延時啟動壓裂滑套的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種破裂盤式延時驅(qū)動開啟滑套，屬油氣井壓裂作業(yè)和固井井下工具領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]自20世紀60年代后，壓裂技術(shù)廣泛地應(yīng)用于我國油氣田的增產(chǎn)作業(yè)中。壓裂的目的主要是改善油層的物理結(jié)構(gòu)，人為地改善油層的滲透能力，使得油井獲得增產(chǎn)效果。壓裂技術(shù)的實質(zhì)是利用高壓栗組將具有一定粘度的液體高速注入地層。當栗的注入速度大于地層的吸收速度時，地層就會產(chǎn)生破裂或使原來的微小縫隙擴大張開，形成較大的裂縫。隨著液體的不斷注入，已形成的裂縫不斷向內(nèi)延伸。為防止停栗后，裂縫在上部巖層的重力下重新閉合，要在所注入的液體中加入支撐劑以支撐縫隙面，避免其重新閉合。因此，壓裂作業(yè)相關(guān)配套設(shè)備得以廣泛應(yīng)用，而壓裂滑套就是壓裂過程中廣泛應(yīng)用的工具之一。
[0003]目前油氣井壓裂作業(yè)中所使用的壓裂滑套，多是針對水平油井裸眼多段壓裂環(huán)境而設(shè)計的，每一個產(chǎn)層，都由滑套作為壓裂和生產(chǎn)通道，并在滑套上下用封隔器做卡層。壓裂完井生產(chǎn)管柱中最底部的滑套，一般是由壓差滑套構(gòu)成，在壓差作用下，壓差滑套打開建立首層壓裂通道。常規(guī)壓差滑套主要應(yīng)用于裸眼井分段壓裂作業(yè)中，并且不需要進行全井筒試壓情況下。如果在固井環(huán)境下，水泥漿容易通過傳壓孔侵入到液壓腔內(nèi)，從而影響壓差滑套的開啟。另外，如果客戶要求在打開前進行全井筒的試壓作業(yè)，常規(guī)的壓差滑套由于受到剪切銷釘剪切力的限制往往很難達到所要求的試壓壓力。
[0004]固井壓裂管柱中，作業(yè)步驟是先固井，后壓裂，可能有水泥殘留在壓差滑套內(nèi)壁，造成凝結(jié)，從而造成滑套不能正常打開。有一定的風險；另外壓差滑套的剪切銷釘?shù)募羟兄挡环€(wěn)定，也造成了滑套不能正常打開或過早打開的詬病。
[0005]與常規(guī)壓差滑套不同，破裂盤式壓差滑套內(nèi)傳壓孔不直接與滑套內(nèi)腔相聯(lián)通，而是通過在傳壓孔位置安裝破裂盤，將其與內(nèi)腔隔開。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的是提供一種可靠的，固井壓裂滑套?；椎拈_啟活塞由壓力驅(qū)動，壓力傳遞路徑中安裝有破裂盤，根據(jù)井況，設(shè)計相應(yīng)的破裂盤破裂值，保證在設(shè)計的壓力范圍中可以打通破裂盤，壓力驅(qū)動滑套活塞運動，從而達到開啟滑套的目的。
[0007]本實用新型的破裂盤滑套，包括頂部接頭、滑套活塞、滑套外筒、破裂盤，底部接頭、C型環(huán)以及若干密封圈和銷釘。
[0008]其中，所述滑套頂部接頭其特征在于頂部接頭I與滑套滑套主軸10螺紋連接;頂部接頭I與頂部密封環(huán)8由密封圈4和密封擋圈5配合安裝;密封環(huán)8與滑套頂部接頭I之間安裝有配長環(huán)3;滑套頂部外筒9與滑套密封環(huán)8緊密配合并由密封圈7和密封擋圈6實現(xiàn)密封;滑套頂部外筒9與T型定位導流環(huán)14螺紋連接，由密封圈12和密封擋圈13實現(xiàn)密封，T型定位倒流環(huán)與滑套主軸10之間由密封圈19和密封擋圈18實現(xiàn)密封;滑套底部外筒17與T型定位導流環(huán)14螺紋連接，由密封圈13和密封擋圈12實現(xiàn)密封;滑套主軸10與底部外筒17之間安裝了活塞22，活塞22與滑套底部外筒17和主軸10之間均由密封圈和密封圈擋圈實現(xiàn)密封?；椎撞客馔?7與主軸10螺紋連接并由密封圈13和密封擋圈12實現(xiàn)密封;頂部接頭I與主軸10之間相對固定;頂部接頭I與配長環(huán)3之間相對固定。頂部接頭I與滑套頂部外筒9相對固定；
[0009]頂部接頭I設(shè)計有軸向陣列四個定位銷釘2。
[0010]滑套主軸10底部安裝由軸向均列的2個破裂盤20，破裂盤由密封圈和密封擋圈實現(xiàn)外緣面的密封。
[0011 ]滑套頂部外筒9和底部外筒17上設(shè)計有各一個孔，與內(nèi)腔聯(lián)通;分別由頂部密封腔體死堵11和腔體死堵16實現(xiàn)堵死密封。
[0012]滑套主軸10底部與滑套底部外筒17均設(shè)計有圓周均布陣列的4個導流孔21。
[0013]T型定位導流環(huán)14使液體流動方向唯一，由底部腔體單向流向頂部腔體。
[0014]滑套頂部腔體與底部腔體內(nèi)工作前均注滿液體，滑套活塞可以在壓力驅(qū)動下由底部移動到頂部。
[0015]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點:
[0016]1、隨油管一趟下入，無需射孔，壓裂作業(yè)一趟連續(xù)完成，節(jié)省了時間。
[0017]2、無需射孔，無需額外的封隔器卡層，節(jié)省了成本。不需要懸掛器，油管直接回接到井口。
[0018]3、壓裂完成后油管內(nèi)保持通徑，方便了以后的修井作業(yè)。
[0019]4、破裂盤式壓差滑套由于是破裂盤設(shè)計，其破裂盤的破裂壓力非常準確，一般開啟壓力誤差在±2%范圍之內(nèi)，并安裝兩個破裂盤確保其成功打開。而常規(guī)的壓差滑套的開啟壓力誤差在±15?30 %。破裂盤的設(shè)計開啟壓力(靜液柱壓力)可以在5，500ps1-17，500psi范圍內(nèi)選擇，滿足各種情況下的施工要求。
[0020]6、破裂盤式壓差滑套不僅僅可以應(yīng)用在固井滑套多層分段壓裂作業(yè)中，還可以與橋塞射孔連作系統(tǒng)配合使用，通過在第一段位置安裝該滑套，壓裂施工中直接管內(nèi)打壓開啟壓差滑套進行第一段的施工作業(yè)，省去了一趟連續(xù)油管下入射孔作業(yè)的費用，同時也減少了作業(yè)時間和作業(yè)風險。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為不意圖
[0022]I頂部接頭；2定位銷釘；3配長環(huán);4定位銷釘;5密封圈擋圈；6密封圈；7密封圈擋圈；8密封圈；9頂部密封環(huán)；10滑套外筒頂部；11滑套主軸；12密封圈擋圈；13密封圈；14 T型定位環(huán)；15密封圈；16密封圈；17滑套外筒底部；18密封圈擋圈；19密封圈；20破裂盤;21滑套導流槽;22活塞；
【具體實施方式】
[0023]破裂盤安裝在滑套底部本體，當滑套內(nèi)部壓力增大時，破裂盤會在設(shè)計壓力作用下聯(lián)通內(nèi)外，壓力隨即傳遞到活塞，活塞在壓力作用下剪切定位銷釘，并在壓力作用下完成位置行程。當活塞上安裝的C環(huán)移動到大徑位置時，C環(huán)膨脹，導致滑套活塞位移不可逆，達到鎖定滑套活塞的作用，從而保證滑套一旦打開即鎖定打開狀態(tài)。
【主權(quán)項】
1.延遲開啟壓裂滑套，其特征在于頂部接頭與滑套主軸螺紋連接;頂部接頭與頂部密封環(huán)由密封圈和密封擋圈配合安裝;密封環(huán)與滑套頂部接頭之間安裝有配長環(huán);滑套頂部外筒與滑套密封環(huán)緊密配合并由密封圈和密封擋圈實現(xiàn)密封;滑套頂部外筒與T型定位導流環(huán)螺紋連接，由密封圈和密封擋圈實現(xiàn)密封;T型定位倒流環(huán)與滑套主軸之間由密封圈和密封擋圈實現(xiàn)密封;滑套底部外筒與T型定位導流環(huán)螺紋連接，由密封圈和密封擋圈實現(xiàn)密封;滑套主軸與底部外筒之間安裝了活塞，活塞與滑套底部外筒和主軸之間均由密封圈和密封圈擋圈實現(xiàn)密封;滑套底部外筒與主軸螺紋連接并由密封圈和密封擋圈實現(xiàn)密封;頂部接頭與主軸之間相對固定;頂部接頭與配長環(huán)之間相對固定;頂部接頭與滑套頂部外筒相對固定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的延遲開啟壓裂滑套，其特征在于頂部接頭設(shè)計有軸向陣列四個定位銷釘。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的延遲開啟壓裂滑套，其特征在于滑套主軸底部安裝由軸向均列的2個破裂盤，破裂盤由密封圈和密封擋圈實現(xiàn)外緣面的密封。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的延遲開啟壓裂滑套，其特征在于滑套頂部外筒和底部外筒上設(shè)計有各一個孔，與內(nèi)腔聯(lián)通;分別由頂部密封腔體死堵和腔體死堵實現(xiàn)堵死密封。5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的延遲開啟壓裂滑套，其特征在于滑套主軸底部與滑套底部外筒均設(shè)計有圓周均布陣列的4個導流孔。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的延遲開啟壓裂滑套，其特征在于T型定位導流環(huán)內(nèi)設(shè)計有單流閥，單流閥使液體流動方向唯一，由底部腔體單向流向頂部腔體。7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的延遲開啟壓裂滑套，其特征在于滑套頂部腔體與底部腔體內(nèi)工作前均注滿液體，滑套活塞可以在壓力驅(qū)動下由底部移動到頂部。
【專利摘要】延遲開啟滑套內(nèi)傳壓孔不直接與滑套內(nèi)腔相聯(lián)通，而是通過在傳壓孔位置安裝破裂盤，將其與內(nèi)腔隔開；滑套在破裂盤打通啟動開啟動作后，壓縮腔體內(nèi)的液體，使滑套從開啟啟動到完全開啟具有一定的時間延遲。達到特定作用。該滑套的開啟活塞由壓力驅(qū)動，壓力傳遞路徑中安裝有破裂盤，保證在設(shè)計的壓力范圍內(nèi)可以打通破裂盤?；字性O(shè)計有活塞運動腔和液體壓縮腔；液體壓縮腔體內(nèi)充滿液體，活塞在壓力作用下壓縮液體壓縮腔，將液體壓縮腔內(nèi)液體通過單流閥壓入活塞運動腔；液體壓縮過程需要一定的時間，達到延遲開啟的目的。當活塞移動到設(shè)計位置時，滑套即處于打開狀態(tài)。由于液體只能單項流到活塞運動腔，從而使滑套打開后保證開啟狀態(tài)。
【IPC分類】E21B43/267, E21B34/06
【公開號】CN205117285
【申請?zhí)枴緾N201520510013
【發(fā)明人】魏萍, 李恒, 王占舉, 張新安, 曾祥晉, 胡秀利, 曹慶偉
【申請人】北京佰文恒新能源服務(wù)有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年7月15日