一种分段压裂工具制造技术

本发明专利技术公开了一种分段压裂工具，属于压裂设备技术领域，其滑套组件包括从外到内依次设置、密封连接的第一筒体、第二筒体和第三筒体，第一筒体的侧壁设有第一射流孔，第二筒体侧壁设有与第一射流孔不连通的第二射流孔，第三筒体器壁不封闭第二射流孔，第二筒体沿第一筒体轴向移动后第一射流孔与第二射流孔连通；第三筒体沿第二筒体轴向移动后封闭第二射流孔；开启组件包括传动连接的主动伸缩机构和从动伸缩机构；主动伸缩机构位于第三筒体外时为自然的伸长状态，处于伸长状态的主动伸缩机构能够在外力推动下进入第三筒体内并转变成收缩状态并带动从动伸缩机构转变成伸长状态。本发明专利技术中开启工具能够穿过滑套组件，压裂级数不受限制。制。制。

【技术实现步骤摘要】
一种分段压裂工具


[0001]本专利技术涉及压裂设备
，尤其涉及分段压裂用设备，具体为一种分段压裂工具。

技术介绍

[0002]分段压裂是指将储层分为多段，各段之间分隔并分别进行压裂作业，是一种常见的油气增产方式。目前常用的手段是通过分隔器将压裂管柱与井筒之间的环空分割，在各段之间的管柱内设置滑套，如图1所示，从上到下各个滑套中球座的内径依次减小，使用时，先投入最小的投球，投球进入最下面的滑套中切断向下流动的通道，然后向管柱内注入流体推动滑套在管柱内向下移动从而打开管柱上是射流孔，然后经管柱、射流孔向储层喷射高压流体进行压裂，然后投入次一级的投球，进行上一级的压裂，依次类推，从下向上逐段进行压裂。此方式中，从上到下各级投球尺寸依次减少，当需要的层段较多时，需要的投球尺寸差距也越大，因而需要在钻探时扩大钻孔尺寸、压裂时配备直径更大的压裂管柱，这并不经济，从而限制了压裂级数的提高。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术条件的不足，本专利技术提供了一种分段压裂工具，其采用专用工具从上到下逐级打开各个滑套组件，各个滑套组件之间的尺寸并不需要存在尺寸差异这一限制，因而，级数总量不受限制。
[0004]本专利技术的具体方案如下：
[0005]一种分段压裂工具，包括滑套组件和开启组件，其中，所述滑套组件包括从外到内依次设置、密封连接并能够沿轴向相对移动的第一筒体、第二筒体和第三筒体，所述第一筒体的侧壁设有第一射流孔，所述第二筒体侧壁设有与所述第一射流孔不连通的第二射流孔，所述第三筒体器壁不封闭所述第二射流孔，所述第二筒体相对于所述第一筒体轴向移动至极限位置时所述第一射流孔与所述第二射流孔连通；所述第三筒体相对于所述第二筒体轴向移动至极限位置时所述第三筒体外壁封闭所述第二射流孔；所述开启组件包括柱状本体，本体的周侧壁依次设有第一胶塞组件、主动伸缩机构、第二胶塞组件、从动伸缩机构；所述第一胶塞组件和所述第二胶塞组件均能够与所述第三筒体内壁滑动密封连接；所述从动伸缩机构与所述主动伸缩机构传动连接，且连接后所述主动伸缩机构处于伸长状态时、所述从动伸缩机构处于收缩状态，所述主动伸缩机构处于收缩状态时、所述从动伸缩机构处于伸长状态；所述主动伸缩机构位于所述第三筒体外时为自然的伸长状态，处于伸长状态的所述主动伸缩机构能够在外力推动下进入所述第三筒体内并转变成收缩状态；驱动所述第二筒体相对于所述第一筒体轴向移动的驱动力小于驱动所述第三筒体相对于所述第二筒体轴向移动的驱动力；所述开启组件沿所述滑套组件轴向移动过程中，当所述主动伸缩机构进入所述第三筒体中并转变成收缩状态时，所述从动伸缩组件伸长抵接所述第三筒体并能够带动所述第三筒体相对于所述第一筒体轴向移动，当所述第三筒体相对于所述第
二筒体轴向移动至极限位置时，所述主动伸缩机构处于伸长状态；所述第二筒体或所述第三筒体采用可溶解材质制成。
[0006]作为本专利技术的一种具体实施方式，还包括传动轴、第一复位弹簧和第二复位弹簧，用于实现所述从动伸缩机构经所述传动轴与所述主动伸缩机构传动连接以及复位，其中，所述传动轴沿所述本体轴向活动布置于所述本体中，所述从动伸缩机构经所述传动轴与所述主动伸缩机构传动连接，所述第一复位弹簧用于推动所述主动传动机构沿所述本体径向向外移动；所述第二复位弹簧用于推动所述从动传动机构沿所述本体径向向内移动。本实施方式中所述传动轴的运动方向可以有两种，分别是沿本体轴向移动、绕本体中轴线转动，具体如下：
[0007]第一种：所述主动伸缩机构沿所述本体径向伸缩时带动所述传动轴沿所述本体轴向移动；所述传动轴沿所述本体轴向移动时带动所述从动伸缩机构沿所述本体径向伸缩。具体实施时可以采用如下配置：所述传动轴包括两个变径部，所述主动伸缩机构和所述从动伸缩机构均与所述传动轴的外壁抵接，当所述主动伸缩机构沿其中一个变径部滑动并向所述传动轴中轴线靠近时，所述从动伸缩结构沿另一个变径部滑动并向远离所述传动轴中轴线的方向移动。
[0008]第一种，所述主动伸缩机构沿所述本体径向伸缩时带动所述传动轴沿所述本体轴线转动；所述传动轴沿所述本体轴向转动时带动所述从动伸缩机构沿所述本体径向伸缩。
[0009]本专利技术中，处于伸长状态的所述主动伸缩机构能够在外力推动下进入所述第三筒体内并转变成收缩状态，具体实施时至少包括以下两种方式：
[0010]第一种：所述主动伸缩机构沿所述本体径向向外的一侧为斜面，所述主动伸缩机构与所述第三筒体端口的抵接点位于所述斜面上。
[0011]第二种：所述第三筒体端口的内侧为斜面，所述主动伸缩机构与所述第三筒体端口的抵接点位于所述斜面上。
[0012]本专利技术中，驱动所述第二筒体相对于所述第一筒体轴向移动的驱动力小于驱动所述第三筒体相对于所述第二筒体轴向移动的驱动力，具体实施时包括以下两种方式：
[0013]第一种：所述第一筒体、所述第二筒体经第一可剪切销钉连接，所述第二筒体、所述第三筒体经第二可剪切销钉连接，且切断所述第二可剪切销钉的剪切力大于切断所述第一可剪切销钉的剪切力。
[0014]第二种：所述第一筒体、所述第二筒体、所述第三筒体胀紧连接。
[0015]本专利技术中,所述第二筒体相对于所述第一筒体滑动时具有极限位置，这个极限位置需要通过限位结构来限定其位置；本专利技术中，所述第三筒体1300相对于所述第二筒体1200滑动时也具有极限位置,此极限位置可以根据具体情况确定是否需要设置限位机构。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0017]本专利技术的开启工具可以将内外隔离的滑套组件打开从而实现压裂，也可以在压裂后提高压力改变滑套组件形态再次实现滑套组件的内外隔离，此后，开启工具可以穿过此滑套组件向下进入下一级滑套组件重复上述动作，因而设置多个滑套组件时各个滑套组件的内径可以相同，设置的级数不受限制。
附图说明
[0018]图1是本专利技术分段压裂工具的工作状态示意图，其中，图1a为开启组件中主动伸缩机构进入滑套组件中的状态示意图，此时主动伸缩机构收缩、从动伸缩机构伸长；图1b为第一剪切销钉被切断后滑套组件中第一射流孔与第二射流孔连通的状态示意图；图1c为第二剪切销钉被切断后滑套组件中第三筒体器壁关闭第二射流孔的状态示意图；图1d为开启组件穿过滑套组件的状态示意图，此时主动伸缩机构伸长、从动伸缩机构收缩；
[0019]图2是图1中滑套组件的结构示意图；
[0020]图3是图1中开启工具的状态示意图，其中，图3a为主动伸缩机构处于自然伸长状态的状态示意图，图3b为主动伸缩机构处于压缩状态的状态示意图；
[0021]图4是不同形状主动伸缩机构与第三筒体抵接的状态示意图；
[0022]图5是图2中第三筒体的结构示意图；
[0023]图6是图2中第二筒体的结构示意图；
[0024]图7是图2中第一筒体的结构示意图；
[0025]图中，滑套组件1000；开启组件2000；
[0026]第一筒体1100；第二筒体1200；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分段压裂工具，其特征在于，包括滑套组件和开启组件，其中，所述滑套组件包括从外到内依次设置、密封连接并能够沿轴向相对移动的第一筒体、第二筒体和第三筒体，所述第一筒体的侧壁设有第一射流孔，所述第二筒体侧壁设有与所述第一射流孔不连通的第二射流孔，所述第三筒体器壁不封闭所述第二射流孔，所述第二筒体相对于所述第一筒体轴向移动至极限位置时所述第一射流孔与所述第二射流孔连通；所述第三筒体相对于所述第二筒体轴向移动至极限位置时所述第三筒体外壁封闭所述第二射流孔；所述第二筒体或所述第三筒体采用可溶解材质制成；所述开启组件包括柱状本体，本体的周侧壁依次设有第一胶塞组件、主动伸缩机构、第二胶塞组件、从动伸缩机构；所述第一胶塞组件和所述第二胶塞组件均能够与所述第三筒体内壁滑动密封连接；所述从动伸缩机构与所述主动伸缩机构传动连接，且连接后所述主动伸缩机构处于伸长状态时、所述从动伸缩机构处于收缩状态，所述主动伸缩机构处于收缩状态时、所述从动伸缩机构处于伸长状态；所述主动伸缩机构位于所述第三筒体外时为自然的伸长状态，处于伸长状态的所述主动伸缩机构能够在外力推动下进入所述第三筒体内并转变成收缩状态；驱动所述第二筒体相对于所述第一筒体轴向移动的驱动力小于驱动所述第三筒体相对于所述第二筒体轴向移动的驱动力；所述开启组件沿所述滑套组件轴向移动过程中，当所述主动伸缩机构进入所述第三筒体中并转变成收缩状态时，所述从动伸缩组件伸长抵接所述第三筒体并能够带动所述第三筒体相对于所述第一筒体轴向移动，当所述第三筒体相对于所述第二筒体轴向移动至极限位置时，所述主动伸缩机构处于伸长状态。2.根据权利要求1所述的一种分段压裂工具，其特征在于，还包括传动轴、第一复位弹簧和第二复位弹簧，其中，所述传动轴沿所述本体轴向活动布置于所述本体中，所述从动伸缩机构经所述传动轴与所述主动伸缩机构传动连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高彬，林永向，张世锋，刘琴齐，
申请(专利权)人：新疆兰德伟业油田服务有限公司，
类型：发明
国别省市：