本實(shí)用新型涉及投球壓裂滑套技術(shù)領(lǐng)域，是一種旋轉(zhuǎn)控制無(wú)級(jí)投球壓裂滑套。

背景技術(shù)：

目前，國(guó)外井下無(wú)級(jí)壓裂主要采用連續(xù)油管法、飛鏢投擲法等先進(jìn)的壓裂方法。但在國(guó)內(nèi)投球壓裂滑套還存在如下主要問題：1.采用直徑逐級(jí)遞增的球由下至上進(jìn)行壓裂，受到封堵球直徑的限制，壓裂層數(shù)有限；2.受直徑逐漸減小的影響，下層壓裂需要克服上層滑套的阻力損失，壓裂層數(shù)多時(shí)，可能導(dǎo)致巨大的摩阻損失，降低壓裂效率和能耗；3.國(guó)內(nèi)投球壓裂技術(shù)中，球座固定在井下，壓裂完成之后，需要磨銑球座，限制壓裂效率的提高，壓裂成本較高，作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)。專利申請(qǐng)?zhí)枮?01220389849.9的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了采用特殊材料變形讓壓裂球通過的工具，專利申請(qǐng)?zhí)枮?01210164217.7的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了采用可張開球座讓壓裂球通過的工具，專利申請(qǐng)?zhí)枮?01320434780.1的中國(guó)專利文獻(xiàn)及專利申請(qǐng)?zhí)枮?01310229884.3的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了采用C形球座變形允許壓裂球通過的工具，均未說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)壓裂層位選擇。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種旋轉(zhuǎn)控制無(wú)級(jí)投球壓裂滑套，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有投球壓裂滑套在實(shí)際使用過程中存在的壓裂層數(shù)受到投球直徑限制的問題。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是通過以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種旋轉(zhuǎn)控制無(wú)級(jí)投球壓裂滑套，包括上接頭、滑套本體、下接頭、內(nèi)滑套和旋轉(zhuǎn)控制滑套，上接頭的下部外側(cè)與滑套本體的上部?jī)?nèi)側(cè)固定安裝在一起，滑套本體的下部?jī)?nèi)側(cè)與下接頭的上部外側(cè)固定安裝在一起，內(nèi)滑套的下部與滑套本體通過剪切銷釘固定安裝在一起，在內(nèi)滑套的上部沿圓周分布有不少于兩個(gè)的內(nèi)壓裂孔，在內(nèi)壓裂孔下方的滑套本體上沿圓周分布有能與內(nèi)壓裂孔內(nèi)外對(duì)應(yīng)的外壓裂孔，在滑套本體下方的下接頭內(nèi)側(cè)固定有內(nèi)限位凸臺(tái)，在內(nèi)限位凸臺(tái)上座有壓縮彈簧，壓縮彈簧的外徑不大于內(nèi)滑套的內(nèi)徑，在內(nèi)壓裂孔下方的內(nèi)滑套內(nèi)側(cè)自上而下分布有上限位卡槽和下限位卡槽，在壓縮彈簧上方與上限位卡槽之間的內(nèi)滑套內(nèi)側(cè)安裝有能相對(duì)內(nèi)滑套上下移動(dòng)的收縮球座，在收縮球座的上部固定有不少于兩個(gè)能卡在上限位卡槽和下限位卡槽的分瓣爪，分瓣爪位于上限位卡槽和下限位卡槽之間，旋轉(zhuǎn)控制滑套套裝在壓縮彈簧與收縮球座之間的內(nèi)滑套內(nèi)側(cè)，在收縮球座的底端沿圓周設(shè)置有齒尖朝下的上斜齒，上斜齒沿著同一圓周方向傾斜，在旋轉(zhuǎn)控制滑套的頂端沿圓周設(shè)置有與上斜齒嚙合的下斜齒，在剪切銷釘下方的內(nèi)滑套外側(cè)沿圓周分布有卡簧槽，在卡簧槽內(nèi)安裝有外限位裝置，在卡簧槽下方的滑套本體內(nèi)側(cè)有能與卡簧槽內(nèi)外對(duì)應(yīng)的外限位槽，在旋轉(zhuǎn)控制滑套的下部外側(cè)有旋轉(zhuǎn)控制滑套凹槽，在與旋轉(zhuǎn)控制滑套凹槽內(nèi)外對(duì)應(yīng)的內(nèi)滑套內(nèi)側(cè)沿圓周間隔均勻固定有至少兩個(gè)滑套本體凸塊，在滑套本體凸塊上方的旋轉(zhuǎn)控制滑套凹槽上固定有能與滑套本體凸塊上下對(duì)應(yīng)的第二凸塊，在上接頭的上部有內(nèi)螺紋或外螺紋，在下接頭的下部有內(nèi)螺紋或外螺紋。

下面是對(duì)上述實(shí)用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)：

上述收縮球座包括分瓣爪和球座體，在球座體的上部間隔固定有不少于一個(gè)的支撐筋，分瓣爪固定在支撐筋的上部，相鄰的分瓣爪之間有間距，在球座體的下部外側(cè)有收縮球座下柱面，在內(nèi)滑套上安裝有固定棘輪，固定棘輪位于收縮球座下柱面內(nèi)，在與固定棘輪對(duì)應(yīng)的內(nèi)滑套的內(nèi)側(cè)沿圓周間隔分布有不少于兩個(gè)的外定位盲孔，在外定位盲孔內(nèi)固定安裝有楔形定位塊，在固定棘輪上沿圓周分布有與外定位盲孔對(duì)應(yīng)的楔形塊內(nèi)定位孔，楔形塊內(nèi)定位孔內(nèi)的下部有呈內(nèi)上外下的下斜面，在楔形定位塊的下端有與下斜面配合的上斜面，楔形定位塊的內(nèi)端套裝在楔形塊內(nèi)定位孔里，在固定棘輪的內(nèi)側(cè)沿圓周間隔分布有固定棘輪凹槽，固定棘輪凹槽與楔形塊內(nèi)定位孔錯(cuò)開，在收縮球座下柱面沿圓周分布有銷釘孔，在銷釘孔內(nèi)固定有滑動(dòng)銷釘，滑動(dòng)銷釘?shù)耐獠磕茉诠潭啺疾蹆?nèi)上下滑動(dòng)，在固定棘輪的底端沿圓周設(shè)置有能與下斜齒嚙合的固定棘輪斜齒。

上述外限位裝置為卡簧。

上述內(nèi)滑套的下部外側(cè)沿圓周間隔分布有內(nèi)剪切盲孔，在滑套本體分布上有與內(nèi)剪切盲孔對(duì)應(yīng)的剪切孔，剪切銷釘固定安裝在剪切孔和內(nèi)剪切盲孔內(nèi)。

上述內(nèi)壓裂孔上端和下端的內(nèi)滑套的外側(cè)分別有至少一個(gè)的密封槽，在密封槽內(nèi)固定安裝有密封圈。

上述上接頭的下部外側(cè)與滑套本體的上部?jī)?nèi)側(cè)通過螺紋固定安裝在一起，滑套本體的下部?jī)?nèi)側(cè)與下接頭的上部外側(cè)通過螺紋固定安裝在一起。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其在使用過程中，實(shí)現(xiàn)投球式無(wú)級(jí)壓裂，為采用同一尺寸的壓裂球打開所有的壓裂產(chǎn)層提供了技術(shù)支持，壓裂層數(shù)不再受投球直徑的限制，減少了目前壓裂作業(yè)過程中在不同直徑球座處的壓力損失，省去了球座磨銑工序，提高了壓裂效率，降低了壓裂成本，能夠應(yīng)用于井下壓裂增產(chǎn)作業(yè)。

附圖說(shuō)明

附圖1為本實(shí)用新型最佳實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2為附圖1中A-A向的的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖3為附圖1中B-B向的的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖4為內(nèi)滑套與固定襯套A-A向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖5為收縮球座的軸測(cè)圖。

附圖中的編碼分別為：1為上接頭，2為滑套本體，3為下接頭，4為內(nèi)滑套，5為旋轉(zhuǎn)控制滑套，6為剪切銷釘，7為內(nèi)壓裂孔，8為外壓裂孔，9為內(nèi)限位凸臺(tái)，10為壓縮彈簧，11為收縮球座，12為上限位卡槽，13為下限位卡槽，14為上斜齒，15為下斜齒，16為外限位裝置，17為外限位槽，18為滑套本體凸塊，19為旋轉(zhuǎn)控制滑套凹槽，20為固定棘輪，21為楔形定位塊，22為固定棘輪凹槽，23為滑動(dòng)銷釘，24為固定棘輪斜齒，25為分瓣爪，26為密封圈，27為密封槽，28為楔形塊內(nèi)定位孔，29為卡簧槽，30為收縮球座下柱面，31為球座體，32為支撐筋，33為銷釘孔。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案與實(shí)際情況來(lái)確定具體的實(shí)施方式。

在本實(shí)用新型中，為了便于描述，各部件的相對(duì)位置關(guān)系的描述均是根據(jù)說(shuō)明書附圖1的布圖方式來(lái)進(jìn)行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說(shuō)明書附圖1的布圖方向來(lái)確定的。

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述：

如附圖1至5所示，該旋轉(zhuǎn)控制無(wú)級(jí)投球壓裂滑套包括上接頭1、滑套本體2、下接頭3、內(nèi)滑套4和旋轉(zhuǎn)控制滑套5，上接頭1的下部外側(cè)與滑套本體2的上部?jī)?nèi)側(cè)固定安裝在一起，滑套本體2的下部?jī)?nèi)側(cè)與下接頭3的上部外側(cè)固定安裝在一起，內(nèi)滑套4的下部與滑套本體2通過剪切銷釘6固定安裝在一起，在內(nèi)滑套4的上部沿圓周分布有不少于兩個(gè)的內(nèi)壓裂孔7，在內(nèi)壓裂孔7下方的滑套本體2上沿圓周分布有能與內(nèi)壓裂孔7內(nèi)外對(duì)應(yīng)的外壓裂孔8，在滑套本體2下方的下接頭3內(nèi)側(cè)固定有內(nèi)限位凸臺(tái)9，在內(nèi)限位凸臺(tái)9上座有壓縮彈簧10，壓縮彈簧10的外徑不大于內(nèi)滑套4的內(nèi)徑，在內(nèi)壓裂孔7下方的內(nèi)滑套4內(nèi)側(cè)自上而下分布有上限位卡槽12和下限位卡槽13，在壓縮彈簧10上方與上限位卡槽12之間的內(nèi)滑套4內(nèi)側(cè)安裝有能相對(duì)內(nèi)滑套4上下移動(dòng)的收縮球座11，在收縮球座11的上部固定有不少于兩個(gè)能卡在上限位卡槽12和下限位卡槽13的分瓣爪25，分瓣爪25位于上限位卡槽12和下限位卡槽13之間，旋轉(zhuǎn)控制滑套5套裝在壓縮彈簧10與收縮球座11之間的內(nèi)滑套4內(nèi)側(cè)，在收縮球座11的底端沿圓周設(shè)置有齒尖朝下的上斜齒14，上斜齒14沿著同一圓周方向傾斜，在旋轉(zhuǎn)控制滑套5的頂端沿圓周設(shè)置有與上斜齒14嚙合的下斜齒15，在剪切銷釘6下方的內(nèi)滑套4外側(cè)沿圓周分布有卡簧槽29，在卡簧槽29內(nèi)安裝有外限位裝置16，在卡簧槽29下方的滑套本體2內(nèi)側(cè)有能與卡簧槽29內(nèi)外對(duì)應(yīng)的外限位槽17，在旋轉(zhuǎn)控制滑套5的下部外側(cè)有旋轉(zhuǎn)控制滑套凹槽19，在與旋轉(zhuǎn)控制滑套凹槽19內(nèi)外對(duì)應(yīng)的內(nèi)滑套4內(nèi)側(cè)沿圓周間隔均勻固定有至少兩個(gè)滑套本體凸塊18，在滑套本體凸塊18上方的旋轉(zhuǎn)控制滑套凹槽19上固定有能與滑套本體凸塊18上下對(duì)應(yīng)的第二凸塊，在上接頭1的上部有內(nèi)螺紋或外螺紋，在下接頭3的下部有內(nèi)螺紋或外螺紋。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)投球式無(wú)級(jí)壓裂，為采用同一尺寸的壓裂球打開所有的壓裂產(chǎn)層提供了技術(shù)支持，壓裂層數(shù)不再受投球直徑的限制，減少了目前壓裂作業(yè)過程中在不同直徑球座處的壓力損失，省去了球座磨銑工序，提高了壓裂效率，降低了壓裂成本，能夠應(yīng)用于井下壓裂增產(chǎn)作業(yè)。另外，通過投球數(shù)量能夠選擇壓裂層位。壓縮彈簧10的外徑不大于內(nèi)滑套4的內(nèi)徑的設(shè)置能夠使壓縮彈簧10壓緊或張開，便于壓縮彈簧10對(duì)旋轉(zhuǎn)控制滑套5施以彈力。當(dāng)外限位裝置16對(duì)內(nèi)滑套4的限位作用失效時(shí)，內(nèi)限位凸臺(tái)9可以對(duì)內(nèi)滑套4起到限位作用。

可根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)上述旋轉(zhuǎn)控制無(wú)級(jí)投球壓裂滑套作進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)：

如附圖1至5所示，收縮球座11包括分瓣爪25和球座體31，在球座體31的上部間隔固定有不少于一個(gè)的支撐筋32，分瓣爪25固定在支撐筋32的上部，相鄰的分瓣爪25之間有間距，在球座體31的下部外側(cè)有收縮球座下柱面30，在內(nèi)滑套4上安裝有固定棘輪20，固定棘輪20位于收縮球座下柱面30內(nèi)，在與固定棘輪20對(duì)應(yīng)的內(nèi)滑套4的內(nèi)側(cè)沿圓周間隔分布有不少于兩個(gè)的外定位盲孔，在外定位盲孔內(nèi)固定安裝有楔形定位塊21，在固定棘輪20上沿圓周分布有與外定位盲孔對(duì)應(yīng)的楔形塊內(nèi)定位孔28，楔形塊內(nèi)定位孔28內(nèi)的下部有呈內(nèi)上外下的下斜面，在楔形定位塊21的下端有與下斜面配合的上斜面，楔形定位塊21的內(nèi)端套裝在楔形塊內(nèi)定位孔28里，在固定棘輪20的內(nèi)側(cè)沿圓周間隔分布有固定棘輪凹槽22，固定棘輪凹槽22與楔形塊內(nèi)定位孔28錯(cuò)開，在收縮球座下柱面30沿圓周分布有銷釘孔33，在銷釘孔33內(nèi)固定有滑動(dòng)銷釘23，滑動(dòng)銷釘23的外部能在固定棘輪凹槽22內(nèi)上下滑動(dòng)，在固定棘輪20的底端沿圓周設(shè)置有與下斜齒15嚙合的固定棘輪斜齒24。下斜面和上斜面的設(shè)置便于楔形定位塊21脫離楔形塊內(nèi)定位孔28，促使分瓣爪25卡在上限位卡槽12內(nèi)。固定棘輪凹槽22和滑動(dòng)銷釘23的設(shè)置便于收縮球座11的上下移動(dòng)，使分瓣爪25能夠到達(dá)下限位卡槽13而張開，實(shí)現(xiàn)壓裂球的通過，進(jìn)一步提高了壓裂效率，進(jìn)一步降低了壓裂成本，能夠應(yīng)用于井下壓裂增產(chǎn)作業(yè)。相鄰的分瓣爪25之間的間距的設(shè)置便于分瓣爪25沿著圓周方向張開，進(jìn)一步為采用同一尺寸的壓裂球打開所有的壓裂產(chǎn)層提供技術(shù)支持。

根據(jù)需要，外限位裝置16為卡簧。

如附圖1至5所示，在內(nèi)滑套4的下部外側(cè)沿圓周間隔分布有內(nèi)剪切盲孔，在滑套本體2分布上有與內(nèi)剪切盲孔對(duì)應(yīng)的剪切孔，剪切銷釘6固定安裝在剪切孔和內(nèi)剪切盲孔內(nèi)。

如附圖1至5所示，在內(nèi)壓裂孔7上端和下端的內(nèi)滑套4的外側(cè)分別有至少一個(gè)的密封槽27，在密封槽27內(nèi)固定安裝有密封圈26。密封圈26的設(shè)置能夠保證本實(shí)用新型在壓裂過程中的密封性能。

根據(jù)需要，上接頭1的下部外側(cè)與滑套本體2的上部?jī)?nèi)側(cè)通過螺紋固定安裝在一起，滑套本體2的下部?jī)?nèi)側(cè)與下接頭3的上部外側(cè)通過螺紋固定安裝在一起。

以上技術(shù)特征構(gòu)成了本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實(shí)施效果，可根據(jù)實(shí)際需要增減非必要的技術(shù)特征，來(lái)滿足不同情況的需求。

本實(shí)用新型最佳實(shí)施例的使用過程：首先，將上接頭1和下接頭3分別與套管或者油管連接在一起，壓縮彈簧10處于預(yù)壓縮狀態(tài)，將第一個(gè)壓裂球投入本實(shí)用新型內(nèi)，由于收縮球座11位于分瓣爪25位于上限位卡槽12和下限位卡槽13之間并處于收縮狀態(tài)，第一個(gè)壓裂球不能通過收縮球座11，因此，第一個(gè)壓裂球座在收縮球座11上，然后，第一個(gè)壓裂球在泵壓的推動(dòng)下，推動(dòng)收縮球座11下行，當(dāng)分瓣爪25運(yùn)動(dòng)至下限位卡槽13處時(shí)，分瓣爪25卡在下限位卡槽13內(nèi)并張開，分瓣爪25張開后，第一個(gè)壓裂球最終落入本實(shí)用新型下方的工具內(nèi)，在收縮球座11下行的過程中，下行的收縮球座11的上斜齒14推動(dòng)下斜齒15，使得旋轉(zhuǎn)控制滑套5在周向分力作用下旋轉(zhuǎn)并下行，旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)控制滑套5牽引下斜齒15轉(zhuǎn)到與未轉(zhuǎn)動(dòng)前的齒槽相鄰的另一個(gè)齒槽內(nèi)，壓縮彈簧10受到旋轉(zhuǎn)控制滑套5的下行力而被壓縮，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)壓裂球落下后，收縮球座11和旋轉(zhuǎn)控制滑套5在壓縮彈簧10的彈力作用下上行，使得分瓣爪25回到上限位卡槽12和下限位卡槽13之間并處于收縮狀態(tài)，按照投入第一個(gè)壓裂球的方式投入第二個(gè)、第三個(gè)……第n個(gè)壓裂球，當(dāng)?shù)箶?shù)第二個(gè)壓裂球投入后，旋轉(zhuǎn)控制滑套5以同樣方式旋轉(zhuǎn)，即旋轉(zhuǎn)控制滑套5上的第二凸塊和內(nèi)滑套4上的滑套本體凸塊18處于上下對(duì)應(yīng)的位置狀態(tài)，使得旋轉(zhuǎn)控制滑套5上各個(gè)第二凸塊的下表面與各自上下對(duì)應(yīng)的滑套本體凸塊18的上表面達(dá)到頂緊狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)控制滑套5被鎖定，防止旋轉(zhuǎn)控制滑套5繼續(xù)下行，最后一個(gè)壓裂球投入后，最后一個(gè)壓裂球座在收縮球座11上，繼續(xù)打壓，當(dāng)泵壓達(dá)到一定值時(shí)，剪切銷釘6被剪斷，內(nèi)滑套4下行，當(dāng)卡簧槽29與外限位槽17對(duì)齊時(shí)，卡簧同時(shí)卡在卡簧槽29和外限位槽17內(nèi)，對(duì)內(nèi)滑套4進(jìn)行定位，當(dāng)外壓裂孔8與內(nèi)壓裂孔7對(duì)齊時(shí)，由于最后一個(gè)壓裂球座在收縮球座11上，下部地層被封堵，繼續(xù)進(jìn)行打壓，壓裂液通過內(nèi)壓裂孔7和外壓裂孔8進(jìn)入壓裂層進(jìn)行壓裂作業(yè)，當(dāng)壓裂作業(yè)完成之后，停止打壓，旋轉(zhuǎn)控制滑套5、固定棘輪20和收縮球座11在壓縮彈簧10的彈力作用下整體上移，上移的固定棘輪20推動(dòng)楔形定位塊21的斜面，使楔形定位塊21脫離楔形塊內(nèi)定位孔28，最后，收縮球座11的分瓣爪25卡在上限位卡槽12中，實(shí)現(xiàn)通徑，壓裂作業(yè)結(jié)束，后續(xù)可以反排壓裂球。