開關(guān)工具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于油氣鉆井固井滑套的開關(guān)工具【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種開關(guān)工具，其包括開關(guān)上接頭、開關(guān)內(nèi)筒和開關(guān)下接頭，開關(guān)內(nèi)筒上部固定安裝有開關(guān)上接頭，開關(guān)內(nèi)筒下部固定安裝有開關(guān)下接頭，開關(guān)內(nèi)筒的中部外側(cè)有鎖塊安裝槽，鎖塊安裝槽內(nèi)安裝有不少于三個(gè)且沿開關(guān)內(nèi)筒外側(cè)圓周均勻分布的開關(guān)鎖塊。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其通過上開關(guān)頭和下開關(guān)頭鎖定開關(guān)鎖塊，通過打壓推動(dòng)上開關(guān)頭上移及下開關(guān)頭下移實(shí)現(xiàn)解鎖，通過上下端面都為平面的開關(guān)卡槽能夠簡(jiǎn)化關(guān)閉固井滑套的施工步驟、提高施工效率，通過臺(tái)階狀的鎖塊上導(dǎo)向面和鎖塊下導(dǎo)向面，能夠防止開關(guān)彈簧因長時(shí)間壓縮而疲勞變形，具有安全、可靠、簡(jiǎn)便、高效的特點(diǎn)。
【專利說明】
開關(guān)工具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于油氣鉆井固井滑套的開關(guān)工具【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種開關(guān)工具。

【背景技術(shù)】
[0002]目前隨著各類非常規(guī)油氣藏的勘探與開發(fā)，套管固井分段壓裂技術(shù)越來越受到認(rèn)可與重視，廣泛應(yīng)用于低滲油氣藏、薄層油藏、頁巖氣以及煤層氣等非常規(guī)油氣藏的增產(chǎn)改造，具有廣闊的應(yīng)用前景。機(jī)械開關(guān)式固井滑套作為套管固井分級(jí)壓裂作業(yè)中的配套工具，具有高開關(guān)穩(wěn)定性，高密封性和高施工可靠性的特點(diǎn)。與投球滑套、液壓滑套等技術(shù)相比，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壓裂級(jí)數(shù)不受限制、可自由關(guān)閉，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。此類固井滑套需要配合專用開關(guān)工具進(jìn)行使用，開關(guān)工具的設(shè)計(jì)與性能直接關(guān)系到滑套能否正常實(shí)現(xiàn)功能。
[0003]目前現(xiàn)有的滑套開關(guān)工具上的與固井滑套相連接的開關(guān)鎖定裝置一般都有方向性，需要通過反向下入來實(shí)現(xiàn)固井滑套關(guān)閉功能，在施工過程中需重復(fù)起下管柱，延長了施工周期，增加了施工難度。此外，現(xiàn)有開關(guān)工具的鎖塊彈簧由于長時(shí)間壓縮容易產(chǎn)生疲勞變形，影響工具歸位，致使開關(guān)工具可靠性能降低、增大了施工風(fēng)險(xiǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種開關(guān)工具，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有滑套開關(guān)工具的開關(guān)鎖定裝置有方向性，需要反向下入關(guān)閉固井滑套，存在施工繁瑣、費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率較低的問題。
[0005]本發(fā)明還進(jìn)一步解決了現(xiàn)有滑套開關(guān)工具的鎖塊彈簧因長時(shí)間壓縮易變形、降低了可靠性、增大了施工風(fēng)險(xiǎn)的問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下措施來實(shí)現(xiàn)的:一種開關(guān)工具，包括開關(guān)上接頭、開關(guān)內(nèi)筒和開關(guān)下接頭，開關(guān)內(nèi)筒上部固定安裝有開關(guān)上接頭，開關(guān)內(nèi)筒下部固定安裝有開關(guān)下接頭，開關(guān)內(nèi)筒的中部外側(cè)有鎖塊安裝槽，鎖塊安裝槽內(nèi)安裝有不少于三個(gè)且沿開關(guān)內(nèi)筒外側(cè)圓周均勻分布的開關(guān)鎖塊，開關(guān)鎖塊與鎖塊安裝槽的槽底之間安裝有鎖塊彈簧，開關(guān)鎖塊的中部有凸出開關(guān)鎖塊外側(cè)的鎖塊凸臺(tái)，開關(guān)鎖塊的上部有連接開關(guān)鎖塊上端外側(cè)與鎖塊凸臺(tái)上端的鎖塊上導(dǎo)向面，開關(guān)鎖塊的下部有連接鎖塊凸臺(tái)下端與開關(guān)鎖塊下端外側(cè)的鎖塊下導(dǎo)向面，鎖塊凸臺(tái)的外側(cè)中部設(shè)有上下端面都為平面的開關(guān)卡槽，開關(guān)鎖塊上方的開關(guān)內(nèi)筒上安裝有能夠通過開關(guān)內(nèi)筒內(nèi)壓力液體推動(dòng)上移的上開關(guān)頭，開關(guān)鎖塊下方的開關(guān)內(nèi)筒上安裝有能夠通過開關(guān)內(nèi)筒內(nèi)壓力液體推動(dòng)下移的下開關(guān)頭，上開關(guān)頭內(nèi)部安裝有上開關(guān)彈簧，下開關(guān)頭內(nèi)部安裝有下開關(guān)彈簧，上開關(guān)頭的下端和下開關(guān)頭的上端分別壓緊在開關(guān)鎖塊的鎖塊上導(dǎo)向面和鎖塊下導(dǎo)向面上并使開關(guān)鎖塊位于鎖塊安裝槽內(nèi)。
[0007]下面是對(duì)上述發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):
上述鎖塊上導(dǎo)向面可包括上伸出限位面、上導(dǎo)向斜面、上收回限位面和上臺(tái)階斜面，開關(guān)鎖塊的外側(cè)上端有沿豎直方向的上伸出限位面，上導(dǎo)向斜面為向上伸出限位面外側(cè)下方延伸的斜面，上導(dǎo)向斜面上端與上伸出限位面下端相連接，靠近鎖塊凸臺(tái)上部有沿豎直方向的上收回限位面，上收回限位面上端與上導(dǎo)向斜面下端相連接，上收回限位面下端與鎖塊凸臺(tái)上端之間連接有上臺(tái)階斜面，上臺(tái)階斜面與上導(dǎo)向斜面的傾斜方向一致；鎖塊上導(dǎo)向面可包括下伸出限位面、下導(dǎo)向斜面、下收回限位面和下臺(tái)階斜面，開關(guān)鎖塊的外側(cè)下端有沿豎直方向的下伸出限位面，下導(dǎo)向斜面為向下伸出限位面外側(cè)上方延伸的斜面，下導(dǎo)向斜面下端與下伸出限位面上端相連接，靠近鎖塊凸臺(tái)下部有沿豎直方向的下收回限位面，下收回限位面下端與下導(dǎo)向斜面上端相連接，下收回限位面上端與鎖塊凸臺(tái)下端之間連接有下臺(tái)階斜面，下臺(tái)階斜面與下導(dǎo)向斜面的傾斜方向一致。
[0008]上述上開關(guān)頭的下端可有與上導(dǎo)向斜面傾斜方向一致的上開關(guān)導(dǎo)向面，上開關(guān)頭下端通過上開關(guān)導(dǎo)向面壓緊在上臺(tái)階斜面上，下開關(guān)頭的上端可有與下導(dǎo)向斜面傾斜方向一致的下開關(guān)導(dǎo)向面，下開關(guān)頭上端通過下開關(guān)導(dǎo)向面壓緊在下臺(tái)階斜面上。
[0009]上述開關(guān)內(nèi)筒的外側(cè)上部可有內(nèi)筒上環(huán)臺(tái)，內(nèi)筒上環(huán)臺(tái)的上端面上有上徑向液孔，上徑向液孔的內(nèi)端與開關(guān)內(nèi)筒內(nèi)腔相連通，上開關(guān)頭的內(nèi)壁中部有上活塞環(huán)臺(tái)，上開關(guān)頭通過上活塞環(huán)臺(tái)套裝在內(nèi)筒上環(huán)臺(tái)上方的開關(guān)內(nèi)筒外部，上活塞環(huán)臺(tái)上方的上開關(guān)頭內(nèi)腔形成上壓簧腔，上開關(guān)彈簧安裝在上壓簧腔內(nèi)，上開關(guān)彈簧的上端頂緊在開關(guān)上接頭下端，上開關(guān)彈簧的下端頂緊在上活塞環(huán)臺(tái)的上端；開關(guān)內(nèi)筒的外側(cè)下部可有內(nèi)筒下環(huán)臺(tái)，內(nèi)筒下環(huán)臺(tái)的下端面上有下徑向液孔，下徑向液孔的內(nèi)端與開關(guān)內(nèi)筒內(nèi)腔相連通，下開關(guān)頭的內(nèi)壁中部有下活塞環(huán)臺(tái)，下開關(guān)頭通過下活塞環(huán)臺(tái)套裝在內(nèi)筒下環(huán)臺(tái)下方的開關(guān)內(nèi)筒外部，下活塞環(huán)臺(tái)下方的下開關(guān)頭內(nèi)腔形成下壓簧腔，下開關(guān)彈簧安裝在下壓簧腔內(nèi)，下開關(guān)彈簧的上端頂緊在下活塞環(huán)臺(tái)的下端，下開關(guān)彈簧的下端頂緊在開關(guān)下接頭上端。
[0010]上述內(nèi)筒上環(huán)臺(tái)的外側(cè)下部可有上限位卡臺(tái)，上限位卡臺(tái)上端與上活塞環(huán)臺(tái)下端之間的上開關(guān)頭的內(nèi)壁上有上開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)，上開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)套裝在內(nèi)筒上環(huán)臺(tái)外部，上開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)的下端壓緊在上限位卡臺(tái)的上端面上；內(nèi)筒下環(huán)臺(tái)的外側(cè)上部可有下限位卡臺(tái)，下限位卡臺(tái)下端與下活塞環(huán)臺(tái)上端之間的下開關(guān)頭的內(nèi)壁上有下開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)，下開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)套裝在內(nèi)筒下環(huán)臺(tái)外部，下開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)的上端壓緊在下限位卡臺(tái)的下端面上。
[0011]上述鎖塊安裝槽的槽底上部和槽底下部可分別設(shè)有彈簧座孔，對(duì)應(yīng)彈簧座孔位置的開關(guān)鎖塊內(nèi)側(cè)面上部和下部分別設(shè)有鎖塊簧孔，鎖塊彈簧的內(nèi)端安裝在彈簧座孔內(nèi)，鎖塊彈簧的外端安裝在鎖塊簧孔內(nèi)。
[0012]上述開關(guān)內(nèi)筒的上端可有內(nèi)筒上軸頸，內(nèi)筒上軸頸的外側(cè)上部有螺紋并通過螺紋固定在開關(guān)上接頭的內(nèi)壁下部；開關(guān)內(nèi)筒的下端可有內(nèi)筒下軸頸，內(nèi)筒下軸頸的外側(cè)下部有螺紋并通過螺紋固定在開關(guān)下接頭的內(nèi)壁上部。
[0013]上述開關(guān)上接頭的下部可有上接頭軸頸，上開關(guān)頭的上部套裝在上接頭軸頸外部并能上下滑動(dòng)，開關(guān)下接頭的上部可有下接頭軸頸，下開關(guān)頭的下部套裝在下接頭軸頸外部并能上下滑動(dòng)；或/和，對(duì)應(yīng)上壓簧腔中部的上開關(guān)頭上可有上平衡液孔，上平衡液孔的內(nèi)端與上壓簧腔相連通，對(duì)應(yīng)下壓簧腔中部的下開關(guān)頭上可有下平衡液孔，下平衡液孔的內(nèi)端與下壓簧腔相連通。
[0014]本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其通過上開關(guān)頭和下開關(guān)頭鎖定開關(guān)鎖塊，通過打壓推動(dòng)上開關(guān)頭上移及下開關(guān)頭下移實(shí)現(xiàn)解鎖，通過上下端面都為平面的開關(guān)卡槽能夠簡(jiǎn)化關(guān)閉固井滑套的施工步驟、提高施工效率，通過臺(tái)階狀的鎖塊上導(dǎo)向面和鎖塊下導(dǎo)向面，能夠防止開關(guān)彈簧因長時(shí)間壓縮而疲勞變形，具有安全、可靠、簡(jiǎn)便、高效的特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]附圖1為本發(fā)明最佳實(shí)施例的主視半剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖2為附圖1中的A處的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖3為本發(fā)明最佳實(shí)施例打開固井滑套壓裂孔時(shí)的工作狀態(tài)示意圖。
[0018]附圖4為本發(fā)明最佳實(shí)施例關(guān)閉固井滑套壓裂孔時(shí)的工作狀態(tài)示意圖。
[0019]附圖中的編碼分別為:1為開關(guān)上接頭，2為開關(guān)內(nèi)筒，3為開關(guān)下接頭，4為鎖塊安裝槽，5為開關(guān)鎖塊，6為鎖塊彈簧，7為鎖塊凸臺(tái)，8為開關(guān)卡槽，9為上開關(guān)頭，10為下開關(guān)頭，11為上開關(guān)彈簧，12為下開關(guān)彈簧，13為彈簧座孔，14為鎖塊簧孔，15為內(nèi)筒上軸頸，16為內(nèi)筒下軸頸，17為內(nèi)筒上環(huán)臺(tái)，18為上徑向液孔，19為上活塞環(huán)臺(tái)，20為上壓簧腔，21為內(nèi)筒下環(huán)臺(tái)，22為下徑向液孔，23為下活塞環(huán)臺(tái)，24為下壓簧腔，25為上限位卡臺(tái)，26為上開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)，27為下限位卡臺(tái)，28為下開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)，29為上接頭軸頸，30為下接頭軸頸，31為上平衡液孔，32為下平衡液孔，33為上伸出限位面，34為上導(dǎo)向斜面，35為上收回限位面，36為上臺(tái)階斜面,37為下伸出限位面,38為下導(dǎo)向斜面,39為下收回限位面,40為下臺(tái)階斜面，41為上開關(guān)導(dǎo)向面，42為下開關(guān)導(dǎo)向面。

【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體的實(shí)施方式。
[0021]在本發(fā)明中，為了便于描述，各部件的相對(duì)位置關(guān)系的描述均是根據(jù)說明書附圖1的布圖方式來進(jìn)行描述的，如:前、后、上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說明書附圖的布圖方向來確定的。
[0022]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
如附圖1、2所示，該開關(guān)工具包括開關(guān)上接頭1、開關(guān)內(nèi)筒2和開關(guān)下接頭3，開關(guān)內(nèi)筒2上部固定安裝有開關(guān)上接頭1，開關(guān)內(nèi)筒2下部固定安裝有開關(guān)下接頭3，開關(guān)內(nèi)筒2的中部外側(cè)有鎖塊安裝槽4，鎖塊安裝槽4內(nèi)安裝有不少于三個(gè)且沿開關(guān)內(nèi)筒2外側(cè)圓周均勻分布的開關(guān)鎖塊5，開關(guān)鎖塊5與鎖塊安裝槽4的槽底之間安裝有鎖塊彈簧6，開關(guān)鎖塊5的中部有凸出開關(guān)鎖塊5外側(cè)的鎖塊凸臺(tái)7，開關(guān)鎖塊5的上部有連接開關(guān)鎖塊5上端外側(cè)與鎖塊凸臺(tái)7上端的鎖塊上導(dǎo)向面，開關(guān)鎖塊5的下部有連接鎖塊凸臺(tái)7下端與開關(guān)鎖塊5下端外側(cè)的鎖塊下導(dǎo)向面，鎖塊凸臺(tái)7的外側(cè)中部設(shè)有上下端面都為平面的開關(guān)卡槽8，開關(guān)鎖塊5上方的開關(guān)內(nèi)筒2上安裝有能夠通過開關(guān)內(nèi)筒2內(nèi)壓力液體推動(dòng)上移的上開關(guān)頭9，開關(guān)鎖塊5下方的開關(guān)內(nèi)筒2上安裝有能夠通過開關(guān)內(nèi)筒2內(nèi)壓力液體推動(dòng)下移的下開關(guān)頭10，上開關(guān)頭9內(nèi)部安裝有上開關(guān)彈簧11，下開關(guān)頭10內(nèi)部安裝有下開關(guān)彈簧12，上開關(guān)頭9的下端和下開關(guān)頭10的上端分別壓緊在開關(guān)鎖塊5的鎖塊上導(dǎo)向面和鎖塊下導(dǎo)向面上并使開關(guān)鎖塊5位于鎖塊安裝槽4內(nèi)。通過上開關(guān)頭9和下開關(guān)頭10實(shí)現(xiàn)開關(guān)鎖塊5的鎖緊，當(dāng)需要開啟或關(guān)閉固井滑套壓裂孔時(shí)，通過打壓，使開關(guān)內(nèi)筒2內(nèi)壓力液體推動(dòng)上開關(guān)頭9上移以及下開關(guān)頭10下移，開關(guān)鎖塊5在鎖塊彈簧6作用下凸出本發(fā)明的外側(cè)面，從而使開關(guān)卡槽8能夠裝卡在固井滑套內(nèi)筒上并開啟或關(guān)閉固井滑套壓裂孔。開關(guān)卡槽8的上下端面都為平面，無需重復(fù)反向下入即可實(shí)現(xiàn)固井滑套的關(guān)閉功能，簡(jiǎn)化了施工步驟、省時(shí)省力、提高了施工效率。
[0023]可根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)上述開關(guān)工具作進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):
如附圖1、2所示，鎖塊上導(dǎo)向面包括上伸出限位面33、上導(dǎo)向斜面34、上收回限位面35和上臺(tái)階斜面36，開關(guān)鎖塊5的外側(cè)上端有沿豎直方向的上伸出限位面33，上導(dǎo)向斜面34為向上伸出限位面33外側(cè)下方延伸的斜面，上導(dǎo)向斜面34上端與上伸出限位面33下端相連接，靠近鎖塊凸臺(tái)7上部有沿豎直方向的上收回限位面35，上收回限位面35上端與上導(dǎo)向斜面34下端相連接，上收回限位面35下端與鎖塊凸臺(tái)7上端之間連接有上臺(tái)階斜面36，上臺(tái)階斜面36與上導(dǎo)向斜面34的傾斜方向一致；鎖塊上導(dǎo)向面包括下伸出限位面37、下導(dǎo)向斜面38、下收回限位面39和下臺(tái)階斜面40，開關(guān)鎖塊5的外側(cè)下端有沿豎直方向的下伸出限位面37，下導(dǎo)向斜面38為向下伸出限位面37外側(cè)上方延伸的斜面，下導(dǎo)向斜面38下端與下伸出限位面37上端相連接，靠近鎖塊凸臺(tái)7下部有沿豎直方向的下收回限位面39，下收回限位面39下端與下導(dǎo)向斜面38上端相連接，下收回限位面39上端與鎖塊凸臺(tái)7下端之間連接有下臺(tái)階斜面40，下臺(tái)階斜面40與下導(dǎo)向斜面38的傾斜方向一致。通過使鎖塊上導(dǎo)向面和鎖塊下導(dǎo)向面呈臺(tái)階狀，能夠防止上開關(guān)彈簧11和下開關(guān)彈簧12長時(shí)間壓縮造成的疲勞變形，大大改善了開關(guān)工具的可靠性、降低了施工風(fēng)險(xiǎn)。
[0024]如附圖1、2所示，上開關(guān)頭9的下端有與上導(dǎo)向斜面34傾斜方向一致的上開關(guān)導(dǎo)向面41，上開關(guān)頭9下端通過上開關(guān)導(dǎo)向面41壓緊在上臺(tái)階斜面36上，下開關(guān)頭10的上端有與下導(dǎo)向斜面38傾斜方向一致的下開關(guān)導(dǎo)向面42，下開關(guān)頭10上端通過下開關(guān)導(dǎo)向面42壓緊在下臺(tái)階斜面40上。通過上開關(guān)導(dǎo)向面41和下開關(guān)導(dǎo)向面42能夠降低摩擦阻力，防止上開關(guān)頭9和下開關(guān)頭10與開關(guān)鎖塊5部件發(fā)生卡死，上開關(guān)頭9和下開關(guān)頭10移動(dòng)時(shí)更加靈活順暢。
[0025]如附圖1所示，開關(guān)內(nèi)筒2的外側(cè)上部有內(nèi)筒上環(huán)臺(tái)17，內(nèi)筒上環(huán)臺(tái)17的上端面上有上徑向液孔18，上徑向液孔18的內(nèi)端與開關(guān)內(nèi)筒2內(nèi)腔相連通，上開關(guān)頭9的內(nèi)壁中部有上活塞環(huán)臺(tái)19，上開關(guān)頭9通過上活塞環(huán)臺(tái)19套裝在內(nèi)筒上環(huán)臺(tái)17上方的開關(guān)內(nèi)筒2外部，上活塞環(huán)臺(tái)19上方的上開關(guān)頭9內(nèi)腔形成上壓簧腔20，上開關(guān)彈簧11安裝在上壓簧腔20內(nèi)，上開關(guān)彈簧11的上端頂緊在開關(guān)上接頭I下端，上開關(guān)彈簧11的下端頂緊在上活塞環(huán)臺(tái)19的上端；開關(guān)內(nèi)筒2的外側(cè)下部有內(nèi)筒下環(huán)臺(tái)21，內(nèi)筒下環(huán)臺(tái)21的下端面上有下徑向液孔22，下徑向液孔22的內(nèi)端與開關(guān)內(nèi)筒2內(nèi)腔相連通，下開關(guān)頭10的內(nèi)壁中部有下活塞環(huán)臺(tái)23，下開關(guān)頭10通過下活塞環(huán)臺(tái)23套裝在內(nèi)筒下環(huán)臺(tái)21下方的開關(guān)內(nèi)筒2外部，下活塞環(huán)臺(tái)23下方的下開關(guān)頭10內(nèi)腔形成下壓簧腔24，下開關(guān)彈簧12安裝在下壓簧腔24內(nèi)，下開關(guān)彈簧12的上端頂緊在下活塞環(huán)臺(tái)23的下端，下開關(guān)彈簧12的下端頂緊在開關(guān)下接頭3上端。內(nèi)筒上環(huán)臺(tái)17上端與上活塞環(huán)臺(tái)19下端之間形成上活塞腔，內(nèi)筒下環(huán)臺(tái)21下端與下活塞環(huán)臺(tái)23上端之間形成下活塞腔；通過向開關(guān)內(nèi)筒2內(nèi)腔內(nèi)加注壓力液體，壓力液體通過上徑向液孔18和下徑向液孔22分別進(jìn)入上活塞腔和下活塞腔，能夠推動(dòng)上活塞環(huán)臺(tái)19及上開關(guān)頭9上移，推動(dòng)下活塞環(huán)臺(tái)23及下開關(guān)頭10下移，從而解除對(duì)開關(guān)鎖塊5的鎖定，使開關(guān)鎖塊5能夠自由順暢的伸出鎖塊安裝槽4。
[0026]如附圖1所示，內(nèi)筒上環(huán)臺(tái)17的外側(cè)下部有上限位卡臺(tái)25，上限位卡臺(tái)25上端與上活塞環(huán)臺(tái)19下端之間的上開關(guān)頭9的內(nèi)壁上有上開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)26，上開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)26套裝在內(nèi)筒上環(huán)臺(tái)17外部，上開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)26的下端壓緊在上限位卡臺(tái)25的上端面上；內(nèi)筒下環(huán)臺(tái)21的外側(cè)上部有下限位卡臺(tái)27，下限位卡臺(tái)27下端與下活塞環(huán)臺(tái)23上端之間的下開關(guān)頭10的內(nèi)壁上有下開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)28，下開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)28套裝在內(nèi)筒下環(huán)臺(tái)21外部，下開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)28的上端壓緊在下限位卡臺(tái)27的下端面上。根據(jù)需要，上活塞環(huán)臺(tái)19的內(nèi)壁上有上活塞密封槽并安裝有密封圈，上開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)26的內(nèi)壁上有上環(huán)臺(tái)密封槽并安裝有密封圈；下活塞環(huán)臺(tái)23的內(nèi)壁上有下活塞密封槽并安裝有密封圈，下開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)28的內(nèi)壁上有下環(huán)臺(tái)密封槽并安裝有密封圈，通過上活塞密封槽、上環(huán)臺(tái)密封槽和密封圈能夠進(jìn)一步保證上活塞環(huán)臺(tái)19處打壓時(shí)不會(huì)泄壓，通過下活塞密封槽、下環(huán)臺(tái)密封槽和密封圈能夠進(jìn)一步保證下活塞環(huán)臺(tái)23處打壓時(shí)不會(huì)泄壓，使上開關(guān)頭9和下開關(guān)頭10能夠順利移動(dòng)，開關(guān)鎖塊5能夠彈出鎖塊安裝槽4，實(shí)現(xiàn)開關(guān)卡槽8與固井滑套內(nèi)筒裝卡在一起從而開啟或關(guān)閉固井滑套壓裂孔。
[0027]如附圖1、2所示，鎖塊安裝槽4的槽底上部和槽底下部分別設(shè)有彈簧座孔13，對(duì)應(yīng)彈簧座孔13位置的開關(guān)鎖塊5內(nèi)側(cè)面上部和下部分別設(shè)有鎖塊簧孔14，鎖塊彈簧6的內(nèi)端安裝在彈簧座孔13內(nèi)，鎖塊彈簧6的外端安裝在鎖塊簧孔14內(nèi)。開關(guān)鎖塊5上部和下部分別安裝有鎖塊彈簧6，受力較為均勻，開關(guān)鎖塊5能夠平直地移動(dòng)并伸出鎖塊安裝槽4。
[0028]如附圖1所示，開關(guān)內(nèi)筒2的上端有內(nèi)筒上軸頸15，內(nèi)筒上軸頸15的外側(cè)上部有螺紋并通過螺紋固定在開關(guān)上接頭I的內(nèi)壁下部；開關(guān)內(nèi)筒2的下端有內(nèi)筒下軸頸16，內(nèi)筒下軸頸16的外側(cè)下部有螺紋并通過螺紋固定在開關(guān)下接頭3的內(nèi)壁上部。通過將關(guān)上接頭I和開關(guān)下接頭3安裝在開關(guān)內(nèi)筒2外部，便于上開關(guān)頭9、上開關(guān)彈簧11、下開關(guān)頭10和下開關(guān)彈簧12的安裝，更加便于本發(fā)明的加工制造和組裝；可以根據(jù)需要，在內(nèi)筒上軸頸15與開關(guān)上接頭I連接處、內(nèi)筒下軸頸16與開關(guān)下接頭3連接處設(shè)置密封槽并安裝密封圈。
[0029]如附圖1所示，開關(guān)上接頭I的下部有上接頭軸頸29，上開關(guān)頭9的上部套裝在上接頭軸頸29外部并能上下滑動(dòng)，開關(guān)下接頭3的上部有下接頭軸頸30，下開關(guān)頭10的下部套裝在下接頭軸頸30外部并能上下滑動(dòng)；或/和，對(duì)應(yīng)上壓簧腔20中部的上開關(guān)頭9上有上平衡液孔31，上平衡液孔31的內(nèi)端與上壓簧腔20相連通，對(duì)應(yīng)下壓簧腔24中部的下開關(guān)頭10上有下平衡液孔32，下平衡液孔32的內(nèi)端與下壓簧腔24相連通。通過使上開關(guān)頭9套裝在上接頭軸頸29上、下開關(guān)頭10套裝在下接頭軸頸30上，能夠保護(hù)上開關(guān)彈簧11和下開關(guān)彈簧12，延長本發(fā)明的使用壽命；通過設(shè)置上平衡液孔31和下平衡液孔32，在上開關(guān)頭9和下開關(guān)頭10移動(dòng)時(shí)，平衡因上壓簧腔20和下壓簧腔24容積變化帶來的壓力差。
[0030]以上技術(shù)特征構(gòu)成了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實(shí)施效果，可根據(jù)實(shí)際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。
[0031]本發(fā)明最佳實(shí)施例的使用過程:
打開固井滑套:首先，如附圖3所示，將本發(fā)明下入至固井滑套底部，在地面上通過管柱向開關(guān)內(nèi)筒2打壓至一定壓力，壓力液體通過上徑向液孔18進(jìn)入上活塞腔，壓力液體通過下徑向液孔22進(jìn)入下活塞腔，上開關(guān)頭9受到液壓推力作用并克服上開關(guān)彈簧11推力向上移動(dòng)，下開關(guān)頭10受到液壓推力作用并克服下開關(guān)彈簧12推力向下移動(dòng)；其次，上提本發(fā)明至固井滑套的上卡定臺(tái)處，開關(guān)鎖塊5由于失去了上開關(guān)頭9和下開關(guān)頭10的鎖定作用，在鎖塊彈簧6的推動(dòng)下伸出，與固井滑套的上卡定臺(tái)配合并鎖緊；接著，繼續(xù)上提本發(fā)明，帶動(dòng)固井滑套的內(nèi)筒向上滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了固井滑套壓裂孔的打開功能；然后，固井滑套壓裂孔打開完畢后，卸掉本發(fā)明內(nèi)壓力并將其下放至固井滑套中部，上開關(guān)頭9、下開關(guān)頭10分別在上開關(guān)彈簧11和下開關(guān)彈簧12的作用下向中部滑動(dòng)，開關(guān)鎖塊5在上開關(guān)頭9和下開關(guān)頭10擠壓下縮回鎖塊安裝槽4內(nèi)；最后，提出本發(fā)明，可進(jìn)行后續(xù)壓裂作業(yè)。
[0032]關(guān)閉固井滑套:首先，如附圖4所示，將本發(fā)明下入至固井滑套頂部，在地面上通過管柱向開關(guān)內(nèi)筒2打壓至一定壓力，工具內(nèi)憋壓，壓力液體通過上徑向液孔18進(jìn)入上活塞腔，壓力液體通過下徑向液孔22進(jìn)入下活塞腔，上開關(guān)頭9受到液壓推力作用并克服上開關(guān)彈簧11推力向上移動(dòng)，下開關(guān)頭10受到液壓推力作用并克服下開關(guān)彈簧12推力向下移動(dòng)；其次，下壓本發(fā)明至滑套內(nèi)筒的下卡定臺(tái)處，開關(guān)鎖塊5由于失去了上開關(guān)頭9和下開關(guān)頭10的鎖定作用，在鎖塊彈簧6的推動(dòng)下伸出，與固井滑套的下卡定臺(tái)配合并鎖緊；接著，繼續(xù)下壓本發(fā)明，帶動(dòng)滑套內(nèi)筒向下滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)固井滑套壓裂孔的關(guān)閉功能；然后，固井滑套壓裂孔關(guān)閉完成后，卸掉本發(fā)明內(nèi)壓力并將其上提至固井滑套中部，上開關(guān)頭9、下開關(guān)頭10分別在上開關(guān)彈簧11和下開關(guān)彈簧12的作用下向中部滑動(dòng)，開關(guān)鎖塊5在上開關(guān)頭9和下開關(guān)頭10擠壓下縮回鎖塊安裝槽4內(nèi)；最后，提出本發(fā)明，可進(jìn)行下一步作業(yè)。
【權(quán)利要求】
1.一種開關(guān)工具，其特征在于包括開關(guān)上接頭、開關(guān)內(nèi)筒和開關(guān)下接頭，開關(guān)內(nèi)筒上部固定安裝有開關(guān)上接頭，開關(guān)內(nèi)筒下部固定安裝有開關(guān)下接頭，開關(guān)內(nèi)筒的中部外側(cè)有鎖塊安裝槽，鎖塊安裝槽內(nèi)安裝有不少于三個(gè)且沿開關(guān)內(nèi)筒外側(cè)圓周均勻分布的開關(guān)鎖塊，開關(guān)鎖塊與鎖塊安裝槽的槽底之間安裝有鎖塊彈簧，開關(guān)鎖塊的中部有凸出開關(guān)鎖塊外側(cè)的鎖塊凸臺(tái)，開關(guān)鎖塊的上部有連接開關(guān)鎖塊上端外側(cè)與鎖塊凸臺(tái)上端的鎖塊上導(dǎo)向面，開關(guān)鎖塊的下部有連接鎖塊凸臺(tái)下端與開關(guān)鎖塊下端外側(cè)的鎖塊下導(dǎo)向面，鎖塊凸臺(tái)的外側(cè)中部設(shè)有上下端面都為平面的開關(guān)卡槽，開關(guān)鎖塊上方的開關(guān)內(nèi)筒上安裝有能夠通過開關(guān)內(nèi)筒內(nèi)壓力液體推動(dòng)上移的上開關(guān)頭，開關(guān)鎖塊下方的開關(guān)內(nèi)筒上安裝有能夠通過開關(guān)內(nèi)筒內(nèi)壓力液體推動(dòng)下移的下開關(guān)頭，上開關(guān)頭內(nèi)部安裝有上開關(guān)彈簧，下開關(guān)頭內(nèi)部安裝有下開關(guān)彈簧，上開關(guān)頭的下端和下開關(guān)頭的上端分別壓緊在開關(guān)鎖塊的鎖塊上導(dǎo)向面和鎖塊下導(dǎo)向面上并使開關(guān)鎖塊位于鎖塊安裝槽內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)工具，其特征在于鎖塊上導(dǎo)向面包括上伸出限位面、上導(dǎo)向斜面、上收回限位面和上臺(tái)階斜面，開關(guān)鎖塊的外側(cè)上端有沿豎直方向的上伸出限位面，上導(dǎo)向斜面為向上伸出限位面外側(cè)下方延伸的斜面，上導(dǎo)向斜面上端與上伸出限位面下端相連接，靠近鎖塊凸臺(tái)上部有沿豎直方向的上收回限位面，上收回限位面上端與上導(dǎo)向斜面下端相連接，上收回限位面下端與鎖塊凸臺(tái)上端之間連接有上臺(tái)階斜面，上臺(tái)階斜面與上導(dǎo)向斜面的傾斜方向一致；鎖塊上導(dǎo)向面包括下伸出限位面、下導(dǎo)向斜面、下收回限位面和下臺(tái)階斜面，開關(guān)鎖塊的外側(cè)下端有沿豎直方向的下伸出限位面，下導(dǎo)向斜面為向下伸出限位面外側(cè)上方延伸的斜面，下導(dǎo)向斜面下端與下伸出限位面上端相連接，靠近鎖塊凸臺(tái)下部有沿豎直方向的下收回限位面，下收回限位面下端與下導(dǎo)向斜面上端相連接，下收回限位面上端與鎖塊凸臺(tái)下端之間連接有下臺(tái)階斜面，下臺(tái)階斜面與下導(dǎo)向斜面的傾斜方向一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)工具，其特征在于上開關(guān)頭的下端有與上導(dǎo)向斜面傾斜方向一致的上開關(guān)導(dǎo)向面，上開關(guān)頭下端通過上開關(guān)導(dǎo)向面壓緊在上臺(tái)階斜面上，下開關(guān)頭的上端有與下導(dǎo)向斜面傾斜方向一致的下開關(guān)導(dǎo)向面，下開關(guān)頭上端通過下開關(guān)導(dǎo)向面壓緊在下臺(tái)階斜面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的開關(guān)工具，其特征在于開關(guān)內(nèi)筒的外側(cè)上部有內(nèi)筒上環(huán)臺(tái)，內(nèi)筒上環(huán)臺(tái)的上端面上有上徑向液孔，上徑向液孔的內(nèi)端與開關(guān)內(nèi)筒內(nèi)腔相連通，上開關(guān)頭的內(nèi)壁中部有上活塞環(huán)臺(tái)，上開關(guān)頭通過上活塞環(huán)臺(tái)套裝在內(nèi)筒上環(huán)臺(tái)上方的開關(guān)內(nèi)筒外部，上活塞環(huán)臺(tái)上方的上開關(guān)頭內(nèi)腔形成上壓簧腔，上開關(guān)彈簧安裝在上壓簧腔內(nèi)，上開關(guān)彈簧的上端頂緊在開關(guān)上接頭下端，上開關(guān)彈簧的下端頂緊在上活塞環(huán)臺(tái)的上端；開關(guān)內(nèi)筒的外側(cè)下部有內(nèi)筒下環(huán)臺(tái)，內(nèi)筒下環(huán)臺(tái)的下端面上有下徑向液孔，下徑向液孔的內(nèi)端與開關(guān)內(nèi)筒內(nèi)腔相連通，下開關(guān)頭的內(nèi)壁中部有下活塞環(huán)臺(tái)，下開關(guān)頭通過下活塞環(huán)臺(tái)套裝在內(nèi)筒下環(huán)臺(tái)下方的開關(guān)內(nèi)筒外部，下活塞環(huán)臺(tái)下方的下開關(guān)頭內(nèi)腔形成下壓簧腔，下開關(guān)彈簧安裝在下壓簧腔內(nèi)，下開關(guān)彈簧的上端頂緊在下活塞環(huán)臺(tái)的下端，下開關(guān)彈簧的下端頂緊在開關(guān)下接頭上端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開關(guān)工具，其特征在于內(nèi)筒上環(huán)臺(tái)的外側(cè)下部有上限位卡臺(tái)，上限位卡臺(tái)上端與上活塞環(huán)臺(tái)下端之間的上開關(guān)頭的內(nèi)壁上有上開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)，上開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)套裝在內(nèi)筒上環(huán)臺(tái)外部，上開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)的下端壓緊在上限位卡臺(tái)的上端面上；內(nèi)筒下環(huán)臺(tái)的外側(cè)上部有下限位卡臺(tái)，下限位卡臺(tái)下端與下活塞環(huán)臺(tái)上端之間的下開關(guān)頭的內(nèi)壁上有下開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)，下開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)套裝在內(nèi)筒下環(huán)臺(tái)外部，下開關(guān)內(nèi)環(huán)臺(tái)的上端壓緊在下限位卡臺(tái)的下端面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或5所述的開關(guān)工具，其特征在于鎖塊安裝槽的槽底上部和槽底下部分別設(shè)有彈簧座孔，對(duì)應(yīng)彈簧座孔位置的開關(guān)鎖塊內(nèi)側(cè)面上部和下部分別設(shè)有鎖塊簧孔，鎖塊彈簧的內(nèi)端安裝在彈簧座孔內(nèi)，鎖塊彈簧的外端安裝在鎖塊簧孔內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開關(guān)工具，其特征在于鎖塊安裝槽的槽底上部和槽底下部分別設(shè)有彈簧座孔，對(duì)應(yīng)彈簧座孔位置的開關(guān)鎖塊內(nèi)側(cè)面上部和下部分別設(shè)有鎖塊簧孔，鎖塊彈簧的內(nèi)端安裝在彈簧座孔內(nèi)，鎖塊彈簧的外端安裝在鎖塊簧孔內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或5或7所述的開關(guān)工具，其特征在于開關(guān)內(nèi)筒的上端有內(nèi)筒上軸頸，內(nèi)筒上軸頸的外側(cè)上部有螺紋并通過螺紋固定在開關(guān)上接頭的內(nèi)壁下部；開關(guān)內(nèi)筒的下端有內(nèi)筒下軸頸，內(nèi)筒下軸頸的外側(cè)下部有螺紋并通過螺紋固定在開關(guān)下接頭的內(nèi)壁上部。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的開關(guān)工具，其特征在于開關(guān)內(nèi)筒的上端有內(nèi)筒上軸頸，內(nèi)筒上軸頸的外側(cè)上部有螺紋并通過螺紋固定在開關(guān)上接頭的內(nèi)壁下部；開關(guān)內(nèi)筒的下端有內(nèi)筒下軸頸，內(nèi)筒下軸頸的外側(cè)下部有螺紋并通過螺紋固定在開關(guān)下接頭的內(nèi)壁上部。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6或7或8或9或所述的開關(guān)工具，其特征在于開關(guān)上接頭的下部有上接頭軸頸，上開關(guān)頭的上部套裝在上接頭軸頸外部并能上下滑動(dòng)，開關(guān)下接頭的上部有下接頭軸頸，下開關(guān)頭的下部套裝在下接頭軸頸外部并能上下滑動(dòng)^或/和，對(duì)應(yīng)上壓簧腔中部的上開關(guān)頭上有上平衡液孔，上平衡液孔的內(nèi)端與上壓簧腔相連通，對(duì)應(yīng)下壓簧腔中部的下開關(guān)頭上有下平衡液孔，下平衡液孔的內(nèi)端與下壓簧腔相連通。
【文檔編號(hào)】E21B43/26GK104314518SQ201410585901
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】陳若銘, 李曉軍, 張勝鵬, 趙博, 張昕, 王飛躍, 盧明 申請(qǐng)人:中國石油集團(tuán)西部鉆探工程有限公司