一种无限级智能簇式滑套开启系统的制作方法

1.本发明涉及井下控制的技术领域，具体涉及一种无限级智能簇式滑套开启系统。


背景技术：

2.现有的簇式滑套系统，在每一段滑套中的第一个滑套上预置一个固定的球座，在开启的过程中，通过球座与压裂球一起下移，每一段的压裂球到达球座滑套处时，将球座带走，并依次将中间滑套、截止滑套打开，最后球座落在截止滑套处。这种开启系统，在安装的时候由于预置滑套，安装的时候比较麻烦；同时，当滑套有套变时，球座极可能卡住不能前移，增加失败风险。
3.且现有的投球式簇式滑套存在级差，即从上往下滑套内径依次减小，才能保证最前端的滑套所用压裂球能顺利通过之前的滑套。由于级差的存在，一方面限制了簇式滑套的级数，另一方面限制了前端滑套的截面面积从而影响开采效率。


技术实现要素：

4.本发明为解决上述的技术问题提供一种无限级智能簇式滑套开启系统，以提高簇式滑套开启的可靠性，以及解决簇式滑套存在的级差限制滑套级数问题。
5.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种无限级智能簇式滑套开启系统，包括簇式滑套和开启装置；
6.所述簇式滑套包括依次连接的信号发射装置、中间滑套和落座滑套，所述发射装置和所述落座滑套之间至少设有一个中间滑套，所述中间滑套包括内滑套和外滑套，所述外滑套设有孔眼，所述内滑套靠近所述落座滑套端设有可外张的弹爪结构，所述弹爪结构内壁设有限位凸台；所述外滑套靠近所述落座滑套端设有容纳所述弹爪结构的凹槽，当所述弹爪结构移动到所述凹槽中时，所述内滑套离开所述孔眼范围使所述孔眼导通并且所述限位凸台不突出于所述内滑套的内表面；
7.所述开启装置具有装置主体，所述装置主体内设有信号接收装置和可伸出所述装置主体的挡块，当所述信号接收装置接收到所述发射装置所发出的信号后，所述挡块伸出所述装置主体并与所述限位凸台抵接并推动所述内滑套移动。
8.本发明的工作原理及有益效果是：本技术的簇式滑套开启系统通过设置信号发射装置和开启装置，开启装置在滑套内移动时，当所述信号接收装置接收到所述发射装置的信号后，所述挡块伸出所述装置主体并与所述限位凸台抵接并推动所述内滑套移动。其中，在滑套内，智能开启装置工作之前不会有任何凸出的部件，在开启过程中只有信号匹配的滑套段才会启动滑套的的开启，因此开启装置可以通过任意一段簇式滑套，不会受到任何阻挡，提高了滑套开启的可靠性；同时，在整个滑套装配过程中，直接通过短节连接，不需要附加其他部件，提高了安装效率。再有，由于该智能开启系统在未到达指定位置时挡块不会外张，因此可以顺利通过途经的任何级数簇式滑套，因此解决了目前投球式簇式滑套存在的级差限制滑套级数问题。
9.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
10.进一步，所述中间滑套为多个。
11.采用上述进一步方案的有益效果是：设置多个中间滑套实现多个滑套的无级差开启。
12.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
13.进一步，所述挡块与所述装置主体转动连接，并通过驱动装置驱动所述挡块伸出所述装置主体。
14.采用上述进一步方案的有益效果是：通过驱动装置驱动挡块伸出装置主体，驱动可靠。
15.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
16.进一步，所述驱动装置包括支撑杆和驱动所述支撑杆移动的驱动杆，所述支撑杆驱动所述挡块伸出并保持伸出状态。
17.采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置支撑杆可以确保挡块保持伸出装置主体。
18.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
19.进一步，所述驱动杆为电磁驱动杆。
20.采用上述进一步方案的有益效果是：电磁驱动杆具有较高的可靠性。
21.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
22.进一步，所述装置主体的前进方向的一端为主体前端，另一端为主体后端，还包括卡瓦和锥体，所述锥体的小端与所述主体后端通过剪切结构连接，所述装置主体上设有容纳所述锥体的小端继续向其移动的空腔，所述卡瓦套设在所述锥体上并与装置主体抵接。
23.采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置锥体和卡瓦，当装置主体位于落座滑套的时候，装置主体被限定不能够继续移动，井液继续在主体后端施加推力，使得锥体继续向装置主体移动，使剪切结构剪切断开，锥体小端向空腔移动，由于卡瓦与装置主体抵接，卡瓦不能够向装置主体移动，只能径向上扩张展开并与滑套内表面锚定，便于压裂操作。
24.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
25.进一步，所述剪切结构为设置在所述锥体的小端和所述装置主体上相互啮合的剪切螺纹。
26.采用上述进一步方案的有益效果是：剪切螺纹结构简单，方便连接。
27.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
28.进一步，所述剪切结构为连接所述锥体的小端和所述装置主体的剪切销钉。
29.采用上述进一步方案的有益效果是：剪切销钉剪切作用可靠。
30.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
31.进一步，所述发射装置为信号短节。
32.采用上述进一步方案的有益效果是：信号短节方便可靠，便于安装。
附图说明
33.图1是本发明簇式滑套实施例一结构示意图；
34.图2是开启装置实施例一结构示意图；
35.图3是簇式滑套开启系统实施例一第一状态示意图；
36.图4是图3中a的局部视图；
37.图5是簇式滑套开启系统实施例一第二状态示意图；
38.图6是图5中b的局部视图；
39.图7是簇式滑套开启系统实施例一第三状态示意图；
40.图8是图7中c的局部视图；
41.图9是簇式滑套开启系统实施例一第四状态示意图；
42.图10是图9中d的局部视图。
43.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
44.11、信号发射装置，12、中间滑套，13、落座滑套，121、内滑套， 122、外滑套，1211、弹爪结构，1221、凹槽，1222、孔眼，2、开启装置，21、装置主体，22、挡块，23、支撑杆，24、驱动杆，25、信号接收装置，26、扶正导向装置，27、锥体，28、卡瓦、29、尾部胶筒
具体实施方式
45.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
46.本发明无限级智能簇式滑套开启系统中簇式滑套的实施例一的结构示意图参见图1、图3及图4。
47.簇式滑套包括依次连接的信号发射装置11、中间滑套12和落座滑套 13，发射装置和落座滑套13之间设有多个中间滑套12，中间滑套12包括内滑套121和外滑套122，外滑套122设有孔眼1222，内滑套121靠近落座滑套13端设有可外张的弹爪结构1211，弹爪结构1211内壁设有限位凸台；外滑套122靠近落座滑套13端设有容纳弹爪结构1211的凹槽1221，当弹爪结构1211移动到凹槽1221中时，内滑套121离开孔眼1222范围，使孔眼1222导通并且限位凸台不突出于内滑套121的内表面。
48.在本实施例中，信号发射装置11与中间滑套12之间，以及中间滑套 12和落座滑套13之间通过短节依次连接；其中，凹槽1221的径向深度等于限位凸台的径向凸出高度，也就是说，在弹爪结构1211移动到凹槽1221 中的时候，由于开启装置2和弹爪结构1211本身的外张特性，使得限位凸台和内滑套121的内表面处于同一个面上。
49.开启装置2具有装置主体21，装置主体21内设有信号接收装置25和可伸出装置主体21的挡块22，当信号接收装置25接收到发射装置的信号后，挡块22伸出装置主体21并与限位凸台抵接并推动内滑套121移动。
50.本技术的簇式滑套开启系统通过设置信号发射装置11和开启装置2，开启装置2在滑套内移动时，当信号接收装置25接收到发射装置的信号后，挡块22伸出装置主体21并与限位凸台抵接并剪断内滑套和外滑套之间的剪切销钉，推动内滑套121移动。其中，在滑套内，智能开启装置工作之前不会有任何凸出的部件，在开启过程中只有信号匹配的滑套段才会启动滑套的的开启，因此开启装置2可以通过任意一段簇式滑套，不会受到任何阻挡，提高了滑套开启的可靠性；同时，在整个滑套装配过程中，直接通过短节连接，不需要附加其他部件，提高了安装效率。再有，由于该智能开启系统在未到达指定位置时挡块不会外
张，因此可以顺利通过途经的任何级数簇式滑套，因此解决了目前投球式簇式滑套存在的级差限制滑套级数问题。
51.开启装置2的实施例一参见图2，具体包括呈圆柱形的装置主体21，装置主体21的前进方向的一端为主体前端，另一端为主体后端，主体前端设置有与装置主体21固定连接的扶正导向装置26，信号接收装置25设置在扶正导向装置26内；挡块22与装置主体21转动连接，其中，挡块22 为多个，均布在装置主体21的周向上，并通过驱动装置驱动所述挡块22 伸出装置主体21；挡块22通过转动销和扭簧与装置主体21连接，其中，扭簧为挡块22伸出装置主体21提供了辅助驱动力。
52.在本实施例中，驱动装置包括支撑杆23和驱动支撑杆23移动的驱动杆24，支撑杆23驱动挡块22伸出并保持伸出状态。其中，驱动杆24为电磁驱动杆，信号接收装置25与电磁驱动杆24电连接，驱动杆24与支撑杆 23传动连接，如图2，由于挡块22通过转动销和扭簧与装置主体21连接，为了避免进开启装置2提前工作，在支撑杆23的前端通过锁止挂钩与挡块22连接。
53.在本实施例中，装置主体21的前进方向的一端为主体前端，另一端为主体后端，还包括卡瓦28和锥体27，锥体27的小端与主体后端通过剪切结构连接，装置主体21上设有容纳锥体27的小端继续向其移动的空腔，卡瓦28套设在锥体27上并与装置主体21抵接。
54.在本实施例中，剪切结构为设置在锥体27的小端和装置主体21上相互啮合的剪切螺纹。
55.为了更好地推进开启装置2在井液中向前移动，在锥体27的后端，即图示中的左端设置于有尾部胶筒29结构，尾部胶筒29主要是用于与滑套内壁的密封作用，以便井液能够对开启装置2产生足够的推力。
56.装置主体21内设有信号接收装置25和可伸出装置主体21的挡块22，当信号接收装置25接收到发射装置的信号后，挡块22伸出装置主体21并与限位凸台抵接，将内滑套121和外滑套122之间的剪切销钉剪断，并推动内滑套121移动。
57.本发明簇式滑套开启系统实施例一第一状态示意图及局部结构示意图如图3和图4,。
58.具体的，当开启装置2经过信号发射装置11的时候，如果该段簇式滑套是设定的需要开启的簇式滑套，即是信号发射装置11发出的信号与信号接收装置25匹配，这时，信号接收装置25接收到信号后，启动驱动杆 24，并推动与其连接的支撑杆23向挡块22一端移动，支撑杆23的前端和挡块22连接的锁止挂钩相互脱落，扭簧产生辅助驱动力，使挡块22凸出于装置主体21的外表面。同时，由于支撑杆23的作用，挡块22向装置主体21轴心位置的移动受到限制，始终确保挡块22凸出于装置主体21的外表面。当开启装置2到达中间滑套12的时候，由于内滑套121的爪结构内壁设有限位凸台，如图4所示，挡块22就与限位凸台抵接。开启装置2在井液的持续压力作用下，对内滑套121施加推力，当施加的推力大于内滑套121与外滑套122之间的剪切销钉的剪切力的时候，内滑套121就相对于外滑套122滑动离开孔眼1222范围，使得外滑套122上的径向孔眼1222 贯通，如图5和图6所示，实现了滑套的开启，随后内套弹爪结构1211的限位凸台整体落入外滑套122的凹槽1221中，开启装置2在井液压力作用下继续向前移动。
59.本发明滑套开启系统的第三和第四状态图参见图7至图10，当完成了所用中间滑
套12的开启时候，开启装置2移动到落座滑套13处，由于落座滑套13处的外滑套122没有设置凹槽1221，开启装置2的挡块22推动落座滑套13移动后，不能够继续向前移动；在井液持续压力的作用下，当开启装置2受到的压力大于锥体27的小端与主体后端之间的剪切结构连接的剪切力的时候，井液就会推动锥体27向前移动，即向装置主体21上容纳锥体27的小端继续向其移动的空腔方向移动，由于卡瓦28与装置主体 21抵接，卡瓦28不能够向装置主体21移动，只能径向上扩张展开并与滑套内表面锚定，便于进行压裂操作。
60.在具体实施例中，也可以将信号接收装置25设置在装置主体21内，其连接结构与工作原理与实施例一一样。
61.在具体实施例中，信号接收装置25和信号发射装置11之间的通信可以选择常用的rf i d(射频识别技术)来实现。在具体实施例中，中间滑套 12的数量可以根据实际使用需要设置。
62.以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。