[实用新型]用于油气井作业的全通径分层压裂滑套

说明书

技术领域

本实用新型涉及油气井完井作业中压裂管柱上实现油套环空连通的施工装置，具体的讲是用于油气井作业的全通径分层压裂滑套。 

背景技术

在油气井完井试气过程中，通过滑套的打开动作将油套环空连通，以实现循环、替液、加砂压裂等作业。在传统油气井身的结构中，压裂管柱为油管，在压裂管柱上连接有封隔器、喷砂滑套以及喷砂器等多个井下工具。喷砂器和滑套位置为压裂层，喷砂器和滑套的数量代表了压裂施工的段数或级数。在压裂施工前，先投入第一层滑套的启动球，启动球被喷砂器接住后，打压封隔器实现坐封，将各施工段油套环空隔离。封隔器坐封后，继续打压，切断滑套内外筒之间的销钉并使内筒滑动，喷砂器通道打开，随即施工喷砂器对应那一段。施工完后再投入第二层滑套对应尺寸的启动球，打压至第二层滑套打开，施工第二层，如此依次施工各层段。单层施工作业只需一个滑套即可，但多层分段施工则需要在一个管柱上串接多个滑套，施工时从下至上打开一层，压裂一层。常规滑套通过改变所投启动球的尺寸实现了多级数滑套，级数越高，最小通径越小，因此可实现的级数有限。现有技术中，如中国专利200820061922.3公开的压裂滑套喷射器，基本结构是由外筒、内筒、上接头、下接头等组成，内筒与外筒之间可以相互滑动，滑动配合面有剪切销钉和密封件，外筒上设置有出液口，内筒上设置有球座。需要打开滑套时，从井口投球，球被泵送至球座，形成上下压差，推动滑套内筒下行，露出外筒出液口。滑套的启动球与球座一一对应，启动球直径大于球座面内径。当采用多级滑套方式作业时，不同启动球和球座面按照一定级差逐级增大。施工时从小到大依次投入启动球，打开对应滑套。由于这类滑套受结构限制，内径存在多个从小变大的节流面，不能实现全通径，且可实现的级数少。 

随着致密气藏勘探开发的深入，水平井水平段越来越长，加砂压裂分段数越来越多，十级、二十级甚至数十级的滑套技术已经提上日程。在传统滑套技术基础上，人们始终致力于滑套性能可靠性的提高以及功能多样化的实现。专利公告号CN201738869专利文献公开了一种适用于水平井的可钻式投球滑套，包括接头装置和弹爪管结构，克服了投球滑套打开后不能自锁，球座不可钻的问题，提高了滑套工作可靠性。专利公告号CN202325456U公开了一种滑套分段压裂滑套，滑套芯的球座为倒锥面，上接头螺纹扣下方设有与球座倒锥面同锥面的倒角锥面，提高球座面的耐冲蚀性能。专利公告号CN101265792A公开了一种液压开关滑套，通过在滑套上设置不同的液压缸实现滑套的开与关，提供了一种在地面施加液压力实现重复开关的液压开关滑套。 

上述现有技术，通过对传统投球滑套的结构改进，提高了滑套工作性能和多功能化，但未能解决当前多级分段压裂技术中对管柱全通径、更多级数的要求。 

美国专利US 7387165的“油气井多层完井系统与方法”公开了一种分段压裂滑套技术，是把压裂滑套连接到套管上下入，固井后通过投飞镖或球逐级开启滑套，由于相邻的阀有液压控制管线相连，下部阀打开的时候，压力传递到上一个阀，活塞挤压C型环，这时上一个阀准备好接收下一个飞镖，飞镖或球落座后可隔离下部层段。采用这类滑套可以实现更多限级数，但由于液压控制管线需要下到套管外与裸眼接触，控制管线可能被损害，存在滑套打不开、丢失压裂层段的风险。 

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于油气井作业的全通径分层压裂滑套，可实现不限级数的全通径滑套串接，避免常规级差式滑套投不同尺寸启动球时误操作，提高施工可靠性。 

本实用新型的用于油气井作业的全通径分层压裂滑套的基本结构，是以与外筒相配合的方式设置有包括可在外筒内腔中轴向移动的内筒在内的工作筒，外筒与内筒间设有相互定位的剪切销钉及限制内筒滑移距离的限位结构，外筒的至少一个轴向端部带有连接头，并在外筒的筒壁部位设有可与工作筒内腔贯通的导流孔。其中： 

a. 在工作筒的内周面上沿轴向设有间隔排布、优选为等间距排布的凹槽结构和与之配合地设有能以依次翻越各凹槽结构方式沿轴向位移，并具有与启动球通过直径相适应通径的阶跃式移动结构；

b. 在阶跃式移动结构上设有轴向间隔的前后两组在与所说内筒周面凹槽结构配合下可作独立径向伸/缩以控制启动球通过通径开闭的通径开关结构。所说该每组中可作独立径向伸/缩以控制启动球通过通径开闭的通径开关结构的数量至少为一个，并可根据需要适当增加，其中优选的是使通径开关结构以在周向上等间距至少有三组的方式设置，以使其在径向平面上的受力尽量能保持的均衡；