[發(fā)明專(zhuān)利]液壓式壓裂滑套開(kāi)關(guān)工具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210272649.X
• 申請(qǐng)日: 2012-08-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103573240A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張麗娟;趙振峰;桂捷;胡開(kāi)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)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21B43/26
• 分類(lèi)號(hào): E21B43/26
• 代理公司: 北京市中實(shí)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11013
• 代理人: 金杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種液壓式壓裂滑套開(kāi)關(guān)工具，屬于油氣田壓裂改造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

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(lèi)，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(kāi)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(kāi)采和后期測(cè)試的需求，要設(shè)置專(zhuān)門(mén)的測(cè)試工具才能實(shí)現(xiàn)可控性開(kāi)采。

為進(jìn)行選擇性開(kāi)采和單層測(cè)試求產(chǎn)，開(kāi)發(fā)了一種液壓式壓裂滑套開(kāi)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(kāi)采。另一種是油井找水、堵水的開(kāi)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(kāi)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(kāi)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

本發(fā)明的目的在于提供一種液壓式壓裂滑套開(kāi)關(guān)工具，其能滿足油氣田多層分層改造、選擇性開(kāi)采、單層井口測(cè)試和找堵水的技術(shù)需求。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

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。

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。

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。

本發(fā)明能依次打開(kāi)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(kāi)采，也可打開(kāi)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(kāi)關(guān)工具實(shí)現(xiàn)可控性開(kāi)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(kāi)采及單層井口測(cè)試和找堵水的技術(shù)需求。

附圖說(shuō)明

圖1為液壓式壓裂滑套開(kāi)關(guān)工具結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為滑套結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1和2對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明：

實(shí)施例：

本發(fā)明液壓式壓裂滑套開(kāi)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。

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1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。

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。

本開(kāi)關(guān)工具需要打開(kāi)壓裂滑套14時(shí)，將開(kāi)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。