固井滑套的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及用于油氣鉆井的固井滑套【技術領域】，是一種固井滑套，其包括滑套上接頭、滑套外筒、滑套下接頭和滑套內筒；滑套外筒上部固定安裝有滑套上接頭，滑套外筒下部固定安裝有滑套下接頭，滑套上接頭與滑套下接頭之間的滑套外筒內腔內套裝有滑套內筒，滑套外筒下部設有壓裂孔；滑套內筒的外側設有彈性鎖定部，滑套外筒的上部內壁上和下部內壁上分別設有能夠與彈性鎖定部相配合的上鎖定槽和下鎖定槽。本實用新型結構合理而緊湊，使用方便，其通過開關工具帶動滑套內筒上下移動實現壓裂孔的自由開關，通過護孔板能夠防止井內碎屑和固井水泥漿進入滑套內部，可實現無級差分段壓裂，具有安全、可靠、省力、簡便的特點。
【專利說明】固井滑套
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及用于油氣鉆井的固井滑套【技術領域】，是一種固井滑套。
【背景技術】
[0002]目前隨著各類非常規油氣藏的勘探與開發，套管固井分段壓裂技術越來越受到認可與重視，廣泛應用于低滲油氣藏、薄層油藏、頁巖氣以及煤層氣等非常規油氣藏的增產改造，具有廣闊的應用前景。機械開關式固井滑套作為套管固井分級壓裂作業中的配套工具，具有高開關穩定性，高密封性和高施工可靠性的特點。與投球滑套、液壓滑套等技術相比，其結構簡單、壓裂級數不受限制、可自由關閉，具有獨特的優勢。但是在現場應用中，機械開關式滑套往往由于井內碎屑與固井水泥漿進入滑套內部，造成滑套開關不暢、易卡死、可靠性差問題，給現場進行壓裂施工帶來諸多不便，進而影響到壓裂完井作業的順利進行，甚至影響到該井的后續生產作業。此外，現有固井滑套還存在內外筒接觸面處易磨損腐蝕的問題。
【發明內容】
[0003]本實用新型提供了一種固井滑套，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有固井滑套存在的井內碎屑及水泥漿易進入滑套內，造成滑套開關不暢、易卡死、可靠性差的問題。
[0004]本實用新型還進一步解決了現有固井滑套內外筒接觸面處易磨損腐蝕的問題。
[0005]本實用新型的技術方案是通過以下措施來實現的:一種固井滑套，包括滑套上接頭、滑套外筒、滑套下接頭和滑套內筒；滑套外筒上部固定安裝有滑套上接頭，滑套外筒下部固定安裝有滑套下接頭，滑套上接頭與滑套下接頭之間的滑套外筒內腔內套裝有滑套內筒，滑套外筒下部設有壓裂孔；滑套內筒的外側設有彈性鎖定部，滑套外筒的上部內壁上和下部內壁上分別設有能夠與彈性鎖定部相配合的上鎖定槽和下鎖定槽，上鎖定槽能夠將滑套內筒固定在滑套外筒內腔上部而使壓裂孔開啟，滑套內筒通過彈性鎖定部和下鎖定槽固定在滑套外筒內腔下部并使壓裂孔關閉；對應壓裂孔位置的滑套外筒外部固定有能夠隨打壓而破碎的護孔板；滑套內筒的內壁上設有能夠裝卡開關工具的卡定部。
[0006]下面是對上述實用新型技術方案的進一步優化或/和改進:
[0007]上述上鎖定槽和下鎖定槽的上端面分別可為上小下大的導向面，上鎖定槽和下鎖定槽的下端面分別可為上大下小的導向面，與上鎖定槽或下鎖定槽相配合處的彈性鎖定部外側上端為上小下大的導向面，與上鎖定槽或下鎖定槽相配合處的彈性鎖定部外側下端為上大下小的導向面；或/和，對應上述壓裂孔位置的滑套外筒的外側面上可有護板安裝槽，護孔板安裝在護板安裝槽內。
[0008]上述彈性鎖定部可為鎖定凸臺，滑套內筒的上部外側圓周均勻分布有不少于兩個的長孔或開口槽，所述長孔的長軸沿滑套內筒的軸向布置，所述開口槽的開口端位于滑套內筒的上端面上，鎖定凸臺位于相鄰兩個長孔或開口槽之間的滑套內筒外側面上；或者，彈性鎖定部為活動卡塊，對應活動卡塊位置的滑套內筒的上部外側設有卡塊安裝槽，活動卡塊安裝在卡塊安裝槽內，卡塊安裝槽的槽底與活動卡塊之間安裝有彈簧。
[0009]上述卡定部可包括上卡定臺、中支撐環臺和下卡定臺，滑套內筒的上部內壁上和下部內壁上分別有上環槽和下環槽并使滑套內筒的內壁由上而下依次形成上卡定臺、中支撐環臺和下卡定臺；上卡定臺的上端面為上大下小的上卡臺錐面，上卡定臺的下端面為平面；中支撐環臺的上端面為上大下小的中環臺上錐面，中支撐環臺的下端面為上小下大的中環臺下錐面；下卡定臺的上端面為平面，下卡定臺的下端面為上小下大的下卡臺錐面。
[0010]上述滑套上接頭的下部可有上接頭軸頸，上接頭軸頸的外側上部有螺紋并通過螺紋固定在滑套外筒的內壁上部；滑套下接頭的上部可有下接頭軸頸，下接頭軸頸的外側下部有螺紋并通過螺紋固定在滑套外筒的內壁下部；上述上接頭軸頸的內壁下端可為上小下大的上接頭丟手錐面，下接頭軸頸的內壁上端可為上大下小的下接頭丟手錐面；對應上接頭軸頸螺紋下方的上接頭軸頸外側面上可有上接頭密封槽并安裝有密封圈，對應下接頭軸頸螺紋上方的下接頭軸頸外側面上可有下接頭密封槽并安裝有密封圈。
[0011]上述滑套外筒的內壁上可有防磨損腐蝕涂層；或/和，滑套內筒的外側面上可有防磨損腐蝕涂層；或/和，護孔板可為可降解材料護孔板；或/和，對應上述壓裂孔上方位置的滑套內筒外側面上可有內筒上密封槽并安裝有密封圈，對應壓裂孔下方位置的滑套內筒外側面上可有內筒下密封槽并安裝有密封圈。
[0012]本實用新型結構合理而緊湊，使用方便，其通過開關工具帶動滑套內筒上下移動實現壓裂孔的自由開關，通過護孔板能夠防止井內碎屑和固井水泥漿進入滑套內部，可實現無級差分段壓裂，具有安全、可靠、省力、簡便的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]附圖1為本實用新型最佳實施例的主視半剖視結構示意圖。
[0014]附圖2為本實用新型最佳實施例通過開關工具打開壓裂孔時的工作狀態示意圖。
[0015]附圖3為本實用新型最佳實施例通過開關工具關閉壓裂孔時的工作狀態示意圖。
[0016]附圖中的編碼分別為:1為滑套上接頭，2為滑套外筒，3為滑套下接頭，4為滑套內筒，5為壓裂孔,6為上鎖定槽,7為下鎖定槽,8為護孔板,9為鎖定凸臺，10為長孔,11為上卡定臺，12為中支撐環臺，13為下卡定臺，14為上環槽,15為下環槽,16為上卡臺錐面，
17為中環臺上錐面，18為中環臺下錐面，19為下卡臺錐面,20為護板安裝槽,21為上接頭軸頸，22為下接頭軸頸，23為上接頭丟手錐面，24為下接頭丟手錐面，25為上接頭密封槽，26為下接頭密封槽，27為內筒上密封槽，28為內筒下密封槽。
【具體實施方式】
[0017]本實用新型不受下述實施例的限制，可根據本實用新型的技術方案與實際情況來確定具體的實施方式。
[0018]在本實用新型中，為了便于描述，各部件的相對位置關系的描述均是根據說明書附圖1的布圖方式來進行描述的，如:前、后、上、下、左、右等的位置關系是依據說明書附圖的布圖方向來確定的。
[0019]下面結合實施例及附圖對本實用新型作進一步描述:
[0020]如附圖1、2所示，該固井滑套包括滑套上接頭1、滑套外筒2、滑套下接頭3和滑套內筒4;滑套外筒2上部固定安裝有滑套上接頭1，滑套外筒2下部固定安裝有滑套下接頭3，滑套上接頭I與滑套下接頭3之間的滑套外筒2內腔內套裝有滑套內筒4，滑套外筒2下部設有壓裂孔5;滑套內筒4的外側設有彈性鎖定部，滑套外筒2的上部內壁上和下部內壁上分別設有能夠與彈性鎖定部相配合的上鎖定槽6和下鎖定槽7，上鎖定槽6能夠將滑套內筒4固定在滑套外筒2內腔上部而使壓裂孔5開啟，滑套內筒4通過彈性鎖定部和下鎖定槽7固定在滑套外筒2內腔下部并使壓裂孔5關閉；對應壓裂孔5位置的滑套外筒2外部固定有能夠隨打壓而破碎的護孔板8;滑套內筒4的內壁上設有能夠裝卡開關工具的卡定部。本實用新型可實現無級差分段壓裂，通過開關工具帶動滑套內筒4上下移動實現壓裂孔5的自由開關，通過護孔板8能夠防止井內碎屑和固井水泥漿進入滑套內部，從而能夠提高滑套開關的順暢性，使滑套開關時不易卡死，提高了本實用新型的可靠性，護孔板8具備一定的強度和耐磨性，在入井過程中不易滑脫和損壞，能防止井內固井雜質進入滑套壓裂孔5內，護孔板8能夠隨打壓而破碎，可以保證工作打壓時及時脫落，不影響地縫的起裂壓力。
[0021]可根據實際需要，對上述固井滑套作進一步優化或/和改進:
[0022]如附圖1所示，上鎖定槽6和下鎖定槽7的上端面分別為上小下大的導向面，上鎖定槽6和下鎖定槽7的下端面分別為上大下小的導向面，與上鎖定槽6或下鎖定槽7相配合處的彈性鎖定部外側上端為上小下大的導向面，與上鎖定槽6或下鎖定槽7相配合處的彈性鎖定部外側下端為上大下小的導向面；或/和，對應壓裂孔5位置的滑套外筒2的外側面上有護板安裝槽20，護孔板8安裝在護板安裝槽20內。導向面可以為錐面或斜面或曲面，通過上導向面和下導向面能夠進一步提高滑套開關的順暢性；通過護板安裝槽20安裝護孔板8，能夠避免護孔板8凸出滑套外筒2的外側面。
[0023]如附圖1所示，彈性鎖定部為鎖定凸臺9，滑套內筒4的上部外側圓周均勻分布有不少于兩個的長孔10或開口槽，所述長孔10的長軸沿滑套內筒4的軸向布置，所述開口槽的開口端位于滑套內筒4的上端面上，鎖定凸臺9位于相鄰兩個長孔10或開口槽之間的滑套內筒4外側面上；或者,彈性鎖定部為活動卡塊,對應活動卡塊位置的滑套內筒4的上部外側設有卡塊安裝槽，活動卡塊安裝在卡塊安裝槽內，卡塊安裝槽的槽底與活動卡塊之間安裝有彈簧。當彈性鎖定部為鎖定凸臺9時，通過長孔10或開口槽使滑套內筒4上部的鎖定凸臺9具有彈性，當彈性鎖定部為活動卡塊時，活動卡塊外端能夠卡在上鎖定槽6或下鎖定槽7內，使滑套內筒4固定在滑套外筒2內腔上部或內腔下部；通過開關工具帶動彈性鎖定部和滑套內筒4上移，直至彈性鎖定部卡在上鎖定槽6內，滑套內筒4鎖定在滑套外筒2內腔上部，壓裂孔5保持開啟狀態，通過開關工具帶動彈性鎖定部和滑套內筒4下移，直至彈性鎖定部卡在下鎖定槽7內，滑套內筒4鎖定在滑套外筒2內腔下部，壓裂孔5保持關閉狀態。
[0024]如附圖1所示，卡定部包括上卡定臺11、中支撐環臺12和下卡定臺13，滑套內筒4的上部內壁上和下部內壁上分別有上環槽14和下環槽15并使滑套內筒4的內壁由上而下依次形成上卡定臺11、中支撐環臺12和下卡定臺13;上卡定臺11的上端面為上大下小的上卡臺錐面16，上卡定臺11的下端面為平面；中支撐環臺12的上端面為上大下小的中環臺上錐面17，中支撐環臺12的下端面為上小下大的中環臺下錐面18;下卡定臺13的上端面為平面，下卡定臺13的下端面為上小下大的下卡臺錐面19。上卡定臺11、中支撐環臺12和下卡定臺13與開關工具相匹配，能夠依靠開關工具自由實現本實用新型打開與關閉壓裂孔5的功能。
[0025]如附圖1所示，滑套上接頭I的下部有上接頭軸頸21，上接頭軸頸21的外側上部有螺紋并通過螺紋固定在滑套外筒2的內壁上部；滑套下接頭3的上部有下接頭軸頸22，下接頭軸頸22的外側下部有螺紋并通過螺紋固定在滑套外筒2的內壁下部；上接頭軸頸21的內壁下端為上小下大的上接頭丟手錐面23，下接頭軸頸22的內壁上端為上大下小的下接頭丟手錐面24;對應上接頭軸頸21螺紋下方的上接頭軸頸21外側面上有上接頭密封槽25并安裝有密封圈，對應下接頭軸頸22螺紋上方的下接頭軸頸22外側面上有下接頭密封槽26并安裝有密封圈。通過上接頭丟手錐面23和下接頭丟手錐面24能夠實現開關工具的順利丟手；通過上接頭密封槽25、下接頭密封槽26和密封圈能夠保證滑套上接頭1、滑套外筒2、滑套下接頭3連接處的密封性能。
[0026]如附圖1所示，滑套外筒2的內壁上有防磨損腐蝕涂層；或/和，滑套內筒4的外側面上有防磨損腐蝕涂層；或/和，護孔板8為可降解材料護孔板；或/和，對應壓裂孔5上方位置的滑套內筒4外側面上有內筒上密封槽27并安裝有密封圈，對應壓裂孔5下方位置的滑套內筒4外側面上有內筒下密封槽28并安裝有密封圈。在滑套外筒2和滑套內筒4的接觸面涂有防磨損腐蝕涂層，能夠保證滑套性能穩定可靠，延長其使用壽命；可降解材料護孔板可以為無機可降解材料或者有機可降解材料或者可降解復合材料，脫落后能夠降解，更加綠色環保；護孔板8最好通過粘合安裝在滑套外筒2外部，不但安裝簡便，而且能夠防止井內碎屑及固井水泥漿通過壓裂孔5進入本實用新型內部；通過內筒上密封槽27、內筒下密封槽28和密封圈能夠保證滑套內筒4關閉后壓裂孔5處的密封性能。
[0027]以上技術特征構成了本實用新型的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據實際需要增減非必要的技術特征，來滿足不同情況的需求。
[0028]本實用新型最佳實施例的使用過程:當本實用新型下到井下預定位置后，下入開關工具至滑套內筒4內，此時滑套內筒4的彈性鎖定部卡在滑套外筒2的下鎖定槽7處，壓裂孔5處于關閉狀態，護孔板8呈完好狀態，能夠提供有限密封，并能防止井內固井雜質進入壓裂孔5內，地面打壓至一定壓力，上提開關工具，如附圖2所示，當開關工具的鎖塊位于在滑套內筒4內的上卡定臺11處時，在壓力與彈簧的作用下，開關工具中的鎖塊伸出，與滑套內筒4的上卡定臺11配合并鎖定，繼續上提開關工具，滑套內筒4與開關工具一同向上滑動，護孔板8在壓力下破碎，直至滑套內筒4的彈性鎖定部卡在滑套外筒2的上鎖定槽6處，壓裂孔5完全打開，即可進行后續壓裂作業；壓裂作業結束后，可根據需求下入開關工具，地面打壓至一定壓力后，如附圖3所示，開關工具下行至滑套內筒4的下卡定臺13處，
開關工具中的鎖塊伸出，與下卡定臺13配合并鎖定，將開關工具下壓帶動內筒向下滑動，直至滑套內筒4的彈性鎖定部卡在滑套外筒2的下鎖定槽7處，壓裂孔5完全關閉，達到封隔地層的目的。
【權利要求】
1.一種固井滑套，其特征在于包括滑套上接頭、滑套外筒、滑套下接頭和滑套內筒；滑套外筒上部固定安裝有滑套上接頭，滑套外筒下部固定安裝有滑套下接頭，滑套上接頭與滑套下接頭之間的滑套外筒內腔內套裝有滑套內筒，滑套外筒下部設有壓裂孔；滑套內筒的外側設有彈性鎖定部，滑套外筒的上部內壁上和下部內壁上分別設有能夠與彈性鎖定部相配合的上鎖定槽和下鎖定槽，上鎖定槽能夠將滑套內筒固定在滑套外筒內腔上部而使壓裂孔開啟，滑套內筒通過彈性鎖定部和下鎖定槽固定在滑套外筒內腔下部并使壓裂孔關閉；對應壓裂孔位置的滑套外筒外部固定有能夠隨打壓而破碎的護孔板；滑套內筒的內壁上設有能夠裝卡開關工具的卡定部。
2.根據權利要求1所述的固井滑套，其特征在于上鎖定槽和下鎖定槽的上端面分別為上小下大的導向面，上鎖定槽和下鎖定槽的下端面分別為上大下小的導向面，與上鎖定槽或下鎖定槽相配合處的彈性鎖定部外側上端為上小下大的導向面，與上鎖定槽或下鎖定槽相配合處的彈性鎖定部外側下端為上大下小的導向面；或/和，對應壓裂孔位置的滑套外筒的外側面上有護板安裝槽，護孔板安裝在護板安裝槽內。
3.根據權利要求1或2所述的固井滑套，其特征在于彈性鎖定部為鎖定凸臺，滑套內筒的上部外側圓周均勻分布有不少于兩個的長孔或開口槽，所述長孔的長軸沿滑套內筒的軸向布置，所述開口槽的開口端位于滑套內筒的上端面上，鎖定凸臺位于相鄰兩個長孔或開口槽之間的滑套內筒外側面上；或者，彈性鎖定部為活動卡塊，對應活動卡塊位置的滑套內筒的上部外側設有卡塊安裝槽，活動卡塊安裝在卡塊安裝槽內，卡塊安裝槽的槽底與活動卡塊之間安裝有彈簧。
4.根據權利要求1或2所述的固井滑套，其特征在于卡定部包括上卡定臺、中支撐環臺和下卡定臺，滑套內筒的上部內壁上和下部內壁上分別有上環槽和下環槽并使滑套內筒的內壁由上而下依次形成上卡定臺、中支撐環臺和下卡定臺；上卡定臺的上端面為上大下小的上卡臺錐面，上卡定臺的下端面為平面；中支撐環臺的上端面為上大下小的中環臺上錐面，中支撐環臺的下端面為上小下大的中環臺下錐面；下卡定臺的上端面為平面，下卡定臺的下端面為上小下大的下卡臺錐面。
5.根據權利要求3所述的固井滑套，其特征在于卡定部包括上卡定臺、中支撐環臺和下卡定臺，滑套內筒的上部內壁上和下部內壁上分別有上環槽和下環槽并使滑套內筒的內壁由上而下依次形成上卡定臺、中支撐環臺和下卡定臺；上卡定臺的上端面為上大下小的上卡臺錐面，上卡定臺的下端面為平面；中支撐環臺的上端面為上大下小的中環臺上錐面，中支撐環臺的下端面為上小下大的中環臺下錐面；下卡定臺的上端面為平面，下卡定臺的下端面為上小下大的下卡臺錐面。
6.根據權利要求1或2所述的固井滑套，其特征在于滑套上接頭的下部有上接頭軸頸，上接頭軸頸的外側上部有螺紋并通過螺紋固定在滑套外筒的內壁上部；滑套下接頭的上部有下接頭軸頸，下接頭軸頸的外側下部有螺紋并通過螺紋固定在滑套外筒的內壁下部；上接頭軸頸的內壁下端為上小下大的上接頭丟手錐面，下接頭軸頸的內壁上端為上大下小的下接頭丟手錐面；對應上接頭軸頸螺紋下方的上接頭軸頸外側面上有上接頭密封槽并安裝有密封圈，對應下接頭軸頸螺紋上方的下接頭軸頸外側面上有下接頭密封槽并安裝有密封圈。
7.根據權利要求3所述的固井滑套，其特征在于滑套上接頭的下部有上接頭軸頸，上接頭軸頸的外側上部有螺紋并通過螺紋固定在滑套外筒的內壁上部；滑套下接頭的上部有下接頭軸頸，下接頭軸頸的外側下部有螺紋并通過螺紋固定在滑套外筒的內壁下部；上接頭軸頸的內壁下端為上小下大的上接頭丟手錐面，下接頭軸頸的內壁上端為上大下小的下接頭丟手錐面；對應上接頭軸頸螺紋下方的上接頭軸頸外側面上有上接頭密封槽并安裝有密封圈，對應下接頭軸頸螺紋上方的下接頭軸頸外側面上有下接頭密封槽并安裝有密封圈。
8.根據權利要求4所述的固井滑套，其特征在于滑套上接頭的下部有上接頭軸頸，上接頭軸頸的外側上部有螺紋并通過螺紋固定在滑套外筒的內壁上部；滑套下接頭的上部有下接頭軸頸，下接頭軸頸的外側下部有螺紋并通過螺紋固定在滑套外筒的內壁下部；上接頭軸頸的內壁下端為上小下大的上接頭丟手錐面，下接頭軸頸的內壁上端為上大下小的下接頭丟手錐面；對應上接頭軸頸螺紋下方的上接頭軸頸外側面上有上接頭密封槽并安裝有密封圈，對應下接頭軸頸螺紋上方的下接頭軸頸外側面上有下接頭密封槽并安裝有密封圈。
9.根據權利要求5所述的固井滑套，其特征在于滑套上接頭的下部有上接頭軸頸，上接頭軸頸的外側上部有螺紋并通過螺紋固定在滑套外筒的內壁上部；滑套下接頭的上部有下接頭軸頸，下接頭軸頸的外側下部有螺紋并通過螺紋固定在滑套外筒的內壁下部；上接頭軸頸的內壁下端為上小下大的上接頭丟手錐面，下接頭軸頸的內壁上端為上大下小的下接頭丟手錐面；對應上接頭軸頸螺紋下方的上接頭軸頸外側面上有上接頭密封槽并安裝有密封圈，對應下接頭軸頸螺紋上方的下接頭軸頸外側面上有下接頭密封槽并安裝有密封圈。
10.根據權利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9所述的固井滑套，其特征在于滑套外筒的內壁上有防磨損腐蝕涂層^或/和，滑套內筒的外側面上有防磨損腐蝕涂層；或丨和，護孔板為可降解材料護孔板；或/和，對應壓裂孔上方位置的滑套內筒外側面上有內筒上密封槽并安裝有密封圈，對應壓裂孔下方位置的滑套內筒外側面上有內筒下密封槽并安裝有密封圈。
【文檔編號】E21B34/14GK204225847SQ201420629067
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月28日 優先權日:2014年10月28日
【發明者】陳若銘, 李曉軍, 張勝鵬, 趙博, 張昕, 王飛躍, 盧明 申請人:中國石油集團西部鉆探工程有限公司