新型全流通面积滑套开关制造技术

本实用新型专利技术涉及一种增产措施作业中常用的液压封隔器中的滑套开关的改进，为新型全流通面积滑套开关。它由接头体、钢球、剪销和滑套构成，滑套安装于接头体内腔并用剪销固定，钢球置于滑套内孔顶端；其特征是滑套为三段台阶轴套结构，且上段通过剪销与接头体连接，同时外圈套有密封圈与接头体内腔实现密封剪切功能；中间段加工有主循环通道；下段制有凹槽作为辅助循环通道，还与循环接头下端内孔配合定位形成防止滑套歪斜的定位面。本实用新型专利技术在滑套开关内部形成一个当量流通面积与整个管柱相当的均匀循环通道，使得循环效率更高，循环效果更好，并且极大地减少了滑套开关的损坏情况。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于原油及天然气开采设备
，特别是各种增产措施作业中常用的液压封隔器中的滑套开关的改进。
技术介绍
液压封隔器广泛用于压裂、酸化、分层压裂、采油、注水等各种增产措施作业中，液压封隔器在套管里的坐封必须配合滑套开关才能实现，并且在投球将封隔器坐封后为了形成循环通道，更多的是在滑套开关的接头体内部设计出台阶，以阻止滑套和投球落入井下。为了使泥浆在管柱内外形成循环，还会在滑套下端加工出端面槽，以便在滑套和外部和接头体内腔中以及滑套下端形成循环通道。具体结构如图1-2所示，常规滑套开关是在循环接头中部加工出四个循环孔，滑套下部开有四个端面凹槽以使滑套击落下来以后能够在管柱内与其最下面形成循环通道。但投球和滑套下落后到达循环接头孔内下方台阶时会被挡住，不论是直井、斜井或者水平井，滑套和投球都不可能直立在接头台阶上，总是会出现歪斜，从而造成循环通道不畅通或者将循环通道阻塞，并会经常造成滑套、投球以及循环接头被刺坏的情况，不仅影响作业效率、还会损坏作业工具。这种滑套开关的结构设计存在以下问题:1.滑套落入接头下部台阶上后既不可能直立，也不可能保持与接头内部空腔形成一个均匀液体通过的间隙，通常都是歪倒、偏斜至空腔一侧。这样就会在循环过程中由于滑套歪斜而造成循环通道不畅通或者将循环通道阻塞，并且经常会造成滑套、投球以及接头体内被刺坏的情况；2.常规滑套开关的循环孔是直接开在本体上的，这样就会导致从井底返出的循环液体流量不够，大部分水或泥浆都从滑套开关上的循环孔返出，导致井底的杂质循环不出井口。
技术实现思路
1.专利技术目的本技术目的是设计一种新型全流通面积滑套开关，以解决常规滑套开关在打开循环孔向下落入循环接头内的空腔处，滑套歪斜而造成循环通道不畅通或者将循环通道阻塞，并且经常会造成滑套、投球以及接头体内被刺坏的情况，以及在滑套开关内部形成一个当量流通面积与与整个管柱相当的均匀循环通道，使得循环效率更高，循环效果更好，并且极大地减少了滑套开关的损坏情况。2.技术方案新型全流通面积滑套开关，由接头体、钢球、剪销和滑套构成，滑套安装于接头体内腔并用剪销固定，钢球置于滑套内孔顶端；其特征是滑套为三段台阶轴套结构，且上段通过剪销与接头体连接，同时外圈套有密封圈与接头体内腔实现密封剪切功能；中间段加工有主循环通道；下段制有凹槽作为辅助循环通道，还与循环接头下端内孔配合定位形成防止滑套歪斜的定位面。本技术主要改变是:1.滑套为三段式结构:上段主要为密封剪切功能，中间段加工有主循环通道，下端不仅带有辅助循环通道，还与循环接头下端内孔配合定位以防止滑套歪斜的定位面；2.滑套上循环通道的设计以及循环接头内部空腔尺寸设计保证了滑套开关的当量循环流通面积是和滑套内径完全相同的全循环流通面积；3.去掉了循环接头本体上的循环孔，能保证将井筒内部杂质及泥浆完全循环出井□ O本技术新型滑套开关将滑套由原先的无台阶、下方带有循环槽的结构改成三段台阶轴套结构，并在下方两段台阶轴上都加工有四个循环孔，保证了在下井过程中和投球击落滑套后都能有一个畅通的循环通道。另外，在投球击落滑套的过程中，滑套上端剪切面还未从其配合面处脱开时，滑套最下端的台阶已进入到循环接头下端的孔中，并且配合定位良好，保证滑套不会歪斜在循环接头孔内。尽管滑套中心通孔处的循环通道已被投球堵塞，但又会在循环接头中部的空腔和滑套中部台阶上的四个循环孔中形成一个间隙均匀、流通面积较大的新循环通道。该循环通道的当量流通面积和整个油管柱内的流通面积相当。此特殊设计结构的滑套防歪斜功能很好的保护了投球、滑套和循环接头不被高压流体刺坏，有效地提高了循环作业效率、降低了作业成本。由于新结构滑套设计保证了滑套被击落后会在滑套开关内部形成一个当量流通面积为全流通面积的循环通道，因此，我们去掉了循环接头上的循环孔，这样可以使泥浆能从管柱底部完全循环出井口，保证能够将井筒内的杂质及泥浆完全循环出井口。【附图说明】图1为常规结构滑套开关示意图，图2为图1滑套打开后示意图，图3为本技术结构示意图，图4为图3滑套打开后示意图。【具体实施方式】本专利技术新型全流通面积滑套开关详细结构见附图3-4所示。滑套采用三段不同直径的设计尺寸:第一段是在最上端具有密封和剪切功能的最大直径，此段和循环接头剪销内孔配合，不仅密封管柱内和环空防止其在正常作业时内外连通，还起到投球后剪断销钉的作用；第二段是中间段，其上加工有几个循环孔，用于在投球和滑套被击落后，因滑套中间的循环主通道被投球堵塞后在管柱内投球的上下方重新建立一个新的循环通道，这个循环通道的流通面积设计与滑套内径相同；第三段是在最下方的循环定位段，此段设计直径最小，其上还有几个循环孔，用于在未投球前在循环接头的空腔与滑套内孔之间产生一个循环通道，防止接头空腔下部台阶上出现泥浆杂质沉淀而使滑套不能入位，此外，滑套下端小直径还与循环接头下端内孔进行配合定位，在投球击落滑套下行过程中滑套上部剪切面还未从循环接头内孔脱开时，滑套下方的小直径预先进入循环接头内孔提前定位防止滑套歪斜，并且在滑套外部与循环接头内孔内孔中形成一个均匀的循环通道，不仅保证全流通面积，而且防止工具被刺坏。本技术去掉了循环接头本体上的循环孔，由于新结构滑套设计保证了滑套被击落后会在滑套开关内部形成一个当量流通面积为全流通面积的循环通道，因此，我们去掉了循环接头上的循环孔，这样可以使泥浆能从管柱底部完全循环出井口，保证能够将井筒内部杂质及泥浆完全循环出来。本技术实施后经济效益显著:本技术全流通面积滑套开关和常规滑套开关相比具有以下优点:⑴新型全流通面积滑套开关的流通面积比常规滑套开关的流通面积增加了 50%以上，因此，泥浆的循环效率也提高了 50%以上。按照塔里木油田5000-7000米井深计算，使用常规滑套开关进行循环时，井筒内的泥浆每完全循环一次大约需要4-5小时，而使用新型全流通面积滑套开关每作业一次进行循环只需要3-4小时左右，可以节约I小时左右的作业时间。在塔里木油田，每年进行修井和完井作业中需要进行泥浆循环的井(次)大约为1000 口(次)左右，总计可节省循环时间1000小时左右，按照每小时作业费用5000元计算，每年可以节约生产成本大约500万元。⑵使用新型全流通面积滑套开关作业可以减少工具使用成本常规滑套开关由于结构设计上的缺陷，会导致滑套和投球被击落后易堵塞循环通道而使投球、滑套和循环接头损坏。一般来说每作业I 口井就需要更换投球和滑套，作业4-6 口井就需要更换循环接头本体。常规滑套开关中每件投球的成本为50元，每件滑套的成本为250元，每件循环接头的成本为2900元左右。则每作业10 口井的工具费用为:10*50+10*250+2900*10/5 = 8800元；若采用新型全流通面积滑套开关，每作业5 口井才需要更换投球和滑套，大约作业10 口井需要更换循环接头本体。新型全流通面积滑套开关中每件投球的成本为50元，每件滑套的成本为350元，每件循环接头的成本为3000元左右。则每作业10 口井的工具费用为:5*50+5*350+3000*10/10 = 5000元。因此，采用新型全流通面积滑套开关代替老式结构滑套开关，每作业10 口本文档来自技高网...

【技术保护点】
新型全流通面积滑套开关，由接头体(1)、钢球(2)、剪销(3)和滑套(4)构成，滑套(4)安装于接头体(1)内腔并用剪销(3)固定，钢球(2)置于滑套(4)内孔顶端；其特征是滑套(4)为三段台阶轴套结构，且上段通过剪销(3)与接头体(1)连接，同时外圈套有密封圈与接头体(1)内腔实现密封剪切功能；中间段加工有主循环通道；下段制有凹槽作为辅助循环通道，还与循环接头下端内孔配合定位形成防止滑套歪斜的定位面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李云虎，赵锋叶，史小平，李军，蔡伟，史军社，
申请(专利权)人：宝鸡瑞通石油装备有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61