一种固井压裂滑套的制作方法

1.本实用新型涉及油田油井压裂领域，具体而言，涉及一种固井压裂滑套。


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.在固井滑套分层压裂中，一般都需要投球打开，要求固井滑套性能稳定，固井滑套受固井水泥影响小，压裂时能顺利打开等优点，但是现有的固井压裂滑套存在性能不可靠或结构复杂的缺陷，亟待解决。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的包括，例如，提供一种固井压裂滑套，其具有结构简单、性能可靠的特点，可为非常规油气田开发压裂环节提供一种经济的解决方案。
5.本实用新型的实施例可以这样实现：
6.本实用新型实施例提供一种固井压裂滑套，包括上接头、外筒、芯轴、下接头、球座、自封螺钉、防退c环和堵头；
7.所述外筒的两端分别与所述上接头和所述下接头密封连接，所述上接头与套管连接，所述下接头也与套管连接；
8.所述堵头带有呼吸孔，并固定于所述外筒上，所述堵头能够在受压后被冲破；
9.所述芯轴位于所述外筒内部，所述芯轴与所述外筒通过所述自封螺钉固定，且所述芯轴与所述外筒密封连接，所述球座与所述芯轴密封连接，且所述球座与所述下接头之间具有可滑动间隙，所述球座用于与可降解压裂球形成线密封，以在液压的作用下使所述自封螺钉断裂、使所述球座沿所述可滑动间隙滑动，并使所述堵头被冲破；
10.所述防退c环位于所述外筒的内部，所述芯轴上设有限位槽，所述防退 c环安装于所述限位槽上；
11.所述固井压裂滑套的工作状态具有关闭状态和开启状态，在所述关闭状态下，所述堵头位于所述自封螺钉和所述外筒与所述芯轴的密封位置之间，所述球座与所述下接头之间具有可滑动间隙；在所述开启状态下，所述自封螺钉断裂，所述球座与所述下接头之间抵接，所述堵头被冲破，从而使所述套管内部与地层之间建立压裂通道。
12.进一步地，在可选的实施例中，所述上接头部分伸入所述外筒内，两者之间通过螺纹连接，且所述上接头伸入所述外筒的部分通过第一o型密封圈与所述外筒密封。
13.进一步地，在可选的实施例中，所述上接头与所述外筒通过螺纹连接和第一固定螺钉固定，且所述第一固定螺钉的固定位置靠近所述外筒的端部。
14.进一步地，在可选的实施例中，所述下接头部分伸入所述外筒内，两者之间通过螺纹连接，且所述下接头伸入所述外筒的部分通过第二o型密封圈与所述外筒密封。
15.进一步地，在可选的实施例中，所述下接头与所述外筒通过螺纹连接和第二固定
螺钉固定，且所述第二固定螺钉的固定位置靠近所述外筒的端部。
16.进一步地，在可选的实施例中，所述芯轴与所述球座之间通过螺纹连接，且所述芯轴与所述球座通过第三o型密封圈密封连接。
17.进一步地，在可选的实施例中，所述球座的内部通孔包括依次设置的第一通孔、第二通孔和第三通孔，所述第二通孔的孔径小于所述第一通孔的孔径和所述第三通孔的孔径，且所述第二通孔与所述可降解压裂球形成线密封。
18.进一步地，在可选的实施例中，所述芯轴与所述外筒之间设置有两处密封，且在所述关闭状态下，所述堵头和所述自封螺钉位于这两处密封之间。
19.进一步地，在可选的实施例中，所述芯轴与所述外筒之间的两处密封均由o型密封圈和o型密封圈背圈实现密封。
20.进一步地，在可选的实施例中，所述限位槽具有相对止挡面和倾斜面，所述倾斜面靠近所述可滑动间隙的一侧。
21.本实用新型提供的固井压裂滑套具有以下有益效果：将可降解压裂球置于套管内，通过重力及液体泵送至球座上，两者之间的线密封隔绝球座两端的空间。通过井口及套管继续向球座前端的液柱加压，达到自封销钉的断裂压力时，自封螺钉断裂；球座就会连带芯轴及芯轴上的o型密封圈、o型密封圈背圈、防退c环向外筒后端移动直至开启位置，即使球座与下接头之间的可滑动间隙缩小，直至球座与下接头接触，从而使固井压裂滑套进入开启状态。到开启位置后，防退c环会弹开将芯轴锁定在开启位置。同时球座下部会受到下接头的位置限制而不再移动。继续升高球座前端的液柱压力，压力就会冲破带呼吸孔的堵头，从而使套管内部与地层之间建立起压裂通道，进行压裂施工。本实用新型实施例具有结构简单、性能可靠的特点，可为非常规油气田开发压裂环节提供一种经济的解决方案。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。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相关的附图。
23.图1为本实用新型具体实施例所述的固井压裂滑套的结构示意图；
24.图2为图1中d-d处的局部剖视图；
25.图3为本实用新型具体实施例所述的固井压裂滑套堵头在另一视角下的结构示意图；
26.图4为图3中e-e处的剖视图；
27.图5为本实用新型具体实施例所述的上接头与外筒配合的结构示意图；
28.图6为本实用新型具体实施例所述的下接头与外筒配合的结构示意图；
29.图7为本实用新型具体实施例所述的外筒与芯轴、球座等相互配合的结构示意图；
30.图8为本实用新型实施例所述的第一通孔、第二通孔和第三通孔的示意图；
31.图9为本实用新型实施例所述的限位槽的示意图。
32.图标：1-上接头；2-外筒；3-芯轴；31-限位槽；311-倾斜面；312-止挡面； 4-下接头；5-球座；51-第一通孔；52-第二通孔；53-第三通孔；6-自封销钉； 7-防退c环；8-带呼吸
孔的堵头；9-第一o型密封圈；10-第二o型密封圈；11
‑ꢀ
第三o型密封圈；121-第一固定螺钉；122-第二固定螺钉；131-第四o型密封圈；132-o型密封圈背圈；14-可降解压裂球。
具体实施方式
33.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
34.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
35.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
37.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。
38.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。
39.请参阅图1至图9，本实施例提供了一种固井压裂滑套，其具有结构简单、性能可靠的特点，可为非常规油气田开发压裂环节提供一种经济的解决方案。
40.需要指出的是，本实用新型为一种油田生产完井用多用途固井压裂滑套，主要用于油气井固井多层压裂，通过该滑套建立套管内部和地层的压裂通道，通过逐级递增的球座5尺寸可实现多层压裂。该滑套结构简单、性能可靠，可为非常规油气田开发压裂环节提供一种经济的解决方案。该固井压裂滑套在现有滑套基础上，设计独特的防水泥粘黏功能，其结构能够有效防止固井时水泥进入滑套运动部位，并在关键部分采用防粘接涂层，有效保障滑套在压裂施工时的顺利开启；同时，为取得更小的级差从而实现更多层压裂，创新型的球座5剖面设计，使更小级差的压裂球能够具有更高的承压能力，选择可降解性压裂球在压裂结束后能够自行降解，不会堵塞井筒。
41.在本实用新型实施例中，该固井压裂滑套包括上接头1、外筒2、芯轴3、下接头4、球座5、自封螺钉、防退c环7和堵头；外筒2的两端分别与上接头1和下接头4密封连接，上接头1与套管连接，下接头4接近地层；堵头带有呼吸孔，并固定于外筒2上，堵头能够在受压后被冲破；芯轴3位于外筒2内部，芯轴3与外筒2通过自封螺钉固定，且芯轴3与外筒2密封连接，球座5与芯轴3密封连接，且球座5与下接头4之间具有可滑动间隙，球座5 用于与可降解压裂球14形成线密封，以在液压的作用下使自封螺钉断裂、使球座5沿可滑动间隙滑动，并使堵头被冲破；防退c环7位于外筒2的内部，芯轴3上设有限位槽31，防退c环7安装于限位槽31上；固井压裂滑套的工作状态具有关闭状态和开启状态，在关闭状态下，堵头位于自封螺钉和外筒2与芯轴3的密封位置之间，球座5与下接头4之间具有可滑动间隙；在开启状态下，自封螺钉断裂，球座5与下接头4之间抵接，堵头被冲破，从而使套管内部与地层之间建立压裂通道。
42.需要指出的是，在本实用新型实施例中，将可降解压裂球14置于套管内，通过重力及液体泵送至球座5上，两者之间的线密封隔绝球座5两端的空间。通过井口及套管继续向球座5前端的液柱加压，达到自封销钉6的断裂压力时，自封螺钉断裂；球座5就会连带芯轴3及芯轴3上的o型密封圈、o型密封圈背圈132、防退c环7向外筒2后端移动直至开启位置，即使球座5 与下接头4之间的可滑动间隙缩小。在压力大于自封螺钉的断裂压力时，自封螺钉断裂，球座5、芯轴3、防退c环7向下接头4移动，使可滑动间隙逐渐缩小，直至球座5与下接头4接触，从而使固井压裂滑套进入开启状态。到开启位置后，防退c环7会弹开将芯轴3锁定在开启位置。同时球座5下部会受到下接头4的位置限制而不再移动。继续升高球座5前端的液柱压力，压力就会冲破带呼吸孔的堵头8，从而使套管内部与地层之间建立起压裂通道，进行压裂施工。
43.在可选的实施例中，上接头1部分伸入外筒2内，且上接头1伸入外筒2 的部分通过第一o型密封圈9与外筒2密封。
44.进一步地，上接头1与外筒2通过第一固定螺钉121固定，且第一固定螺钉121的固定位置靠近外筒2的端部。
45.也就是说，在本实用新型实施例中，上接头1与外筒2之间通过螺纹连接，由第一固定螺钉121进行固定；第一o型密封圈9安装在上接头1上，并与外筒2之间形成密封。如图所示，在上接头1上设置有安装第一o型密封圈9的槽体；外筒2设置有供第一固定螺钉121穿过的通孔，上接头1设置有与第一固定螺钉121配合的螺纹槽。
46.在可选的实施例中，下接头4部分伸入外筒2内，且下接头4伸入外筒2 的部分通过第二o型密封圈10与外筒2密封。
47.进一步地，下接头4与外筒2通过第二固定螺钉122固定，且第二固定螺钉122的固定位置靠近外筒2的端部。
48.也就是说，在本实用新型实施例中，外筒2与下接头4之间通过螺纹连接，由第二固定螺钉122进行固定；第二o型密封圈10安装在下接头4上，并与外筒2之间形成密封。如图所示，在下接头4上设置有安装第二o型密封圈10的槽体；外筒2设置有供第二固定螺钉122穿过的通孔，下接头4设置有与第二固定螺钉122配合的螺纹槽。
49.应当理解的是，第一固定螺钉121和第二固定螺钉122的数量可以为多个，且均成环状布置。
50.在可选的实施例中，芯轴3与球座5之间通过螺纹连接，且芯轴3与球座5通过第三o型密封圈11密封连接。如图所示，可以在球座5上设置安装第三o型密封圈11的槽。
51.在可选的实施例中，芯轴3与外筒2之间设置有两处密封，且在关闭状态下，堵头和自封螺钉位于这两处密封之间。
52.进一步地，芯轴3与外筒2之间的两处密封均由o型密封圈和o型密封圈背圈132实现密封。如图所示，芯轴3与外筒2之间的两处密封包括第四o 型密封圈131和o型密封圈背圈132。
53.请参阅图8，在可选的实施例中，球座5的内部通孔包括依次设置的第一通孔51、第二通孔52和第三通孔53，第二通孔52的孔径小于第一通孔51 的孔径和第三通孔53的孔径，且第二通孔52与可降解压裂球14形成线密封。
54.可选地，第一通孔51设置有敞口状，便于可降解压裂球14进入第一通孔51，并从第
一通孔51进入第二通孔52，从而实现可降解压裂球14与第二通孔52之间的线密封。
55.请参阅图9，在可选的实施例中，限位槽31具有相对止挡面312和倾斜面311，倾斜面311靠近可滑动间隙的一侧。倾斜面311可以更好地使防退c 环7卡入到限位槽31内，止挡面312可以在关闭状态使防止防退c环7向外筒2后端移动；而在自封螺钉断裂后，在外界压力的作用下，防退c环7可以翻过止挡面312。
56.在本实用新型实施例中，芯轴3安装在外筒2内部，由自封销钉6通过外筒2上的销钉螺纹孔与芯轴3上的销钉孔进行相对固定；第四o型密封圈 131，o型密封圈背圈132安装在芯轴3上，使芯轴3内部与外筒2外部通道之间形成密封。
57.防退c环7通过压缩外径安装到芯轴3上，安装到外筒2内部；通过芯轴3上的限位槽31与外筒2之间的空隙固定。
58.带呼吸孔的堵头8通过螺纹固定在外筒2上，其固定螺纹加工在外筒2 与套管内部连通的通道上，螺纹孔有限位设计。
59.自封销钉6通过螺纹固定在外筒2上，外筒2上加工有与自封销钉6相配合的螺纹孔及密封剖面。
60.在本实用新型实施例中，固井压裂滑套在安装好以后，可以形成以下三个状态：
61.第一种状态是固井滑套内外密封：上接头1与下接头4之间部分完全实现内外分隔，在固井滑套激活打开前，不连通。
62.第二种状态是形成防水泥粘黏缓冲区：芯轴3、外筒2通过与带呼吸孔的堵头8，自封销钉6连接固定，同时和第四o型密封圈131、o型密封圈背圈 132之间的间歇填充高粘度流体形成防水泥进入缓冲区，防止水泥进入。
63.第三种状态是待激活状态：球座5与芯轴3连接固定，并通过o型密封圈密封。通过芯轴3与自封销钉6间接锁定在外筒2上，只需要施加能使自封销钉6剪断的力，即可将固井滑套激活打开。
64.将固井滑套按照正常程序安装后，在开始压裂前就要对固井滑套进行激活。
65.请结合参阅图1至图9，首先将可降解压裂球14置于套管内，通过重力及液体泵送至固井滑套球座5上，两者之间的线密封隔绝球座5两端的空间，通过井口及套管继续向球座5前端的液柱加压，达到自封销钉6的断裂压力时，球座5就会连带芯轴3及芯轴3上的第四o型密封圈131、o型密封圈背圈132、防退c环7向外筒2后端移动直至开启位置。到开启位置后，防退c环7会弹开将芯轴3锁定在开启位置。同时球座5下部会受到下接头4 的位置限制而不再移动。继续升高球座5前端的液柱压力，压力就会冲破带呼吸孔的堵头8，从而使套管内部与地层之间建立起压裂通道，进行压裂施工。
66.本实施例提供的固井压裂滑套具有结构简单、性能可靠的特点，可为非常规油气田开发压裂环节提供一种经济的解决方案。
67.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
68.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要
性。
69.还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
70.虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。