一種一球多簇壓裂滑套的製作方法

2023-05-28 17:08:31

本發明涉及一種一球多簇壓裂滑套，屬石油、天然氣開採工具技術領域。

背景技術：

水力壓裂技術是一項用於油氣田改造增產的新興技術,對於提高非均質、低滲、薄儲層等油氣藏的產量具有理想效果。目前關於該技術的造縫機理、壓裂設計、施工工藝、效果評測等己經有較多研究。這一技術在我國也得到了愈來愈多的應用。高壓攜砂水流自地面泵車經連續油管到井下,從噴射工具高速射出穿透套管、水泥環並在地層中射孔。射孔會引起裂縫,隨後壓裂液進入裂縫蹩壓擴展裂縫起到溝通地層油氣流動的效果。可見噴射工具在壓裂施工中起到重要作用。

水力壓裂在對油井的增產改造中具有明顯優勢，井下水力壓裂工具是水力壓裂施工中的重要工具，由於現有的壓裂工具只能實現單點壓裂，壓裂效果不夠好，為此，有必要設計一種具有多點壓裂、壓裂液能量利用率高的壓裂滑套。

技術實現要素：

本發明的目的在於：提供一種結構簡單，可實現多點壓裂，且壓裂效率高的一球多簇壓裂滑套。

本發明的技術方案是：

一種一球多簇壓裂滑套，它由依次螺紋連接的一級分體式球座滑套、二級分體式球座滑套、三級分體式球座滑套和一體式球座滑套構成，其特徵在於：所述的一級分體式球座滑套、二級分體式球座滑套、三級分體式球座滑套分別由分體式外滑套、分體式內滑套和分體式連接短節構成，分體式外滑套一端螺紋安裝有分體式連接短節，分體式外滑套內裝有分體式內滑套，分體式內滑套與分體式外滑套之間通過銷釘A連接固定，分體式內滑套一端通過分體式球座上連接套筒和分體式球座下連接套筒安裝有分體式球座；分體式內滑套與分體式球座上連接套筒螺紋連接；分體式球座與分體式球座上連接套筒和分體式球座下連接套筒之間相互粘合連接。

所述的分體式球座上連接套筒上設置有密封片卡槽，卡槽內裝有密封片，以實現壓裂球與分體式球座處的密封。

所述的密封片呈錐形，其形狀與分體式球座相應。

所述的銷釘A一側的分體式內滑套與分體式外滑套之間和分體式球座上連接套筒與分體式連接短節之間分別設置有密封圈。

所述的銷釘A另一側的分體式外滑套周向上均布有4個壓裂噴嘴A。

所述的分體式連接短節的通孔為擴徑孔，分體式球座在流體作用下可在擴徑孔內分開。

所述的一體式球座滑套由一體式外滑套、一體式內滑套和一體式連接短節構成，一體式外滑套的一端螺紋安裝有一體式連接短節，一體式外滑套內裝有一體式內滑套，一體式內滑套與一體式外滑套之間通過銷釘B連接固定，銷釘B一側的一體式外滑套周向上均布有4個壓裂噴嘴B。一體式內滑套一端螺紋安裝有錐形的一體式球座。

所述的一體式內滑套與一體式外滑套之間設置有密封圈。

所述的分體式連接短節和一體式連接短節內分別設置有限位臺肩。

所述的分體式球座為兩瓣式球座。

本發明的有益效果在於：

該一球多簇壓裂滑套在工作時投一次球可以打開多個壓裂滑套，以實現多點壓裂，且壓裂效率高。解決了現有壓裂工具只能實現單點壓裂，壓裂效果不好的問題，該一球多簇壓裂滑套由於壓裂噴嘴可與井壁之間直接接觸，由此可以減小壓裂液在環空中的能量耗散，有效提高了壓裂效果和能量利用率。

附圖說明

圖1為本發明的分體式球座滑套的結構示意圖；

圖2為一體式球座滑套的圖；

圖3為本發明的噴嘴放大結構示意圖。

圖中：1、分體式外滑套，2、分體式內滑套，3、分體式連接短節，4、銷釘A，5、分體式球座上連接套筒，6、分體式球座下連接套筒，7、分體式球座，8、密封片，9、壓裂噴嘴A，10、限位臺肩，11、一體式外滑套，12、一體式內滑套，13、一體式連接短節，14、銷釘B，15、一體式球座，16、壓裂噴嘴B，17、一級噴嘴，18、二級噴嘴。

具體實施方式

該一球多簇壓裂滑套由依次螺紋連接的一級分體式球座滑套、二級分體式球座滑套、三級分體式球座滑套和一體式球座滑套構成。一級分體式球座滑套、二級分體式球座滑套、三級分體式球座滑套分別由分體式外滑套1、分體式內滑套2和分體式連接短節3構成。分體式外滑套1一端螺紋安裝有分體式連接短節3，分體式外滑套1內裝有分體式內滑套2，分體式內滑套2與分體式外滑套1之間通過銷釘A4連接固定。銷釘A4一側的分體式內滑套2與分體式外滑套1之間設置有密封圈，以實現分體式內滑套2與分體式外滑套1之間的密封。分體式內滑套2一端通過分體式球座上連接套筒5和分體式球座下連接套筒6安裝有分體式球座7；分體式球座7工作時用於截住壓裂球。

分體式內滑套2與分體式球座上連接套筒5之間螺紋連接；分體式球座7為兩瓣式球座，整體呈錐形。分體式球座與7分體式球座上連接套筒5和分體式球座下連接套筒6之間相互粘合連接。分體式球座上連接套筒5與分體式連接短節3之間設置有密封圈，以實現分體式球座上連接套筒5與分體式連接短節3之間的密封。

分體式球座上連接套筒5上設置有密封片卡槽，密封片卡槽內裝有密封片8。密封片8呈錐形，其形狀與分體式球座7形狀相應；以在工作中實現壓裂球與分體式球座7處的密封。

銷釘A4另一側的分體式外滑套1周向上均布有4個壓裂噴嘴A9。

該分體式球座滑套的分體式連接短節3的通孔為擴徑孔，工作時，分體式球座7在流體作用下在擴徑孔內分開，並釋放壓裂球。分體式連接短節3的底端設置由限位臺肩10；以對分體式球座7實現軸向限位。

該一球多簇壓裂滑套的一體式球座滑套由一體式外滑套11、一體式內滑套12和一體式連接短節13構成，一體式外滑套11的一端螺紋安裝有一體式連接短節13。 一體式外滑套11內裝有一體式內滑套12，一體式內滑套12與一體式外滑套11之間設置有密封圈；以實現一體式內滑套12與一體式外滑套11之間的密封。一體式內滑套12與一體式外滑套11之間通過銷釘B14連接固定，銷釘B14一側的一體式外滑套周向上均布有4個壓裂噴嘴B16。一體式內滑套12一端螺紋安裝有錐形的一體式球座15。一體式連接短節13內設置有限位臺肩10，以在工作中對一體式球座15實現軸向限位。

該一球多簇壓裂滑套的壓裂噴嘴A和壓裂噴嘴B分別由一級噴嘴17和二級噴嘴18構成，一級噴嘴17上套裝有二級噴嘴18，一級噴嘴17和二級噴嘴18之間設置有密封圈，以實現一級噴嘴17和二級噴嘴18之間的密封。

該一球多簇壓裂滑套工作時，投入一個壓裂球，在泥漿的作用下，壓裂球隨著泥漿到達一級分體式球座滑套處，由於分體式球座7的通徑小於壓裂球的直徑，壓裂球與錐形的分體式球座7形成截流，由於泥漿不能通過形成憋壓。當壓力達到一定程度時，銷釘A4被剪斷，分體式內滑套2、分體式球座上連接套筒5、分體式球座7和分體式球座下連接套筒6在壓力作用下下行，當球座下連接套筒6底端到達分體式連接短節3的限位臺肩10處時被阻止，此時的分體式球座7剛好到達分體式連接短節3的擴徑孔內，在流體壓力的作用下可產生一個徑向分力，從而使分體式球座7逐步分開，分體式球座7通徑逐步變大，壓裂球通過。這一過程中，在噴嘴部位，由於流體的截流效應，在分體式外滑套1與壓裂噴嘴A9的一級噴嘴17和二級噴嘴18之間形成壓差，一級噴嘴17與二級噴嘴18向外伸出與井壁接觸，從而完成壓裂作業的準備。

壓裂球通過一級分體式球座滑套後，進入二級分體式球座滑套。重複上一過程並進入三級分體式球座滑套，然後進入一體式球座滑套內。

在一體式球座滑套內，由於壓裂球直徑大於一體式球座15通徑，因此同樣在一體式球座15處形成憋壓，當壓力達到一定程度時，銷釘B14被剪斷，一體式內滑套12與一體式球座15下行，當一體式球座15下端到達一體式連接短節13內的限位臺肩10時被限位阻止，停止下行。這一過程中，在一體式球座滑套的噴嘴部位，由於流體的截流效應，在壓裂噴嘴B16的一級噴嘴17和二級噴嘴18之間形成壓差，一級噴嘴17與二級噴嘴18向外伸出與井壁接觸，從而完成壓裂作業的最後準備。完成這一過程後，通入壓裂液，即可通過各噴嘴完成壓裂作業。