本發(fā)明涉及一種油氣田、頁巖氣開采中使用的固井、完井工具，特別是在油氣田、頁巖氣開發(fā)過程中使用的一種固井壓裂智能滑套。

背景技術(shù)：

在石油、天然氣、頁巖氣采集領(lǐng)域，針對低滲透油藏、氣藏，為了進(jìn)一步提高開發(fā)效果，往往需要釆用水力壓裂工藝，壓開多條裂縫來增加油氣井產(chǎn)量和最終采收率，這樣，將會較大改善低滲透油、氣田、頁巖氣的開發(fā)效果和水平。目前，最常用的是水平井多級壓裂技術(shù)，具體是在井筒內(nèi)沿著水平井眼的方向，根據(jù)油藏、氣藏物性和儲層特征，在儲層物性較好的幾個或更多水平段上，采用一定的技術(shù)措施嚴(yán)格控制射孔孔眼的數(shù)量、孔徑和射孔相位，通過壓裂施工壓開多條裂縫。

在分級壓裂方式中，應(yīng)用最廣的是封隔器分段壓裂、泵送橋塞分段壓裂、投球壓裂滑套、環(huán)空封隔器、雙封單壓分段壓裂等方式；不論采用哪種壓裂方法，都涉及多步井下操作，包括射孔、切換滑套、座封橋塞、鉆銑橋塞等作業(yè)，作業(yè)時間長，作業(yè)成本高。

封隔器分段壓裂采用不同級差的球和球座，不動管柱一次可以完成多段壓裂，但由于不同層位的滑套球座按照一定的梯度設(shè)計，限于管柱尺寸，封隔器分段數(shù)受限；環(huán)空封隔器、泵送橋塞分段壓裂分段數(shù)沒有限制，但壓裂作業(yè)不能連續(xù)，每段作業(yè)后需要重新射孔，作業(yè)完成后需要壓井鉆塞，作業(yè)周期長，費用高；雙封單壓分段壓裂需要拖動管柱，封隔器需要多次座封，施工周期長；投球壓裂滑套是一種為壓裂管柱提供壓裂液進(jìn)入地層的井下工具，壓裂滑套通過投球憋壓逐級打開，已成為應(yīng)用較多的壓裂方法，但由于各級滑套存在級差，壓裂后的管柱中會留有多級球座，無法清理干凈，這些球座會對后期生產(chǎn)造成限流，并影響后期的測井及重復(fù)改造管柱工作，而且常規(guī)投球滑套打開后無法進(jìn)行關(guān)閉。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本專利的目的是設(shè)計一種新型智能固井滑套，在井內(nèi)相鄰套管之間設(shè)置滑套動力機構(gòu)，在地面控制滑套動作，實現(xiàn)壓裂液通道的自動開啟和關(guān)閉。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種智能固井滑套，包括依次通過螺紋固定連接的前接頭、內(nèi)套、外套、外缸套、后接頭，其特征是：滑套設(shè)置在外套后端內(nèi)孔、外缸套內(nèi)孔、后接頭內(nèi)孔形成的圓柱空腔內(nèi)，滑套的前端與外套的后端連接形成密封動配合，滑套的后端與后接頭連接形成密封動配合，在滑套的外圓周上設(shè)置有凸臺，所述凸臺的外圓柱面與外缸套的內(nèi)圓柱面貼合形成密封動配合，在凸臺的前后兩側(cè)形成前工作腔和后工作腔；在外缸套的圓周上設(shè)置有固定通道，在滑套上設(shè)置有移動通道，固定通道和移動通道構(gòu)成完整的壓裂液通道；在內(nèi)套外圓柱圓周上位于外套與前接頭之間部分固定設(shè)置有環(huán)形分布的耐壓模塊，耐壓模塊包括多個封閉空腔的耐壓單元，球形微泵、補油腔、壓力傳感器和控制電路板分別封裝在獨立的耐壓單元中，球形微泵電機、壓力傳感器、控制電路板依次電連接組成球形微泵控制電路；還包括一電源，該電源為上述球形微泵控制電路供電；

所述球形微泵是具有正反轉(zhuǎn)功能的油泵，具有兩個容積交替變化的工作容腔，在球形微泵的缸蓋上設(shè)置有兩個單向閥、補油通道、與球形微泵的一個工作容腔連通的第一進(jìn)排油口、與球形微泵另一個工作容腔連通的第二進(jìn)排油口，補油通道與球形微泵的主軸與轉(zhuǎn)子組件之間形成的低壓泄油通道連接，兩個單向閥的進(jìn)油口并接后與補油通道接通，兩個單向閥的出油口分別與第一進(jìn)排油口和第二進(jìn)排油口接通；在外套上設(shè)置有第一進(jìn)排油通道，第一進(jìn)排油通道的一端與球形微泵的第一進(jìn)排油口連通，第一進(jìn)排油通道的另一端與前工作腔接通；在外套和外缸套上設(shè)置有連通的第二進(jìn)排油通道，第二進(jìn)排油通道的一端與球形微泵的第二進(jìn)排油口接通，第二進(jìn)排油通道的另一端與后工作腔接通；缸蓋內(nèi)的補油通道通過管道與耐壓模塊內(nèi)的補油腔接通；

進(jìn)一步的，在耐壓模塊與外套連接部分的外周設(shè)置有保護(hù)套，保護(hù)套通過螺紋連接在耐壓模塊和外套的外圓柱面上；

所述電源為蓄電池，蓄電池設(shè)置在井下耐壓模塊的模塊化的耐壓單元容腔內(nèi)；作為另外一種技術(shù)方案，所述電源也可以設(shè)置在地面，通過電纜與井下的微型球泵控制電路電連接；

所述補油腔是由設(shè)置在耐壓模塊環(huán)形空腔內(nèi)的一個獨立的封閉耐壓單元容腔內(nèi)設(shè)置的彈簧、補油活塞構(gòu)成，彈簧設(shè)置在補油腔的底部，補油活塞頂壓在彈簧的上端在補油腔內(nèi)形成彈性活塞，在補油腔的頂端設(shè)置有油道口，補油腔通過油道口上的管接頭、管道及球形微泵的補油管接頭與球形微泵的補油通道接通形成補油回路，通過彈簧的預(yù)緊力對球形微泵的液壓油路進(jìn)行補油和調(diào)節(jié)封閉油路的容積變化；

在耐壓模塊內(nèi)設(shè)置兩個包容球形微泵的耐壓單元，兩個球形微泵各自的第一進(jìn)排油口通過連接管連通后再與第一進(jìn)排油通道接通，兩個球形微泵各自的第二進(jìn)排油口連接管連通后再與第二進(jìn)排油通道接通，兩個球形微泵各自的補油管接頭通過連接管連通后再與補油腔接通；

在內(nèi)套的外圓上設(shè)置有環(huán)形凸臺，環(huán)形凸臺的前端面與前接頭的后臺階端面通過錐螺紋連接，在環(huán)形凸臺的后端面上設(shè)置有周向均布的多個孔，在耐壓模塊的各耐壓單元的前端設(shè)置有與內(nèi)套環(huán)形凸臺的后端面上的均布孔相配的圓柱臺階，該圓柱臺階插入均布孔中，通過螺紋連接使內(nèi)套與耐壓模塊固定連接；

在滑套前端與外套配合的部分設(shè)置有前刮板，在滑套后端與后接頭配合部分設(shè)置有后刮板。

本專利的優(yōu)點是：

1)在井下采用球形微泵給滑套直接提供動力，所用的球形微泵體積小、可分段設(shè)置在井下每級套管內(nèi)，控制滑套動作，實現(xiàn)壓裂液通道的自動開啟和關(guān)閉；

2)可根據(jù)需要，隨時打開或者關(guān)閉任何一級滑套，可以對井下壓裂進(jìn)行精確控制；

3)由于不需要把動力從地面引入井內(nèi)，避免了諸多動力和控制管道占用井內(nèi)空間，提升了井的有效通徑；同時，由于壓裂完成后不需要再鉆銑橋塞，所以沒有殘留的橋塞屑堵塞在井內(nèi)，方便后期探測及開采；

4)在地面就可以控制滑套動作實現(xiàn)壓裂，操作簡單、作業(yè)時間短、作業(yè)成本低，固井、完井質(zhì)量高。

附圖說明

圖1是實施例智能滑套結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是球形微泵結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2中a-a剖視圖；

圖4是圖2中b-b剖視圖；

圖5是球形微泵缸蓋結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖5中d-d剖視圖；

圖7是圖5中e向視圖；

圖8是球形微泵轉(zhuǎn)子組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是球形微泵活塞結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10是球形微泵轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11是智能滑套液壓原理示意圖。

圖中，1-球形微泵，2-前接頭，3-內(nèi)套，4-耐壓模塊，5-彈簧，6-補油活塞，7-補油腔，8-保護(hù)套，9-外套，10-第一進(jìn)排油通道，11-外缸套，12-滑套；13-固定通道；14-移動通道；15-后接頭；16-后刮板；17-前刮板；18-第二進(jìn)排油通道；

101-缸蓋；102-轉(zhuǎn)子組件；103-缸體；104-主軸；105-主軸支架；106-電機；107-減速器；108-外殼；109-補油管接頭；110-單向閥；111-第一進(jìn)排油口；112-第二進(jìn)排油口；113-活塞；114-轉(zhuǎn)盤；115-銷軸；

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1所示，本專利所述的一種智能固井滑套，包括前接頭2、內(nèi)套3、外套9、外缸套11、滑套12和后接頭15，在內(nèi)套3的前端通過螺紋連接有前接頭2，內(nèi)套3的后端通過螺紋連接在外套9的前端，在外套9的后端通過螺紋連接有外缸套11，外缸套11的后端通過螺紋連接有后接頭15；滑套12設(shè)置在外套9后端內(nèi)孔、外缸套11內(nèi)孔、后接頭15內(nèi)孔形成的圓柱空腔內(nèi)，滑套12的前端與外套9的后端活動連接形成滑動配合，滑套12的后端與后接頭的前端活動連接形成滑動配合，在滑套12與外套9的連接部分、滑套12與后接頭15的連接部分分別設(shè)置有滑動密封形成密封動配合；在滑套12的外圓周上設(shè)置有凸臺，凸臺的外圓柱面與外缸套11的內(nèi)圓柱面貼合形成密封動配合，在凸臺的前后兩側(cè)形成前工作腔和后工作腔，外套9后端面、滑套12外圓柱面、外缸套11內(nèi)圓柱面和滑套12凸臺前端面形成的前工作腔，外缸套11、滑套12外圓柱面和滑套12凸臺的后端面形成的后工作腔；在外缸套11的圓周上設(shè)置有固定通道13，在滑套12上設(shè)置有壓裂液移動通道14，固定通道14和移動通道13構(gòu)成完整的壓裂液通道；當(dāng)后工作腔打開滑套12向前滑動時，移動通道14隨同滑靴12向前滑動，移動通道14與固定通道13接通，壓裂液通道打開，滑套12內(nèi)的壓裂液通過移動通道14和固定通道13穿過外缸套11進(jìn)入到巖層對巖層進(jìn)行壓裂；壓裂完成后，球形微泵1的電機反轉(zhuǎn)液壓油反向流動，高壓油進(jìn)入前工作腔，后工作腔內(nèi)的液壓油排出，滑套12向后滑動，移動通道14隨同滑套12向右滑動，移動通道14與固定通道13不再接通，壓裂液通道關(guān)閉，壓裂液封閉在滑套12內(nèi)不進(jìn)行壓裂工作。為了防止壓裂液中異物進(jìn)入滑套12活動部分，影響滑套12正常移動，在滑套12前端與外套9配合的部分設(shè)置有前刮板17，在滑套12后端與后接頭15配合部分設(shè)置有后刮板16。

在內(nèi)套3外圓柱圓周上位于外套9與前接頭2之間部分固定設(shè)置有環(huán)形的耐壓模塊4，在耐壓模塊4內(nèi)設(shè)置有球形微泵1、補油腔7、蓄電池、壓力傳感器和控制電路板，蓄電池、球形微泵電機106、壓力傳感器、控制電路板依次電連接組成球形微泵控制電路；蓄電池采用直流蓄電池；耐壓模塊4上設(shè)置有多個模塊化的封閉容腔的耐壓單元，每個耐壓單元朝向外套9的一端設(shè)置有管道出入口，球形微泵1、蓄電池、控制電路板、補油腔7在耐壓模塊4內(nèi)模塊化分布在各自不同的耐壓單元中，各自相應(yīng)的管道或者線路從耐壓單元的管道出入口通過；在耐壓模塊4與外套9連接部分的外周設(shè)置有保護(hù)套8，保護(hù)套8通過螺紋連接在耐壓模塊4和外套9的外圓柱面上；保護(hù)套8對設(shè)置在耐壓模塊4內(nèi)的部件及耐壓模塊4和外套9之間的管路、管線接頭進(jìn)行保護(hù)和屏蔽，防止固井時雜物進(jìn)入影響接頭和管道及耐壓模塊4內(nèi)的部件。作為本專利的另一種實施方式，不在耐壓模塊4內(nèi)設(shè)置蓄電池電源的耐壓單元，而是把電源設(shè)置在地面上，地面上電源通過電纜與井下井壁上耐壓模塊4內(nèi)的球形微泵電機106、壓力傳感器、控制電路板連接供電，這樣，電源的類型不受限制，電源動力更充足。

在內(nèi)套3的外圓上設(shè)置有環(huán)形凸臺，環(huán)形凸臺的前端面與前接頭的后臺階端面通過錐螺紋連接，在環(huán)形凸臺的后端面上設(shè)置有周向均布的多個孔，在耐壓模塊4的各耐壓單元的前端設(shè)置有與內(nèi)套3環(huán)形凸臺的后端面上的均布孔相配的圓柱臺階，耐壓單元上的圓柱臺階插入內(nèi)套3環(huán)形凸臺后端面上的均布孔中，再通過螺紋連接使內(nèi)套3與耐壓模塊4固定連接。

所述補油腔7是由設(shè)置在耐壓模塊4環(huán)形空腔內(nèi)的一個獨立的封閉耐壓單元容腔內(nèi)設(shè)置的彈簧5、補油活塞6構(gòu)成，彈簧5設(shè)置在補油腔7的底部，補油活塞6頂壓在彈簧5的上端，從而在補油腔7內(nèi)形成彈性活塞；在補油腔7的頂端設(shè)置有油道口，補油腔7通過油道口上的管接頭、管道及球形微泵1的補油管接頭109與球形微泵1內(nèi)的補油通道接通形成補油回路，通過彈簧5的預(yù)緊力對球形微泵1的液壓油路進(jìn)行補油和調(diào)節(jié)封閉油路的容積變化。

如圖2到圖4所示，所述球形微泵1是具有正反轉(zhuǎn)功能的油泵，具有兩個容積交替變化的工作容腔，在球形微泵1的缸蓋101上設(shè)置有與球形微泵1的一個工作容腔連通的第一進(jìn)排油口111、與球形微泵1另一個工作容腔連通的第二進(jìn)排油口112，在缸蓋101內(nèi)還設(shè)置有兩個微型的單向閥110和補油通道，補油通道與球形微泵1的主軸104與轉(zhuǎn)子組件102之間形成的低壓泄流通道連接，兩個單向閥110的進(jìn)油口并接后與補油通道接通，兩個單向閥110的出口分別與球形微泵1的第一進(jìn)排油口111和第二進(jìn)排油口112接通；在缸蓋101上連接有補油管接頭109，補油管接頭109與補油通道接通；如圖1所示，在外套9上設(shè)置有第一進(jìn)排油通道10，第一進(jìn)排油通道10的一端設(shè)置在外套9的前端面上并與球形微泵1的第一進(jìn)排油口111通過耐壓管連通，第一進(jìn)排油通道10的另一端與外套9后端面、滑套12外圓柱面、外缸套11內(nèi)圓柱面和滑套12凸臺前端面形成的前工作腔接通；在外套9和外缸套11上設(shè)置有連通的第二進(jìn)排油通道18，第二進(jìn)排油通道18的一端設(shè)置在外套9的前端面上并與球形微泵1上的第二進(jìn)排油口112通過耐壓管連通，第二進(jìn)排油通道18的另一端與外缸套11、滑套12外圓柱面和滑套12凸臺的后端面形成的后工作腔連通；補油管接頭109通過管道與耐壓模塊4內(nèi)的補油腔7接通。

為了提高滑套12動作的可靠性，提高滑套12的驅(qū)動力，在耐壓模塊4內(nèi)設(shè)置包容兩個球形微泵1的耐壓單元，兩個微型球泵1的相應(yīng)管路并接在一起，即兩個球形微泵1的各自第一進(jìn)排油口111通過連接管連通后再與第一進(jìn)排油通道10接通、兩個第二進(jìn)排油口112通過連接管連通后再與第二進(jìn)排油通道18接通、兩個補油管接頭109通過連接管連通后再與補油腔7接通。

如圖5到圖7所示，球形微泵1的缸蓋101為上大下小的t型結(jié)構(gòu)，上端的形狀與耐壓模塊4的環(huán)形的耐壓單元相適配，在缸蓋101的頂端設(shè)置有兩個安裝單向閥110的沉孔和兩個進(jìn)排油口(第一進(jìn)排油口和第二進(jìn)排油口)，兩個單向閥110的進(jìn)油口朝下、出油口朝上裝入沉孔內(nèi)，兩個沉孔的端部通過螺塞密封；在缸蓋101上設(shè)置有兩條l型的補油通道，每根l型補油通道的下端為垂直段并沿缸蓋101的側(cè)壁與缸體103側(cè)壁上的補油通道接通，再通過缸體103側(cè)壁上的補油通道與轉(zhuǎn)子組件102和主軸104之間的低壓泄流通道接通；每根l型補油通道的上部為水平段并與單向閥110的進(jìn)油口接通；加工補油通道時可以垂直于缸蓋101的側(cè)面鉆水平孔，該水平孔與安裝單向閥110的沉孔底部接通并與l型補油通道下部的垂直段接通，再用螺堵把其中的一個水平孔的孔口封堵，另一個水平孔的孔口設(shè)置螺紋連接補油通道管接頭109；由于兩根l型的補油通道都與低壓泄流通道接通，所以在缸蓋101內(nèi)的補油通道可以連通也可以不連通；為了加工方便和減小球形微泵1的體積，可以在缸蓋101的側(cè)壁上垂直于側(cè)面加工兩個連接孔，一個連接孔使單向閥110的出油口和第一進(jìn)排油口111接通，另一個連接孔使另一個單向閥110的出油口和第二進(jìn)排油口112接通，最后把兩個連接孔的孔口用螺堵封堵。

如圖2到圖4所示，球形微泵1是由球形泵體、電機106、減速器107和連接管路構(gòu)成的動力單元，為滑套12移動提供動力。球形微泵1的泵體包括缸蓋101、轉(zhuǎn)子組件102、缸體103、主軸104、主軸支架105，缸蓋101、缸體103、主軸支架104依次首尾相接，在相互結(jié)合面上設(shè)置有銷釘定位，外殼108是上端帶有外法蘭的筒體，在外殼108靠近下端的筒體內(nèi)設(shè)置有內(nèi)環(huán)形臺階，外殼108上的內(nèi)環(huán)形臺階壓持在主軸支架105的端部，外殼108外法蘭貼合在缸蓋101上，通過螺釘把主軸支架105、缸體103依次壓接在缸蓋102的上；在外殼108下端設(shè)置有內(nèi)螺紋，主軸104從外殼108的下端伸出后與減速器107的輸出軸連接，減速器107的殼體上端設(shè)置有外螺紋，減速器107的殼體與外殼108通過螺紋連接，減速器107和電機106連為一體。在外殼108上位于主軸104軸端部分設(shè)置有扳手開口，在主軸104的相應(yīng)部位外圓上設(shè)置有四方或六方，在調(diào)試時可以通過外殼108上的扳手開口，用扳手轉(zhuǎn)動主軸104。

球形微泵1的缸蓋101和缸體103具有半球形內(nèi)表面，連接形成球形微泵1的球形內(nèi)腔；如圖8到10所示，轉(zhuǎn)子組件102包括活塞113、轉(zhuǎn)盤114和銷軸115，活塞113具有球形頂面、球形頂面中央伸出一活塞軸、兩個成一定角度的側(cè)面和在活塞113兩側(cè)面下部形成的活塞銷座，活塞銷座為半圓柱結(jié)構(gòu)，半圓柱的中部有凹槽，在其軸線方向上有貫通的活塞銷孔；缸蓋101上設(shè)有的活塞軸孔，活塞軸的軸徑大小與活塞軸孔相配，活塞軸插入活塞軸孔中形成轉(zhuǎn)動配合，活塞113可繞活塞軸的軸線在球形內(nèi)腔中自由轉(zhuǎn)動，活塞球形頂面與球形內(nèi)腔具有相同的球心并形成密封動配合。轉(zhuǎn)盤114具有轉(zhuǎn)盤軸、轉(zhuǎn)盤球面和轉(zhuǎn)盤銷座，在轉(zhuǎn)盤軸的端部設(shè)置有矩形滑靴；轉(zhuǎn)盤114的轉(zhuǎn)盤銷座的兩端為半圓柱凹槽，中部為凸起的半圓柱，在半圓柱的軸線方向上有貫通的轉(zhuǎn)盤銷孔；缸體103和缸蓋101構(gòu)成的球形內(nèi)腔與轉(zhuǎn)盤球面具有相同的球心，轉(zhuǎn)盤球面緊貼球形內(nèi)腔形成密封動配合；活塞軸和轉(zhuǎn)盤軸及主軸104的軸線都通過缸體103和缸蓋101構(gòu)成的球形內(nèi)腔的球心，并且活塞軸和轉(zhuǎn)盤軸的軸線與主軸104的軸線形成相同的夾角α；銷軸115插入活塞113的活塞銷孔和轉(zhuǎn)盤114的轉(zhuǎn)盤銷孔中形成柱面鉸鏈，活塞113與轉(zhuǎn)盤114通過柱面鉸鏈形成密封動連接，并把缸蓋101和缸體103組成的球形內(nèi)腔分割成兩個容積交替變化的工作容腔。

主軸支架105為主軸104的旋轉(zhuǎn)提供支撐，主軸104的一端端面上設(shè)置有矩形滑槽，主軸104的該端部位于缸體103下部的圓柱形空腔內(nèi)，轉(zhuǎn)盤114轉(zhuǎn)盤軸下端的滑靴的形狀與矩形滑槽的截面尺寸相配，滑靴的兩側(cè)面與矩形滑槽的兩側(cè)面貼合并在矩形滑槽內(nèi)滑動形成滑動配合，轉(zhuǎn)盤114在繞銷軸115與活塞113相對擺動，轉(zhuǎn)盤114還繞主軸104的軸線轉(zhuǎn)動，同時，滑靴在矩形滑槽里往復(fù)擺動。

如圖4、圖5、圖7所示，在缸蓋101的內(nèi)球面上設(shè)置有兩個對稱布置的進(jìn)排液槽，一個進(jìn)排液槽與缸蓋101上的第一進(jìn)排油口111接通，另一個進(jìn)排液槽與缸蓋101上的第二進(jìn)排油口112接通；利用活塞113的旋轉(zhuǎn)以及活塞113的球形表面與缸蓋101的內(nèi)球面的配合，作為兩個進(jìn)排液槽與兩個工作容腔連通或者關(guān)閉的基本運動要素，從而實現(xiàn)進(jìn)油和排油控制，缸蓋101內(nèi)球面上的兩個進(jìn)排液槽的設(shè)置原則是：當(dāng)其中一個工作容腔容積開始變大需要開始吸油時，該工作容腔與其中一個進(jìn)排油槽接通；同時，另一個工作容腔的容積開始變小壓縮排油時，該工作容腔與另一個進(jìn)排油槽接通；兩個工作容腔的工作過程交替變化。

球形微泵1的工作過程是：

主軸104轉(zhuǎn)動時驅(qū)動轉(zhuǎn)盤114，轉(zhuǎn)盤114帶動活塞113運動；活塞113的運動是唯一的繞活塞軸的軸線的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤114的運動是由兩種運動的合成：一是繞自身軸線的轉(zhuǎn)動，另一是轉(zhuǎn)盤114的轉(zhuǎn)盤軸端部固定的矩形滑靴在主軸104上端的矩形滑槽中往復(fù)滑動；這種空間運動的合成結(jié)果為：活塞113和轉(zhuǎn)盤114有一周期性的相對擺動，擺動的周期與主軸104旋轉(zhuǎn)周期相同，擺動的幅度為2α；利用這種相對擺動作為容積變化的基本運動要素，形成壓力容積交替變化的兩個泵工作室；圖3中的兩個泵工作室是極限狀態(tài)下的情況，一個泵工作室為球形微泵1進(jìn)油結(jié)束后初始狀態(tài)，所以圖3中泵工作室圖示狀態(tài)理論容積為最大，另一個泵工作室為排油結(jié)束后的狀態(tài)，所以圖中泵工作室圖示狀態(tài)理論容積為零。

如圖11所示為智能滑套液壓原理圖，球形微泵1的電機106的正向旋轉(zhuǎn)，從球形微泵1的一個工作容腔內(nèi)排出的高壓油經(jīng)第一進(jìn)排油口111和第一進(jìn)排油通道10進(jìn)入到滑套12形成的前工作腔，滑套12在前工作腔中的壓力推動下向后移動，后工作腔中的液壓油經(jīng)第二排油通道18和第二進(jìn)排油口112，回流到球形微泵1的另一個工作容腔，此時滑套12上的移動通道14與外缸套11上的固定通道13相錯開，壓裂液通道關(guān)閉；球形微泵1的電機106反轉(zhuǎn)，球形微泵1內(nèi)的液壓系統(tǒng)的油路方向改變，從球形微泵1的一個工作容腔內(nèi)排出的高壓油經(jīng)第二進(jìn)排油口112和第二進(jìn)排油通道18進(jìn)入到滑套12形成的后工作腔，滑套12在后工作腔中的壓力推動下向前移動，前工作腔中的液壓油經(jīng)第一排油通道10和第一進(jìn)排油口111，回流到球形微泵1的另一個工作容腔，此時滑套12上的移動通道14與外缸套11上的固定通道13接通，壓裂液通道打開；球形微泵1運轉(zhuǎn)過程中，從轉(zhuǎn)子組件102與缸體103、缸蓋102之間的間隙泄露的液壓油匯集在球形微泵1的主軸104端部與轉(zhuǎn)盤114連接的部位形成低壓泄流通道，低壓泄流通道內(nèi)液壓油與缸體103和缸蓋101上的泄流通道連通，兩個單向閥110的進(jìn)油口、補油腔7分別與補油通道接通，兩個單向閥110出油口分別與第一進(jìn)排油口111和第二進(jìn)排油口112接通；當(dāng)補油通道內(nèi)的壓力大于第一進(jìn)排油口111內(nèi)壓力時，與第一進(jìn)排油口接通的單向閥110打開，補油通道內(nèi)的液壓油進(jìn)入到第一進(jìn)排口給球形微泵1的液壓循環(huán)系統(tǒng)補油，直至壓力平衡，該單向閥110關(guān)閉；當(dāng)補油通道內(nèi)的壓力大于第二進(jìn)排油口112內(nèi)壓力時，與第二進(jìn)排油口接通的單向閥110打開，補油通道內(nèi)的液壓油進(jìn)入到第二進(jìn)排口給球形微泵1的液壓循環(huán)系統(tǒng)補油，直至壓力平衡，該單向閥110關(guān)閉；通過彈簧5和補油活塞6調(diào)整補油腔7內(nèi)的壓力。

本專利所述的新型智能滑套的工作過程是：

1、在地面通過向井內(nèi)打壓的方式定位智能滑套位置，設(shè)置在井下耐壓模塊4內(nèi)的壓力傳感器接收地面發(fā)送的壓力信號，耐壓模塊4內(nèi)的控制電路板對壓力傳感器采集的壓力信號進(jìn)行分析比對，對壓力信號編碼，如果該壓力信號編碼與所在的滑套12位置編碼相匹配，則控制電路板發(fā)出指令，球形微泵1啟動；

2、球形微泵1的電機106正向旋轉(zhuǎn)，球形微泵1的處于高壓的工作容腔與第二進(jìn)排油口112通過一個進(jìn)排油槽接通，由于第二進(jìn)排油口112與滑套12后端部的后工作腔通過第二進(jìn)排油通道18接通，所以第二進(jìn)排油口112內(nèi)的高壓油進(jìn)入到滑套12的后工作腔，推動滑套12向前滑動，滑套12上的移動通道14向前移動到與外缸套11上的固定通道13接通，壓裂液通道打開；

3、滑套12內(nèi)的壓裂液經(jīng)移動通道14和固定通道13形成的壓裂液通道進(jìn)入井壁巖層內(nèi)，對巖層進(jìn)行壓裂，形成石油、天然氣或者頁巖氣的采集裂縫；

4、本段壓裂完成后，根據(jù)地面給出的壓力信號，球形微泵1的電機106反向旋轉(zhuǎn)，球形微泵1的液壓油路反向，球形微泵1的高壓的工作容腔變?yōu)榈蛪海膳庞蜖顟B(tài)變?yōu)槲蜖顟B(tài)；該工作容腔與第二進(jìn)排油口112通過一個進(jìn)排油槽接通，由于第二進(jìn)排油口112與滑套12后端部的后工作腔通過第二進(jìn)排油通道18接通，所以滑套12的后工作腔的高壓油進(jìn)入到第二進(jìn)排油口112內(nèi)，并通過進(jìn)排油槽進(jìn)入到該工作容腔；

球形微泵1的低壓的工作容腔變?yōu)楦邏?，由吸油狀態(tài)變?yōu)榕庞蜖顟B(tài)；該工作容腔與第一進(jìn)排油口111通過一個進(jìn)排油槽接通，由于第一進(jìn)排油口111與滑套12前工作腔通過第一進(jìn)排油通道10接通，所以第一進(jìn)排油口111的高壓油進(jìn)入到滑套12的前工作腔內(nèi)，推動滑套12向后滑動，滑套12上的移動通道14向后移動到與外缸套11上的固定通道13斷開，壓裂液通道關(guān)閉；

5、根據(jù)地面發(fā)送的壓力信號，進(jìn)行下一段壓裂。