[發(fā)明專利]一種模塊化無級差可反復開關(guān)式壓裂滑套在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711272301.X | 申請日: | 2017-12-06 |
| 公開(公告)號: | CN108005631A | 公開(公告)日: | 2018-05-08 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 高勝;滕向松;范立華;張麗巍;劉躍寶;譚鴻創(chuàng) | 申請(專利權(quán))人: | 東北石油大學 |
| 主分類號: | E21B43/267 | 分類號: | E21B43/267;E21B34/08 |
| 代理公司: | 大慶知文知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23115 | 代理人: | 李建華 |
| 地址: | 163318 黑龍*** | 國省代碼: | 黑龍江;23 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 模塊化 無級 差可 反復 開關(guān) 式壓裂滑套 | ||
1.一種模塊化無級差可反復開關(guān)式壓裂滑套包括框架支撐單元、檢測控制單元以及執(zhí)行單元,其特征在于:
所述的框架支撐單元為整個壓裂滑套機構(gòu)的框架支撐機構(gòu),包括上管柱接頭(1)、中心管(2)、下管柱接頭(4)和套體(3);中心管(2)作為主要的承重和定位部件,用來連接和定位滑套內(nèi)的各個模塊;中心管(2)上的噴砂孔(63)端具有一個用于定位的加厚結(jié)構(gòu);中心管(2)穿套在套體(3)內(nèi)部,上管柱接頭(1)和下管柱接頭(4)的末端均以螺紋連接的形式固定在中心管(2)兩端且內(nèi)接于套體(3)的上下兩端;其中,上管柱接頭(1)的下部連接套體(3)的上部,連接方式為螺紋連接;套體(3)的下部與液壓缸模塊(9)采用焊接的方式連接在一起;下管柱接頭(4)的靠近下部位置的周向間隔設(shè)置有4個均勻?qū)ΨQ分布的噴砂孔(57),以使得下管柱接頭(4)的上端與內(nèi)滑套模塊(10)中的噴砂孔(54)以及中心管(2)中的噴砂孔(63)的位置相互吻合;上管柱接頭(1)靠近下端位置的外側(cè)設(shè)置有一圈臺階(56);中心管(2)、內(nèi)滑套模塊(10)以及下管柱接頭(4)上的4個均勻分布的噴砂孔,孔徑尺寸由內(nèi)到外逐漸減小,以使噴砂孔內(nèi)外形成較大的壓力差,在三組噴砂孔的中心線重合時,壓裂液得以噴出;
所述檢測控制單元為整個滑套機構(gòu)的信號接收和信號傳遞的控制機構(gòu);包括射頻識別模塊(5)和液壓閥模塊(6);液壓閥模塊(6)包括液壓閥閥腔體(44)、二通插裝閥1號(13)、二通插裝閥2號(15)、二通插裝閥3號(17)以及二通插裝閥4號(20);全部的二通插裝閥均由磁鐵(59)、彈簧(61)、閥芯(60)、蓋板(58)和閥座(62)組成;所述檢測控制單元按照如下模式工作,首先由射頻識別模塊(5)接收來自外界的指令,并將其轉(zhuǎn)換成內(nèi)部信號輸送到液壓閥模塊(6),液壓閥模塊(6)接收到來自射頻模塊(5)的信號時,該裝置里面的控制部件使線圈得電,產(chǎn)生電磁力,將磁鐵(59)向上吸引,進而打開液壓通道,使高壓液從液壓閥模塊(6)流向液壓缸模塊(9);
所述執(zhí)行單元為整個滑套滑套機構(gòu)的動力執(zhí)行機構(gòu),包括供油模塊(7)、儲油模塊(8)、液壓缸模塊(9)和內(nèi)滑套模塊(10);其中,供油模塊(7)是整個滑套機構(gòu)的最初能源動力中心,包括后端蓋(21)、圓筒體(22)、彈簧(23)、前端蓋(25)及高壓活塞(26);為了平衡圓筒體(22)內(nèi)外壓差,在孔壁上開了2個平衡孔(27);在外筒壁上還開有一個充油孔(24),用于高壓油液的注入;前端蓋(25)與圓筒體(22)用螺紋連接實現(xiàn)配合,緊扣住圓筒體(22);后端蓋(21)與圓筒體(22)均采用焊接技術(shù)連接在一起并在后端蓋(21)上面開有一個高壓油孔(64),該管路為液壓缸模塊(9)中活塞的運動提供高壓液體,并且后端蓋(21)上設(shè)有卡槽,保證了與儲油模塊(8)的穩(wěn)固連接;儲油模塊(8)作為整個滑套機構(gòu)的低壓回油裝置,用于回收高壓液體、液壓缸處的油液以及各液壓管路中的油液,儲油模塊(8)包括前端蓋(29)、低壓油缸(32)及后端蓋(33);前端蓋(29)、后端蓋(33)與低壓油缸(32)采用焊接技術(shù)相連;其中,前端蓋(29)上開有2個儲油孔(30)和一個輸油孔(31),儲油孔(30)是作為回油的主要油路,輸油孔(30)是將油液輸送到液壓缸模塊(9)的主要油路;后端蓋(33)上開有一個高壓油孔(34),該高壓油孔(34)與供油模塊(7)上的高壓油孔(64)相通;儲油模塊(7)的低壓油缸(32)內(nèi)部有6塊脛板(36),用來平衡內(nèi)外的壓差,并且在每一塊脛板上都開有一個小的圓孔(35),以保證6個儲油腔都能夠相通;儲油模塊的后端蓋(33)與供油模塊的前端蓋以卡槽的形式緊密相連,并依次穿套在中心管(2)上;液壓缸模塊(9)作為整個滑套機構(gòu)中將機械能轉(zhuǎn)化為液壓能的部件,以卡槽的連接方式與液壓閥模塊(6)緊密相連;液壓缸模塊(9)包括液壓缸缸體(44)、液壓缸大墊板(45)、液壓缸大密封墊片(46)及液壓缸小密封墊片(49);其中,液壓缸模塊(9)的環(huán)形管壁上開有5個通孔,通孔與液壓閥模塊(6)中的主高壓油路(14)相通,另外4個通孔是對稱均勻分布的,活塞和液壓桿均在這4個通孔里做往復直線運動;此外,在液壓缸模塊的后端面上開有一條環(huán)形油路(40),其作用是將4個通孔互相連通;在前端面上也開有一條環(huán)形油路(43),其作用是將5個通孔互相連通;
液壓缸模塊(6)在工作時,首先液壓閥模塊(6)接收到來自射頻模塊(5)的開啟信號,位于主高壓油路(14)和主儲油路(11)上的二通插裝閥2號和1號開啟,而另外兩個二通插裝閥3號和4號關(guān)閉,此時高壓油液就從液壓閥模塊(6)進入主高壓油路(38),到達前端面,在通過前端面環(huán)形油路(43)均勻分布到4個對稱分布的活塞油路,進而推動液壓缸腔體(44)內(nèi)的4個活塞往后端面運動,液壓桿(50)縮短;當液壓閥模塊(6)收到關(guān)閉信號時,位于副高壓油路(12)和副儲油路(16)上的二通插裝閥3號和4號開啟,而另外兩個二通插裝閥2號和1號關(guān)閉,此時高壓油液就從液壓閥模塊(6)進入副高壓油路(37),到達后端面,再通過后環(huán)形油路(40)均勻分布到4個對稱分布的活塞油路,進而推動液壓缸腔體(44)內(nèi)的4個活塞往前端面運動,液壓桿(50)伸長;
內(nèi)滑套模塊(10)作為整個滑套機構(gòu)的最終執(zhí)行部件,起到對噴砂孔打開或者關(guān)閉的作用;內(nèi)滑套模塊(10)包括滑動頭(51)和4個液壓桿(50),滑動頭(51)的后端卡有4個均勻分布的液壓桿槽(55),用于與液壓桿(50)進行螺栓連接;此外,在內(nèi)滑套的噴砂孔(54)前后均開有密封槽(53),每一處密封槽均安放3個密封圈(65),以防止在噴砂口(54)打開時外部的油液從油口進入下接頭(4)與滑動頭(51)之間的環(huán)形空間,阻礙內(nèi)滑套模塊(10)的往復直線運動;內(nèi)滑套模塊(10)在工作時以中心管(2)為導軌,進行往復直線運動,滑動頭(51)向前運動時,噴砂孔(54)打開,向后運動時,噴砂孔(54)關(guān)閉;
所述執(zhí)行單元通過供油模塊(7)將儲存的能量釋放出來,經(jīng)過液壓缸模塊(9)驅(qū)動,儲油模塊(8)的回油,推動液壓桿(55)來帶動內(nèi)滑套模塊(10)運動,來實現(xiàn)機構(gòu)的執(zhí)行運動。
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