一球多簇可开关分段压裂滑套制造技术

本实用新型专利技术涉及石油机械领域的一种分段压裂工具，特别是一球多簇可开关分段压裂滑套。主要由上接头、紧定螺钉A、外套筒、硫化密封环A、剪切销钉A、上内滑套、硫化密封环B、连接螺钉、下内滑套、压裂球、球座组件、硫化密封环C、外滑套、电磁控制装置、限位卡簧、剪切销钉B、紧定螺钉B、定位滑套、下接头组成。本实用新型专利技术通过投球憋压打开滑套，通过球座分瓣块径向的扩张，一个压裂球可打开多个滑套同时进行压裂。本实用新型专利技术只需投入同一尺寸的压裂球即可打开同一压裂层段中多个滑套，工艺简单，效率高，大幅度提高油气采收率，对实现油气经济性开采起到了至关重要的作用。

【技术实现步骤摘要】
一球多簇可开关分段压裂滑套
本技术涉及石油机械领域的一种分段压裂工具，特别是一球多簇可开关分段压裂滑套。
技术介绍
近年来，多级滑套分段压裂技术成为油气井工程
非常规油气资源开采的重要手段。然而，常规多级压裂滑套每次投球只能打开一个滑套，造缝能力受到限制，不能满足大排量的生产要求；投球式滑套的压裂级数由接入的滑套的数量决定，由于各级滑套和压裂球的尺寸存在级差，因此压裂级数受到限制；并且，在分段压裂过程中，有些层段可能会出现出水或压裂不充分等问题，该层段丧失开采价值的同时甚至影响整口井的油气开采，而现有滑套打开后不能再关闭，缺少专用的滑套关闭工具，不能实现分层压裂滑套选择性关闭。
技术实现思路
本技术旨在克服现有技术和装备存在的上述缺陷，本技术提出一种一球多簇可开关分段压裂滑套，可以代替现阶段的专利所属的同类产品，其采用的技术方案如下：本技术设计的一球多簇可开关分段压裂滑套，主要包括上接头、紧定螺钉A、外套筒、硫化密封环A、剪切销钉A、上内滑套、硫化密封环B、连接螺钉、下内滑套、压裂球、球座组件、硫化密封环C、外滑套、电磁控制装置、限位卡簧、剪切销钉B、紧定螺钉B、定位滑套及下接头。所述上接头上端具有外螺纹，下端具有内螺纹。所述外套筒上端、下端具有外螺纹，外套筒内部具有锥面槽、开关槽及连接圆台；开关槽内部沿圆周等距布置有六个大小相同，形状一致的压裂孔，从而建立与地层连接的压裂通道；外套筒下端具有限位通孔，限位通孔内放置限位卡簧和剪切销钉B。所述上内滑套与外套筒同轴连接，上内滑套可在外套筒内滑动，实现压裂孔的打开和关闭；上内滑套上端部具有配合锥面，配合锥面与外套筒中的锥面槽紧密贴合，配合锥面下端具有限位圆台，限位圆台上开有密封槽，密封槽内布置硫化密封环B，密封上内滑套与外套筒之间的环形空间。所述下内滑套外部沿圆周等距开有六个与球座组件中的球座卡肩厚度相配合的锁球台阶，可使球座卡肩固定在锁球台阶上；锁球台阶下方开有贯通下内滑套矩形通槽。所述球座组件由六个大小、形状相同的球座分瓣块组成，材料为可溶性材料；球座分瓣块上具有球座卡肩，球座分瓣块表面附有球座密封罩，球座密封罩为橡胶材料，通过胶粘剂与六个球座分瓣块内侧面密封粘接，在滑套打开前可防止压裂液的漏失；在开始位置时，六个大小相同球座分瓣块环形拼接使球座组件闭合，球座组件内径刚好小于压裂球的直径。所述外滑套置于外套筒和下内滑套之间，外滑套内部具有外滑套卡槽，外滑套卡槽与球座卡肩形状一致，可紧密配合。所述定位滑套具有固定滑道，固定滑道上开有液流通道。所述电磁控制装置具有信号接收线、数据处理模块、蓄电池及电磁阀；信号接收线用于接受IP地址信号，数据处理模块可预先存储有特定IP的地址，蓄电池可在井下为电磁阀供电。一球多簇可开关分段压裂滑套各零部件配合关系：该滑套主体最上端为上接头，最下端为下接头，其中，上接头上端通过外螺纹与井下管柱相连，下接头的下端通过外螺纹与井下管柱相连。上接头下端与外套筒通过螺纹连接，通过紧固螺钉A加固连接，外套筒的下端与下接头的上端螺纹连接具有紧固螺钉B加固连接。上内滑套与外套筒通过剪切销钉A连接，外部配合锥面与外套筒内部锥面槽紧密贴合，上内滑套下端与下内滑套同轴连接，通过连接螺钉加固联接。下内滑套通过锁球台阶和矩形通槽固定球座组件的六个球座分瓣块，球座组件外部紧贴外滑套。外滑套通过剪切销钉B与外套筒固定连接，限位卡簧与剪切销钉B同轴相嵌，初始位置限位卡簧压缩并储存能量。外滑套下端坐在定位滑套上，定位滑套与下接头螺纹连接，定位滑套与下内滑套同轴配合，并且固定滑道内侧装有电磁控制装置。电磁控制装置中的信号接收线输出端与数据处理模块连接，数据处理模块控制输出端和蓄电池与电磁阀连接，电磁阀正对定位滑套上的液流通道中心。为了达到更好的密封效果，阻止液体渗透，外套筒上的锥面槽与上内滑套上的配合锥面之间布置硫化密封环A，外套筒上的连接圆台与上内滑套上的限位圆台之间布置硫化密封环B，下内滑套与外滑套之间布置硫化密封环C。本技术专利在高压环境下工作，投球憋压打开滑套，通过球座分瓣块径向的扩张，一个压裂球可打开多个滑套同时进行压裂；当需要关闭某一层段滑套时，通过发射弹发射电信号打开特定层段的电磁阀，在井下液柱的推动下关闭滑套，实现分层压裂滑套选择性关闭，提高层段开采价值。使用本技术之前，根据要压裂的部位的多少和具体的位置分布，选择具体的安装数量和安装方法，选择多个装置形成多簇同时压裂。开始位置时，将该滑套随管柱下放至指定位置，上内滑套上端抵在外套筒内壁上，封堵住压裂孔，六个大小相同球座分瓣块环形相贴使球座组件闭合，下内滑套下端坐在定位滑套上。当需要打开滑套时，从井口投放压裂球，由于压裂球球径大于球座组件内径，所述压裂球坐在球座组件上，通过增加通径内压裂液的排量使滑套内压力上升，当压力达到设定值时剪切销钉A被剪断，压裂球推动球座组件、下内滑套、上内滑套下移，逐渐打开外套筒上的压裂孔，当球座组件行至外滑套上的外滑套卡槽处，由于受到压裂球施加的径向推力作用，个球座分瓣块沿下内滑套上的矩形通槽径向扩张，球座组件上的球座卡肩嵌入外滑套卡槽并固定，至此完成压裂滑套的开启。由于此时球座组件中心孔内径大于压裂球球径，压裂球可从球座组件上落下，进行下一层段滑套的开启。当需要关闭某一层段的滑套时，从井口投放表面附有信号发射装置的发射弹，该发射弹发射的IP地址可被信号接收线检测，并与储存在数据处理模块上的IP地址进行对比，如果一致，则接通电磁阀，打开液流通道，在管柱内流体的压力作用下，剪断剪切销钉B，推动下内滑套、球座组件、上内滑套和外滑套上移，关闭压裂孔。同时，限位卡簧弹出并卡在下内滑套下端，防止下内滑套回退，再次进行压裂施工。压裂施工完成后，采用可溶材料制作的压裂球及球座组件溶解或被钻磨掉，井下形成全通径，最后合层排液。本技术具有如下优点：只需投入一个压裂球即可打开同一压裂层段中多个滑套，工艺简单，效率高；实现多点压裂，形成足够多的裂缝连通储藏，从而提高油气采收率；在生产过程中，当出现出水或压裂不充分等问题，可选择性关闭分层压裂滑套，提高油气开采效率。附图说明图1：一种一球多簇可开关分段压裂滑套整体结构图。图2：一种一球多簇可开关分段压裂滑套内部结构图。图3：一种一球多簇可开关分段压裂滑套开启过程图。图4：一种一球多簇可开关分段压裂滑套关闭过程图。图5：一种一球多簇可开关分段压裂滑套上接头结构图。图6：一种一球多簇可开关分段压裂滑套外套筒结构图。图7：一种一球多簇可开关分段压裂滑套上内滑套结构图。图8：一种一球多簇可开关分段压裂滑套下内滑套结构图。图9：一种一球多簇可开关分段压裂滑套球座组件结构图。图10：一种一球多簇可开关分段压裂滑套电磁控制装置结构图。符号说明：1、上接头；2、紧定螺钉A；3、外套筒；4、硫化密封环A；5、剪切销钉A；6、上内滑套；7、硫化密封环B；8、连接螺钉；9、下内滑套；10、压裂球；11、球座组件；12、硫化密封环C；13、外滑套；14、电磁控制装置；15、限位卡簧；16、剪切销钉B；17、紧定螺钉B；18、定位滑套；19、下接头；3.1、锥面槽；3.2、开关槽；3.3、压裂孔；3.4、连接圆台；3.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一球多簇可开关分段压裂滑套，其特征在于：主要包括上接头、紧定螺钉A、外套筒、硫化密封环A、剪切销钉A、上内滑套、硫化密封环B、连接螺钉、下内滑套、压裂球、球座组件、硫化密封环C、外滑套、电磁控制装置、限位卡簧、剪切销钉B、紧定螺钉B、定位滑套、下接头；所述上接头上端具有外螺纹，下端具有内螺纹；所述外套筒上端、下端具有外螺纹，外套筒内部具有锥面槽、开关槽及连接圆台，在开关槽内侧面沿圆周等距布置有六个大小相同，形状一致的压裂孔，外套筒下端具有限位通孔；所述上内滑套与外套筒同轴连接，上内滑套上端具有配合锥面与外套筒中的锥面槽紧密贴合，上内滑套下端具有限位圆台，限位圆台上开有有密封槽，密封槽内布置硫化密封环；所述球座组件由六个大小、形状相同的球座分瓣块组成，材料为可溶性材料，球座分瓣块上具有球座卡肩，球座分瓣块内表面附有球座密封罩，球座密封罩为橡胶材料，通过胶粘剂与六个球座分瓣块内侧面密封粘接；所述下内滑套外部沿圆周等距开有六个与球座组件中的球座卡肩厚度相配合的锁球台阶，锁球台阶下方开有贯通下内滑套的矩形通槽；所述外滑套置于外套筒和下内滑套之间，外滑套内部具有外滑套卡槽，外滑套卡槽与球座卡肩形状一致；所述定位滑套具有固定滑道，固定滑道开有液流通道；一球多簇可开关分段压裂滑套各零部件配合关系：该滑套主体最上端为上接头，最下端为下接头，其中，上接头上端通过外螺纹与井下管柱相连，下接头的下端通过外螺纹与井下管柱相连；上接头下端与外套筒通过螺纹连接，通过紧固螺钉A加固连接，外套筒的下端与下接头的上端螺纹连接，通过紧固螺钉B加固连接；上内滑套与外套筒通过剪切销钉A连接，外部配合锥面与外套筒内部锥面槽紧密贴合，上内滑套下端与下内滑套同轴连接，通过连接螺钉加固联接；下内滑套通过锁球台阶和矩形通槽固定球座组件11的六个球座分瓣块，球座组件外部紧贴外滑套；外滑套通过剪切销钉B与外套筒固定连接，限位卡簧与剪切销钉B同轴相嵌，初始位置压缩储存能量；外滑套下端坐在定位滑套上，定位滑套与下内滑套同轴配合，定位滑套与下接头螺纹连接。...

【技术特征摘要】
1.一种一球多簇可开关分段压裂滑套，其特征在于：主要包括上接头、紧定螺钉A、外套筒、硫化密封环A、剪切销钉A、上内滑套、硫化密封环B、连接螺钉、下内滑套、压裂球、球座组件、硫化密封环C、外滑套、电磁控制装置、限位卡簧、剪切销钉B、紧定螺钉B、定位滑套、下接头；所述上接头上端具有外螺纹，下端具有内螺纹；所述外套筒上端、下端具有外螺纹，外套筒内部具有锥面槽、开关槽及连接圆台，在开关槽内侧面沿圆周等距布置有六个大小相同，形状一致的压裂孔，外套筒下端具有限位通孔；所述上内滑套与外套筒同轴连接，上内滑套上端具有配合锥面与外套筒中的锥面槽紧密贴合，上内滑套下端具有限位圆台，限位圆台上开有有密封槽，密封槽内布置硫化密封环；所述球座组件由六个大小、形状相同的球座分瓣块组成，材料为可溶性材料，球座分瓣块上具有球座卡肩，球座分瓣块内表面附有球座密封罩，球座密封罩为橡胶材料，通过胶粘剂与六个球座分瓣块内侧面密封粘接；所述下内滑套外部沿圆周等距开有六个与球座组件中的球座卡肩厚度相配合的锁球台阶，锁球台阶下方开有贯通下内滑套的矩形通槽；所述外滑套置于外套筒和下内滑套之间，外滑套内部具有外滑套...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旱祥，张砚雯，车家琪，刘延鑫，兰文剑，贾晨曦，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：新型
国别省市：山东,37