一種套管固井機(jī)械滑套及其專用開關(guān)裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種套管固井機(jī)械滑套及其專用開關(guān)裝置，套管固井機(jī)械滑套，包括中空的第一上接頭和中空的第一下接頭，第一上接頭上設(shè)有用以連通外部油層的工作油口，第一上接頭內(nèi)和第一下接頭內(nèi)安裝有可通過上下滑動用以啟閉工作油口的滑套，專用開關(guān)裝置包括一中空的中心管，所述中心管的上下兩端的外部分別套裝有活塞缸，所述中心管的外壁上位于兩個活塞缸之間的位置設(shè)有沉槽，沉槽內(nèi)安裝有可徑向移動并與滑套上的預(yù)留凹槽相配合的卡位裝置。當(dāng)專用開關(guān)下壓時，定位爪從兩個活塞缸之間伸出，并卡在滑套上的預(yù)留凹槽內(nèi)并帶動滑套向下移動，當(dāng)彈簧爪卡在下卡槽內(nèi)時，工作油口打開，使油層進(jìn)行復(fù)采成為可能。
【專利說明】一種套管固井機(jī)械滑套及其專用開關(guān)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種固井機(jī)械滑套及其專用開關(guān)裝置，屬于石油機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]地下原油的分布和存在狀態(tài)復(fù)雜多變，常見多儲層氣泡狀分布。油井在完鉆后下入套管，套管成為連接多個儲油層的主要通道，通過固井將套管與各儲油層間封堵，然后在需要采集的儲油層處將套管破壞，連通儲油層，從而使原油流入套管。
[0003]在前期工作完成后，確定好所要采集的儲油層，傳統(tǒng)的做法是使用專用的射孔彈將套管對應(yīng)油層的深度位置擊穿若干個孔洞，壓裂作業(yè)車在井口實施壓裂作業(yè)，從而打通套管與油層間的連接，油井正式投產(chǎn)。
[0004]采用傳統(tǒng)射孔工藝有諸多不足，如影響套管壽命、污染油層、施工工藝復(fù)雜、施工造價高昂等，并且必須按照由深及淺的順序?qū)Χ鄠€油層開采，對開發(fā)調(diào)整來說不夠靈活機(jī)動。在單個油層采集完畢后需上返其它油層時，還須在射孔位置用水泥封堵，封堵后將無法再次打開采集重新運移后的原油，影響油井的產(chǎn)能效益。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型要解決的問題是提供一種對油管無任何破壞，不污染油層，且一次采集完畢后可隨時關(guān)閉的套管固井機(jī)械滑套，需要打開時可再次打開，使油層進(jìn)行復(fù)采成為可能。
[0006]為了解決上述問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種套管固井機(jī)械滑套，包括中空的第一上接頭和中空的第一下接頭，第一上接頭上設(shè)有用以連通外部油層的工作油口，第一上接頭內(nèi)和第一下接頭內(nèi)安裝有可通過上下滑動用以啟閉工作油口的滑套。
[0008]以下是本實用新型對上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化:
[0009]所述第一上接頭和第一下接頭之間插接并通過防轉(zhuǎn)銷釘固定。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)化:滑套的下端位于第一下接頭內(nèi)并連接有彈簧爪。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)化:第一下接頭內(nèi)靠近滑套下端的位置間隔一定距離設(shè)置有上卡槽和下卡槽，彈簧爪隨滑套上下移動時，可分別卡在上卡槽內(nèi)或下卡槽內(nèi)，當(dāng)彈簧爪卡在上卡槽內(nèi)時，滑套上端將工作油口封閉，當(dāng)彈簧爪卡在下卡槽內(nèi)時，工作油口打開。
[0012]滑套的開關(guān)力由滑套末端的彈簧爪控制，可根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)計滑套的開關(guān)力通過改變上卡槽和下卡槽之間的距離實現(xiàn)。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)化:滑套的內(nèi)壁上靠近中間的位置設(shè)有預(yù)留凹槽。
[0014]本實用新型還提供一種可增加油井的壽命和經(jīng)濟(jì)效益，用于將套管固井機(jī)械滑套打開或關(guān)閉的專用開關(guān)裝置。
[0015]該專用開關(guān)裝置包括一中空的中心管，所述中心管的上下兩端的外部分別套裝有活塞缸，所述中心管的外壁上位于兩個活塞缸之間的位置設(shè)有沉槽，沉槽內(nèi)安裝有可徑向移動并與滑套上的預(yù)留凹槽相配合的卡位裝置。
[0016]以下是本實用新型對上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化:
[0017]卡位裝置包括安裝在沉槽內(nèi)的截面為梯形的定位爪，定位爪的兩個側(cè)面與兩個活塞缸之間分別滑動連接，所述定位爪可徑向移動。
[0018]進(jìn)一步優(yōu)化:所述中心管與定位爪之間安裝有可推動定位爪徑向移動的小彈簧。
[0019]使用時中心管加壓，l_2MPa即可壓縮大彈簧推動活塞缸移動，定位爪在小彈簧的彈力下支出，與滑套預(yù)留凹槽進(jìn)行配合實現(xiàn)開關(guān)動作。
[0020]進(jìn)一步優(yōu)化:其中一個活塞缸遠(yuǎn)離中心管的一端密封滑動連接有第二上接頭，所述第二上接頭與活塞缸的連接位置設(shè)置有環(huán)形的密封沉槽，在該密封沉槽內(nèi)安裝有大彈簧，所述大彈簧的兩端與第二上接頭和活塞缸分別連接；
[0021]所述活塞缸與第二上接頭和中心管的端部之間設(shè)有一環(huán)形的氣腔，所述中心管上設(shè)置有將氣腔與中心管內(nèi)部連通的通氣孔。
[0022]進(jìn)一步優(yōu)化:另一個活塞缸遠(yuǎn)離中心管的一端密封滑動連接有第二下接頭，所述第二下接頭與活塞缸的連接位置設(shè)置有環(huán)形的密封沉槽，在該密封沉槽內(nèi)安裝有大彈簧，所述大彈簧的兩端與第二下接頭和活塞缸分別連接；所述活塞缸與第二下接頭和中心管的端部之間設(shè)有一環(huán)形的氣腔，所述中心管上設(shè)置有將氣腔與中心管內(nèi)部連通的通氣孔
[0023]工作時，將專用開關(guān)放入套管固井機(jī)械滑套內(nèi)規(guī)定位置，使得定位爪與預(yù)留凹槽相對應(yīng)，然后在井口向與開關(guān)工具的中心管連接的鋼管內(nèi)施加一定氣壓時，氣體進(jìn)入氣腔內(nèi)并推動兩個活塞缸分別向兩端移動，此時，定位爪從兩個活塞缸之間伸出，并卡在滑套上的預(yù)留凹槽內(nèi)。
[0024]當(dāng)專用開關(guān)上提時，定位爪從兩個活塞缸之間伸出，并卡在滑套上的預(yù)留凹槽內(nèi)并帶動滑套上移，直至彈簧爪卡在上卡槽內(nèi)，滑套上端頂在止口上，滑套將工作油口封閉，外部的石油無法進(jìn)入井口，對油管無任何破壞，不污染油層。且一次采集完畢后可隨時關(guān)閉機(jī)械滑套。
[0025]當(dāng)專用開關(guān)下壓時，定位爪從兩個活塞缸之間伸出，并卡在滑套上的預(yù)留凹槽內(nèi)并帶動滑套向下移動，當(dāng)彈簧爪卡在下卡槽內(nèi)時，工作油口打開，使油層進(jìn)行復(fù)采成為可倉泛。
[0026]本實用新型可以根據(jù)生產(chǎn)需求在各個油層間任意打開或者關(guān)閉機(jī)械滑套，對油管無任何破壞，不污染油層，且一次采集完畢后可隨時關(guān)閉機(jī)械滑套，需要打開時可再次打開，使油層進(jìn)行復(fù)采成為可能，極大增加油井的壽命和經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)械滑套的開關(guān)施工工藝簡單、工期短、代價低廉、可反復(fù)使用。相對傳統(tǒng)射孔工藝具備絕對優(yōu)越性。
[0027]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]附圖1為本實用新型實施例中套管固井機(jī)械滑套的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]附圖2為本實用新型實施例中開關(guān)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]附圖3為本實用新型實施例中開關(guān)裝置裝入套管固井機(jī)械滑套中的工作室意圖。
[0031]圖中:1-第一上接頭；2_第一密封圈；3-滑套；4_第一下接頭；5_防轉(zhuǎn)銷釘；6-第二密封圈；7_定位爪；8_小彈簧；9_第二下接頭；10-彈簧爪；11-第二上接頭；12-大彈簧；13-活塞缸；14-第三密封圈；15-中心管；16-預(yù)留凹槽；17_氣腔；18_通氣孔；19_上卡槽；20-下卡槽；21_止口。

【具體實施方式】
[0032]實施例，如圖1所示，一種套管固井機(jī)械滑套，包括中空的第一上接頭I和中空的第一下接頭4，所述第一上接頭I和第一下接頭4之間插接并通過防轉(zhuǎn)銷釘5固定。
[0033]第一上接頭I和第一下接頭4內(nèi)安裝有可上下滑動的滑套3，第一上接頭I內(nèi)靠近滑套3上端部的位置設(shè)有用于阻止滑套3繼續(xù)向上滑動的止口 21。
[0034]第一上接頭I上靠近滑套3 —側(cè)的位置設(shè)有工作油口 22。
[0035]所述滑套3與第一上接頭I和第一下接頭4直接分別設(shè)有第一密封圈2?；?的其中一端位于第一下接頭4內(nèi)并連接有彈簧爪10。
[0036]第一下接頭4內(nèi)靠近滑套3下端的位置間隔一定距離設(shè)置有上卡槽19和下卡槽20，彈簧爪10隨滑套3上下移動時，可卡在上卡槽19內(nèi)或下卡槽20內(nèi)。
[0037]滑套3的內(nèi)壁上靠近中間的位置設(shè)有預(yù)留凹槽16。
[0038]當(dāng)彈簧爪10卡在上卡槽19內(nèi)時，滑套3上端將工作油口 22封閉，當(dāng)彈簧爪10卡在下卡槽20內(nèi)時，工作油口 22打開。
[0039]滑套的開關(guān)力由滑套末端的彈簧爪10控制，可根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)計滑套的開關(guān)力通過改變上卡槽19和下卡槽20之間的距離實現(xiàn)。
[0040]如圖2所示，一種用于打開上述套管固井機(jī)械滑套的專用開關(guān)裝置，包括一中空的中心管15，所述中心管15的上下兩端的外部分別套裝有活塞缸13，兩個活塞缸13與中心管15之間分別通過第二密封圈6密封連接。
[0041]其中一個活塞缸13遠(yuǎn)離中心管15的一端通過第三密封圈14密封滑動連接有第二上接頭11，所述第二上接頭11與活塞缸13的連接位置設(shè)置有環(huán)形的密封沉槽，在該密封沉槽內(nèi)安裝有大彈簧12，所述大彈簧12的兩端與第二上接頭11和活塞缸13分別連接。
[0042]所述活塞缸13與第二上接頭11和中心管15的端部之間設(shè)有一環(huán)形的氣腔17，所述中心管15上設(shè)置有將氣腔17與中心管15內(nèi)部連通的通氣孔18。
[0043]另一個活塞缸13遠(yuǎn)離中心管15的一端通過第三密封圈14密封滑動連接有第二下接頭9，所述第二下接頭9與活塞缸13的連接位置設(shè)置有環(huán)形的密封沉槽，在該密封沉槽內(nèi)安裝有大彈簧12，所述大彈簧12的兩端與第二下接頭9和活塞缸13分別連接。
[0044]所述活塞缸13與第二下接頭9和中心管15的端部之間設(shè)有一環(huán)形的氣腔17，所述中心管15上設(shè)置有將氣腔17與中心管15內(nèi)部連通的通氣孔18。
[0045]所述中心管15的外壁上位于兩個活塞缸13之間的位置設(shè)有沉槽，沉槽內(nèi)安裝有可徑向移動并與滑套3上的預(yù)留凹槽16相配合的卡位裝置?？ㄎ谎b置包括安裝在沉槽內(nèi)的截面為梯形的定位爪7，定位爪7的兩個側(cè)面與兩個活塞缸13之間分別滑動連接，所述定位爪7可徑向移動。
[0046]所述中心管15與定位爪7之間安裝有可推動定位爪7徑向移動的小彈簧8。
[0047]使用時中心管15加壓，l-2MPa即可壓縮大彈簧12推動活塞缸13移動，定位爪7在小彈簧8的彈力下支出，與滑套預(yù)留凹槽16進(jìn)行配合實現(xiàn)開關(guān)動作。
[0048]如圖3所示，工作時，將專用開關(guān)放入套管固井機(jī)械滑套內(nèi)規(guī)定位置，使得定位爪7與預(yù)留凹槽16相對應(yīng)，然后在井口向與開關(guān)工具的中心管15連接的鋼管內(nèi)施加一定氣壓時，氣體進(jìn)入氣腔17內(nèi)并推動兩個活塞缸13分別向兩端移動，此時，定位爪7從兩個活塞缸13之間伸出，并卡在滑套3上的預(yù)留凹槽16內(nèi)。
[0049]然后在井口處通過與開關(guān)工具連接的鋼管的上提或下壓實現(xiàn)機(jī)械滑套的開關(guān)轉(zhuǎn)換。
[0050]當(dāng)專用開關(guān)上提時，定位爪7從兩個活塞缸13之間伸出，并卡在滑套3上的預(yù)留凹槽16內(nèi)并帶動滑套3上移，直至彈簧爪10卡在上卡槽19內(nèi)，滑套3上端頂在止口 21上，滑套3將工作油口 22封閉，外部的石油無法進(jìn)入井口，對油管無任何破壞，不污染油層。且一次采集完畢后可隨時關(guān)閉機(jī)械滑套。
[0051]當(dāng)專用開關(guān)下壓時，定位爪7從兩個活塞缸13之間伸出，并卡在滑套3上的預(yù)留凹槽16內(nèi)并帶動滑套3向下移動，當(dāng)彈簧爪10卡在下卡槽20內(nèi)時，工作油口 22打開，使油層進(jìn)行復(fù)采成為可能。
[0052]本實用新型通過專用開關(guān)打開任意層段滑套，起出開關(guān)工具，進(jìn)行套管壓裂，也可下放開關(guān)工具后進(jìn)行油套環(huán)空壓裂。壓后關(guān)閉滑套，依此可實現(xiàn)全井多段加砂壓裂。
[0053]本實用新型可免除射孔施工環(huán)節(jié)，通過專用開關(guān)打開任意層段滑套，起出開關(guān)工具，進(jìn)行套管壓裂，也可下放開關(guān)工具后進(jìn)行油套環(huán)空壓裂。壓后關(guān)閉滑套，依此可實現(xiàn)全井多段加砂壓裂。
[0054]同時，本實用新型在壓裂施工時可任意選擇層段進(jìn)行施工，無需按順序逐層施工。操作過程如下:
[0055]油井完鉆后，地質(zhì)部門根據(jù)測井、錄井等資料，預(yù)先確定需要投產(chǎn)的儲油層。在下套管時，通過計算排列，將多個機(jī)械滑套串接在套管上并準(zhǔn)確下到相應(yīng)儲油層的深度。完井后，根據(jù)生產(chǎn)要求，使用專用開關(guān)將相應(yīng)的機(jī)械滑套打開，再上壓裂作業(yè)貫通套管與油層。
【權(quán)利要求】
1.一種套管固井機(jī)械滑套，包括中空的第一上接頭(I)和中空的第一下接頭(4)，其特征在于: 第一上接頭(I)上設(shè)有用以連通外部油層的工作油口(22)，第一上接頭(I)內(nèi)和第一下接頭(4)內(nèi)安裝有可通過上下滑動用以啟閉工作油口(22)的滑套(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種套管固井機(jī)械滑套，其特征在于: 所述第一上接頭(I)和第一下接頭(4)之間插接并通過防轉(zhuǎn)銷釘(5)固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種套管固井機(jī)械滑套，其特征在于: 滑套(3)的下端位于第一下接頭(4)內(nèi)并連接有彈簧爪(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種套管固井機(jī)械滑套，其特征在于: 第一下接頭(4)內(nèi)靠近滑套(3)下端的位置間隔一定距離設(shè)置有上卡槽(19)和下卡槽(20)； 彈簧爪(10 )隨滑套(3 )上下移動時，可分別卡在上卡槽(19 )內(nèi)或下卡槽(20 )內(nèi)，當(dāng)彈簧爪(10)卡在上卡槽(19)內(nèi)時，滑套(3)上端將工作油口(22)封閉，當(dāng)彈簧爪(10)卡在下卡槽(20)內(nèi)時，工作油口(22)打開。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種套管固井機(jī)械滑套，其特征在于: 滑套(3)的內(nèi)壁上靠近中間的位置設(shè)有預(yù)留凹槽(16)。
6.一種用于打開如權(quán)利要求5所述的一種套管固井機(jī)械滑套的專用開關(guān)裝置，包括一中空的中心管(15)，其特征在于: 所述中心管(15)的上下兩端的外部分別套裝有活塞缸(13)，所述中心管(15)的外壁上位于兩個活塞缸(13)之間的位置設(shè)有沉槽，沉槽內(nèi)安裝有可徑向移動并與滑套(3)上的預(yù)留凹槽(16)相配合的卡位裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種專用開關(guān)裝置，其特征在于: 卡位裝置包括安裝在沉槽內(nèi)的截面為梯形的定位爪(7)，定位爪(7)的兩個側(cè)面與兩個活塞缸(13)之間分別滑動連接，所述定位爪(7)可徑向移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種專用開關(guān)裝置，其特征在于: 所述中心管(15)與定位爪(7)之間安裝有可推動定位爪(7)徑向移動的小彈簧(8)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種專用開關(guān)裝置，其特征在于: 其中一個活塞缸(13)遠(yuǎn)離中心管(15)的一端密封滑動連接有第二上接頭(11)，所述第二上接頭(11)與活塞缸(13)的連接位置設(shè)置有環(huán)形的密封沉槽，在該密封沉槽內(nèi)安裝有大彈簧(12)，所述大彈簧(12)的兩端與第二上接頭(11)和活塞缸(13)分別連接； 所述活塞缸(13)與第二上接頭(11)和中心管(15)的端部之間設(shè)有一環(huán)形的氣腔(17)，所述中心管(15)上設(shè)置有將氣腔(17)與中心管(15)內(nèi)部連通的通氣孔(18)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種專用開關(guān)裝置，其特征在于: 另一個活塞缸(13)遠(yuǎn)離中心管(15)的一端密封滑動連接有第二下接頭(9)，所述第二下接頭(9)與活塞缸(13)的連接位置設(shè)置有環(huán)形的密封沉槽，在該密封沉槽內(nèi)安裝有大彈簧(12)，所述大彈簧(12)的兩端與第二下接頭(9)和活塞缸(13)分別連接； 所述活塞缸(13)與第二下接頭(9)和中心管(15)的端部之間設(shè)有一環(huán)形的氣腔(17)，所述中心管(15)上設(shè)置有將氣腔(17)與中心管(15)內(nèi)部連通的通氣孔(18)。
【文檔編號】E21B17/00GK204152448SQ201420485285
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】張曉暉 申請人:青州市春暉科技發(fā)展有限公司