CN113803022B - 滑套装置和包含其的压裂管柱 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种滑套装置和包含其的压裂管柱，滑套装置包括外筒，在外筒的壁上设置有能内外连通的循环孔；选择性设置在外筒的内腔中的内筒，在初始状态下，内筒与外筒固定而关闭循环孔，而在第一状态下，内筒能相对于外筒移动从而解除对循环孔的关闭，其中，在初始状态下，循环孔处填充有润滑脂，通过在循环孔处设置润滑脂，在内筒相对外筒运动时，润滑脂进入到内筒和外筒之间，起到润滑作用，使得两者能更加顺利地相对移动，保证内筒顺利的开启。

Description

滑套装置和包含其的压裂管柱

技术领域

本发明属于石油天然气完井技术领域，具体涉及一种滑套装置和包含其的压裂管柱。

背景技术

随着油气开发的不断深入，滑套已经成为压裂过程中沟通油套环空，实现分层压裂的关键工具之一。

在油气井完井试气过程中，通过滑套的打开动作将油套环空连通，以实现循环、替液、加砂压裂等作业。多层分段施工则需要在一趟管柱上串接多个滑套，施工时从下至上打开一级，压裂一层。随着致密气藏勘探开发的深入，水平井水平段越来越长，加砂压裂分段数越来越多，数十级的滑套技术已经提上日程。但是，在实际生产过程中，常常发生滑套不能顺利开启的问题，从而影响了施工进程。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种滑套装置和包含其的压裂管柱。该滑套装置通过在循环孔处设置润滑脂，使得外筒和内筒能更加顺利地相对移动，保证内筒顺利的开启。

根据本发明的一方面，提出了一种滑套装置，包括：

外筒，在外筒的壁上设置有能内外连通的循环孔，

选择性设置在外筒的内腔中的内筒，在初始状态下，内筒与外筒固定而关闭循环孔，而在第一状态下，内筒能相对于外筒移动从而解除对循环孔的关闭，

其中，在初始状态下，循环孔处填充有润滑脂。

在一个实施例中，在内筒的外壁上设置凹槽，凹槽在初始状态下位于循环孔处。

在一个实施例中，在初始状态下，在内筒和外筒之间设置有间隙，间隙位于循环孔的外端并与循环孔连通。

在一个实施例中，在外筒的内侧的循环孔外设置扩孔以与内筒的外壁形成间隙，且扩孔的孔壁包括倾斜面以使得间隙在从中间到两端方向上变窄。

在一个实施例中，在外筒的外壁上设置用于封堵循环孔的防护套，防护套构造为在初始和第一状态下封堵循环孔，而在第二状态下破裂以打开循环孔。

在一个实施例中，防护套为套设在外筒壁上的热缩套，

或防护套为设置在循环孔处的树脂套。

在一个实施例中，防护套为热缩套，热缩套的厚度为0.5-2毫米，且防护套的每端与外筒的搭接尺寸不小于5厘米，

或防护套为树脂套，树脂套的厚度为0.5-2毫米。

在一个实施例中，在外筒的外壁位于循环孔的轴向两端之外设置相对式分布的台阶面，防护套套设在台阶面之间。

在一个实施例中，防护套为热缩套，热缩套由辐射交联聚烯烃基材和特种密封热熔胶复合而成，并通过热烤的方式设置在外筒上，

或防护套为树脂套，树脂套由环氧树脂固体粉末填充在润滑脂外侧并热烘固化形成。

根据本发明的另一方面，提供一种压裂管柱，包括上述的滑套装置。

与现有技术相比，本发明至少具有下列优点中的一个，通过在循环孔处设置润滑脂，在内筒相对外筒运动时，润滑脂进入到内筒和外筒之间，起到润滑作用，使得两者能更加顺利地相对移动，保证内筒顺利的开启。

附图说明

下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：

图1显示了根据本发明的一个实施例的滑套装置的初始状态图；

图2显示了根据本发明的一个实施例的滑套装置的第一状态图；

图3显示了根据本发明的一个实施例的间隙。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

图1显示了根据本发明的滑套装置100。如图1所示，滑套装置100包括外筒2和内筒6。在外筒2的壁上设置有能内外连通的循环孔21，用于作为压裂操作的通道。内筒6设置在外筒2的内腔中，用于在初始状态下关闭循环孔21。例如，该内筒6通过剪切销钉5设置在外筒2的内壁上。在内筒6受到轴向向下的力并达到剪切销钉5的剪断压力后，使得剪切销钉5剪断，以致内筒6能相对于外筒2下移，而从内侧解除对循环孔21的封堵，如图2所示。需要说明的是，第一状态是指在泵送压裂液前，解除内筒6对循环孔的关闭的状态。其中，在循环孔21处填充有润滑脂。在内筒6相对外筒2运动时，润滑脂进入到内筒6和外筒2之间，起到润滑作用，使得两者能更加顺利地相对移动，保证内筒6顺利的开启。另外，润滑脂还占用了循环孔21的空间，避免或者降低杂质进入到内筒6和外筒2之间。

在内筒6的外壁上设置凹槽61，如图3所示。在初始状态下，凹槽61位于循环孔21处。这种设置使得润滑脂能填充在凹槽61内，在内筒6相对于外筒2下移的时候，凹槽61带动润滑脂进入到内筒6和外筒2之间，从而保证润滑效果。

再如图3所示，在循环孔21的轴向两端之外，外筒2与内筒6之间设置有间隙8。该间隙8与循环孔21连通。在一个具体的实施例中，可以在外筒2的循环孔21外设置扩孔62，并且扩孔62位于外筒2的内侧，其壁面具有一段倾斜面63以使得间隙8在从中间到两端方向上变窄。一方面，上述设置使得润滑脂容易地进入到间隙8中，并容易地跟随内筒6的移动而引入到内筒6和外筒2之间，从而保证两者之间的润滑而进一步保证内筒6的顺利下移；另一方面，倾斜面63使得间隙8逐渐变小，起到了阻挡作用，用于防止杂质进入到内筒6和外筒2之间。

在一个实施例中，在外筒2的外壁上套设防护套4，用于封堵循环孔21，保护其中的润滑脂避免流出，以及防止杂质进入到润滑脂。该防护套4在初始和第一状态下封堵循环孔21，而在第二状态下破裂以打开循环孔21。需要说明的是，此处所述的第一状态是指泵送压裂液前，从内侧露出循环孔21，而外侧需要封堵循环孔21的状态，而第二状态是指需要进行压裂作业的状态。

在一个实施例中，防护套4为套设在外筒2壁上的热缩套。并且，该热缩套的厚度为0.5-2毫米，且防护套的每端与外筒2的搭接尺寸不小于5厘米。这种设置方式的防护套4不仅能起到保护润滑脂的作用，还能在压裂液作用下破裂，以露出循环孔21。也就是，这种方式设置的防护套4不需要使用专门的破裂工具，只需要泵送压裂液，在压力作用下便能露出循环孔21，工艺简便。

在外筒2的外壁上设置两个相对式分布的台阶面22。这两个台阶面22分别位于循环孔21的轴向两端。防护套4套设在两个台阶面22之间。上述设置使得防护套4的外壁不突出外筒2的外壁，从而保证了防护套4的安全，避免了防护套4在滑套装置100下入过程中被划破等意外。

优选地，热缩套由辐射交联聚烯烃基材和特种密封热熔胶复合而成。在生产安装过程中，该热缩套通过热烤的方式设置在外筒2上。例如，在安装前，需要将台阶面22之间的外筒2的的外壁面喷砂除锈至Sa2.5级，再将该热缩套套设在外筒2上，之后对热缩套进行热烤，以使得热缩套稳定的设置在外筒2上。在热烤过程中，可以由中间向两端进行，并用辊子来回碾压热缩套以排出空气。

在另一个实施例中，防护套4为设置在循环孔21处的树脂套。例如，树脂套的厚度可以为0.5-2毫米。同样地，这种设置方式的防护套4不仅能起到保护润滑脂的作用，还能在压裂液作用下破裂，以露出循环孔21。也就是，这种方式设置的防护套4不需要使用专门的破裂工具便能露出循环孔21，工艺简便。

树脂套可以采用市场上常见的双组分环氧树脂或者环氧树脂粉末形成。例如，双组分环氧树脂为AB料，其中A组分包括环氧树脂、流平剂、稀释剂、增塑剂、增韧剂、填料等；B组分包括固化剂、促进剂、稀释剂、填料。在操作时，先将A组分和B组分按照1:1的比例调和均匀，填充到循环孔21内，自然晾干即可。而采用固态环氧树脂粉末时，需要利用喷粉系统将环氧树脂粉末填充到循环孔21内，然后再利用烘干固化系统进行热烘固化。

需要说明的是，采用设置树脂的方式封堵循环孔21，不论液态或固态的树脂材料只需要填充在循环孔21处，不必须使得形成的防护套4搭接到外筒2的外壁上，则也不必须设置台阶面22。

另外，如图1所示，该滑套装置100还包括上接头1和下接头7。其中，上接头1的下端面延伸到外筒2的内腔中，并与外筒2固定连接，用于起到连接作用。在上接头1的上端内壁上设置有内螺纹，用于连接。下接头7设置在外筒2的下端，并与其固定连接。同时，下接头7的上端面延伸到外筒2的内腔中，用于形成承接台，以在内筒6下落过程中，承接内筒6。例如，在下接头7的下端外壁上设置外螺纹，用于连接。滑套装置100还包括密封圈3，例如，在内筒6和外筒之间设置多道密封圈3，且这多道密封圈3位于循环孔21的轴向两端、剪切销钉5的轴向两端等位置。

本发明还提供一种压裂管柱，包括多个上述的滑套装置100。在压力操作过程中，滑套装置100被逐级打开，以进行分层压裂施工。

本申请中，方位用语“上”、“下”与滑套装置100的实际工作方位为参照。

以上仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于压裂的滑套装置，其特征在于，包括：

外筒，在所述外筒上设置有能内外连通的循环孔，

选择性设置在所述外筒的内腔中的内筒，在初始状态下，所述内筒与所述外筒固定而关闭所述循环孔，而在第一状态下，所述内筒能相对于所述外筒移动从而解除对所述循环孔的关闭，

其中，在初始状态下，所述循环孔处填充有润滑脂，

在所述内筒的外壁上设置凹槽，所述凹槽在初始状态下位于所述循环孔处，使得润滑脂能填充在所述凹槽内，由此，在所述内筒相对于所述外筒的移动期间，所述凹槽能带动所述润滑脂进入到所述内筒和外筒之间以提供润滑作用。

2.根据权利要求1所述的滑套装置，其特征在于，在初始状态下，在所述内筒和所述外筒之间设置有间隙，所述间隙位于所述循环孔的轴向两端之外并与所述循环孔连通。

3.根据权利要求2所述的滑套装置，其特征在于，在所述外筒的循环孔外设置扩孔与所述内筒的外壁形成所述间隙，并且所述扩孔位于所述外筒的内侧，且所述扩孔的孔壁包括倾斜面以使得所述间隙在从中间到两端方向上变窄。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的滑套装置，其特征在于，在所述外筒的外壁上设置用于封堵所述循环孔的防护套，所述防护套构造为在初始和第一状态下封堵所述循环孔，而在第二状态下破裂以打开所述循环孔。

5.根据权利要求4所述的滑套装置，其特征在于，所述防护套为套设在所述外筒壁上的热缩套，

或所述防护套为设置在所述循环孔处的树脂套。

6.根据权利要求4所述的滑套装置，其特征在于，所述防护套为热缩套，所述热缩套的厚度为0.5-2毫米，且所述防护套的每端与所述外筒的搭接尺寸不小于5厘米，

或所述防护套为树脂套，所述树脂套的厚度为0.5-2毫米。

7.根据权利要求4所述的滑套装置，其特征在于，在所述外筒的外壁位于所述循环孔的轴向两端之外设置相对式分布的台阶面，所述防护套套设在所述台阶面之间。

8.根据权利要求4所述的滑套装置，其特征在于，所述防护套为热缩套，所述热缩套由辐射交联聚烯烃基材和特种密封热熔胶复合而成，并通过热烤的方式设置在所述外筒的外壁上，

或所述防护套为树脂套，所述树脂套由环氧树脂固体粉末填充在润滑脂外侧并热烘固化形成。

9.一种压裂管柱，其特征在于，包括根据权利要求1到8中任一项所述的滑套装置。