一种投球式无限级全通径压裂滑套.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113846994A(43)申请公布日2021.12.28(21)申请号202111057922.2(22)申请日2021.09.09(71)申请人西南石油大学地址610500四川省成都市新都区新都大道8号(72)发明人石昌帅王成之(74)专利代理机构成都时誉知识产权代理事务所(普通合伙)51250代理人何悦(51)Int.Cl.E21B34/14(2006.01)E21B43/26(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称一种投球式无限级全通径压裂滑套(57)摘要本发明为一种投球式无限级全通径压裂滑套。主要由上接头、外筒、下接头、弹性卡爪、凹槽、开关、出液口、弹簧、可复位球座组成，其特征在于：上接头、外筒、下接头依次靠螺纹连接；外筒上开有通孔，外筒内装有弹性卡爪，剪切销钉穿过外筒与开关防止两者相对移动；弹性卡爪分为上弹性卡爪、下弹性卡爪；开关上开有出液口，其下端作用在可复位球座上。本发明的目的是：设计一种压裂级数不受限制，无需下内管、无需钻除作业即可实现全通径的滑套，为低渗透及非常规油气资源的开采提供了一种经济有效的技术手段。CN113846994ACN113846994A权利要求书1/1页1.一种投球式无限级全通径压裂滑套，其结构主要包括上接头(1)、O型密封圈(2)、上弹性卡爪(3)、凹槽1(4)、下弹性卡爪(5)、凹槽2(6)、外筒(7)、凹槽3(8)、剪切销钉(9)、出液口(10)、通孔(11)、上限位台(12)、开关(13)、下接头(14)、弹簧(15)、可复位球座(16)、连接销钉(17)、支撑座(18)、下限位台(19)；其技术特征在于：上接头(1)、外筒(7)、下接头(14)依次靠螺纹连接；外筒(7)上开有通孔(11)，剪切销钉(9)穿过外筒(7)与开关(13)防止两者相对移动；弹性卡爪分为上弹性卡爪(3)、下弹性卡爪(5)；开关(13)上开有出液口(10)，其下端作用在可复位球座(16)上；所述装置工作原理为：压裂球(20)从井口向下运动，当运动到上弹性卡爪(3)时，压裂球(20)会停止运动，压裂球(20)以上管柱内实现憋压，压力达到一定值时剪断剪切销钉(9)，压裂球(20)带动上弹性卡爪(3)向右做径向运动，推动开关(13)一起向右做径向运动；与此同时，下弹性爪(5)跳出凹槽2(6)，并同时向右做径向运动；当上弹性卡爪(3)弹入凹槽1(4)中，压裂球(20)释放并落到下弹性卡爪(5)上；管柱内压力再次升高，压裂球(20)继续推动下弹性卡爪(5)和开关(13)向右移动，进而推动可复位球座(16)一起向右运动；并使得可复位球座(16)右端沿径向压缩为一个完整球座，同时弹簧(15)也被压缩；当下弹性卡爪(5)弹入凹槽3(8)中时，压裂球(20)释放并落到可复位球座(16)上；此时，开关(13)上的出液口(10)与外筒(7)上的通孔(11)对齐，开关(13)打开；继续打压，当可复位球座(16)运动到与下限位台(19)接触时，可复位球座(16)不再移动，弹簧(15)进一步被压缩，压裂球(20)坐封，继续打压，可压裂对应的地层。2.根据权利要求1一种投球式无限级全通径压裂滑套，其技术特征在于：可复位球座(16)其材料选用高强度、耐冲击、耐高温的弹簧钢60si2CrVA。3.根据权利要求1一种投球式无限级全通径压裂滑套，其技术特征在于：上弹性卡爪(3)、下弹性卡爪(5)是一个整体，两者中任一一个运动，另外一个也会一起运动。4.根据权利要求1一种投球式无限级全通径压裂滑套，其技术特征在于：当多个压裂滑套串联使用时，为每级滑套设计不同数量的凹槽，通过弹性卡爪捕捉到不同数量的压裂球(20)，即可实现:第几个球投入，第几级滑套打开；压裂施工完成后，井口逐渐泄压，各级滑套中的可复位球座(16)在弹簧(15)回复力的作用下逐渐复位，压裂球(20)释放，可落到井底或返排到井口。2CN113846994A说明书1/3页一种投球式无限级全通径压裂滑套技术领域[0001]本发明涉及一种投球式滑套，属于石油、天然气钻井的配套装置。背景技术[0002]国内外油气开发均面临着低渗透、超低渗透储层自然产能低，开发建产率低等难题。水平井多级分段压裂技术能够有效提高低渗透油气藏的采收率和储量动用率，是低渗透油气藏开发的重要手段之一。[0003]目前，常用的水平井多级分段压裂技术有:投球滑套+裸眼封隔器压裂技术、泵送桥塞压裂技术。两者在压裂施工后，管柱内通径较小。为了尽可能发挥油气井产能，利于生产测井及后期井下作业工具的下入，需要将残留的球座或桥塞磨铣掉。这便增加了作业周期和成本，而且磨铣过程存在卡钻风险。[0004]因此，有必要设计一种投球式压裂滑套