压差滑套的制作方法

1.本发明涉及油气井采油完井技术领域，尤其涉及一种压差滑套。


背景技术：

2.压差滑套是压裂管柱中的组成部件，用于将管柱内的空间与管柱外的环空进行连通或者关闭，压裂管柱中的压裂液通过压差滑套上的喷砂口向外喷射。中国专利cn203742577u和cn204060660u分别公开了一种压差滑套，所公开的压差滑套均为在管内液体泵压作用下，实现一次性打开，但无法实现关闭动作。中国专利cn206290243u公开了一种可关闭压差滑套，该压差滑套可以在静压下打开，但在关闭时，须下入配有专门打开工具的连续油管，才能实现关闭动作，其操作过程较为复杂，风险较高，作业费用昂贵，严重影响作业效率。上述三种压差滑套均难以进行重复打开和关闭。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种压差滑套，以解决现有技术中的压差滑套难以进行重复打开和关闭的技术问题。
4.本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
5.本发明提供一种压差滑套，包括：
6.喷砂筒，其侧壁设有喷砂口；
7.固接于所述喷砂筒上端的连接筒，所述连接筒的下端设有筒体连接部，所述筒体连接部设于所述喷砂筒内；
8.设于所述喷砂筒内的滑动套，所述滑动套能相对于所述喷砂筒沿所述喷砂筒的轴向移动，所述滑动套的外壁分别与所述喷砂筒的内壁和所述连接筒的内壁密封配合，所述滑动套的外壁设有外台肩，所述外台肩位于所述筒体连接部的下方，所述外台肩与所述筒体连接部之间设有储液腔，所述喷砂筒的侧壁设有与所述储液腔连通的排液口；
9.所述滑动套的内壁设有用于承接球的承接锥面，所述承接锥面能在球施加的设定推力的作用下向外撑开；
10.所述连接筒上设有上下依次分布的第一卡槽和第二卡槽，所述滑动套设有弹簧爪，在所述滑动套移动至所述弹簧爪卡接于所述第二卡槽的情况下，所述滑动套关闭所述喷砂口；在所述滑动套移动至所述弹簧爪卡接于所述第一卡槽的情况下，所述滑动套偏离所述喷砂口。
11.在优选的实施方式中，所述滑动套包括上下依次分布的球座和内滑套，所述弹簧爪和所述承接锥面均设于所述球座，所述外台肩设于所述内滑套。
12.在优选的实施方式中，所述球座上设有多个沿所述球座的轴向延伸的割缝，所述割缝延伸至所述承接锥面。
13.在优选的实施方式中，所述球座的内壁设有柱面和从上往下逐渐扩大的锥面，所述承接锥面、所述柱面和所述锥面从上往下依次连接。
14.在优选的实施方式中，所述球座采用弹簧钢制作。
15.在优选的实施方式中，所述滑动套的外壁设有与所述喷砂筒的内壁配合的第一密封圈和第二密封圈；在所述滑动套移动至所述弹簧爪卡接于所述第二卡槽的情况下，所述第一密封圈位于所述喷砂口的上方，所述第二密封圈位于所述喷砂口的下方。
16.在优选的实施方式中，所述滑动套的外壁设有与所述连接筒的内壁配合的第三密封圈。
17.在优选的实施方式中，所述连接筒包括中间筒和螺接于所述中间筒的上端的上接头，所述第一卡槽设于所述上接头。
18.在优选的实施方式中，所述压差滑套包括螺接于所述喷砂筒的下端的下接头；在所述滑动套移动至所述弹簧爪卡接于所述第二卡槽的情况下，所述滑动套的下端与所述下接头抵接。
19.在优选的实施方式中，在所述滑动套移动至所述弹簧爪卡接于所述第一卡槽的情况下，所述外台肩与所述筒体连接部抵接。
20.本发明的特点及优点是：
21.滑动套外壁上的外台肩与位于喷砂筒内的筒体连接部之间，形成储液腔，且外台肩位于筒体连接部的下方，储液腔与该压差滑套的内部空间相隔开，这样，在该压差滑套的内部空间内，滑动套受到的朝上的液体压力会大于朝下的液体压力。储液腔通过排液口与该压差滑套外的环空连通，位于储液腔内的滑动套受到的液体压力的大小由环空内的压力控制，可以保持稳定。
22.该压差滑套在弹簧爪与第二卡槽卡接时，处于关闭状态，通过在地面向井下管柱内泵压，使该压差滑套的内部空间的压力增大，从而使滑动套所受到的朝上的液体压力与朝下的液体压力的差值逐渐增大，该液体压力的差值能克服弹簧爪与第二卡槽的阻力，驱动滑动套向上运动，运动至弹簧爪与第一卡槽卡接，该压差滑套切换为打开状态。
23.由井口投入一球，球与承接锥面配合，阻挡液体向下流动，井口加大泵的排量，球受到的向下的推力增大，能推动滑动套克服弹簧爪与第一卡槽的阻力，向下运动，并运动至弹簧爪与第二卡槽卡接，该压差滑套切换为关闭状态。继续加大泵压，球将承接锥面向外撑开，落入井内。
24.因此，该压差滑套，通过控制其内部空间的压力大小，以及借助投球，可以实现打开和关闭，重复操作，即可实现该压差滑套的重复打开和关闭，从而解决了现有技术中所存在的技术问题。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明提供的压差滑套的关闭状态的结构示意图；
27.图2为本发明提供的压差滑套的打开状态的结构示意图；
28.图3为本发明提供的压差滑套的投球状态一的结构示意图；
29.图4为本发明提供的压差滑套的投球状态二的结构示意图；
30.图5为本发明提供的压差滑套中的球座的结构示意图；
31.图6为图5所示的球座的剖视图；
32.图7为图5所示的球座的端面视图。
33.附图标号说明：
34.10、喷砂筒；11、喷砂口；12、排液口；
35.20、连接筒；21、中间筒；22、上接头；
36.201、第一卡槽；202、第二卡槽；203、筒体连接部；
37.30、滑动套；31、球座；311、割缝；32、内滑套；
38.301、外台肩；302、台肩面；303、承接锥面；304、柱面；305、锥面；306、弹簧爪；
39.40、储液腔；50、下接头；
40.61、第一密封圈；62、第二密封圈；63、第三密封圈；64、第四密封圈；65、第五密封圈；66、第六密封圈；
41.71、压差滑套的上端；80、球。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.本发明提供了一种压差滑套，如图1和图3所示，图1中压差滑套的上端71位于图1的上端，该压差滑套包括：喷砂筒10、连接筒20和滑动套30，喷砂筒10的侧壁设有喷砂口11；连接筒20固接于喷砂筒10上端，连接筒20的下端设有筒体连接部203，筒体连接部203设于喷砂筒10内；滑动套30设于喷砂筒10内，滑动套30能相对于喷砂筒10沿喷砂筒10的轴向移动，滑动套30的外壁分别与喷砂筒10的内壁和连接筒20的内壁密封配合，滑动套30的外壁设有外台肩301，外台肩301位于筒体连接部203的下方，外台肩301与筒体连接部203之间设有储液腔40，喷砂筒10的侧壁设有与储液腔40连通的排液口12；滑动套30的内壁设有用于承接球的承接锥面303，承接锥面303能在球80施加的设定推力的作用下向外撑开；连接筒20上设有上下依次分布的第一卡槽201和第二卡槽202，滑动套30设有弹簧爪306，在滑动套30移动至弹簧爪306卡接于第二卡槽202的情况下，滑动套30关闭喷砂口11；在滑动套30移动至弹簧爪306卡接于第一卡槽201的情况下，滑动套30偏离喷砂口11。
44.本发明提供的压差滑套中，滑动套30外壁上的外台肩301与位于喷砂筒10内的筒体连接部203之间，形成储液腔40，且外台肩301位于筒体连接部203的下方，储液腔40与该压差滑套的内部空间相隔开，这样，在该压差滑套的内部空间内，滑动套30受到的朝上的液体压力会大于朝下的液体压力。储液腔40通过排液口12与该压差滑套外的环空连通，位于储液腔40内的滑动套30受到的液体压力的大小由环空内的压力控制，可以保持稳定。
45.该压差滑套在弹簧爪306与第二卡槽202卡接时，处于关闭状态，通过在地面向井下管柱内泵压，使该压差滑套的内部空间的压力增大，从而使滑动套30所受到的朝上的液体压力与朝下的液体压力的差值逐渐增大，该液体压力的差值能克服弹簧爪306与第二卡
槽202的阻力，驱动滑动套30向上运动，运动至弹簧爪与第一卡槽201卡接，该压差滑套切换为图2所示的打开状态。
46.由井口投入一球，球80与承接锥面303配合，阻挡液体向下流动，井口加大泵的排量，球80受到的向下的推力增大，能推动滑动套30克服弹簧爪306与第一卡槽201的阻力，向下运动，并运动至弹簧爪与第二卡槽202卡接，该压差滑套切换为图3所示的关闭状态。继续加大泵压，球80将承接锥面303向外撑开，如图4所示，球80落入井内。
47.因此，该压差滑套，通过控制其内部空间的压力大小，以及借助投球，可以实现打开和关闭，重复操作，即可实现该压差滑套的重复打开和关闭，解决了现有技术中所存在的技术问题。
48.具体地，如图1所示，筒体连接部203位于喷砂筒10内，筒体连接部203与喷砂筒10之间密封配合，筒体连接部203的内壁的直径小于喷砂筒10的内壁的直径。通过设置外台肩301，使滑动套30在外台肩301处形成朝上的台肩面302。筒体连接部203的下端面、台肩面302、喷砂筒10的内壁和滑动套30的外壁围成储液腔40。
49.对于滑动套30，台肩面302位于储液腔40内，台肩面302受到的液体压力不受该压差滑套的内部空间的压力的影响；外台肩301使滑动套30的外径具有变化，使得在该压差滑套的内部空间内，滑动套30的朝上的面与朝下的面存在面积差，从而产生液体压力的差值，以实现通过控制该压差滑套的内部空间的压力大小，来对滑动套30施加推力。
50.通过排液口12，来使储液腔40内的压力与环空中的压力保持一致；优选地，喷砂筒10上圆周均布有2个排液口12。压裂液通过喷砂口11向外排出，优选地，喷砂筒10上圆周均布有4个喷砂口11。
51.通过滑动套30的外壁遮挡喷砂口11，来关闭喷砂口11，如图1所示，第一卡槽201与第二卡槽202沿从上往下依次分布，当弹簧爪与第二卡槽202卡接时，滑动套30的外壁遮挡喷砂口11，实现该压差滑套的关闭。但是，第一卡槽201与第二卡槽202的上下位置关系不限于一种，通过配置喷砂口11与滑动套30之间的合适的相对位置关系，也可以对应地调整第一卡槽201与第二卡槽202的位置关系。
52.在本发明的一实施方式中，滑动套30包括上下依次分布的球座31和内滑套32，弹簧爪和承接锥面303均设于球座31，外台肩设于内滑套32。如图1所示，球座31与内滑套32之间可以采用螺纹连接。球座31与内滑套32为分体结构，便于制造以及采用不同的材料，以满足各自的性能要求。球座31可以采用弹簧钢制作，承接锥面303在受到球的推力时，可以向外撑开，以供球通过；球通过之后，在自身弹性作用下，球座31向内收缩，承接锥面303恢复，可以继续在下一次投球时，对球进行承接。弹簧爪具有凸起部，当弹簧爪与连接筒20的内壁接触时，其能够沿连接筒20的内壁滑动，当凸起部运动至第一卡槽201或者第二卡槽202时，弹簧爪向外自然膨胀释放，凸起部对应地卡入第一卡槽201或者第二卡槽202中。
53.为了使承接锥面303能更顺利地向外撑开，球座31上设有多个沿球座31的轴向延伸的割缝311，割缝311延伸至承接锥面303，割缝311连通了球座31的内外空间，如图5-图7所示，割缝311将球座31分割成多个分块，便于向外撑开。优选地，割缝311平行于球座31的轴向，多个割缝311绕球座31的轴线均匀分布。具体地，球座31可以采用线切割设备加工，割缝311宽度优选的范围为0.1mm～0.2mm。
54.由于割缝311的存在，液体可以通过割缝311向下流动，但是，割缝311的流通面积
较小，通过井口加大泵的排量，产生大排量液体，可以对滑动套30产生向下的推力。
55.进一步地，球座31的内壁设有柱面304和从上往下逐渐扩大的锥面305，承接锥面303、柱面304和锥面305从上往下依次连接，以便于承接锥面303受力时向外撑开。如图6所示，割缝311覆盖承接锥面303、柱面和锥面。
56.在本发明的一实施方式中，滑动套30的外壁设有与喷砂筒10的内壁配合的第一密封圈61和第二密封圈62；在滑动套30移动至弹簧爪卡接于第二卡槽202的情况下，第一密封圈61位于喷砂口11的上方，第二密封圈62位于喷砂口11的下方，以提高滑动套30与喷砂筒10之间配合的密封性，更好地关闭喷砂口11，减少泄漏。
57.在滑动套30向上移动时，储液腔40被压缩，储液腔40中的液体通过排液口12排入环空中。在本发明的一实施方式中，滑动套30的外壁设有与连接筒20的内壁配合的第三密封圈63，以提高滑动套30与连接筒20之间的密封性，减少储液腔40与该压差滑套的内部空间之间发生泄漏，有利于通过控制该压差滑套的内部空间的压力来对滑动套30产生推力。
58.如图1所示，连接筒20包括中间筒21和螺接于中间筒21的上端的上接头22，第一卡槽201设于上接头22，通过上接头22，便于与压裂管柱的其它部件连接。具体地，上接头22与中间筒21筒螺纹连接，并配有第四密封圈64进行径向密封。中间筒21与喷砂筒10之间配有第六密封圈66进行径向密封。上接头22的内壁加工第一卡槽201，上接头22的下端面与中间筒21的内肩处形成了第二卡槽202。
59.如图1所示，压差滑套包括螺接于喷砂筒10的下端的下接头50，下接头50与喷砂筒10之间可以采用螺纹连接；为了提高密封性，配有第五密封圈65进行径向密封。进一步地，在滑动套30移动至弹簧爪306卡接于第二卡槽202的情况下，滑动套30的下端与下接头抵接，对滑动套30起到限位作用，以便于在继续加大泵压时，阻止滑动套30继续向下运动，从而使球撑开球座31落入井内。
60.在本发明的一实施方式中，如图2所示，对滑动套30的各结构的长度尺寸进行合理配置，使得：在滑动套30移动至弹簧爪卡接于第一卡槽201的情况下，外台肩301与筒体连接部203抵接。这样，可以对滑动套30向上运动的运动范围起到限定作用，有利于弹簧爪306稳定地卡接于第一卡槽201，同时，弹簧爪306与第一卡槽201相配合，阻止滑动套30向下移动，使该压差滑套更加可靠地保持打开状态。
61.本发明提供的压差滑套，可以代替常规压差滑套，实现多次的打开关闭动作。实现了静压打开滑套，投球关闭滑套，与常规压差滑套相比，本发明提供的压差滑套无需下入专有工具对滑套进行打开关闭，满足滑套的多次开关功能，具有结构简单，简化了安装与施工操作，作业方便的优点，工艺简单、操作安全可靠，大大提高作业效率和降低操作成本。
62.以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。