一种精简型智能趾端滑套的制作方法

1.本发明涉及石油勘探开发压裂领域。


背景技术：

2.目前，油气田勘探开发压裂作业中广泛使用趾端滑套。趾端滑套使用时随套管下入井内并固井，此时趾端滑套处于关闭状态。压裂作业前时通过一定方式将趾端滑套打开，在套管与地层之间建立通道，以实现压裂施工。
3.趾端滑套打开目前有两种方式：一是使用使用破裂阀方式打开，二是使用地面投送信息球至滑套处用电子控制方式打开。第一种打开方式是施加高压使破裂盘破裂后高压流体驱动滑套打开，破裂盘为金属材料圆片，破裂压力受多方面因此影响，因此破裂盘的压裂压力无法精准确定，为了区分趾端滑套打开和套管试压，在加压破裂盘破裂后，必须延时打开滑套，延时时间等于试压压力稳定时间；目前使用的液压机械延时实际使用时延时时间不准甚至不延时，无法确定是套管试压不合格还是滑套提前打开，给施工造成困扰。第二种方式投送的信息球为无线传送方式，将可携带控制命令能发送无线电波的信息球投送到井下，在井下滑套接收到接收到打开滑套的命令后，启动控制系统打开滑套。信息球发送的电磁信号在井下高温高压、金属体包围的环境下，滑套周围的电磁环境十分复杂，因此此方式可靠性较差；另外，对于水平井、大斜度井，投送的信息球无法到达指定位置，要使用下油管或连续油管作业建立循环通道辅助信息球达到指定位置，增加了作业时间和费用，并且在滑套打开后，因增加作业工序在滑套打开后等待压裂的时间过长，影响压裂效果。综上所述，目前设计加工的滑套结构复杂，加工、测试、维护难度很大，使用成本很高，滑套打开成功率低。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是：提供一种精简型智能趾端滑套，主体结构件只有五个，加工成本低，调试、维护更方便，因此使用成功率高。
5.本实用新型由控制短节、外壳、滑套、填充衬管、下接头五部分组成。
6.控制短节为厚壁管状结构，中心为全通径，通径上端设有上丝扣，下井时与套管连接，上部外圆柱面设有丝扣与外壳连接，控制器在厚壁中刻槽和钻孔将其嵌入在控制短节中，控制短节底部外径切除部分形成台阶，切除剩下部分为滑套内密封段，其外径与滑套上台阶内径相同，使其可以插入滑套，与外壳形成密闭空间为上空气框；控制器为机电一体化装置，使用电池做电源，其下设有通道密封器，在控制短节上设有套压通道，用控制器控制通道密封器移动可控制套压通道连通与不连通，套压通道连通后套管的高压流体通过套压通道进入上空气框，作用在滑套上端面，而滑套下端面为空气压力，因此滑套在压力差作用下向下移动打开滑套，外壳上的槽孔露出，使套管与套管外地层连通，实现滑套功能。
7.滑套为厚壁管状结构，在其上部内径切除部分后形成滑套上台阶，切除部分圆柱面为滑套内密封面，其内径与控制短节的滑套内密封段外径相同并可插入其中。滑套下部
外径切除部分形成滑套下台阶，切除后的圆柱面为下接头内密封面，其外径等于下接头上内密封面的内径，使其可插入其中，与下接头、外壳形成密封空间为下空气框。滑套上部外径两端设为密封槽，在滑套内密封面上设有密封槽，在滑套上设有多个滑套锁销沿滑套圆周均布，安装时通过外壳配钻穿过外壳固定在滑套上。
8.填充衬套为空心管状结构，内径与上部的控制短节、滑套内径相同。填充衬套安装在滑套下面，并套在下接头内径中。
9.外壳为薄壁管状结构，将控制短节、滑套、下接头套在其中，并和上面三个配件上面的密封槽形成相应的密闭空间，外壳两端设有内丝扣分别与控制短节、下接头丝扣连接，外壳中部沿圆周均布多个长条状槽孔，为滑套打开时套管流体进入地层的通道；外壳外径有两种结构a、b，结构a 整个管体外径相同，结构b管体外径在槽孔位置外径加粗，形成一个外壳凸起。
10.下接头安装在底部，为厚壁管状结构，上部外径切除部分形成台阶，在台阶下部设有下丝扣用于与外壳丝扣连接，在切除部分形成的圆柱面上设有下接头外密封槽；下接头上部内径切除部分后形成台阶，使填充衬套安装在台阶上，切除后形成的圆柱面上设有下接头内密封槽；下接头外密封槽与外壳密封，下接头内密封槽用于与滑套部分密封，滑套下台阶与下接头之间的密闭空间形成了下空气框；下接头下部设有丝扣，用于与下部套管连接，下接头通径直径与上部组件通径相同。
11.本实用新型下井前滑套处于关闭状态，将用滑套锁销固定在外壳上，在控制器安装好电池使其进入工作状态，之后并随套管下入井内并固井。当需要打开滑套时，通过井口加压产生打开滑套的压力脉冲，井下的控制短节中的控制器传感器接收到打开滑套的压力脉冲后，启动控制机构打开套压通道，使套管内高压流体进入上空气框，此时滑套下空气框为地面的空气压力，滑套两端面在上下压差作用下剪断滑套锁销推动滑套下行，由于滑套下部的填充衬管为软质易碎材料，滑套下行时被挤碎不会影响滑套下行，使外壳上的槽孔露出，套管与套管外地层连通，实现滑套功能。
12.本实用新型的有益效果是：将复杂结构的滑套精简为五个主要结构件，结构简单精简，降低生产成本，增大可靠性，提高施工成功率。
附图说明：
13.图1为本实用新型总体结构示意图
14.图2为本实用新型详细结构示意图
15.图3为本实用新型外壳结构一示意图
16.图4为本实用新型外壳结构二示意图
17.图1中所示：1控制短节、2外壳、3滑套、4填充衬套、5下接头。
18.图2中所示：1控制短节、1
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1上丝扣、1
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2上外扣、1
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3上密封槽、1
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4 控制器、1
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5下密封槽、1
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6滑套内密封段、1
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7套压通道、1
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8通道密封器、 1
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9控制短节下台阶、2外壳、2
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1槽孔、2
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2下丝扣、3滑套、3
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1上空气框、3
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2滑套锁销、3
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3下空气框、3
‑
4滑套外上密封槽、3
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5滑套外下密封槽、3
‑
6滑套内上密封槽、3
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7滑套上台阶、3
‑
8滑套下台阶、4填充衬套、 5下接头、5
‑
1下接头内密封槽、5
‑
2下接头外密封槽、5
‑
3底丝扣。
19.图3中所示：1
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2上外扣、2外壳、2
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1槽孔、2
‑
2下丝扣。
20.图4中所示：1
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2上外扣、2外壳、2
‑
1槽孔、2
‑
2下丝扣、2
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3外壳凸起。
21.下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
具体实施方式
22.一种精简型智能趾端滑套：见附图1，由控制短节1、外壳2、滑套3、内衬管4、下接头5组成。
23.控制短节1为厚壁管状结构，中心为全通径，通径上端设有上丝扣1
‑
1 下井时与套管丝扣连接，上部外圆柱面设有丝扣1
‑
2与外壳连接，控制器 1
‑
4在厚壁中刻槽和钻孔将其嵌入在控制短节中，控制短节1下部外径切除部分形成台阶为控制短节下台阶1
‑
9，切除剩下部分为滑套内密封段1
‑
6，滑套内密封段1
‑
6外径与滑套上台阶3
‑
7内径相同，使其可以插入滑套2，与外壳2形成密闭空间为上空气框3
‑
1；在控制短节1上设有套压通道1
‑
7，用控制器1
‑
4控制通道密封器1
‑
8上下移动使套压通道1
‑
7连通与不连通，套压通道1
‑
7为两段，一段在控制短节1内径钻孔后至通道密封器1
‑
8，另一段由通道密封器1
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8钻孔至控制短节下台阶1
‑
9，当控制器1
‑
4控制通道密封器1
‑
8向上移动时，套压通道1
‑
7连通，套管的高压流体通过通道进入上空气框3
‑
1，作用在滑套3上端面，而滑套3下端面为空气压力，因此滑套3在压力差作用下向下移动打开滑套，使外壳2上的槽孔2
‑
1露出，套管与套管外地层连通，实现滑套功能。
24.滑套3为厚壁管状结构，在其上部内径切除部分后形成滑套上台阶3
‑
7，切除部分圆柱面为滑套内密封面，其内径与控制短节1的滑套内密封段1
‑
6 外径相同并可插入其中。滑套3下部外径切除部分形成滑套下台阶3
‑
8，切除后的形成的圆柱面为下接头5内密封面，其外径等于下接头5上内密封面的内径，使其可插入其中，与下接头5、外壳2形成密封空间为下空气框 3
‑
3。滑套3上部外径两端设为密封槽3
‑
4、3
‑
5，在滑套内密封面上设有密封槽3
‑
6，在滑套上设有多个滑套锁销3
‑
2沿滑套3圆周均布，安装时通过外壳2配钻穿过外壳固定在滑套上。
25.填充衬套4为空心管状结构，内径与上部的控制短节1、滑套3内径相同。填充衬套4安装在滑套3下面，并套在下接头5内径中。
26.外壳2有两种结构，结构a为薄壁管状结构，将控制短节1、滑套3、下接头5套在其中，并和上面三个配件上面的密封槽形成相应的密闭空间，外壳2两端设有内丝扣1
‑
2、2
‑
2分别与控制短节1、下接头5丝扣连接，外壳2中部沿圆周均布多个长条状槽孔2
‑
1，为滑套打开时套管流体进入地层的通道；结构b与结构a基本相同，只是在槽孔2
‑
1位置外径加粗，形成外壳凸起2
‑
3。
27.下接头5安装在底部，为厚壁管状结构，上部外径切除部分形成台阶，在台阶下部设有下丝扣2
‑
2用于与外壳2的下丝扣2
‑
2连接，在切除部分形成的圆柱面上设有下接头外密封槽5
‑
2；下接头上部内径切除部分后形成台阶，使填充衬套4安装在台阶上，切除后形成的圆柱面上设有下接头内密封槽5
‑
1；下接头外密封槽5
‑
2与外壳2密封，下接头内密封槽5
‑
1用于与滑套3密封，滑套下台阶3
‑
8、下接头5与外壳2之间的密闭空间形成了下空气框3
‑
3；下接头下部设有丝扣5
‑
3，用于与下部套管连接，下接头5通径直径与上部组件通径相同。
28.本实用新型下井前滑套3处于关闭状态，滑套被滑套锁销3
‑
2固定在外壳2上，在控制器1
‑
4安装好电池使其进入工作状态，之后并随套管下入井内并固井。当需要打开滑套3
时，通过井口加压产生打开滑套的压力脉冲，井下的控制短节中1的控制器1
‑
4压力传感器接收到打开滑套的压力脉冲后，控制器1
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4启动控制机构使通道密封器1
‑
8向上移动，套压通道1
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7两部分连通，使套管内高压流体进入上空气框3
‑
1，此时滑套3下空气框3
‑
3 为密封状态，内部压力为工具安装时地面的空气压力，滑套3两端面在上下压差作用下剪断滑套锁销3
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2推动滑套3下行，由于滑套3下部的填充衬管4为软质易碎材料，滑套3下行时被挤碎不会影响滑套下行，使外壳2 上的槽孔2
‑
1露出，套管与套管外地层连通，实现滑套功能。