本實用新型屬油氣田井下工具,特別涉及一種可開關(guān)滑套裝置,包括可開關(guān)滑套及其配套工具。
背景技術(shù):
目前國內(nèi)外所用可開關(guān)滑套采用機械式可開關(guān)滑套、液壓可開關(guān)滑套與電控可開關(guān)滑套。
可開關(guān)滑套工作原理:
電控可開關(guān)滑套:通過電纜傳遞電信號,通過可開關(guān)滑套上的伺服電機,控制滑套開啟與關(guān)閉。
機械式可開關(guān)滑套:通過下鋼絲連接開關(guān)工具來控制滑套開啟與關(guān)閉。
液壓式可開關(guān)滑套:管柱作業(yè)時,如需要打開滑套,則油管內(nèi)打壓,傳遞液壓信號控制滑套開啟與關(guān)閉。
目前可開關(guān)滑套存在的問題:
(一)液壓式可開關(guān)滑套通過打壓控制滑套開啟與關(guān)閉,信號不容易判斷,信號顯示不明顯,信號容易混亂。
(二)通過下鋼絲下開關(guān)工具來控制滑套開啟與關(guān)閉,不能適用于斜度大的井或水平井,因井身結(jié)構(gòu)影響,適用范圍受到局限。
(三)電控可開關(guān)滑套雖然傳遞信號準確,適用水平井、大斜度井。但由于工具成本過高,不利于推廣。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于克服以上不足,提供一種機械可開可關(guān)的可開關(guān)滑套裝置,開啟與關(guān)閉信號明顯。
采用的技術(shù)方案是:
一種可開關(guān)滑套裝置,包括可開關(guān)滑套。
其技術(shù)要點在于:
可開關(guān)滑套包括定位接箍、定位鎖套、滑套體、滑動閥體和下接頭。定位接箍的上部入口處內(nèi)設(shè)有上環(huán)臺。
滑套體的上部內(nèi)側(cè)和定位接箍下部外側(cè)固定連接。
滑套體的下部內(nèi)側(cè)和下接頭的下部外側(cè)固定連接。
滑動閥體的上部設(shè)有臺肩,臺肩外側(cè)和定位鎖套的下部內(nèi)側(cè)固定連接。
定位鎖套套設(shè)在定位接箍內(nèi)側(cè)。滑動閥體位于滑套體內(nèi)側(cè)。
定位鎖套為上下開口的筒狀,在筒壁上開設(shè)有多個豎向通槽,豎向通槽之間的筋上設(shè)有鎖定凸臺,鎖定凸臺的上下邊緣均為斜面。
定位接箍的內(nèi)表面設(shè)有上定位鎖定槽和下定位鎖定槽,鎖定凸臺用于跟上定位鎖定槽或者下定位鎖定槽鎖定。
上定位鎖定槽的上下邊緣為斜面,與鎖定凸臺的邊緣形狀相配合。
下定位鎖定槽的上下邊緣為斜面,與鎖定凸臺的邊緣形狀相配合。
滑套體上開設(shè)有至少一個滑套體孔,滑動閥體上開設(shè)有至少一個滑動閥體孔,滑套體孔的位置和滑動閥體孔的位置相互配合。
滑套體孔的兩側(cè)均套裝密封機構(gòu),密封機構(gòu)位于滑套體和滑動閥體之間。
每個密封機構(gòu)均包括密封圈,密封圈上下兩側(cè)分別設(shè)有一個第一密封墊,每個第一密封墊外側(cè)均設(shè)置一個第二密封墊,每個第二密封墊外側(cè)均設(shè)置一個金屬墊。
還包括有開啟工具:開啟工具包括開啟接箍和對接桿。
開啟接箍和對接桿之間通過固定連接。
對接桿底部開設(shè)孔,孔內(nèi)裝設(shè)與鎖套壓緊的壓緊裝置。
對接桿底部外側(cè)固定連接有鎖塊套,鎖塊套上開設(shè)有至少兩個鎖塊孔,每個鎖塊孔內(nèi)均設(shè)有一個鎖塊,鎖塊設(shè)有上凸緣,還有從上凸緣邊緣向下方,同時向?qū)訔U軸線方向傾斜的斜面。
鎖塊上凸緣從鎖塊孔向外設(shè)置。
彈性塊和鎖塊均設(shè)置在鎖套的中部孔內(nèi),鎖套下邊緣有鎖套凸臺。彈性塊設(shè)置在至少兩個鎖塊之間。
鎖塊套上設(shè)有和鎖套凸臺對應的鎖塊套凸臺,相互限位。
鎖套被套設(shè)在鎖塊套內(nèi)部。
鎖套和鎖塊套通過至少一個沿著鎖塊套的徑向設(shè)置的剪切銷釘連接。剪切銷釘位于鎖塊下方。
壓緊裝置包括彈簧座、彈簧和固定塞。
彈簧座設(shè)置在對接桿底部開設(shè)的所述的孔底部,彈簧兩端分別與彈簧座和設(shè)置在鎖套上方的固定塞相抵頂。
在剪切銷釘下方的鎖塊套上開設(shè)有至少一個氣孔。
還有關(guān)閉工具:關(guān)閉工具包括相互固定連接的關(guān)閉接箍和支桿。
支桿的直徑大于滑動閥體臺肩上入口的內(nèi)徑。
密封機構(gòu)的密封圈和密封墊可為以下結(jié)構(gòu):
密封圈上下兩側(cè)的外表面形狀分別與對應的第一密封墊內(nèi)表面形狀相配合,第一密封墊上下兩側(cè)的外表面形狀分別與對應的第二密封墊內(nèi)表面形狀相配合,第二密封墊上下兩側(cè)的外表面形狀分別與對應的金屬墊內(nèi)表面形狀相配合。
滑套體和定位接箍之間裝設(shè)上密封圈。
滑套體和下接頭之間裝設(shè)下密封圈。
第一密封墊為聚四氟乙烯墊,第二密封墊為橡膠墊。
密封圈為圓環(huán)形。
第一密封墊的內(nèi)表面弧形和密封圈表面弧形相配合。
第一密封墊的外表面為外凸弧形,第二密封墊內(nèi)表面為和第一密封墊的外表面形狀相配合的內(nèi)凹弧形。
第二密封墊的外表面為外凸弧形,金屬墊內(nèi)表面為和第二密封墊的外表面形狀相配合的內(nèi)凹弧形。
開啟滑套時用抽油桿連接開啟工具,關(guān)閉滑套時用抽油桿連接關(guān)閉工具。
通過密封結(jié)構(gòu)提高可開關(guān)滑套密封穩(wěn)定性,可實現(xiàn)多次重復開關(guān)。用抽油桿連接開啟工具和關(guān)閉工具開啟和關(guān)閉可開關(guān)滑套,可適用所有井況,且開啟滑套與關(guān)閉滑套動作相互獨立,
1、開啟滑套:是通過抽油桿連接開啟工具下入到可開關(guān)滑套的滑動閥體位置時,開啟工具鎖塊下端由于斜面引角作用,鎖塊壓縮橡膠回收,開啟工具可通過滑動閥體內(nèi)臺肩,再上提開啟工具時,工具鎖塊上端上凸臺由于無引角,開啟工具鎖塊脹開與可開關(guān)滑套內(nèi)腔的滑動閥體臺肩掛住,上提抽油桿鎖塊帶動滑動閥體上行將滑套體孔和滑動閥體孔通道開啟,定位鎖套上彈性鎖定凸臺由定位接箍下定位鎖定槽上行至定位接箍的上定位鎖定槽并鎖定,定位鎖套上邊緣與上環(huán)臺頂住,繼續(xù)上提抽油桿,開啟工具上剪切銷釘剪斷,鎖塊失去限位,鎖塊回收下降,帶動鎖套下降,壓緊裝置的彈簧壓著固定塞輔助幫助鎖套下降。下次使用時,重新安裝剪切銷釘即可。
開啟工具與可開關(guān)滑套的滑動閥體臺肩分離,開啟動作完成。
2、關(guān)閉滑套: 是通過抽油桿連接關(guān)閉工具下入到可開關(guān)滑套內(nèi)腔,由于關(guān)閉工具支桿外徑大于可開關(guān)滑套滑動閥體上入口臺肩內(nèi)徑,隨著抽油桿管柱下放使關(guān)閉工具帶動滑動閥體復位,定位鎖套上彈性定位鎖定凸臺由定位接箍上定位鎖定槽下行至定位接箍下定位鎖定槽并鎖定,關(guān)閉動作完成。
附圖說明
圖1示可開關(guān)滑套結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2示開啟工具結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3示關(guān)閉工具結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4示可開關(guān)滑套鎖定機構(gòu)局部放大圖。(鎖定凸臺、上下定位鎖定槽)。
圖5為定位鎖套的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6示圖1中C部的局部放大圖。
定位接箍1、定位鎖套2、滑套體3、滑動閥體4、密封機構(gòu)5、下接頭6 、滑套體孔7、滑動閥體孔8、豎向通槽9、筋10、鎖定凸臺11、上定位鎖定槽12、下定位鎖定槽13、密封圈14、第一密封墊15、第二密封墊16、金屬墊17、開啟接箍18、對接桿19、彈簧座20、彈簧21、固定塞22、鎖塊套23、鎖塊孔24、鎖塊25、上凸緣26、斜面27、彈性塊28、鎖套29、剪切銷釘30、關(guān)閉接箍31、支桿32、氣孔33和上環(huán)臺34。
其優(yōu)點在于:
1、可開關(guān)滑套的開啟和關(guān)閉分別對應開啟工具和開關(guān)工具,可開關(guān)滑套可重復開關(guān),且動作簡單、信號明顯,可判斷性強。2、滑套密封形式采用組合式密封,密封更可靠。3、可開關(guān)滑套的開啟和關(guān)閉載荷穩(wěn)定,不是靠傳統(tǒng)的剪釘力控制鎖定力,而是靠彈性定位鎖套提供鎖定力,不受其它因素干擾,不會出現(xiàn)誤動作。
具體實施方式
一種可開關(guān)滑套裝置,包括可開關(guān)滑套。
可開關(guān)滑套包括定位接箍1、定位鎖套2、滑套體3、滑動閥體4和下接頭6。定位接箍1的上部入口處內(nèi)設(shè)有上環(huán)臺34。
滑套體3的上部內(nèi)側(cè)和定位接箍1下部外側(cè)絲扣連接。
滑套體3的下部內(nèi)側(cè)和下接頭6的下部外側(cè)絲扣連接。
滑動閥體4的上部設(shè)有臺肩,臺肩外側(cè)和定位鎖套2的下部內(nèi)側(cè)絲扣連接。
定位鎖套2套設(shè)在定位接箍1內(nèi)側(cè)?;瑒娱y體4位于滑套體3內(nèi)側(cè)。
定位鎖套2為上下開口的筒狀,在筒壁上開設(shè)有多個豎向通槽9,豎向通槽9之間的筋10上設(shè)有鎖定凸臺11,鎖定凸臺11的上下邊緣均為斜面。設(shè)置多個通槽9使得定位鎖套2具有一定的彈性。
定位接箍1的內(nèi)表面設(shè)有上定位鎖定槽12和下定位鎖定槽13,可開關(guān)滑套開啟時,鎖定凸臺11和上定位鎖定槽12配合鎖定,如圖4中A位置所示,可開關(guān)滑套關(guān)閉時,鎖定凸臺11和下定位鎖定槽13配合鎖定,如圖4中B位置所示。
上定位鎖定槽12的上下邊緣為斜面,與鎖定凸臺11的邊緣形狀相配合。
下定位鎖定槽13的上下邊緣為斜面,與鎖定凸臺11的邊緣形狀相配合。
滑套體3上開設(shè)有設(shè)置在圓周直徑上的兩個滑套體孔7,滑動閥體4上開設(shè)有設(shè)置在圓周直徑上的兩個滑動閥體孔8,滑套體孔7的位置和滑動閥體孔8的位置對應,則可開關(guān)滑套為打開狀態(tài),滑套體孔7的位置和滑動閥體孔8的位置錯開,則可開關(guān)滑套為關(guān)閉狀態(tài)。
滑套體孔7的兩側(cè)均套裝密封機構(gòu)5,密封機構(gòu)5位于滑套體3和滑動閥體4之間。
每個密封機構(gòu)5均包括密封圈14,密封圈14上下兩側(cè)分別設(shè)有一個內(nèi)表面形狀和密封圈14外表面形狀相配合的第一密封墊15,每個第一密封墊15外側(cè)均設(shè)置一個內(nèi)表面形狀和第一密封墊15外表面形狀相配合的第二密封墊16,每個第二密封墊16外側(cè)均設(shè)置一個內(nèi)表面形狀和第二密封墊16外表面形狀相配合的金屬墊17。
還包括有開啟工具:開啟工具包括開啟接箍18和對接桿19。
開啟接箍18和對接桿19之間通過絲扣連接。
對接桿19底部開設(shè)孔,孔內(nèi)裝設(shè)與鎖套29壓緊的壓緊裝置。
壓緊裝置包括彈簧座20、彈簧21和固定塞22。
彈簧座20設(shè)置在對接桿19底部開設(shè)的孔底部,彈簧21兩端分別與彈簧座20和設(shè)置在鎖套29上方的固定塞22相抵頂。
對接桿19底部外側(cè)絲扣連接有鎖塊套23,鎖塊套23上開設(shè)有兩個設(shè)置在圓周直徑上的鎖塊孔24,每個鎖塊孔24內(nèi)均設(shè)有一個鎖塊25,鎖塊25設(shè)有上凸緣26,還有從上凸緣26邊緣向下方,同時向?qū)訔U19軸線方向傾斜的斜面27。
根據(jù)鎖塊25的上下內(nèi)外運動位置,上凸緣26伸出鎖塊孔24的長度不同。兩個鎖塊25之間設(shè)有彈性塊28。
鎖塊25上凸緣26從鎖塊孔24向外設(shè)置。
彈性塊28和鎖塊25均設(shè)置在鎖套29的中部孔內(nèi),鎖套29下邊緣有鎖套凸臺。
鎖塊套23上設(shè)有和鎖套凸臺對應的鎖塊套凸臺,相互限位。
鎖套29被套設(shè)在鎖塊套23內(nèi)部。
當開啟工具處于非工作狀態(tài):
鎖套29和鎖塊套23通過兩個沿著鎖塊套23的直徑方向設(shè)置的剪切銷釘30連接。剪切銷釘30位于鎖塊25下方。
在剪切銷釘30下方的鎖塊套23上開設(shè)有兩個氣孔33。
還有關(guān)閉工具:關(guān)閉工具包括相互絲扣連接的關(guān)閉接箍31和支桿32。
支桿32的直徑大于滑動閥體4臺肩上入口的內(nèi)徑。
滑套體3和定位接箍1之間裝設(shè)上密封圈。
滑套體3和下接頭6之間裝設(shè)下密封圈。
第一密封墊15為聚四氟乙烯墊,第二密封墊16為橡膠墊。
密封圈14為圓環(huán)形。
第一密封墊15的內(nèi)表面弧形和密封圈14表面弧形相配合。
第一密封墊15的外表面為外凸弧形,第二密封墊16內(nèi)表面為和第一密封墊15的外表面形狀相配合的內(nèi)凹弧形。
第二密封墊16的外表面為外凸弧形,金屬墊17內(nèi)表面為和第二密封墊16的外表面形狀相配合的內(nèi)凹弧形。
彈性塊28為壓縮橡膠制成。金屬墊17為銅墊。
開啟滑套:可開關(guān)滑套工作時上下分別通過油管連接在兩個封隔器之間一同下入到生產(chǎn)作業(yè)層。
可開關(guān)滑套初始狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)(如圖1所示),定位鎖套2的鎖定凸臺11鎖在定位接箍1下定位鎖定槽13內(nèi),為閥體總成提供了初始鎖定力,在無開啟工具作用時鎖定可靠、牢固。
當需要對可開關(guān)滑套所在生產(chǎn)層生產(chǎn)時,使用相應抽油桿連接開啟工具后,下入到生產(chǎn)管柱內(nèi),下放開啟工具至與可開關(guān)滑套接觸。繼續(xù)下放開啟工具,下放載荷增加到所需載荷后,開啟工具鎖塊25壓縮彈性塊28橡膠后鎖塊25收縮,開啟工具進入滑動閥體4內(nèi)部,由于通徑變大鎖塊25脹出,此時開啟工具與滑動閥體4臺肩連接成功。再上提開啟工具至所需初始載荷后,定位鎖套2的鎖定凸臺11與定位接箍1下定位鎖定槽13分離,上提過程中定位鎖套2的鎖定凸臺11進入定位接箍1的上定位鎖定槽12,滑動閥體4被鎖住,可開關(guān)滑套開啟成功,滑套體孔7和滑動閥體孔8對上。繼續(xù)上提開啟工具至所需脫開載荷后開啟工具與可開關(guān)閥體分離。取出開啟工具后便可對本生產(chǎn)層進行生產(chǎn)作業(yè)。
關(guān)閉滑套:當需要對滑套所在生產(chǎn)層停止生產(chǎn)時,使用相應抽油桿連接關(guān)閉工具后,下入到生產(chǎn)管柱內(nèi),下放關(guān)閉工具至與滑套內(nèi)閥體總成接觸。繼續(xù)下放關(guān)閉工具達到關(guān)閉初始載荷后,由于支桿32的直徑大于臺肩上入口的內(nèi)徑,可開關(guān)滑套的定位鎖套2的鎖定凸臺11與定位接箍1上定位鎖定槽12分離,鎖定凸臺11進入定位接箍1的下定位鎖定槽13內(nèi),滑套閥體總成成功關(guān)閉。取出關(guān)閉工具后便可對其他生產(chǎn)層進行生產(chǎn)作業(yè)。