投球式滑套以及壓裂管柱制造技術

本發明專利技術涉及投球式滑套以及壓裂管柱。該投球式滑套包括，外筒，在外筒上設置有壓裂孔，能滑動地設置在外筒內的內套，內套通過剪釘與外筒相連并覆蓋壓裂孔，安裝在內套內的分體式球座。在壓裂施工時，首先向內套內安裝分體式球座，然后投入憋壓球，當憋壓球與分體式球座接合后，加壓以剪斷所述剪釘而驅動內套向下游運動直到內套偏離所述壓裂孔，由此建立壓裂通道。本發明專利技術的投球式滑套和壓裂管柱，創造性地使用了分體式球座。投球式滑套和壓裂管柱為全通徑，而分體式球座為后期安裝，因此分體式球座和憋壓球的尺寸可為相等，壓裂級數也就不受憋壓球和球座尺寸的限制。

Pitching type slip sleeve and fracturing pipe string

The invention relates to a bowling type slip sleeve and a fracturing pipe string. The ball type sliding sleeve, outer cylinder, the outer cylinder is provided with a fracturing hole, which can slide is arranged in the outer tube inner sleeve, inner sleeve and the outer cylinder is connected by a shear pin and cover fracturing hole is arranged inside the inner sleeve of the split tee. In the construction of fracturing, the first installation of split sleeve seat inward, and then put the ball pressure, when the pressure ball and split tee joint, pressure to cut the shear pin to drive the inner sleeve to the downstream movement until the inner sleeve deviates from the fracturing hole, thereby establishing a fracturing channel. The invention of the ball throwing type sliding sleeve and fracturing string, the creative use of a split tee. Ball type sliding sleeve and fracturing string for full size, and a split tee for later installation, so the split tee and the pressure of the size of the ball is equal, fracturing series also not subject to pressure the ball and ball size limit.

【技術實現步驟摘要】
投球式滑套以及壓裂管柱
本專利技術涉及石油勘探開發領域，特別是一種投球式滑套。本專利技術還涉及由多個這種投球式滑套串聯在一起形成的壓裂管柱。
技術介紹
近年來，隨著油氣田勘探開發的深入，低滲、特低滲致密油氣田大量被發現和開發。在這種油氣田的開發中，分段壓裂開采過程中非常重要的過程，并且為了廣泛開采，壓裂級數呈現大幅度增長態勢。通常的分段壓裂方法是投球式滑套分段壓裂，該方法通過投球式滑套壓裂裝置、憋壓球等工具來實現。投球式滑套分段壓裂的實施方法為從井口投入逐級投入不同尺寸的憋壓球，當憋壓球落入到滑套的球座位置后，打開相應的滑套并對該層進行壓裂施工，最終實現多段壓裂。投球式滑套分段壓裂技術成熟，設備也較為簡單，因此應用很廣泛。但是，在壓裂施工時所使用的憋壓球，直徑從小到大滿足一定的級差，以使得每一級憋壓球僅能打開一級滑套，進行一級壓裂。受憋壓球和球座尺寸限制，分段壓裂段數及施工規模會大幅受限，壓裂級數一般10-20級不等。因此，急需一種能夠用于壓裂級數不受憋壓球和球座尺寸限制的壓裂裝置。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術提出了一種投球式滑套。本專利技術還提出了由多個這種投球式滑套串聯在一起形成的壓裂管柱。根據本專利技術的投球式滑套和壓裂管柱，創造性地使用了分體式球座。投球式滑套和壓裂管柱為全通徑，而分體式球座為后期安裝，因此分體式球座和憋壓球的尺寸可為相等，壓裂級數也就不受憋壓球和球座尺寸的限制。根據本專利技術的第一方面的投球式滑套，包括，外筒，在外筒上設置有壓裂孔，能滑動地設置在外筒內的內套，內套通過剪釘與外筒相連并覆蓋壓裂孔，安裝在內套內的分體式球座。投球式滑套構造為：在壓裂施工時，首先向內套內安裝分體式球座，然后投入憋壓球，當憋壓球與分體式球座接合后，加壓以剪斷剪釘而驅動內套向下游運動直到內套偏離壓裂孔，由此建立壓裂通道。在本申請中，“分體式球座”是指球座并不與內套一體形成，而是單獨制造。在使用時，再根據需要安裝到內套中。在使用本專利技術的投球式滑套進行壓裂施工時，首先將外筒和內套安裝到井內，然后再根據需求向內套內安裝分體式球座。這樣，即使將多個投球式滑套串聯起來使用，也可以使用尺寸完全相同的分體式球座，憋壓球的尺寸也同樣可以相同。在一個實施例中，在內套的內壁上設置有徑向向里凸出的臺肩，在分體式球座上構造有與臺肩相配合的凸緣。在一個具體的實施例中，分體式球座包括底座和與底座鉸接的多個翼瓣，在翼瓣的邊緣外部上構造有凸緣。在將分體式球座安裝到內套中時，可將翼瓣收攏起來，直到到達預定位置后再打開。這樣，可防止分體式球座在下入過程中，意外受到外筒和內套內的其他部件的碰撞而損壞。在一個優選的實施例中，翼瓣的數量至少為三個，并且在周向上均勻分布。這樣，分體式球座可以穩定地支撐憋壓球。在一個優選的實施例中，分體式球座和憋壓球的材質為Al或Al-Mg合金。這種材質的分體式球座和憋壓球能夠在井下環境中自然降解，避免了在壓裂施工之后的鉆除作業，從而提高了施工效率和可靠性。根據本專利技術第二方面的壓裂管柱，包括多個根據上文所述的投球式滑套。多個投球式滑套彼此串聯在一起，并且該多個投球式滑套的外筒的內徑和內套的內徑均相同。在使用這種壓裂管柱進行壓裂施工時，可根據需要向某個投球式滑套內安裝分體式球座，然后投入憋壓球以打開該滑套并進行該層段壓裂施工。對于其他的投球式滑套而言，也是如此。由于每一個投球式滑套的外筒和內徑和內套的內徑均相同，因此每一個投球式滑套對球座和憋壓球的尺寸要求也均相同，即壓裂管柱的投球式滑套的數量不受憋壓球和球座尺寸的限制。由此，施工人員可根據需要來增大分段壓裂段數及施工規模，而無需考慮憋壓球和球座的尺寸。在一個實施例中，相鄰的兩個投球式滑套通過中空的接頭件相連。在一個具體的實施例中，接頭件的中間部分的外徑大于兩個端部的外徑，兩個端部分別處于相應的投球式滑套內，中間部分將兩個投球式滑套間隔開。在壓裂管柱內部，接頭件的上游端部可承接相應投球式滑套的內套，以在投球后封住該投球式滑套從而建立壓裂通道。也就是說，這種接頭件不但具有連接投球式滑套的作用，而且還用于建立壓裂通道，這大大簡化了投球式滑套的結構。接頭件的中間部分則可保證投球式滑套與接頭件具有足夠長的配合長度，確保了連接的穩定性。在本申請中，用語“下游”、“上游”、“下部”以及“上部”規定為靠近井口為上，遠離井口為下。與現有技術相比，本專利技術的優點在于：(1)根據本專利技術的投球式滑套和壓裂管柱，創造性地使用了分體式球座。投球式滑套和壓裂管柱為全通徑，而分體式球座為后期安裝，因此分體式球座和憋壓球的尺寸可為相等，壓裂級數也就不受憋壓球和球座尺寸的限制。(2)憋壓球和球座可在井內液體環境中自行溶解，溶解后壓裂管柱內形成全通徑，利于后期生產和作業。附圖說明在下文中將基于實施例并參考附圖來對本專利技術進行更詳細的描述。其中：圖1示意性地顯示了投球式滑套的外筒和內套。圖2示意性地顯示了安裝了分體式球座并投球之后的投球式滑套。圖3示意性地顯示了分體式球座的結構。圖4和5示意性地顯示了根據本專利技術的壓裂管柱。在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖并未按照實際的比例。具體實施方式下面將結合附圖對本專利技術作進一步說明。圖1和圖2示意性地顯示了投球式滑套100(以下簡稱為滑套100)的主體結構。如圖1所示，滑套100包括外筒11，在外筒11上設置有壓裂孔20。滑套100還包括設置在外筒11內的內套12。在初始狀態中，內套12通過剪釘13與外筒11相連并覆蓋壓裂孔20。在將剪釘13剪斷后，內套12可相對于外筒11朝向下游滑動。當內套12偏離壓裂孔20后，就建立了壓裂通道。滑套100還包括可安裝在內套12內的球座17，如圖2所示。球座17并不是與內套12一體成型，而是單獨成型，因此球座17也稱為分體式球座。在進行壓裂施工之前，需要首先將球座17安裝到內套12內，以承接隨后投入的憋壓球16。圖3示意性地顯示了球座17的結構。如圖3所示，球座17包括底座31和與底座31鉸接的多個翼瓣32。在翼瓣32的外側邊緣上構造有凸緣33。在內套12的內壁上設置有與凸緣33相匹配的徑向向里凸出的臺肩14。相互匹配的凸緣33和臺肩14可穩定地將球座17保持在內套12內。優選地，翼瓣32的數量至少為三個，并且在周向上均勻分布，以穩定地承接憋壓球16。更優選地，在翼瓣32的內表面上有倒角34，以更穩定地承接憋壓球16。在將球座17安裝到內套12內時，可首先將翼瓣32收攏到一起，待球座17到達預定位置后再打開。這樣，可防止球座17在下入過程中，受到外筒11和/或內套12的碰撞而損壞。優選地，球座17和憋壓球16的材質為Al或Al-Mg合金。這種材質的球座17和憋壓球16能夠在井下環境中自然降解，避免了在壓裂施工之后的鉆除作業，從而提高了施工效率和可靠性。將多個滑套100串聯起來就可得到本專利技術的壓裂管柱(如圖4和5所示)。應理解地是，所有滑套的外筒的內徑和內套的內徑均相同，這樣就可以使用完全相同的球座17和憋壓球16來對各級滑套進行壓裂施工。在一個實施例中，相鄰的兩個投球式滑套可通過中空的接頭件15相連。如圖2所示，接頭件15的中間部分21的外徑大于兩個端部22、23的外徑。在裝配狀態中，兩個端部22、23分別進入本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種投球式滑套，包括，外筒，在所述外筒上設置有壓裂孔，能滑動地設置在所述外筒內的內套，所述內套通過剪釘與所述外筒相連并覆蓋所述壓裂孔，安裝在所述內套內的分體式球座，所述投球式滑套構造為：在壓裂施工時，首先向所述內套內安裝所述分體式球座，然后投入憋壓球，當所述憋壓球與所述分體式球座接合后，加壓以剪斷所述剪釘而驅動所述內套向下游運動直到所述內套偏離所述壓裂孔，由此建立壓裂通道。

【技術特征摘要】
1.一種投球式滑套，包括，外筒，在所述外筒上設置有壓裂孔，能滑動地設置在所述外筒內的內套，所述內套通過剪釘與所述外筒相連并覆蓋所述壓裂孔，安裝在所述內套內的分體式球座，所述投球式滑套構造為：在壓裂施工時，首先向所述內套內安裝所述分體式球座，然后投入憋壓球，當所述憋壓球與所述分體式球座接合后，加壓以剪斷所述剪釘而驅動所述內套向下游運動直到所述內套偏離所述壓裂孔，由此建立壓裂通道。2.根據權利要求1所述的投球式滑套，其特性在于，在所述內套的內壁上設置有徑向向里凸出的臺肩，在所述分體式球座上構造有與所述臺肩相配合的凸緣。3.根據權利要求2所述的投球式滑套，其特性在于，所述分體式球座包括底座和與所述底座鉸接的多個翼瓣，在所述翼瓣的邊緣外部上構...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏遼，薛占峰，馬蘭榮，朱玉杰，朱和明，韓峰，朱敏濤，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院，
類型：發明
國別省市：北京,11