一种可开关固井滑套

技术领域

本发明涉及一种可开关固井滑套，属于石油固完井井下工具领域。

背景技术

随着油气藏勘探开发的持续深入，实施水平井分段压裂改造已成为页岩气等非常规油气藏有效开发的必要手段。目前，页岩气井的水平井分段压裂技术主要为桥塞射孔连作工艺和拖动管柱喷砂射孔压裂工艺，该工艺将目的层分成多段，首先进行射孔处理之后进行压裂施工作业。然而射孔作业往往会因为其井下不可控因素造成套管损伤，降低套管强度，使得桥塞和压裂管柱的下入难度增大，整个压裂施工作业施工周期长、作业效率低。固井滑套分段压裂工艺以其周期短、效率高而得到推广应用，可替代常规桥塞的桥塞射孔连作工艺和拖动管柱喷砂射孔压裂工艺，常规固井滑套第一段压裂采用压差式固井滑套，通过管内憋压实现压差滑套的打开，之后进行压裂施工作业。但目前采用的压差式固井滑套滑套存在一定技术问题：第一、固井后因水泥环影响容易导致滑套无法正常打开；第二、滑套打开后无法关闭，如果该层段出水严重无法处理。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种可开关固井滑套，其设置有可溶解的内套，可直接进行压裂施工，且后期可进行机械开关。

为了实现以上发明目的，本发明提出了一种可开关固井滑套，包括：

外壳，所述外壳的侧壁上设置有压裂槽；

所述外壳内设置有可溶内套，所述可溶内套密封所述压裂槽；以及

设置在所述外壳内的开关机构，所述开关机构构造成能够在压裂完成后关闭所述压裂槽；

其中，所述可溶内套在下入到预定位置后在一定时间内溶解，使压裂槽漏出以进行压裂操作；当压裂操作完成后通过开关机构关闭所述压裂槽。

本发明的进一步改进在于，所述可溶内套包括圆筒形的内套主体，所述内套主体能够在完井液内溶解；所述内套主体的外表面设置有脆性外皮；

其中，所述脆性外皮完整时阻止所述内套主体和所述完井液接触，并且能够在一定的压力作用下碎裂使内套主体与所述完井液接触。

本发明的进一步改进在于，所述开关机构包括套设在所述外壳内部的开关套，以及与所述关闭套配合的开关工具；

其中，所述开关套构造成能够通过开关工具操作而在所述外壳内移动。

本发明的进一步改进在于，在所述可溶内套完整时，所述开关套卡接在所述外壳内的所述可溶套筒下方的第一位置；在所述可溶内套溶解并在压裂操作完成，所述开关套在所述开关工具的操作下移动并卡接到挡住所述压裂槽的第二位置。

本发明的进一步改进在于，所述开关套的外壁上设置有卡簧，所述外壳的内壁上设置有第一卡槽和第二卡槽；当所述开关套位于所述第一位置时，所述卡簧卡接在所述第一卡槽内；当所述开关套位于所述第二位置时，所述卡簧卡接在所述第二卡槽内。

本发明的进一步改进在于，所述开关套的内壁上设置有环形槽，所述开关工具的外壁上设置有可伸缩的弹性块；所述开关工具下入到开关套的位置时通过伸长所述弹性块，使所述弹性块卡接在所述环形槽内，从而使所述开关工具与所述开关套相连。

本发明的进一步改进在于，所述开关工具内设置有液压腔，所述液压腔内增加压力推动所述弹性块伸长，减小压力后所述弹性块收缩。

本发明的进一步改进在于，所述第一卡槽和第二卡槽的侧面为30～80°的斜边。

本发明的进一步改进在于，所述可溶内套的外壁上设置有两组密封圈，两组所述密封圈分别设置在所述压裂槽的两侧。

本发明的进一步改进在于，所述外壳的上部通过螺纹连接有上接头。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的可开关固井滑套，其设置有可溶内套，可溶内套在憋高压后即可溶解实现管柱开孔，直接进行压裂作业，且具备开关功能，不需要打水泥塞或桥塞封堵，节省作业时间和成本。

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所示为本发明的一个实施例的可开关固井滑套的结构示意图，显示了初始的状态；

图2所示为本发明的一个实施例的可开关固井滑套的结构示意图，显示了可溶内套溶解后的状态；

图3所示为本发明的一个实施例的可开关固井滑套的结构示意图，显示了开关套关闭压裂槽的状态。

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。

在附图中各附图标记的含义如下：1、外壳，2、可溶内套，3、开关套，11、压裂槽，12、第一卡槽，13、第二卡槽，14、上接头，21、密封圈，31、卡簧，32、环形槽。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例的可开关固井滑套。根据本发明的可开关固井滑套，其设置有可溶内套2，可溶内套2在憋高压后即可溶解实现管柱开孔，直接进行压裂作业，且具备开关功能，不需要打水泥塞或桥塞封堵，节省作业时间和成本。

图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例的可开关固井滑套，其包括外壳1。所述外壳1为圆筒形的结构，外壳1的侧壁上设置有若干压裂槽11。压裂槽11沿周向设置在外壳1侧壁上一周，并且压裂槽11的形状为长条形，长度方向与外壳1的长度方向相同。本实施例所述的可开关固井滑套还包括可溶内套2，可溶内套2设置在外壳1的内部，其密封所述压裂槽11。可溶内套2能够在下入到预定位置后一定时间内溶解，使压裂槽11露出来，从而能够通过压裂槽11进行压裂操作。本实施例所述的可开关固井滑套还包括可溶内套2还包括开关结构，所述开关机构构造成能够在压裂完成后关闭所述压裂槽11。

在使用根据本实施例所述的可开关固井滑套时，首先将外壳1串接在其他工具上，随其他工具下入井下。在到达预定位置后可溶内套2与完井液接触并溶解，使压裂槽11漏出，通过压裂槽11进行压裂施工作业，其他层位的滑套可采用常规的投球式固井方式。当压裂操作完成后通过开关机构关闭所述压裂槽11。通过本实施例的方案，溶解可溶内套2实现管柱开孔，直接进行压裂作业，且具备开关功能，不需要打水泥塞或桥塞封堵，节省作业时间和成本。

在一个实施例中，如图1所示，可溶内套2包括圆筒形的内套主体，内套主体的外径稍小于外壳1的内径，使其密封套接在外壳1的内部。内套主体为可溶性材质制成，其能够在完井液内溶解。在本实施例中，所述可溶内套2还包括脆性外皮，脆性外皮涂覆在内套主体的外表面。其中，所述脆性外皮完整时阻止所述内套主体和所述完井液接触，并且能够在一定的压力作用下碎裂使内套主体与所述完井液接触。

在根据本实施例所述的可开关固井滑套中，脆性外皮能够阻止内套主体溶解，避免可溶内套2提前溶解，使可溶内套2的溶解可控。在使用时，首先将滑套下入到预定位置，之后进行固井作业，采用完井液进行顶替，侯凝。之后按要求进行管内试压，压力到达一定值时(例如40-50MPa时)，可溶内套2表面的脆性外皮破裂，内套主体接触完井液开始溶解，溶解时长1-3天可控(根据需要的时间可以通过内套主体的厚度来调整)，可溶内套2逐步完全溶解。

在一个实施例中，所述开关机构包括开关套3，开关套3设置在可溶内套2的下方(本实施例中，下方指远离井口的一方，图1中右侧的一方；上方为靠近井口的一方，图1中左侧的一方。其他实施例中“上方”和“下方”的方向与本实施例相同)。所述开关机构还包括开关工具，开关工具可下入到开关套3的位置，并能够与开关套3相连，在井口拉动所述开关工具能够使所述开关套3移动。

在根据本实施例所述的可开关固井滑套中，如图1所示，在可溶内套2没有溶解之前，开关套3设置在可溶内套2的下方，由于所述可溶内套2卡在开关套3之上，开关套3不能移动。当可溶内套2溶解之后(如图2所示)，压裂槽11漏出来，压裂完成后，通过开关工具能够将开关套3拉动到压裂槽11的位置使其关闭压裂槽11(如图3所示)。

在一个实施例中，开关套3在所述外壳1内具有两种状态，对应着在所述外壳1内的两个位置，其中包括第一位置和第二位置。开关套3的第一位置是所述可溶内套2溶解前在开关套3下方的位置；第二位置是通过操作开关工具使开关套3移动到挡住压裂槽11的位置。

在一个优选的实施例中，所述开关套3的外壁上设置有卡簧31，卡簧31具有一定的弹性。外壳1的内壁上设置有两个与卡簧31相配合的卡槽，包括位于下部的第一卡槽12和位于上部的第二卡槽13。当所述开关套3位于所述第一位置时，所述卡簧31卡接在所述第一卡槽12内；当所述开关套3位于所述第二位置时，所述卡簧31卡接在所述第二卡槽13内。

通过设置第一卡槽12和第二卡槽13能够使开关套3在第一位置和第二位置时保持固定，不会随意滑动。卡簧31会保护开关套3，防止开关套3提前移动，从而避免提前开关。

在一个实施例中个，所述开关套3的内壁上设置有环形槽32，环形槽32沿开关套3内壁一周。所述开关工具的外壁上设置有可伸缩的弹性块，弹簧块的外形与环形槽32相匹配。所述开关工具下入到开关套3的位置时通过伸长所述弹性块，使所述弹性块卡接在所述环形槽32内，从而使所述开关工具与所述开关套3相连。

在一个优选的实施例中，所述开关工具内设置有液压腔，液压腔内能够充入压力从而推动弹性块伸出，减小压力后所述弹性块收缩。在开关工具下入到开关套3的位置时，向开关工具内充入压力使弹性块伸长，弹性块伸长后其端部卡在环形槽32内，从而与开关套3相连，在上提开关工具时，开关工具拉动开关套3向上移动，从而关闭压裂槽11。

在一个实施例中，所述第一卡槽12和第二卡槽13的侧面为斜边，斜边的角度为30～80°，优选为60°。第一卡槽12和第二卡槽13的侧面设置成斜边，在开关工具拉动时斜边便于卡簧31弹出。斜边过大不方便卡簧31弹出，斜边过小容易造成卡簧31不稳固的问题。

在一个实施例中，所述可溶内套2的外壁上设置有两组密封圈21，两组所述密封圈21分别设置在所述压裂槽11的两侧。通过设置密封圈21保证了可溶内套2的密封效果。

在一个优选的实施例中，所述外壳1的上部设置有上接头14，用于连接其他组件。外壳1上部设置有内螺纹，上接头14的下部设置有外螺纹，外壳1和上接头14之间通过螺纹相连，连接稳固并且便于拆装。所述外壳1和上接头14之间还通过紧定螺钉防转并由密封圈21进行密封。在本实施例中，所述上接头14的下端面还形成限位的台阶，所述可溶内套2的上端卡在台阶的位置，当所述开关套3移动到第二位置时，其上端也接触所述台阶。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。因此，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和/或修改，根据本发明的实施例作出的变更和/或修改都应涵盖在本发明的保护范围之内。