本實(shí)用新型涉及一種防堵式滑套開關(guān)。

背景技術(shù)：

分層開采和分段改造等措施工藝在油氣井開采中普遍應(yīng)用，在分層開采和分段改造常采用液壓坐封的封隔器與防堵式滑套開關(guān)等工具組成的管柱來實(shí)現(xiàn)，其原理是：將防堵式滑套開關(guān)連接在封隔器下方，一起下入井內(nèi)，封隔器位于分隔層之間，然后將鋼球投入防堵式滑套開關(guān)內(nèi)后，通過油管打壓先坐封封隔器，封隔油套環(huán)空，然后繼續(xù)提高壓力剪斷滑套剪釘，打掉滑套，使油管與地層連通，從而達(dá)到分層開采或分段改造的目的。但油田上常用的防堵式滑套開關(guān)在使用過程中都存在一個(gè)共同問題，即鋼球直接從油管投入防堵式滑套開關(guān)，將防堵式滑套開關(guān)打開后，在后續(xù)反洗井施工中，由于鋼球直徑較小，所以鋼球很容易被洗井液從井底反沖上來，造成鋼球卡住井下工具或管線等風(fēng)險(xiǎn)。

中國專利文獻(xiàn)CN 103711455 B公開了一種深水油井可固定球式生產(chǎn)滑套，包括外管及其內(nèi)通過剪切銷釘連接的內(nèi)滑套，外管上開設(shè)有內(nèi)外貫通的過流口，內(nèi)滑套具有封堵在過流口內(nèi)端的滑套和一體設(shè)置在滑套上端的捕球鎖爪，滑套的上端設(shè)有落球座，捕球鎖爪的上端設(shè)有凸設(shè)在內(nèi)壁上的捕球臺(tái)階，以在鋼球自內(nèi)滑套上方下落后，先坐落在捕球臺(tái)階的捕球臺(tái)階上，然后隨著打壓壓力的升高，鋼球擠壓捕球臺(tái)階而使得捕球鎖爪張開，鋼球下落至落球座上，最后再次提高打壓壓力，鋼球壓動(dòng)內(nèi)滑套剪斷剪切銷釘，實(shí)現(xiàn)滑套工具的打開。但在斜井或水平井中，受鋼球的自重影響，鋼球在捕球鎖爪上的作用力的方向是偏離軸線的，導(dǎo)致在捕球鎖爪的局部一個(gè)或幾個(gè)捕球臺(tái)階上出現(xiàn)作用力集中的問題，使得受力較大的捕球臺(tái)階所在的卡頭容易被別斷，從而引起捕球鎖爪上環(huán)形間隔布置的捕球臺(tái)階出現(xiàn)缺口，失去捕球功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種防堵式滑套開關(guān)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中捕球鎖爪的卡頭容易被折斷的問題。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型中防堵式滑套開關(guān)的技術(shù)方案如下：

防堵式滑套開關(guān)，包括外管及其內(nèi)通過剪切銷釘連接的內(nèi)滑套，內(nèi)滑套的上端設(shè)有捕球鎖爪，外管的內(nèi)壁上凸設(shè)有環(huán)繞在捕球鎖爪的上端外周的限位臺(tái)階，限位臺(tái)階的內(nèi)壁上設(shè)有自上而下逐漸向外傾斜的定錐面，并在捕球鎖爪上端的外周上設(shè)有與所述定錐面吻合互補(bǔ)的滑動(dòng)配合的動(dòng)錐面。

內(nèi)滑套包括通過剪切限定連接在外管內(nèi)的滑套及其上端插套裝配的鎖套，所述捕球鎖爪處于鎖套上，且鎖套和滑套之間連接有用于在剪斷時(shí)鎖套可相對(duì)于滑套下滑的剪釘和/或用于向上頂推鎖套的彈性件。

鎖套和滑套之間連接有彈性件，并在滑套和鎖套上設(shè)有用于阻止鎖套從滑套上脫開的止脫結(jié)構(gòu)。

鎖套套裝在滑套上，所述止脫結(jié)構(gòu)包括鎖套外周上凸設(shè)的止脫環(huán)肩和套裝在止脫環(huán)肩外的止脫套，止脫套的下端連接在滑套上，止脫套的上端設(shè)有凸設(shè)在內(nèi)壁上而限位擋止在止脫環(huán)肩上方的止脫臺(tái)階。

彈性件為抵頂裝配在止脫環(huán)肩和滑套之間的壓簧，壓簧套裝在滑套上。

外管的管腔具有處于定錐面下方、且內(nèi)徑不小于定錐面所圍成的錐孔段的大端內(nèi)徑的避讓孔段，避讓孔段為直孔。

限位臺(tái)階的內(nèi)壁上還設(shè)有處于定錐面圍成的錐孔段上方的引導(dǎo)孔段，引導(dǎo)孔段的內(nèi)徑自上而下逐漸減小，且引導(dǎo)孔段與錐孔段同軸設(shè)置。

引導(dǎo)孔段的小端和錐孔段的小端之間通過柱面段圍成的直孔段過渡連通。

本實(shí)用新型中外管以其內(nèi)壁上的限位臺(tái)階約束在捕球鎖爪的外周，并以限位臺(tái)階上的定錐面和捕球鎖爪上端外周上的動(dòng)錐面配合，使得捕球鎖爪在張開過程中，需在定錐面的傾斜角度引導(dǎo)下進(jìn)行，這樣可避免捕球鎖爪的卡頭出現(xiàn)90°翻折的情況，也就使得捕球鎖爪的卡頭不會(huì)出現(xiàn)意外折斷的問題，使得捕球鎖爪在回彈后能夠保持對(duì)鋼球的良好限位，因而本實(shí)用新型中防堵式滑套開關(guān)具有使用可靠的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型中防堵式滑套開關(guān)的實(shí)施例：如圖1所示，主要由外管及其內(nèi)通過剪切銷釘連接的內(nèi)滑套組成。

外管1的上端為帶有內(nèi)螺紋的上接頭、下端為帶有外螺紋的下接頭。外管1的管壁上設(shè)有自上而下依次設(shè)置的限位臺(tái)階、過流孔和螺紋穿孔。限位臺(tái)階凸設(shè)在外管1的內(nèi)管壁上，該限位臺(tái)階的內(nèi)壁面由自上而下依次相鄰設(shè)置的導(dǎo)引錐面A、柱面段和限位錐面B組成。限位錐面B為自上而下逐漸向外管1外傾斜的定錐面，且限位錐面B圍成自上而下內(nèi)徑逐漸增大的錐孔形的限位孔段。導(dǎo)引錐面A自上而下向外管1內(nèi)傾斜，且導(dǎo)引錐面A圍成內(nèi)徑自上而下逐漸減小的錐孔形的導(dǎo)引孔段，導(dǎo)引孔段的小端內(nèi)徑等于限位孔段的小端內(nèi)徑。柱面段過渡連接在導(dǎo)引錐面A和限位錐面B之間，柱面段圍成過渡連通在導(dǎo)引孔段和限位孔段之間的圓孔段，該圓孔段的內(nèi)徑等于導(dǎo)引孔段、限位孔段的小端內(nèi)徑，但大于鋼球4的直徑，以使鋼球4能夠順利通過。過流孔段貫通外管1的管壁，以供管柱外液體流出。螺紋穿孔用于安裝剪切銷釘。外管1的管腔的處于限位臺(tái)階以下的部分為內(nèi)徑等于定錐面所圍成的錐孔段的大端內(nèi)徑的避讓孔段，避讓孔段為圓直孔。

內(nèi)滑套主要由滑套6、止脫套3、彈簧5和鎖套組成?；?通過剪切銷釘連接在外管1內(nèi)，以通過滑套6將過流口自內(nèi)端封堵關(guān)閉；同時(shí)在剪切銷釘剪斷后，滑套6可在外管1內(nèi)向下滑動(dòng)，以使滑套6可滑落自過流孔的下方，使得過流孔打開。滑套6的外周上安裝有分設(shè)于過流孔上方和下方的密封圈，以密封滑套6和外管1之間的配合間隙?；?的上端設(shè)有自下向上逐級(jí)向內(nèi)的一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)臺(tái)階，以使滑套6的上端為外徑等于三級(jí)臺(tái)階內(nèi)徑的球座。鎖套同軸套裝在球座的外周上，鎖套的內(nèi)壁面和球座的外周面滑動(dòng)配合，并在鎖套的外周上凸設(shè)有止脫環(huán)肩，鎖套的套壁于止脫環(huán)肩以上的部分被沿軸向切開成三個(gè)以上在周向間隔均布的爪瓣，爪瓣在鎖套的周向間隔均布，各爪瓣的上端設(shè)有對(duì)鋼球4進(jìn)行卡扣的卡頭，卡頭的外側(cè)設(shè)有自上而下逐漸向外傾斜的外錐面C、內(nèi)側(cè)設(shè)有自上而下逐漸向內(nèi)傾斜的內(nèi)錐面D，其中外錐面C是與外管1的限位臺(tái)階上的限位錐面B吻合配合的動(dòng)錐面，內(nèi)錐面D圍成供鋼球4自導(dǎo)引孔段定心落入的錐形卡口。彈簧5為圓柱螺旋壓簧，彈簧5的上端套裝在鎖套的外周上、并抵頂在止脫環(huán)肩的下方，彈簧5的下端套裝在滑套6的三級(jí)臺(tái)階的外周上、并抵頂在二級(jí)臺(tái)階上，以通過彈簧5始終向鎖套施加向上頂推的抵頂作用力。止脫套3套裝在鎖套下端的外周上，止脫套3的下端螺紋連接在滑套6的二級(jí)臺(tái)階外周上，止脫套3的上端內(nèi)壁上凸設(shè)有擋止在止脫環(huán)肩上方的環(huán)形的止脫臺(tái)階，該止脫臺(tái)階到三級(jí)臺(tái)階的距離大于鎖套上止脫環(huán)肩到下端面的距離，且兩者的距離差值又不小于限位錐面B的高度，以預(yù)留鎖套在滑套6上可上下移動(dòng)的距離，且鎖套下行極限能夠使爪瓣可完全張開，通過該止脫套與鎖套上的止脫環(huán)肩配合形成阻止鎖套從滑套上脫落的止脫結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例中滑套開關(guān)的工作原理是：首先將滑套開關(guān)不裝鋼球4的情況下，與其它井下工具一起用油管柱下入井內(nèi)設(shè)定位置。當(dāng)需要打開滑套開關(guān)時(shí)，先從上部投入鋼球4，鋼球4首先坐在捕球鎖爪上端的內(nèi)錐面D上，當(dāng)從油管內(nèi)憋壓時(shí)，壓力推動(dòng)鋼球4和捕球鎖爪下行，壓縮彈簧5，這時(shí)捕球鎖爪的外錐面C與外管1的限位錐面B的接觸面的徑向直徑增大，捕球鎖爪上端的爪瓣在鋼球4向下壓力的作用下張開，直徑變大，鋼球4下落進(jìn)入滑套6上錐面上，密封內(nèi)通道。當(dāng)壓力高于剪切銷釘8的剪切力時(shí)，剪切銷釘8被剪斷。捕球鎖爪、止脫套3、彈簧5、鋼球4、滑套6、密封圈一起掉入管柱底部，這時(shí)外管1上的過流孔將油管與油套環(huán)空連通，可實(shí)現(xiàn)分層開采分層改造等作業(yè)。反洗時(shí)，由于捕球鎖爪上端的爪瓣內(nèi)徑小于鋼球4直徑，鋼球4上行被捕球鎖爪的下錐面E擋住，鋼球4被控制在捕球鎖爪與滑套6形成的空間內(nèi)，不能被液體帶著上行，從面防止了鋼球4上返而卡住上部工具和管線通道的風(fēng)險(xiǎn)。

本實(shí)用新型中防堵式滑套開關(guān)的另一實(shí)施例：本實(shí)施例與上一實(shí)施例的區(qū)別在于，鎖套通過剪釘連接在滑套上，這樣在油管內(nèi)初次憋壓時(shí)，在鋼球施加在鎖套上的壓力大于剪釘?shù)募羟辛r(shí)，剪釘剪斷，鎖套可在滑套上下滑，實(shí)現(xiàn)爪瓣張開，鋼球下落。

本實(shí)用新型中防堵式滑套開關(guān)的其他實(shí)施例：止脫結(jié)構(gòu)也可以通過滑套外周設(shè)置的環(huán)肩和鎖套內(nèi)壁設(shè)置的臺(tái)階配合形成、通過鎖套和滑套之間的摩擦配合等實(shí)現(xiàn)，乃至于該止脫結(jié)構(gòu)可以取消，此時(shí)鎖套也可以一體設(shè)置在滑套上，以通過爪瓣自身的張合來實(shí)現(xiàn)鋼球的下落。