[发明专利]一种变径推送短接装置

说明书

本发明提供了一种变径推送短接装置，其用于非常规页岩气小直径射孔压裂联作管串内，其包括：设置于主壳体内的曲柄连杆机构；活塞，其内设置有弹簧，弹簧的一端分别与曲柄连杆机构相连；中心杆，其一端与弹簧相连，另一端与电缆相连。本发明能够根据井筒内泵送压力的变化调整推送短接装置的外径，当联作管串向前推进时，曲柄连杆结构伸出主壳体，形成伞状，增加联作管串外径，增大水力泵送推力，提高泵送效率。当联作管串遇到套管缩径段时，环空间隙缩小，泵送推力急剧增大，由于中心杆受电缆的拉力，主壳体在推力的作用下与活塞分离，带动曲柄连杆结构缩回主壳体，减小联作管串外径，保证套管缩径段的通过性。

技术领域

本发明涉及非常规页岩气井小直径射孔压裂联作管串结构设计技术领域，具体而言，涉及一种变径推送短接装置。

背景技术

水力泵送射孔与桥塞联作管串分段压裂技术是国内外开发页岩气的主要方法之一，它能够快速为连续分段压裂施工和采气提供通道，具有封隔可靠、分段压裂级数不受限制、裂缝布放位置精准的特点。随着非常规页岩气井开采不断向地层深处拓展，井筒的地质环境变得越来越复杂，且受地质灾害频发及大型水力压裂的影响，套管缩径变形的现象越来越多，给水力泵送射孔与压裂联作管串带来很大挑战，主要表现在：受套管变形(套变)的影响，联作管串在井筒中的通过性受到考验，容易在套变位置发生卡阻现象。

目前解决套变导致的联作管串卡阻问题的主要方法有：(1)采用梨形整形器或通过注入携砂液段塞打磨套管壁的方法对变形区进行修复，这种方法直接有效，但效率较低，技术要求高，如果变形区较多，耗时耗力。(2)通过增大套管的抗变形能力预防卡阻现象，如使用加厚的高强度套管、加强筋套管和双层组合套管，但该方法经济成本太高。(3)减小射孔压裂联作管串的直径，以保证能够顺利通过套管变形区域，但管串直径的减小会增加井筒与联作管串的环空间隙，所需泵送压力及排量会大幅增大，这对井筒承压能力及水力泵送控制提出了更高的要求，也大大增加了作业成本。

现有文献《快速泵送桥塞下套变井的新工艺方法与流程》介绍了一种新的快速泵送桥塞下套变井的新工艺方法，如图1所示。其具体方案为：把锯齿状的可溶橡胶装置001复合在小直径桥塞或工具串上，其形状为伞形等有一定强力、张力能水力泵送推动桥塞在水平井中向前运动。在前方遇阻时能向后缩小直径或变形通过套变区域002。在遇到套变比较大的区域时，如果小直径桥塞或小直径工具串卡在套变区域002时，可溶橡胶装置001能够在数小时内快速溶解使小直径桥塞和工具串能够快速提起。该方法采用可溶橡胶调整联作管串外径，可调范围有限，仍然存在套管缩径段卡阻的极大风险，若采用溶解橡胶装置的方法解阻，耗费时间长，耽误工期。

发明内容

为解决上述缺陷，本发明提供了一种变径推送短接装置，该变径推送短接装置能够根据井筒内泵送压力的变化调整外径，即可提高联作管串泵送的效率，也可保证套管缩径段良好的通过性。

本发明提供一种变径推送短接装置，其包括：主壳体，其设置多个腰孔，多个所述腰孔沿着主壳体的轴线方向均匀分布；设置于所述主壳体内的多个曲柄连杆机构，多个所述曲柄连杆机构围绕主壳体的轴线方向均匀分布，每个所述曲柄连杆机构的中部可穿过相应所述腰孔伸出主所述壳体或缩回所述主壳体；设置于所述主壳体的一端的活塞，所述活塞与主壳体同轴线设置，所述活塞内设置有多个弹簧，多个所述弹簧围绕活塞的轴线方向均匀分布，多个所述弹簧的一端分别与相应的所述曲柄连杆机构相连；设置于活塞的一端的中心杆，所述中心杆的一端与多个所述弹簧的另一端分别相连，所述中心杆的另一端与电缆相连；外径扩展体，其与多个所述曲柄连杆机构分别连接。

于本发明的一种实施方式中，所述曲柄连杆机构包括曲柄、连杆和拉杆，所述曲柄的固定端与所述主壳体相铰接，所述曲柄的活动端与所述连杆的一端相铰接，所述连杆的另一端与所述拉杆的一端相铰接，所述拉杆的另一端与所述弹簧的一端相连接以适于随着所述弹簧压力的变化使得所述曲柄、所述连杆均可活动穿过腰孔伸出所述主壳体或缩回所述主壳体。

于本发明的一种实施方式中，所述曲柄连杆机构的数量不少于3个。