[发明专利]全通径多级钥匙开关式压裂滑套

说明书

技术领域

本发明涉及一种压裂开关滑套机构。

背景技术

在石油开采过程中，井下滑套作为沟通储层和井筒的一个组件，在提高石油开采效率和优化资源配置方面有着不可替代的作用。

申请号为2016110255472 的“井下全通径无限级滑销滑套开关”，是在现有一系列滑套开关的基础上进行了改进而设计研发的，实现了全通径无限级压裂，识别效果得到改善，但其在工作过程中依然存在一些缺点：

（1）所投入井筒开关装置结构太过复杂，利用翘翘板的原理进行识别，若遇到井筒中有凸台结构时容易触发翘翘板计数，使识别机构工作失效；

（2）滑套开启过程中需要产生角度较大的周向旋转，且此周向旋转是不可逆的过程，即每次旋转时都是在前一次旋转的基础上沿相同方向继续转动，这就容易使每次旋转产生的误差累加，多次开启后滑套容易失效。

因此急需一种井下全通径无限级且容易对不同压裂层进行识别开启、容易维护保养，工作可靠的滑套。

发明内容

本发明的目的是提供一种井下全通径无限级钥匙开关式压裂滑套，该压裂滑套开关机构的结构相对简单，对不同压裂层的识别效果好，工作的可靠度高，且滑套的识别开关机构可不随滑套主体下入井下，容易维护保养。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种全通径多级钥匙开关式压裂滑套，包括滑套执行机构及滑套开关机构。

所述滑套执行机构，包括滑套主体、内筒、调压活塞、底座、拔杆。

所述滑套主体，为圆筒状，滑套主体的两端有外螺纹，其上端与其他部件或其他工具螺纹连接，其下端与底座螺纹连接。

沿滑套主体内壁设有槽型导轨，整条槽型导轨上设有一次压裂段、二次压裂段……n次压裂段，每一次压裂段又依次划分为A、B、C、D四个分段，其中A、B、C三个分段的深度L_C>L_B>L_A，D分段的始端为C分段的尾端，D分段的尾端与A分段的深度相同；在A分段的上方设有第一剪切销，C分段的上方设有第二剪切销。

滑套主体壁上沿轴向开有n个相同的外压裂孔，滑套主体壁内开有活塞槽，活塞槽上端横截面积小于其下端横截面积，活塞槽上端及下端分别开有与滑套主体内部连通的上液压通道及下液压通道，活塞槽下端还开有与地层环空连通的泄压通道；滑套主体内壁上还开有拔杆轨道槽，该拔杆轨道槽与活塞槽的一侧连通。

所述内筒，其内壁下方沿轴向依次凸出有若干条投块限位带及一条卡块带；内筒壁上设有内压裂孔，内筒外壁一侧为竖直平面，平面上设置滑块固定槽，滑块固定槽底部安装弹簧，弹簧的上面固定滑块。

上述内筒置入滑套主体内，初始状态时，内压裂孔与外压裂孔的垂直距离为h，内压裂孔与外压裂孔间夹角为α；滑块与槽型导轨组成滑动导轨副，滑块剪断第一剪切销后进入槽型导轨的一次压裂段运动，期间，滑块经过A分段后，内筒相对于滑套主体旋转了α₁角、高度下降了h₁；经过B分段后，内筒相对于滑套主体继续旋转了α₂角、高度上升了h₂，此时α₁+α₂=α，h₁+ h ₂= h；经过C分段后，内筒相对于滑套主体继续旋转了-α角，高度下降了h₃；经过D分段后，内筒不发生旋转运动，仅在高度下降了h₄，此时h ₃+ h ₄= h。

所述调压活塞，主体为弧形板，垂直于调压活塞的同一侧边设有n个拔杆连接槽，调压活塞插入到滑套主体的活塞槽内。

所述拔杆，分为两段，一段为方接头，另一段为圆柱杆，二者的夹角为90°。拔杆的方接头插入到调压活塞的拔杆连接槽中，而圆柱杆的外壁与滑套主体的拔杆轨道槽底面相切；内筒上的滑块沿滑套主体内壁上的槽型导轨移动至拔杆处时，滑块与拔杆垂直相切，滑块沿A分段运动结束时，推动拔杆移动至拔杆轨道槽的底部，滑块沿B分段运动结束后滑入C分段，拔杆上移至拔杆轨道槽的顶部。

所述滑套开关机构，包括：投块本体、开关体、两个卡块、外滑块、内滑块、滑块弹簧、开关弹簧、上帽。