(jìn)液孔(5)進(jìn)入，推動(dòng)上壓套(7)和下壓套(10)分別向兩側(cè)移動(dòng)至限位套，為撈片(8)讓出空間；此時(shí)，撈片(8)在彈簧力作用下徑向外伸，直至撈片(8)外壁徑向凹槽的直端面與滑套芯子預(yù)留槽直端面(16)扣緊；繼續(xù)上提開關(guān)工具，直至滑套芯子(15)到位，關(guān)閉壓裂端口(17)，油管內(nèi)卸壓，彈簧復(fù)位，上壓套7沿芯軸(2)下移，下壓套(10)沿芯軸(2)上移，撈片(8)外錐體受到壓套內(nèi)錐面的徑向推力，壓縮撈片彈簧(9)，收回?fù)破?8)，開關(guān)工具丟手。
【文檔編號(hào)】E21B43/26GK103573240SQ201210272649
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月2日
【發(fā)明者】張麗娟, 趙振峰, 桂捷, 胡開斌, 劉江波, 任國(guó)富, 王治國(guó), 馮長(zhǎng)青, 張文星, 劉漢斌 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司