井下全通径无限级压裂滑套制造技术

本发明专利技术公开了一种井下全通径无限级压裂滑套，解决了目前凸轴开关式压裂滑套结构复杂，容易受现场环境制约等问题。具体采用轴向运动的方式实现滑套的开启，与周向旋转的方式相比，工作过程更加稳定；滑套执行机构减少了大量凹槽的设置，避免了井下液体对滑套凹槽的冲蚀，能够有效提高滑套工作的可靠性；并利用推块轴向间距离的改变对应不同的内筒，实现对于每一个特定的执行机构只能对应特定的开关机构，达到精确的识别效果，最大限度减少环境条件的影响，更符合现场应用要求。

Full bore and infinite grade fracture slip sleeve

The invention discloses a downhole full path infinite grade fracturing sliding sleeve, which solves the problems of complicated structure of a convex switch type fracturing slip sleeve and easy control of the field environment. The specific way to realize the axial movement of the sliding sleeve opening, compared with the circumferential rotation mode, the working process is more stable; the sliding sleeve actuating mechanism to reduce a large number of groove settings, to avoid the erosion of underground liquid on the sliding sleeve groove, can effectively improve the reliability of the sliding sleeve; and the axial distance between the push block the change of different inner cylinder for each particular actuator can only correspond to a specific switch mechanism, to achieve accurate recognition results, to minimize the influence of environmental conditions, more in line with the requirements of the application.

【技术实现步骤摘要】
井下全通径无限级压裂滑套
本专利技术涉及一种井下分层压裂滑套。
技术介绍
随着钻井技术的快速发展，井下分层压裂工具也越来越普及。作为分层压裂工具中用来沟通储层和井筒的一个组件，井下滑套开关在提高石油开采效率，优化能源配置方面有着不可替代的作用。现有技术中的滑套主要采取投球的方式开启，在开启过程中由于受到所投球直径的限制，不能够实现全通径无限级压裂。目前发展起来的投入凸轴开关器的方式实现了全通径压裂，但存在明显不足，主要有以下方面：（1）滑套执行机构部分设计过于复杂，此类滑套中大量开有较多凹槽，且长期暴露在井下环境中，由于井下环境较为复杂，流体流动性强，容易对这些凹槽造成冲蚀破坏，影响其正常工作；（2）部分结构采用周向旋转的方式实现滑套的开启，而这种方式在开启过程中所旋转角度不易控制，容易造成工作失效。由于上述原因，目前的凸轴开关式压裂滑套在理想状态下，其性能确实可以得到充分发挥，也能得到理想的效果，但现实的情况往往非常复杂，不但不能获得良好的效果，甚至不能保证基本的使用寿命，导致其实用性受到很大限制。
技术实现思路
针对
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提出了一种井下全通径无限级压裂滑套，该压裂滑套采用凸轴开关方式开启，结构简单，可实现精确控制，更符合现场应用要求。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种井下全通径无限级压裂滑套，包括执行机构和开关机构。所述执行机构，包括上接头、下接头、内筒及卡套。所述上接头，为圆筒状，上接头的上端设置有锥螺纹，与井下套管相连，下端口设置有内螺纹。所述下接头，为圆筒结构，其上端与上接头螺纹连接，下接头壁上轴向对称设置有两个外压裂孔；在外压裂孔的下方设有剪切销钉孔；下接头下部设置有内缩径结构；下接头下端设置为锥螺纹。所述内筒，其内部上方沿轴向设有两条环形推块带；内筒壁中部轴向对称有两个内压裂孔，内筒下部设置内缩径凸台并在其侧面设有销钉孔；内筒的下端口设置有外螺纹。所述卡套采用锥套结构，橡胶材质，卡套的上端螺纹连接内筒的装配体置入下接头内，卡套的侧壁平均分成若干分瓣，在压力作用下卡套的分瓣收缩合拢成一个圆台结构。初始状态时内筒的上端面与下接头的上端面平齐，内筒上的销钉孔与下接头的剪切销钉孔内固定剪切销钉；收缩后的卡套与下接头内缩径结构相配合。所述开关机构，置于执行机构的内筒中，具体包括：推块、上套、中套、活塞组件、压缩弹簧、弹簧剪钉、推进件、三个卡爪、卡爪接头、下套、橡胶套及前帽。所述推块，其基体为圆柱体，推块的一端设置环形槽，内置密封圈，推块的另一端为斜面，其倾斜度与内筒的两条推块带的倾斜度一致。所述上套，其基体为圆柱体，上套的上端面中心设有螺纹孔，上套的下端面中心设有活塞槽；上套外壁对称设置两平面结构，两平面结构上设置轴向对称的两对推块孔，推块孔内置推块弹簧及推块；上套的中心开有流道，流道分别与四个推块孔、螺纹孔及活塞槽连通，上套下端设置为外螺纹。所述中套，其基体为圆筒状，中套上端与上套螺纹连接；中套内上部设置弹簧腔，中部设置弹簧坐台，沿弹簧坐台中心孔轴向对称设置弹簧剪钉孔；在弹簧坐台与中套上端口之间的中套壁上设置有两个液压孔，其中上方液压孔与内螺纹下端相邻，下方液压孔与弹簧坐台上端面相邻；中套内下部空腔的外壁上沿周向等距设置有三个卡爪孔；中套的下端口设有内螺纹。所述活塞组件，包括活塞杆，活塞杆上端设置圆柱塞，圆柱塞的外壁上套有密封圈，活塞杆的中部为弹簧压块，活塞杆下部设置推杆连接座，活塞杆的下端设置外螺纹；活塞组件置于上套及中套内，其中，活塞杆的圆柱塞部分置于上套的活塞槽中，弹簧压块部分置入中套的弹簧腔中，弹簧压块与中套的弹簧坐台之间设有压缩弹簧，推杆连接座的外径与弹簧坐台的中心孔直径相同，初始状态时，弹簧剪钉孔位于弹簧推杆连接座下方，且内置弹簧剪钉。所述推进件，包括推杆及推头，推杆的外径与弹簧坐台的中心孔直径相同，推杆上端面中心开有螺纹连接孔，推杆通过该螺纹连接孔与活塞杆下端连接；推头置入中套的下空腔中，推头下端面开有半球形槽。所述卡爪主体为长条状，两侧设置为半圆曲面；卡爪的一端开有圆孔。所述卡爪接头，其基体为上小下大两级同心圆柱体，卡爪接头中心开有两级同心圆孔，其中上级圆孔直径大于下级圆孔直径；卡爪接头沿圆周等距阵列有三个矩形开口，矩形开口的宽度与卡爪的厚度相同，卡爪接头的底面、矩形开口的两侧分别设置开口朝下的半圆柱形槽，半圆柱形槽的直径与卡爪一端圆孔的直径相同。所述下套，其基体分为上下两部分，而上部分进一步细分为上中下三级同心圆柱体，其中上级圆柱体外径与卡爪接头下级圆柱体外径相同，且该上级圆柱体上设置有与卡爪接头镜像分布的三个下套矩形开口及下套半圆柱形槽，上级圆柱体中心开有下套圆孔；卡爪接头坐于下套上，并通过设置于下套圆孔与卡爪接头中心的同心圆孔内的螺钉固定连接，连接后，下套半圆柱形槽与卡爪接头的开口朝下的半圆柱形槽对合形成圆柱形槽；每一矩形开口利用两侧的圆柱形槽安装连接轴，卡爪通过该连接轴安装在矩形开口内；卡爪的自由端插入中套的卡爪孔中；中级圆柱体外设置螺纹，并与中套下端螺纹连接；下级圆柱体与中套外径相同；下套下部分为上大下小的圆台机构。所述橡胶套，套在下套的圆台结构外面。所述前帽，为子弹头状，其上端通过螺杆与下套下端面中心相连。初始状态时，安置在开关机构上的推块活塞及压缩弹簧均处于舒张状态；三个卡爪处于向上翘起状态。本专利技术的有益效果：1.本专利技术采用投入凸轴开关机构的方式对滑套进行开启，滑套主体设置为全通径结构，可无限级压裂；2.本专利技术采用橡胶套与分瓣式卡套相接触的方式进行密封，在井底高压下密封效果好；3.本专利技术开关机构利用推块轴向距离的改变可对应不同的内筒，实现对于每一个特定的执行机构只能对应特定的开关机构，达到精确的识别效果；4.本专利技术滑套执行机构减少了大量凹槽的设置，避免了井下液体对滑套凹槽的冲蚀，能够有效提高滑套工作的可靠性；5.本专利技术采用轴向运动的方式实现滑套的开启，与周向旋转的方式相比，工作过程更加稳定。附图说明图1是井下全通径无限级压裂滑套的结构示意图。图2是执行机构的结构示意图。图3是上接头的立体结构示意图。图4是上接头的剖视图。图5是下接头的立体结构示意图。图6是下接头的剖视图。图7是内筒的立体结构示意图。图8是内筒的剖视图。图9是卡套的结构示意图。图10是卡套的卡瓣收缩后的结构示意图。图11是开关结构的结构示意图。图12是推块的结构示意图。图13是上套的立体结构示意图。图14是上套的剖视图。图15是中套的立体结构示意图。图16是中套的剖视图。图17是图16中的A-A视图。图18是活塞杆的立体结构示意图。图19是推杆的立体结构示意图。图20是推杆的剖视图。图21是卡爪的结构示意图。图22是卡爪接头的立体结构示意图。图23是卡爪接头的俯视图。图24是下套的立体结构示意图。图25是下套的俯视图。图26是橡胶套的结构示意图。图27是前帽的结构示意图。图28是开关机构下移至两组推块与两条推块带同时相遇状态示意图。图29是开关机构下移至卡爪与内筒的内缩径凸台相遇状态示意图。图30是压裂开启状态示意图。图31是压裂结束状态示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的说明：由图1所示：一种井下全通径无限级压裂滑套，包括执行机构1和开关机构2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下全通径无限级压裂滑套，包括执行机构和开关机构，所述执行机构，包括上接头、下接头、内筒及卡套；所述上接头，为圆筒状，上接头的上端设置有锥螺纹，与井下套管相连，下端口设置有内螺纹；所述下接头，为圆筒结构，其上端与上接头螺纹连接，下接头壁上轴向对称设置有两个外压裂孔；在外压裂孔的下方设有剪切销钉孔；下接头下部设置有内缩径结构；下接头下端设置为锥螺纹；所述内筒，其内部上方沿轴向设有两条环形推块带；内筒壁中部轴向对称有两个内压裂孔，内筒下部设置内缩径凸台并在其侧面设有销钉孔；内筒的下端口设置有外螺纹；所述卡套采用锥套结构，橡胶材质，卡套的上端螺纹连接内筒的装配体置入下接头内，卡套的侧壁平均分成若干分瓣，在压力作用下卡套的分瓣收缩合拢成一个圆台结构；初始状态时内筒的上端面与下接头的上端面平齐，内筒上的销钉孔与下接头的剪切销钉孔内固定剪切销钉；收缩后的卡套与下接头内缩径结构相配合；所述开关机构，置于执行机构的内筒中，具体包括：推块、上套、中套、活塞组件、压缩弹簧、弹簧剪钉、推进件、三个卡爪、卡爪接头、下套、橡胶套及前帽；所述推块，其基体为圆柱体，推块的一端设置环形槽，内置密封圈，推块的另一端为斜面，其倾斜度与内筒的两条推块带的倾斜度一致；所述上套，其基体为圆柱体，上套的上端面中心设有螺纹孔，上套的下端面中心设有活塞槽；上套外壁对称设置两平面结构，两平面结构上设置轴向对称的两对推块孔，推块孔内置推块弹簧及推块；上套的中心开有流道，流道分别与四个推块孔、螺纹孔及活塞槽连通，上套下端设置为外螺纹；所述中套，其基体为圆筒状，中套上端与上套螺纹连接；中套内上部设置弹簧腔，中部设置弹簧坐台，沿弹簧坐台中心孔轴向对称设置弹簧剪钉孔；在弹簧坐台与中套上端口之间的中套壁上设置有两个液压孔，其中上方液压孔与内螺纹下端相邻，下方液压孔与弹簧坐台上端面相邻；中套内下部空腔的外壁上沿周向等距设置有三个卡爪孔；中套的下端口设有内螺纹；所述活塞组件，包括活塞杆，活塞杆上端设置圆柱塞，圆柱塞的外壁上套有密封圈，活塞杆的中部为弹簧压块，活塞杆下部设置推杆连接座，活塞杆的下端设置外螺纹；活塞组件置于上套及中套内，其中，活塞杆的圆柱塞部分置于上套的活塞槽中，弹簧压块部分置入中套的弹簧腔中，弹簧压块与中套的弹簧坐台之间设有压缩弹簧，推杆连接座的外径与弹簧坐台的中心孔直径相同，初始状态时，弹簧剪钉孔位于弹簧推杆连接座下方，且内置弹簧剪钉；所述推进件，包括推杆及推头，推杆的外径与弹簧坐台的中心孔直径相同，推杆上端面中心开有螺纹连接孔，推杆通过该螺纹连接孔与活塞杆下端连接；推头置入中套的下空腔中，推头下端面开有半球形槽；所述卡爪主体为长条状，两侧设置为半圆曲面；卡爪的一端开有圆孔；所述卡爪接头，其基体为上小下大两级同心圆柱体，卡爪接头中心开有两级同心圆孔，其中上级圆孔直径大于下级圆孔直径；卡爪接头沿圆周等距阵列有三个矩形开口，矩形开口的宽度与卡爪的厚度相同，卡爪接头的底面、矩形开口的两侧分别设置开口朝下的半圆柱形槽，半圆柱形槽的直径与卡爪一端圆孔的直径相同；所述下套，其基体分为上下两部分，而上部分进一步细分为上中下三级同心圆柱体，其中上级圆柱体外径与卡爪接头下级圆柱体外径相同，且该上级圆柱体上设置有与卡爪接头镜像分布的三个下套矩形开口及下套半圆柱形槽，上级圆柱体中心开有下套圆孔；卡爪接头坐于下套上，并通过设置于下套圆孔与卡爪接头中心的同心圆孔内的螺钉固定连接，连接后，下套半圆柱形槽与卡爪接头的开口朝下的半圆柱形槽对合形成圆柱形槽；每一矩形开口利用两侧的圆柱形槽安装连接轴，卡爪通过该连接轴安装在矩形开口内；卡爪的自由端插入中套的卡爪孔中；中级圆柱体外设置螺纹，并与中套下端螺纹连接；下级圆柱体与中套外径相同；下套下部分为上大下小的圆台机构；所述橡胶套，套在下套的圆台结构外面；所述前帽，为子弹头状，其上端通过螺杆与下套下端面中心相连；初始状态时，安置在开关机构上的推块活塞及压缩弹簧均处于舒张状态；三个卡爪处于向上翘起状态。...

【技术特征摘要】
1.一种井下全通径无限级压裂滑套，包括执行机构和开关机构，所述执行机构，包括上接头、下接头、内筒及卡套；所述上接头，为圆筒状，上接头的上端设置有锥螺纹，与井下套管相连，下端口设置有内螺纹；所述下接头，为圆筒结构，其上端与上接头螺纹连接，下接头壁上轴向对称设置有两个外压裂孔；在外压裂孔的下方设有剪切销钉孔；下接头下部设置有内缩径结构；下接头下端设置为锥螺纹；所述内筒，其内部上方沿轴向设有两条环形推块带；内筒壁中部轴向对称有两个内压裂孔，内筒下部设置内缩径凸台并在其侧面设有销钉孔；内筒的下端口设置有外螺纹；所述卡套采用锥套结构，橡胶材质，卡套的上端螺纹连接内筒的装配体置入下接头内，卡套的侧壁平均分成若干分瓣，在压力作用下卡套的分瓣收缩合拢成一个圆台结构；初始状态时内筒的上端面与下接头的上端面平齐，内筒上的销钉孔与下接头的剪切销钉孔内固定剪切销钉；收缩后的卡套与下接头内缩径结构相配合；所述开关机构，置于执行机构的内筒中，具体包括：推块、上套、中套、活塞组件、压缩弹簧、弹簧剪钉、推进件、三个卡爪、卡爪接头、下套、橡胶套及前帽；所述推块，其基体为圆柱体，推块的一端设置环形槽，内置密封圈，推块的另一端为斜面，其倾斜度与内筒的两条推块带的倾斜度一致；所述上套，其基体为圆柱体，上套的上端面中心设有螺纹孔，上套的下端面中心设有活塞槽；上套外壁对称设置两平面结构，两平面结构上设置轴向对称的两对推块孔，推块孔内置推块弹簧及推块；上套的中心开有流道，流道分别与四个推块孔、螺纹孔及活塞槽连通，上套下端设置为外螺纹；所述中套，其基体为圆筒状，中套上端与上套螺纹连接；中套内上部设置弹簧腔，中部设置弹簧坐台，沿弹簧坐台中心孔轴向对称设置弹簧剪钉孔；在弹簧坐台与中套上端口之间的中套壁上设置有两个液压孔，其中上方液压孔与内螺纹下端相邻，下方液压孔与弹簧坐台上端面相邻；中套内下部空腔的外壁上沿周向等距设置有三个卡爪孔；中套的下端口设有内螺纹；所述活塞组件，包括活塞杆，活塞杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘巨保，姚利明，董日治，丁宇奇，徐世博，岳欠杯，
申请(专利权)人：东北石油大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23