一种固井滑套组件的制作方法-k8凯发

1.本实用新型涉及钻采设备技术领域，具体为一种固井滑套组件。


背景技术：

2.固井滑套是固井过程中使用的一种分段注入设备部件，目前最常见的固井滑套为球座式，将多个滑套沿管柱轴向布置，从地面向井底各个滑套中球座的内径依次减小，使用时，先投入最小的投球，投球进入最底部的滑套中并贴合其球座从而阻断流体下流，然后向管柱内注入流体推动滑套在管柱内向下移动以打开管柱上端通孔，然后通过该通孔对向该层段管柱外部注入注入流体，注入完成后，再投入更大直径的投球对次一级的球座进行封堵，重复上述操作注入流体，依次类推，从下向上逐段进行作业。
此方式中，从上到下各级投球尺寸依次减少，当需要的层段较多时，需要的投球尺寸差距也越大，因而需要在钻探时扩大钻孔尺寸这并不经济，从而限制了固井层段(级数)的提高。
为了解除级数限定，目前研发处理几种全通径的滑套组件，基本都是利用专用工具从上到下逐个打开各级滑套，但专有工具在完成作用后需要穿过该级滑套，因而设置了复杂的结构来实现专有工具的缩径，比如cn202111489377.4公开的无限级可开关全通径滑套组件，这导致其结构极其复杂，因此，有必要继续研发，提供结构简单的、无限级的固件滑套组件。


技术实现要素：

3.为解决现有技术条件的不足，本实用新型提供了一种固井滑套组件，其利用一个投球完成所有层段滑套的打开、关闭作业，结构简单。
4.本实用新型的具体方案如下：
5.一种固井滑套组件，包括滑套组合体和投球，其中，滑套组件包括壳体、滑套和球座；所述壳体为筒状，所述壳体侧壁设有第一通孔；滑套为筒状结构、与所述壳体内壁密封连接并能够沿所述壳体轴向滑动，所述滑套侧壁设有第二通孔；第一状态下，所述第一通孔与第二通孔不连通，所述滑套在两个递增的推力作用下分别沿所述壳体轴向移动到达第二状态和第三状态，其中，第二状态时，所述第一通孔与所述第二通孔连通，第三状态时，所述滑套器壁关闭所述第一通孔；球座为筒状结构、与所述滑套内壁密封连接并能够沿所述滑套轴向滑动；所述球座由至少两块单元模块拼接而成，所述球座包括限位机构和弹性元件，所述限位机构用于限定嵌套拼接时各个单元模块沿所述壳体横截面移动，所述弹性元件用于推动各个单元模块向相互分离的方向移动以扩大球座中部通孔的尺寸；当所球座位于所述滑套中时，所述球座处于收缩状态，当所述球座离开所述滑套后，所述球座的各个单元径向向外扩张，使其处于扩张状态；且推动所述球座沿所述滑套轴向移动的驱动力大于推动所述滑套沿所述壳体轴向移动至所述第三状态的驱动力；所述投球与处于所述收缩状态的所述球座密封连接，从而阻止流体穿过所述球座向下游流动；处于所述扩张状态时，所述球座的中部通孔的尺寸不小于所述投球的尺寸，使得所述投球能够穿过处于所述扩张状态的所述球座，从而进入下游的滑套组合体。
6.本实用新型中，壳体、滑套、球座相对滑动有次序限制，这可以通过设置可剪切销钉、凸台或挡块等来实现。
本实用新型中需要滑套相对于壳体轴向移动两次，然后球座再相对于滑套移动，作为一种具体的实施方式，所述壳体内壁设置径向向内延伸的第二可剪切销钉，用于在所述第二状态时抵接所述滑套底部阻止其沿所述壳体轴向移动；所述壳体内壁设置径向向内延伸的阻挡结构，用于在所述第三状态时抵接所述滑套底部阻止其沿所述壳体轴向移动；所述球座与所述滑套经第三可剪切销钉连接；且剪切所述第二可剪切销钉所需的剪切力小于剪切所述第三可剪切销钉所需的剪切力。
7.进一步，所述阻挡结构为与所述壳体一体成型的环形凸台。
8.进一步，所述第一状态时，所述壳体与所述滑套经第一可剪切销钉连接，且剪切所述第一可剪切销钉的剪切力小于剪切所述第二可剪切销钉的剪切力。
9.作为本实用新型的一种具体实施方式，所述限位机构包括与所述壳体横截面平行的水平杆和水平缝，所述水平杆能够插入所述水平缝中，从而限定拼接后各个单元模块仅能沿所述壳体横截面移动。
10.进一步，所述单元模块为两个，且两个单元模块尺寸相同，所述水平缝为水平孔。
11.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
12.(1)相对于传动的球座式滑套，本固井滑套组件中的同一个投球能够从上到下依次打开各级滑套组合体，不需要球座孔径依次缩小，不需要对每个球座配套一种尺寸的投球，可以提高设置的滑套组合体的级数。
13.(2)相对于现有的不限制级数的滑套组件，本固井滑套组件结构更加简单。
附图说明
14.图1是本实用新型一个实施例中固井滑套组件的整体结构示意图；
15.图2是图1中滑套组合体的状态示意图，其中，图
2a为初始状态的示意图；图
2b为第二状态的示意图；图
2c为第三状态的示意图；图
2d为投球穿过滑套组合体的示意图；
16.图3是图1中球座的结构示意图；
17.图中，投球
100
；滑套组合体
200
；管柱
300
；
18.壳体
210；滑套
220
；球座
230
；凸台
410；
19.第一通孔
211；第二通孔
221；限位机构
231；弹性元件
232；第一可剪切销钉
401；第二可剪切销钉
402；第三可剪切销钉
403；
20.水平杆
231a；水平孔
231b。
具体实施方式
21.下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
22.在本实用新型的描述中，需指出的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本实用新型的限制。
23.实施例
24.请参考图1～图2，图1示出了本实用新型的一种固井滑套组件的整体结构示意图，其包括投球
100
和多个经管柱
300
串联的滑套组合体
200。
使用时，将投球
100
从顶部的管柱
300
投入，球体
100
先到达第一级的滑套组合体
200，结合图2，通过管柱
300
向投球
100
上方的液体增压推动滑套
220
相对于壳体
210移动，通过滑套
220、壳体
210的相对位置关系来控制滑套组合体
200
的打开和关闭，打开滑套组合体
200
时可以向该层段管柱
300
外部供液，作业完成后再关闭滑套组合体
200，本实用新型中滑套组合体
200
的球座
230
通过拼接而成，其滑动到扩径部位时扩张从而扩大了中部通孔的尺寸，投球
100
穿过该级滑套组合体
200
向下一级滑套组合体
200
移动并重复上述操作，依次类推，从上到下逐级动作施工。
25.本实用新型的滑套组合体
200
包括壳体
210、滑套
220
和球座
230。
壳体
210为筒状，且侧壁设有第一通孔
211。
滑套
220
也为筒状结构并与壳体
210内壁密封连接，滑套
220
的侧壁设有第二通孔
221，初始状态下，第一通孔
211与第二通孔
221不连通，称为第一状态，此时，滑套组合体
200
内外的流体相互隔离；滑套
220
能够相对于壳体
210轴向移动，且在两个递增的驱动力作用下，滑套
220
相对于壳体
210轴向依次移动到达两个不同的极限位置，对应两种不同的状态，分别为第一通孔
211与第二通孔
221连通的第二状态、滑套
220
器壁关闭第一通孔
211的第三状态。
26.球座
230
也为筒状结构并与滑套
220
内壁密封连接。
球座
230
由至少两个单元模块拼接而成，球座
230
包括限位机构
231和弹性元件
232，限位机构
231用于限定嵌套拼接时，各个单元模块沿壳体
210横截面移动，弹性元件
232用于推动各个单元模块向相互分离的方向移动以扩大球座中部通孔的尺寸。
球座
230
能够沿滑套
220
轴向移动，当球座
230
位于滑套
220
中时，球座
230
处于收缩状态，球座
230
离开滑套
220
后在弹性元件
232作用下会扩张并与壳体
210内壁抵接，从而使其处于扩张状态，当然，使用中需要滑套
220
与壳体
210达到第三状态时再推动球座
230
相对于滑套
220
轴向移动，因此，推动球座
230
沿滑套
220
轴向移动的驱动力大于推动滑套
220
沿壳体
210轴向移动至上述第三状态所需的驱动力。
27.本实用新型中，投球
100
与处于收缩状态的球座
230
完全贴合、密封连接，从而阻止流体穿过球座
230
向下游流动；处于扩张状态时，球座
230
的中部通孔的尺寸大于投球
100
的尺寸，因而，投球
100
能够穿过处于扩张状态的球座
230、进入下游的滑套组合体
200。
28.本实用新型使用时，初始状态如图
2a所示，此时，滑套组合体
200
内、外隔离，向管柱
300
内投入球体
100，球体
100
落入处于收缩状态的球座
230
中切断下部的流动通道，然后对流体增压推动滑套
220
相对于壳体
210移动，当第一通孔
211与第二通孔
221连通时，滑套组合体
200
内外连通，可以对外部提供流体进行施工，如图
2b所示，施工完成后进一步提高液体压力，推动滑套
220
相对于壳体
210进一步轴向移动，使得滑套
220
器壁封闭第一通孔
211，如此，便关闭了滑套组合体
200，如图
2c所示，然后继续提高液体压力，推动球座
230
相对于滑套
220
轴向移动，球座
230
脱离滑套
220
后扩径，球体
100
穿过滑套组合体
200，如图
2d所示。
29.本实用新型中，滑套
220
相对于壳体
210移动的时具有多个停留位置，此位置可以通过可剪切销钉、凸台等来限定，比如，第二状态时，要阻止滑套
220
相对于壳体
210继续轴向移动，在一些实施例中，在壳体
210内壁设置径向向内延伸的第二可剪切销钉
402，用于抵接滑套
220
底部阻止其沿壳体
210轴向移动。
第三状态时，要阻止滑套
220
相对于壳体
210继续轴向移动，以避免滑套
220
过度移动再次打开第一通孔
211，在一些实施例中，在壳体
210内壁设置径向向内延伸的凸台
410或挡块，凸台
410或挡块与壳体
210一体成型，从而完全阻止滑套
220
相对于壳体
210继续轴向移动。
同时，滑套
220
与球座
230
采用第三可剪切销钉
403连接，使用时，要确保第三可剪切销钉
403的剪切力大于第二可剪切销钉
402的剪切力，以避免球座
230
过早相对于滑套
220
移动。
当然，初始状态下，滑套
220
与壳体
210也需要定位，这个定位也可以通过设置可剪切销钉，比如通过第一可剪切销钉
401将滑套
220
和壳体
210固定连接，此时，切断第一可剪切销钉
401的剪切力低于切断第二可剪切销钉
402的剪切力。
30.在一些实施例中，球座
230
的限位机构
231包括与壳体
210横截面平行的水平杆
231a和水平缝，所述水平杆
231a能够插入所述水平缝中，使得拼接后各个单元模块不能沿壳体轴向相对移动。
水平缝的宽度可以根据各个单元模块分离时的运动幅度来确定，比如图3所示，此时球座采用两个单元模块，此时的水平缝为孔状，可以称为水平孔
231b。
31.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。