[發明專利]延時開啟趾端滑套

有效

• 申請號: 201811289313.8
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109296348B
• 公開（公告）日: 2023-09-15
• 發明（設計）人: 王娟;潘勇;石孝志;張毅超;李斌;謝明;張敏;張道鵬;鐘興久;張皓月
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司;中國石油天然氣集團有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B34/08
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 毛光軍

本發明公開了一種延時開啟趾端滑套，滑套的上殼體上端和下端分別與上接頭外壁和中間接頭外壁固定連接且密封配合，下殼體上端和下端分別與中間接頭外壁和下接頭外壁固定連接且密封配合，上中心管上端與上接頭內壁密封配合，下端與中間接頭內壁固定連接且密封配合，下中心管上端與中間接頭內壁固定連接且密封配合，下端與下接頭內壁密封配合；上延時機構設置在中間接頭上端，開啟機構設置于中間接頭內部；上殼體徑向設置有壓裂外口，上中心管對應壓裂外口沿徑向設置有壓裂內口，壓裂外口和壓裂內口之間通過上延時機構的開啟活塞封閉。采用本發明能有效解決現有技術中所存在的趾端滑套開啟壓力誤差范圍苛刻以及開啟成功率低等技術問題。

技術領域

本發明涉及一種延時開啟趾端滑套，用于實現頁巖氣井首段壓裂改造，屬于石油天然氣工業井下作業工具的制造技術領域。

背景技術

目前頁巖氣井首段壓裂改造方式有兩種：一種是連續油管傳輸射孔；另一種是趾端滑套。連續油管傳輸射孔方式技術成熟可靠，但施工時效低，在超長水平井中下入受限；趾端滑套方式直接憋壓開啟，施工時效高，不受水平段長度的限制。趾端滑套相對于連續油管傳輸射孔方式具有作業時效高、成本低、風險小、作業深度不受限等優勢，但由于趾端滑套技術不成熟，開啟成功率低，目前頁巖氣首段壓裂通道仍以連續油管傳輸射孔為主。由于頁巖氣藏滲透率極低，頁巖氣產量與鉆井數量和壓裂規模密切相關，隨著鉆井技術的不斷進步，超長水平段（2500米以上）水平井將是高效開發頁巖氣的發展趨勢，連續油管傳輸射孔方式已不能滿足深層、超長水平井首段壓裂射孔需求。

現有趾端滑套技術開啟成功率低，其主要存在以下技術缺陷：

1、國內頁巖氣井壓裂施工前需要全井試壓90MPa以檢驗井筒密封性，目前國內使用地面高壓管匯承壓等級為15000psi，施工時最高限壓不允許超過100MPa，因此，現有趾端滑套開啟泵壓只能在90-100MPa范圍內，允許開啟壓力誤差范圍苛刻。

2、現有趾端滑套大部分采用破裂盤破裂的方式開啟，水泥漿凝固后對其開啟壓力有較大影響，致使趾端滑套開啟成功率較低。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的上述問題，提供一種延時開啟趾端滑套。采用本發明能有效解決現有技術中所存在的趾端滑套開啟壓力誤差范圍苛刻以及開啟成功率低等技術問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種延時開啟趾端滑套，包括上接頭、上殼體、上延時機構、上中心管、中間接頭、開啟機構、下中心管、下殼體和下接頭，上殼體上端和下端分別與上接頭外壁和中間接頭外壁固定連接且密封配合，下殼體上端和下端分別與中間接頭外壁和下接頭外壁固定連接且密封配合，上中心管上端與上接頭內壁密封配合，下端與中間接頭內壁固定連接且密封配合，下中心管上端與中間接頭內壁固定連接且密封配合，下端與下接頭內壁密封配合；上延時機構設置在中間接頭上端，且位于上殼體與上中心管之間，開啟機構設置于中間接頭內部；上殼體徑向設置有壓裂外口，上中心管對應壓裂外口沿徑向設置有壓裂內口，壓裂外口和壓裂內口之間通過上延時機構的開啟活塞封閉；當井筒液體達到設定壓力值時，開啟機構啟動帶動上延時機構啟動，經過設定時長后推動開啟活塞移動直至壓裂外口與壓裂內口相通。

本發明還包括下延時機構，下延時機構設置在中間接頭下端，且位于下殼體與下中心管之間，下殼體沿徑向設置有壓裂外口，下中心管上對應壓裂外口沿徑向設置有壓裂內口，壓裂外口和壓裂內口之間通過下延時機構的開啟活塞封閉；當井筒液體達到設定壓力值時，開啟機構啟動帶動下延時機構啟動，經過設定時長后推動下延時機構的開啟活塞移動直至壓裂外口與壓裂內口相通。

所述上延時機構和下延時機構結構相同，上延時機構結構包括開啟空氣腔、開啟活塞、延時腔和阻尼嘴，開啟活塞通過開啟剪釘固定在中心管上，且分別與上殼體和上中心管密封配合，阻尼嘴與中間接頭通過螺紋同軸連接且密封配合；開啟空氣腔為中心管與殼體之間的間隙，且位于開啟活塞和阻尼嘴之間；延時腔為中心管與殼體之間的間隙，且位于開啟活塞與接頭之間。