一种可永久延时的固井趾端滑套的制作方法

1.本实用新型属于油气田压裂技术领域，涉及一种电缆泵送桥塞射孔压裂工艺的首段滑套开启以及固井滑套分段压裂工艺的首段滑套开启的配套工具，具体涉及一种固井趾端滑套。


背景技术：

2.压裂工艺是油井提高产能的主要手段，油井投产前一般都要进行压裂施工，通过压裂提高地层的导流能力，从而提高油井产量。
3.根据油井的地质特征，可选择不同的完井方式；其中，裸眼管外封分层压裂、固井滑套分层压裂、速钻塞分层压裂、套内分层压裂及套内混合压裂完井应用较广。
4.固井滑套分层压裂设备，因固井后套管下部形成高压死区，无法直接压裂下部层位，最常用的方法是单独布放射孔管柱，射孔后对下部层位进行压裂；当压裂结束后，再投球打开上部欲压裂层滑套，对上部层位进行压裂，其施工较复杂，投入成本高。
5.此外，现有的可调延时液压压裂滑套，受套管试压压力值及试压时间影响，其打开压力限制套管的试压时间及次数。


技术实现要素：

6.本实用新型为了克服固井后滑套分层压裂施工过程中，套管下部首段压裂施工较复杂，可调液压压裂滑套动作可靠性差，投入成本高等问题，公开了一种改进方案。
7.具体地，本实用新型公开了一种首段可永久延时的固井趾端滑套，其中：密封连接的第一接头、第二接头、中心管和外套形成了本滑套结构主体；第一滑套和第二滑套及弹性体配合动作实现轨道及功能转换；第一滑套密封中心管的导压孔，第二滑套以剪钉在中心管轴向定位及固定；第二滑套密封中心管上的第一导流孔及外套上的第二导流孔。
8.为了改第一善滑套的封堵特性，本实用新型设置了不同直径的封面；其中，中心管与第一滑套配合形成密封的第一密封面的直径大于第二密封面的直径。
9.进一步地，在第一滑套设有滑环、滑钉和挡帽；且在挡帽与第二滑套间设有可压缩弹性体，通过弹性体的变形释放，可调整相接部件及第一滑套和第二滑套的工作位置；通常，弹性体可采用压缩弹簧用于上述工作位置的调整，且优选为矩型压缩弹簧。
10.为了更灵活、可靠地调整工作位置，在与第二滑套配合的中心管设有轨迹管槽。
11.优选地，本滑套设置了两级行程的管槽；即设置了两对一级行程轨迹槽和一对二级行程轨迹槽，并使得一级行程轨迹槽的行程小于二级行程轨迹槽的行程。
12.本实用新型趾端滑套随固井管柱下入井内后，正常水泥固井到碰胶塞过程中，液压压力使第一滑套的下行轴向力小于可压缩弹性体的预紧力；此时第一滑套不动作。
13.固井完成后，对套管进行试压，由于试压的压力较高，所产生的液压压力第一滑套的下行的轴向力大于可压缩弹性体的预紧力，此时第一滑套在试压过程中下行，滑钉进入轨迹槽的一级行程轨迹槽中，滑钉下行至一级行程轨迹槽末端时无法继续下行，此时液压
压力所产生的使第一滑套的下行的轴向力由可压缩弹性体与滑钉共同克服；此时因第一滑套不再继续下行；对应轨迹管槽中一级行程轨迹槽的行程长度使得可压缩弹性体压缩所产生的力不足以使剪钉剪断，此时第二滑套不会开启，趾端滑套密封性完整，可进行套管固井后无限延时的高压力的试压。试压合格后，泄掉套管内的压力。第一滑套在在弹性体的力量下恢复原位，滑钉在轨迹管槽中上行至上端。
14.压裂前，对套管需要第二次试压，升压至套管试压过程中，第一滑套及滑钉重复以上过程，滑钉第二次下行至一级行程轨迹槽末端时无法继续下行，此时试压压压力所产生的使第一滑套的下行的轴向力由可压缩弹性体与滑钉共同克服；此时因第一滑套不再继续下行，导压孔不会露出；对应轨迹管槽中一级行程轨迹槽的行程长度使得可压缩弹性体压缩所产生的力不足以使剪钉剪断，此时第二滑套不会开启，趾端滑套密封性完整，可进行压裂前套管无限延时的高压力的试压。试压合格后，泄掉套管内的压力。第一滑套在在弹性体的力量下恢复原位，滑钉在轨迹管槽中上行至上端。
15.试压完成后，压裂前对套管进行第三次打压，滑钉在轨迹管槽中下行进入轨迹管槽的二级行程轨迹槽，此时第一滑套继续下行，中心管上的导压孔露出，高压液体进入第一空气腔，作用于第二滑套上，在压力作用下，剪钉被剪断，第二滑套下行打开，中心管与外套上的第一导流孔与第二导流孔同时露出打开，随即可进入压裂施工。
16.本实用新型的有益效果在于：与现有常规延时可调液压压裂滑套相比，通过特制的轨迹管槽和弹性体控制，通过调整剪钉的剪切值和挑选匹配的弹性体预紧力，可设置滑套的打开压力低于固井套管和压裂前试压压力，滑套打开动作不受固井后套管试压时间和压力值的影响。滑套打开的可靠性和安全行更高。
附图说明
17.下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细说明：
18.图1是本实用新型优选实施例的结构示意图；
19.图2是本实用新型优选实施例的轨迹管槽(24)展开图和滑钉(6)的行程轨迹示意图；
20.图3是本实用新型优选实施例双滑套及第一滑套(4)和第二滑套(10)局部放大示意图；
21.其中：
[0022]1‑
第一接头；2
‑
中心管；3
‑
外套；4
‑
第一滑套；5
‑
滑环；6
‑
滑钉；7
‑
挡帽；8
‑
可压缩弹性体；9
‑
剪钉；10
‑
第二滑套；11
‑
第二接头；
[0023]
21
‑
第一密封面；22
‑
导压孔；23
‑
第二密封面；24
‑
轨迹管槽；241
‑
一级行程轨迹槽；242
‑
二级行程轨迹槽；25
‑
第一导流孔；31
‑
第二导流孔；
[0024]
100
‑
第一空气腔；200
‑
第二空气腔。
具体实施方式
[0025]
如图1、图3所示，本实用新型优选实施例给出的主体结构包括密封连接的第一接头1、第二接头11、中心管2和外套3；动作部件第一滑套4和第二滑套10分列中心管2两端；第一滑套4密封中心管2的导压孔22，第二滑套10用剪钉9在中心管2上轴向定位及固定；第二
滑套10密封中心管2上的第一导流孔25及外套3上的第二导流孔31；此时，形成了封闭的第一空气腔100和第二空气腔200。
[0026]
通过设置不同直径的密封面，本优选实施例改进了滑套的封堵特性；如图1所示，中心管2与第一滑套4配合形成密封的第一密封面21的直径大于第二密封面23直径。
[0027]
为了控制两个滑套的动作时机，本实用新型的第一滑套4设置了滑环5、滑钉6和挡帽7；其中，挡帽7与第二滑套10间设置了可压缩弹性体8；优选地，可采用压缩弹簧实现上述功能；特别是采用矩型压缩弹簧，其工作特性更加稳定。
[0028]
通过在中心管2设置与第一滑套4配合的轨迹管槽24，可以进一步约束第一滑套4的动作行程；选用不同的轨迹管槽结构，可获得不同的动作流程。
[0029]
如图2所示，采用两对一级行程轨迹槽241和一对二级行程轨迹槽242，可实现固井后试压、压裂前试压、压裂时首段滑套打开操作的分阶段实施；为了实现分阶段实施，其一级行程轨迹槽241的行程小于其二级行程轨迹槽242的行程，且滑钉6在一级行程轨迹槽241中的时候，第一滑套(4)下行后不会露出泄压孔22，滑钉6在二级行程轨迹槽242中的时候，第一滑套10下行后可以露出泄压孔22。
[0030]
需要指出，上述术语中的“第一”、“第二”等仅用于区分不同的部件，不能理解为指示或暗示相应部件的相对重要性。
[0031]
以上优选实施例仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计，均将落入本实用新型的保护范围之内。