投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器及其使用方法，該控制器包括用于分隔預(yù)定投球滑套前后分層段的密封軸，所述密封軸插裝在所述預(yù)定投球滑套的球座內(nèi)；所述密封軸前端安裝有用于引導的引頭；所述密封軸后端設(shè)置有用于將所述密封軸限制在所述預(yù)定投球滑套的球座內(nèi)的卡位件。本發(fā)明的投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器及其使用方法可以防止某一分層段出水進入上部分層段，保證油氣開采的正常運行。
【專利說明】投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器及其使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油氣開采領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器及其使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在多級封隔器分段壓裂技術(shù)中，主要工具有封隔器和投球滑套，投球滑套夾在封隔器之間，其原理是先坐封封隔器，投入合適尺寸的球，使其落到對應(yīng)滑套的球座上，井口加液壓，剪斷球座銷釘，并打開投球滑套。當球座前方壓力大于球座后方的壓力時，由于球沒有固定，球會隨井內(nèi)介質(zhì)回返。
[0003]但是如果遇到某一分層段出水，因為球沒有固定在球座上，分段的水在通過球座，進入上部的分段，影響上部分段的壓裂和生產(chǎn)，從而對油氣開采產(chǎn)生不利影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種可以防止某一分層段出水進入上部分層段的投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器及其使用方法。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器，包括用于分隔預(yù)定投球滑套前后分層段的密封軸，所述密封軸插裝在所述預(yù)定投球滑套的球座內(nèi)；所述密封軸前端安裝有用于引導的引頭；
[0006]所述密封軸上設(shè)置有用于將所述密封軸限制在所述預(yù)定投球滑套的球座內(nèi)的卡位件。
[0007]在本發(fā)明所述的投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器中，所述卡位件包括用于防止所述投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器繼續(xù)下行脫離所述預(yù)定投球滑套的第一卡位件和用于防止所述投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器隨井內(nèi)介質(zhì)向上返回的第二卡位件。
[0008]在本發(fā)明所述的投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器中，所述第二卡位件為卡簧，所述密封軸的外壁上設(shè)置有卡簧安裝槽，所述卡簧套裝在所述卡簧安裝槽內(nèi)；
[0009]所述卡簧的前端設(shè)置有用于導入所述球座的導入傾角，且后端為外徑大于所述預(yù)定投球滑套的球座的內(nèi)徑的圓環(huán)體。
[0010]在本發(fā)明所述的投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器中，所述第一卡位件為安裝在所述密封軸后端的金屬半球，所述金屬半球的外徑大于所述預(yù)定投球滑套的球座的內(nèi)徑。
[0011]在本發(fā)明所述的投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器中，所述密封軸上設(shè)置有環(huán)形密封槽，所述密封槽內(nèi)設(shè)置有密封圈。
[0012]在本發(fā)明所述的投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器中，所述投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器還包括用于通過井內(nèi)介質(zhì)的流動推動所述密封軸的皮碗，所述皮碗安裝在所述引頭與所述密封軸之間或/和所述金屬半球后端。
[0013]在本發(fā)明所述的投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器中，所述引頭、皮碗、密封軸及金屬半球的后端分別設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述密封軸、金屬半球及皮碗的前端分別設(shè)置有外螺紋，所述內(nèi)螺紋與外螺紋相互匹配。
[0014]本發(fā)明還提供一種投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器的使用方法，所述投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器包括密封軸和設(shè)置在所述密封軸的卡位件，以及安裝在所述密封軸前端的引頭，該方法包括以下步驟:
[0015]S1、將所述投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器置于壓裂油管的管柱內(nèi)，通過液壓泵使所述投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器沿所述管柱向下軸向移動并穿過各級投球滑套至預(yù)定投球滑套；
[0016]S2、所述卡位件將所述密封軸限制在預(yù)定投球滑套的球座內(nèi)，分隔所述預(yù)定投球滑套前后的分層段；
[0017]S3、通過所述液壓泵繼續(xù)對所述投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器泵壓，所述投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器推動球座繼續(xù)沿所述管柱向下軸向移動，打開所述預(yù)定投球滑套，進行本級壓裂。
[0018]在本發(fā)明所述的投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器的使用方法中，所述卡位件包括套裝在所述密封軸上的卡簧和安裝在所述密封軸后端的金屬半球，步驟S2具體包括以下步驟:
[0019]S21、所述投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器的密封軸上的卡簧前端的導入傾角與所述預(yù)定投球滑套的球座接觸，所述卡簧受力壓縮使外徑與所述球座的內(nèi)徑相等；所述密封軸插入所述球座中；
[0020]S22、所述密封軸前端穿出所述球座，所述卡簧脫離所述球座并恢復至自然狀態(tài)；密封軸后端的金屬半球與所述球座上端的球面相抵，所述金屬半球的外徑大于所述球座的內(nèi)徑。
[0021]本發(fā)明的投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器及其使用方法具有以下有益效果:密封軸進入預(yù)定投球滑套的球座中后被限制其中無法隨井內(nèi)介質(zhì)上行返回，從而即使遇到某一分層段出水，由于球座由密封軸進行密封，該分層段的水也無法通過球座，進入上部的分層段，從而避免對上部分層段的壓裂和生產(chǎn)造成影響，保證油氣開采的正常運行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
[0023]圖1是本發(fā)明一個優(yōu)選實施例提供的一種投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器的剖視圖；
[0024]圖2a、圖2b、圖2c分別是圖1中卡簧的側(cè)視圖、立體圖及A-A向剖視圖；
[0025]圖3是圖1中的投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器限制密封軸中的剖視圖；
[0026]圖4是圖1在的投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器帶動球座下行壓裂本級的剖視圖。

【具體實施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0028]如圖1所示的是本發(fā)明一個優(yōu)選實施例提供的一種投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器，該控制器包括用于分隔預(yù)定投球滑套前后分層段的密封軸3，密封軸3插裝在預(yù)定投球滑套的球座8內(nèi)；為了能夠插入球座中，密封軸以圓柱結(jié)構(gòu)為宜，其可以是一體設(shè)計的結(jié)構(gòu)，也可以通過前后兩個或多個部件拼接而成。密封軸3前端安裝有引頭I ;引頭I可以是前端為球體，中間是圓柱體，尾端為椎體的結(jié)構(gòu)，起引導作用。密封軸3上設(shè)置有用于將密封軸3限制在預(yù)定投球滑套的球座8內(nèi)的卡位件。將控制器置于壓裂油管，開泵送其下行，通過上部的各級投球滑套。繼續(xù)泵送至預(yù)定投球滑套，如圖3所示，卡位件將密封軸3限制在預(yù)定投球滑套的球座的密封筒內(nèi)，該控制器被限制在球座內(nèi)，封堵該滑套前后的分層段，繼續(xù)打壓，控制器推動球座往下走，如圖4所示，打開滑套，可進行本級壓裂。即使遇到某一分層段出水，由于球座8由密封軸3進行密封，該分層段的水也無法通過球座，進入上部的分層段，從而避免對上部分層段的壓裂和生產(chǎn)造成影響，保證油氣開采的正常運行。
[0029]優(yōu)選的是，卡位件包括用于防止該控制器繼續(xù)下行脫離預(yù)定投球滑套的第一卡位件和用于防止該控制器隨井內(nèi)介質(zhì)向上返回的第二卡位件。
[0030]本發(fā)明一個具體的實施例中，如圖2a、圖2b及圖2c所示，第二卡位件為卡簧2，密封軸3的外壁上設(shè)置有卡簧安裝槽，卡簧2套裝在卡簧安裝槽內(nèi)；
[0031]卡簧2的前端設(shè)置有用于導入球座的導入傾角201，且后端為外徑大于預(yù)定投球滑套的球座8的內(nèi)徑的圓環(huán)體。由于卡簧是彈性件，下行過程中，當卡簧2前端的導入傾角201接觸球座時，卡簧2壓縮外徑減小使其可以通過球座，當其脫離球座8后，卡簧2恢復到自然狀態(tài)，自然狀態(tài)下其外徑大于預(yù)定投球滑套的球座8的內(nèi)徑，于是，即使球座8前方壓力大于球座后方的壓力，卡簧2不會壓縮并再次進入預(yù)定投球滑套，進而也不會隨井內(nèi)介質(zhì)上行返回。
[0032]第一卡位件為安裝在密封軸3后端的金屬半球4，金屬半球4的外徑大于預(yù)定投球滑套的球座8的內(nèi)徑。當卡簧2通過球座8時，金屬半球4剛好與球座8上端的球面801接觸，由于金屬半球4的外徑比球座8的內(nèi)徑大，于是可以阻止控制器脫離球座8。當然，卡簧設(shè)置在金屬半球之前，兩者的間距以恰好與球座長度相同為宜。金屬半球4優(yōu)選為銅半球，當然，其也可以是其他可以用于阻止控制器脫離球座8的形狀。
[0033]此外，卡位件還可以是其他可以將密封軸3限制在預(yù)定投球滑套的球座8內(nèi)的形式，如設(shè)置在密封軸3上與球座8內(nèi)預(yù)設(shè)位置的卡位相匹配的卡扣，或者具有一定粘性的密封結(jié)構(gòu)等。
[0034]密封軸3中間部分位于球座8內(nèi)部，密封軸3外徑與球座8內(nèi)徑一致，密封軸3上設(shè)置有環(huán)形密封槽，密封槽內(nèi)設(shè)置有密封圈5，從而加強密封。
[0035]該控制器還包括皮碗6，皮碗6的大小、規(guī)格等可以根據(jù)實際需求進行調(diào)配，皮碗6在投球滑套內(nèi)對控制器起到支撐平衡的作用，同時由于皮碗6為倒置的無底椎體，當井內(nèi)介質(zhì)匯聚于皮碗6內(nèi)會推動密封軸3向下運動，本發(fā)明中皮碗6安裝在引頭I與密封軸3之間或/和金屬半球4后端為宜。
[0036]本發(fā)明一個實施例中，控制器的各個部件依次通過螺紋連接，即引頭1、皮碗6、密封軸3及金屬半球4的后端分別設(shè)置有內(nèi)螺紋，密封軸3、金屬半球4及皮碗6的前端分別設(shè)置有外螺紋，內(nèi)螺紋與外螺紋相互匹配，或者相互螺接的兩個部件其對應(yīng)的內(nèi)螺紋和外螺紋相互匹配。
[0037]本發(fā)明還提供一種投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器的使用方法，投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器包括密封軸3和設(shè)置在密封軸3的卡位件，以及安裝在密封軸3前端的引頭1，該方法包括以下步驟:
[0038]S1、將投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器置于壓裂油管的管柱內(nèi)，通過液壓泵使該控制器沿管柱向下軸向移動并穿過各級投球滑套至預(yù)定投球滑套；
[0039]S2、卡位件將密封軸3限制在預(yù)定投球滑套的球座8內(nèi)，分隔預(yù)定投球滑套前后的分層段；
[0040]S3、通過液壓泵繼續(xù)對控制器進行泵壓，控制器推動球座繼續(xù)沿所述管柱向下軸向移動，打開預(yù)定投球滑套，進行本級壓裂。
[0041]進一步的，卡位件包括套裝在密封軸3上的卡簧2和安裝在密封軸后端的金屬半球4,步驟S2具體包括以下步驟:
[0042]S21、該控制器的密封軸3上的卡簧2前端的導入傾角201與預(yù)定投球滑套的球座8接觸，卡簧2受力壓縮使外徑與球座8的內(nèi)徑相等；密封軸3插入球座8中；
[0043]S22、密封軸3前端穿出球座8，卡簧2脫離球座8并恢復至自然狀態(tài)；密封軸3后端的金屬半球4與球座8上端的球面801相抵，金屬半球4的外徑大于球座8的內(nèi)徑。
[0044]卡簧2與金屬半球4將密封軸限制在球座8內(nèi)，封堵滑套前后的分層段，繼續(xù)打壓，控制器推動球座8往下走，打開滑套，可進行本級壓裂。即使遇到某一分層段出水，由于球座8由密封軸3進行密封，該分層段的水也無法通過球座，進入上部的分層段，從而避免對上部分層段的壓裂和生產(chǎn)造成影響，保證油氣開采的正常運行。
[0045]雖然本發(fā)明是通過具體實施例進行說明的，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當明白，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，還可以對本發(fā)明進行各種變換及等同替代。另外，針對特定情形或材料，可以對本發(fā)明做各種修改，而不脫離本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明不局限于所公開的具體實施例，而應(yīng)當包括落入本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器，其特征在于，包括用于分隔預(yù)定投球滑套前后分層段的密封軸(3)，所述密封軸(3)插裝在所述預(yù)定投球滑套的球座(8)內(nèi)；所述密封軸(3)前端安裝有用于引導的引頭(I)； 所述密封軸(3)上設(shè)置有用于將所述密封軸(3)限制在所述預(yù)定投球滑套的球座(8)內(nèi)的卡位件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器，其特征在于，所述卡位件包括用于防止所述投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器繼續(xù)下行脫離所述預(yù)定投球滑套的第一卡位件和用于防止所述投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器隨井內(nèi)介質(zhì)向上返回的第二卡位件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器，其特征在于，所述第二卡位件為卡簧(2)，所述密封軸(3)的外壁上設(shè)置有卡簧安裝槽，所述卡簧(2)套裝在所述卡簧安裝槽內(nèi)； 所述卡簧(2)的前端設(shè)置有用于導入所述球座(8)的導入傾角(201)，且后端為外徑大于所述預(yù)定投球滑套的球座(8)的內(nèi)徑的圓環(huán)體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器，其特征在于，所述第一卡位件為安裝在所述密封軸后端的金屬半球(4)，所述金屬半球(4)的外徑大于所述預(yù)定投球滑套的球座(8)的內(nèi)徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器，其特征在于，所述密封軸(3)上設(shè)置有環(huán)形密封槽，所述密封槽內(nèi)設(shè)置有密封圈(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器，其特征在于，所述投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器還包括用于通過井內(nèi)介質(zhì)的流動推動所述密封軸(3)的皮碗(6)，所述皮碗(6)安裝在所述引頭(I)與所述密封軸(3)之間或/和所述金屬半球(4)后端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器，其特征在于，所述引頭(I)、皮碗(6)、密封軸(3)及金屬半球(4)的后端分別設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述密封軸(3)、金屬半球(4)及皮碗(6)的前端分別設(shè)置有外螺紋，所述內(nèi)螺紋與對應(yīng)的外螺紋相互匹配。
8.一種投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器的使用方法，所述投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器包括密封軸(3 )和設(shè)置在所述密封軸(3 )的卡位件，以及安裝在所述密封軸(3 )前端的引頭(1)，其特征在于，該方法包括以下步驟: S1、將所述投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器置于壓裂油管的管柱內(nèi)，通過液壓泵使所述投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器沿所述管柱向下軸向移動并穿過各級投球滑套至預(yù)定投球滑套； S2、所述卡位件將所述密封軸(3)限制在預(yù)定投球滑套的球座(8)內(nèi)，分隔所述預(yù)定投球滑套前后的分層段； S3、通過所述液壓泵繼續(xù)對所述投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器進行泵壓，所述投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器推動所述球座(8)繼續(xù)沿所述管柱向下軸向移動，打開所述預(yù)定投球滑套，進行本級壓裂。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器的使用方法，其特征在于，所述卡位件包括套裝在所述密封軸(3)上的卡簧(2)和安裝在所述密封軸后端的金屬半球(4)，步驟S2具體包括以下步驟: s21、所述投入式分段壓裂滑套開關(guān)控制器的密封軸(3)上的卡簧(2)前端的導入傾角(201)與所述預(yù)定投球滑套的球座(8)接觸，所述卡簧(2)受力壓縮使外徑與所述球座(8)的內(nèi)徑相等；所述密封軸(3)插入所述球座(8)中； s22、所述密封軸(3)前端穿出所述球座(8)，所述卡簧(2)脫離所述球座(8)并恢復至自然狀態(tài)；密封軸(3)后端的金屬半球(4)與所述球座(8)上端的球面(801)相抵，所述金屬半球(4)的外徑大 于所述球座(8)的內(nèi)徑。
【文檔編號】E21B34/14GK104047571SQ201310081778
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月14日
【發(fā)明者】王金龍 申請人:深圳市百勤石油技術(shù)有限公司