[發明專利]壓裂滑套組件

有效

• 申請號: 201210244529.9
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN103541709A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 郭朝輝;朱玉杰;馬蘭榮;魏遼;孫文俊;李風雷;趙德利;張里程
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯

技術領域

本發明涉及一種壓裂滑套組件，特別涉及一種可反復開關的分段壓裂滑套組件。

背景技術

滑套式分段壓裂技術是非常規油氣資源開采的一種重要手段，其廣泛應用于頁巖氣、低滲透產層、薄油層的直井、定向井、水平井的壓裂增產改造。

目前，現有技術中的滑套包括投球式滑套、液壓式滑套和機械開關式滑套。投球式滑套通常與裸眼封隔器配合使用，滑套外筒和芯管之間為滑動配合，并且在滑套外筒的壁上布置有壓裂孔槽。其工作原理是，在井口投放憋壓球，當憋壓球到達滑套位置時與滑套內的球座形成密封，實現憋壓。當壓力達到一定值時，剪斷銷釘，滑套外筒上的壓裂孔槽開啟建立壓裂通道。液壓式滑套通常布置在分段壓裂管柱的最下一級，其工作原理是，在坐封完所有裸眼封隔器后，繼續打壓。當壓力達到液壓式滑套的開啟壓力后滑套打開，從那在套管內外建立循環，接著進行壓裂施工。機械開關式滑套通常需要同壓裂管柱一起下入井內，其特點是通過專用的開關工具進行打開和關閉，不需要投憋壓球。

投球式滑套的壓裂級數由接入的滑套的數量決定。由于各級滑套和憋壓球的尺寸存在級差，因此壓裂級數受到限制，且壓裂完成后，需下入鉆具鉆除滑套球座，增加了作業周期和作業成本。此外，投球式滑套采用球和球座的貼合而實現密封，密封接觸面小并且對滑套材料的耐壓性能要求高，對滑套的加工精度要求也高，增加了制造滑套的難度。

液壓式滑套不能使用像投球式滑套那樣使用，而是只能單獨用于一級，且需要與投球式滑套配套使用而完成多級壓裂。

機械式開關滑套需要通過開關工具實現滑套的開關，這要求滑套和開關工具有較好的配合，同時對開關工具的性能和穩定性要求較高。

因此，開發一種壓裂層位數不受限制的壓裂滑套具有重要的意義。

發明內容

針對現有技術中所存在的上述技術問題，本發明提出了一種壓裂滑套組件，其內徑無級差從而壓裂層數不受限制，并且操作簡單。

根據本發明，提出了一種壓裂滑套組件，包括，

殼體，在殼體上布置有第一壓裂孔，在殼體下游部分內側構造有軸向朝向上游延伸并與殼體內壁間隔開的支撐體，在殼體和支撐體之間的間隙中布置有彈性件，

固定安裝在殼體上游部分內的滑爪套，包括設置在所述滑爪套下游端部的棘輪結構，在每隔一個棘齒凸齒位置處設置有一個在所述棘齒處開口的軸向定位槽，

第一滑套，包括第一筒狀主體和至少一個設置在第一筒狀主體下游部分的定位肋，所述定位肋徑向凸出第一筒狀主體的周向表面并且沿軸向從第一筒狀主體延伸超過其下游邊緣，所述第一滑套可動地安裝在滑爪套內部的下游部分處，使得所述定位肋以活動方式嵌入滑爪套的定位槽內，

可轉動的第二滑套，包括第二筒狀主體，在所述第二筒狀主體上布置有第二壓裂孔，所述第二筒狀主體的上游端部形成為鋸齒結構，鋸齒結構的每個凸峰對準所述滑爪套的相應的定位槽并且在所述鋸齒結構的每個凸峰位置處設置有沿軸向朝向上游延伸的頂端面為斜面的轉動肋，所述第二滑套布置在滑爪套和殼體的支撐體之間，并且所述第二筒狀主體的下游部分插入所述殼體和支撐體之間的間隙中并與所述彈性件接觸，

其中，所述第一滑套的定位肋能與所述第二滑套的轉動肋接觸或與所述第二滑套的鋸齒結構的沿第二滑套的轉動方向而升高的斜面接觸，所述第二滑套的轉動肋還能與滑爪套的棘輪結構接合，

當處于初始狀態時，彈性件處于未壓縮狀態，第二滑套的轉動肋進入滑爪套的定位槽內并與第一滑套的定位肋的端部接觸，這時第二滑套上的第二壓裂孔偏離于殼體上的第一壓裂孔；

為了打開壓裂滑套組件，對第一滑套施加朝向第二滑套的作用力，所述定位肋將轉動肋頂出定位槽，使得第二滑套朝向下游運動并且壓縮彈性件，導致第二滑套發生轉動，從而使得轉動肋與棘輪結構的凹槽接合，并且定位肋對準鋸齒結構的斜面，此時殼體上的第一壓裂孔與第二滑套上的第二壓裂孔對齊，從而建立了壓裂通道；

為了關閉壓裂滑套組件，對第一滑套施加朝向第二滑套的作用力，所述定位肋擠壓鋸齒結構的斜面使得轉動肋與棘輪結構的凹槽分開，導致第二滑套發生轉動，使得轉動肋進入下一個定位槽內，因此第二滑套上的第二壓裂孔偏離殼體上的第一壓裂孔，從而關閉了壓裂通道。

在本申請中，用語“初始狀態”是指在壓裂滑套組件打開之前的狀態。用語“下游”、“上游”規定為靠近井口為上游，遠離井口為下游。用語“未壓縮狀態”是指彈性件處于還可以被進一步壓縮的狀態。