新型全流通面積滑套開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于原油及天然氣開采設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是各種增產(chǎn)措施作業(yè)中常用的液壓封隔器中的滑套開關(guān)的改進。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓封隔器廣泛用于壓裂、酸化、分層壓裂、采油、注水等各種增產(chǎn)措施作業(yè)中，液壓封隔器在套管里的坐封必須配合滑套開關(guān)才能實現(xiàn)，并且在投球?qū)⒎飧羝髯夂鬄榱诵纬裳h(huán)通道，更多的是在滑套開關(guān)的接頭體內(nèi)部設(shè)計出臺階，以阻止滑套和投球落入井下。為了使泥漿在管柱內(nèi)外形成循環(huán)，還會在滑套下端加工出端面槽，以便在滑套和外部和接頭體內(nèi)腔中以及滑套下端形成循環(huán)通道。
[0003]具體結(jié)構(gòu)如圖1-2所示，常規(guī)滑套開關(guān)是在循環(huán)接頭中部加工出四個循環(huán)孔，滑套下部開有四個端面凹槽以使滑套擊落下來以后能夠在管柱內(nèi)與其最下面形成循環(huán)通道。但投球和滑套下落后到達循環(huán)接頭孔內(nèi)下方臺階時會被擋住，不論是直井、斜井或者水平井，滑套和投球都不可能直立在接頭臺階上，總是會出現(xiàn)歪斜，從而造成循環(huán)通道不暢通或者將循環(huán)通道阻塞，并會經(jīng)常造成滑套、投球以及循環(huán)接頭被刺壞的情況，不僅影響作業(yè)效率、還會損壞作業(yè)工具。這種滑套開關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計存在以下問題:
[0004]1.滑套落入接頭下部臺階上后既不可能直立，也不可能保持與接頭內(nèi)部空腔形成一個均勻液體通過的間隙，通常都是歪倒、偏斜至空腔一側(cè)。這樣就會在循環(huán)過程中由于滑套歪斜而造成循環(huán)通道不暢通或者將循環(huán)通道阻塞，并且經(jīng)常會造成滑套、投球以及接頭體內(nèi)被刺壞的情況；
[0005]2.常規(guī)滑套開關(guān)的循環(huán)孔是直接開在本體上的，這樣就會導(dǎo)致從井底返出的循環(huán)液體流量不夠，大部分水或泥漿都從滑套開關(guān)上的循環(huán)孔返出，導(dǎo)致井底的雜質(zhì)循環(huán)不出井口。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1.發(fā)明目的
[0007]本實用新型目的是設(shè)計一種新型全流通面積滑套開關(guān)，以解決常規(guī)滑套開關(guān)在打開循環(huán)孔向下落入循環(huán)接頭內(nèi)的空腔處，滑套歪斜而造成循環(huán)通道不暢通或者將循環(huán)通道阻塞，并且經(jīng)常會造成滑套、投球以及接頭體內(nèi)被刺壞的情況，以及在滑套開關(guān)內(nèi)部形成一個當(dāng)量流通面積與與整個管柱相當(dāng)?shù)木鶆蜓h(huán)通道，使得循環(huán)效率更高，循環(huán)效果更好，并且極大地減少了滑套開關(guān)的損壞情況。
[0008]2.技術(shù)方案
[0009]新型全流通面積滑套開關(guān)，由接頭體、鋼球、剪銷和滑套構(gòu)成，滑套安裝于接頭體內(nèi)腔并用剪銷固定，鋼球置于滑套內(nèi)孔頂端；其特征是滑套為三段臺階軸套結(jié)構(gòu)，且上段通過剪銷與接頭體連接，同時外圈套有密封圈與接頭體內(nèi)腔實現(xiàn)密封剪切功能；中間段加工有主循環(huán)通道；下段制有凹槽作為輔助循環(huán)通道，還與循環(huán)接頭下端內(nèi)孔配合定位形成防止滑套歪斜的定位面。
[0010]本實用新型主要改變是:
[0011]1.滑套為三段式結(jié)構(gòu):上段主要為密封剪切功能，中間段加工有主循環(huán)通道，下端不僅帶有輔助循環(huán)通道，還與循環(huán)接頭下端內(nèi)孔配合定位以防止滑套歪斜的定位面；
[0012]2.滑套上循環(huán)通道的設(shè)計以及循環(huán)接頭內(nèi)部空腔尺寸設(shè)計保證了滑套開關(guān)的當(dāng)量循環(huán)流通面積是和滑套內(nèi)徑完全相同的全循環(huán)流通面積；
[0013]3.去掉了循環(huán)接頭本體上的循環(huán)孔，能保證將井筒內(nèi)部雜質(zhì)及泥漿完全循環(huán)出井
□ O
[0014]本實用新型新型滑套開關(guān)將滑套由原先的無臺階、下方帶有循環(huán)槽的結(jié)構(gòu)改成三段臺階軸套結(jié)構(gòu)，并在下方兩段臺階軸上都加工有四個循環(huán)孔，保證了在下井過程中和投球擊落滑套后都能有一個暢通的循環(huán)通道。另外，在投球擊落滑套的過程中，滑套上端剪切面還未從其配合面處脫開時，滑套最下端的臺階已進入到循環(huán)接頭下端的孔中，并且配合定位良好，保證滑套不會歪斜在循環(huán)接頭孔內(nèi)。盡管滑套中心通孔處的循環(huán)通道已被投球堵塞，但又會在循環(huán)接頭中部的空腔和滑套中部臺階上的四個循環(huán)孔中形成一個間隙均勻、流通面積較大的新循環(huán)通道。該循環(huán)通道的當(dāng)量流通面積和整個油管柱內(nèi)的流通面積相當(dāng)。此特殊設(shè)計結(jié)構(gòu)的滑套防歪斜功能很好的保護了投球、滑套和循環(huán)接頭不被高壓流體刺壞，有效地提高了循環(huán)作業(yè)效率、降低了作業(yè)成本。
[0015]由于新結(jié)構(gòu)滑套設(shè)計保證了滑套被擊落后會在滑套開關(guān)內(nèi)部形成一個當(dāng)量流通面積為全流通面積的循環(huán)通道，因此，我們?nèi)サ袅搜h(huán)接頭上的循環(huán)孔，這樣可以使泥漿能從管柱底部完全循環(huán)出井口，保證能夠?qū)⒕矁?nèi)的雜質(zhì)及泥漿完全循環(huán)出井口。
【附圖說明】
[0016]圖1為常規(guī)結(jié)構(gòu)滑套開關(guān)示意圖，
[0017]圖2為圖1滑套打開后示意圖，
[0018]圖3為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖，
[0019]圖4為圖3滑套打開后示意圖。
【具體實施方式】
[0020]本發(fā)明新型全流通面積滑套開關(guān)詳細結(jié)構(gòu)見附圖3-4所示。
[0021]滑套采用三段不同直徑的設(shè)計尺寸:
[0022]第一段是在最上端具有密封和剪切功能的最大直徑，此段和循環(huán)接頭剪銷內(nèi)孔配合，不僅密封管柱內(nèi)和環(huán)空防止其在正常作業(yè)時內(nèi)外連通，還起到投球后剪斷銷釘?shù)淖饔茫?br>[0023]第二段是中間段，其上加工有幾個循環(huán)孔，用于在投球和滑套被擊落后，因滑套中間的循環(huán)主通道被投球堵塞后在管柱內(nèi)投球的上下方重新建立一個新的循環(huán)通道，這個循環(huán)通道的流通面積設(shè)計與滑套內(nèi)徑相同；
[0024]第三段是在最下方的循環(huán)定位段，此段設(shè)計直徑最小，其上還有幾個循環(huán)孔，用于在未投球前在循環(huán)接頭的空腔與滑套內(nèi)孔之間產(chǎn)生一個循環(huán)通道，防止接頭空腔下部臺階上出現(xiàn)泥漿雜質(zhì)沉淀而使滑套不能入位，此外，滑套下端小直徑還與循環(huán)接頭下端內(nèi)孔進行配合定位，在投球擊落滑套下行過程中滑套上部剪切面還未從循環(huán)接頭內(nèi)孔脫開時，滑套下方的小直徑預(yù)先進入循環(huán)接頭內(nèi)孔提前定位防止滑套歪斜，并且在滑套外部與循環(huán)接頭內(nèi)孔內(nèi)孔中形成一個均勻的循環(huán)通道，不僅保證全流通面積，而且防止工具被刺壞。
[0025]本實用新型去掉了循環(huán)接頭本體上的循環(huán)孔，由于新結(jié)構(gòu)滑套設(shè)計保證了滑套被擊落后會在滑套開關(guān)內(nèi)部形成一個當(dāng)量流通面積為全流通面積的循環(huán)通道，因此，我們?nèi)サ袅搜h(huán)接頭上的循環(huán)孔，這樣可以使泥漿能從管柱底部完全循環(huán)出井口，保證能夠?qū)⒕矁?nèi)部雜質(zhì)及泥漿完全循環(huán)出來。
[0026]本實用新型實施后經(jīng)濟效益顯著:
[0027]本實用新型全流通面積滑套開關(guān)和常規(guī)滑套開關(guān)相比具有以下優(yōu)點:
[0028]⑴新型全流通面積滑套開關(guān)的流通面積比常規(guī)滑套開關(guān)的流通面積增加了 50%以上，因此，泥漿的循環(huán)效率也提高了 50%以上。按照塔里木油田5000-7000米井深計算，使用常規(guī)滑套開關(guān)進行循環(huán)時，井筒內(nèi)的泥漿每完全循環(huán)一次大約需要4-5小時，而使用新型全流通面積滑套開關(guān)每作業(yè)一次進行循環(huán)只需要3-4小時左右，可以節(jié)約I小時左右的作業(yè)時間。在塔里木油田，每年進行修井和完井作業(yè)中需要進行泥漿循環(huán)的井(次)大約為1000 口(次)左右，總計可節(jié)省循環(huán)時間1000小時左右，按照每小時作業(yè)費用5000元計算，每年可以節(jié)約生產(chǎn)成本大約500萬元。
[0029]⑵使用新型全流通面積滑套開關(guān)作業(yè)可以減少工具使用成本
[0030]常規(guī)滑套開關(guān)由于結(jié)構(gòu)設(shè)計上的缺陷，會導(dǎo)致滑套和投球被擊落后易堵塞循環(huán)通道而使投球、滑套和循環(huán)接頭損壞。一般來說每作業(yè)I 口井就需要更換投球和滑套，作業(yè)4-6 口井就需要更換循環(huán)接頭本體。常規(guī)滑套開關(guān)中每件投球的成本為50元，每件滑套的成本為250元，每件循環(huán)接頭的成本為2900元左右。則每作業(yè)10 口井的工具費用為:10*50+10*250+2900*10/5 = 8800元；若采用新型全流通面積滑套開關(guān)，每作業(yè)5 口井才需要更換投球和滑套，大約作業(yè)10 口井需要更換循環(huán)接頭本體。新型全流通面積滑套開關(guān)中每件投球的成本為50元，每件滑套的成本為350元，每件循環(huán)接頭的成本為3000元左右。則每作業(yè)10 口井的工具費用為:5*50+5*350+3000*10/10 = 5000元。因此，采用新型全流通面積滑套開關(guān)代替老式結(jié)構(gòu)滑套開關(guān)，每作業(yè)10 口井可以減少工具費用為:8800-5000=3800元，按照塔里木油田每年需要循環(huán)作業(yè)的井1000 口計算，共計可以節(jié)省工具費用為:3800*1000/10 = 380000元，經(jīng)濟效益也很可觀。
【主權(quán)項】
1.新型全流通面積滑套開關(guān)，由接頭體(1)、鋼球(2)、剪銷(3)和滑套(4)構(gòu)成，滑套(4)安裝于接頭體⑴內(nèi)腔并用剪銷(3)固定，鋼球(2)置于滑套⑷內(nèi)孔頂端；其特征是滑套(4)為三段臺階軸套結(jié)構(gòu)，且上段通過剪銷(3)與接頭體(I)連接，同時外圈套有密封圈與接頭體(I)內(nèi)腔實現(xiàn)密封剪切功能；中間段加工有主循環(huán)通道；下段制有凹槽作為輔助循環(huán)通道，還與循環(huán)接頭下端內(nèi)孔配合定位形成防止滑套歪斜的定位面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型全流通面積滑套開關(guān)，其特征是滑套直徑自上段、中間段、下段依次減小。
【專利摘要】本實用新型涉及一種增產(chǎn)措施作業(yè)中常用的液壓封隔器中的滑套開關(guān)的改進，為新型全流通面積滑套開關(guān)。它由接頭體、鋼球、剪銷和滑套構(gòu)成，滑套安裝于接頭體內(nèi)腔并用剪銷固定，鋼球置于滑套內(nèi)孔頂端；其特征是滑套為三段臺階軸套結(jié)構(gòu)，且上段通過剪銷與接頭體連接，同時外圈套有密封圈與接頭體內(nèi)腔實現(xiàn)密封剪切功能；中間段加工有主循環(huán)通道；下段制有凹槽作為輔助循環(huán)通道，還與循環(huán)接頭下端內(nèi)孔配合定位形成防止滑套歪斜的定位面。本實用新型在滑套開關(guān)內(nèi)部形成一個當(dāng)量流通面積與整個管柱相當(dāng)?shù)木鶆蜓h(huán)通道，使得循環(huán)效率更高，循環(huán)效果更好，并且極大地減少了滑套開關(guān)的損壞情況。
【IPC分類】E21B33-12
【公開號】CN204386546
【申請?zhí)枴緾N201420777779
【發(fā)明人】李云虎, 趙鋒葉, 史小平, 李軍, 蔡偉, 史軍社
【申請人】寶雞瑞通石油裝備有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年12月10日