一种皮碗式泵送短节的制作方法

本技术涉及油气田连续油管压裂施工设备，更具体地说涉及一种皮碗式泵送短节。

背景技术：

1、连续油管底封拖动压裂工艺是油井水平井主要压裂改造手段之一，然而在进行长水平段、大水垂比、井眼轨迹复杂水平井连续油管压裂施工时，多次出现了下钻中途连续油管自锁、无法继续下入的问题，无法将连续油管压裂工具下入至设计层位，即使采取环空大排量泵注等下钻方法方面的改进，依然无法改善连续油管下深受限这一问题，严重影响连续油管底封施工的施工能力、应用范围，因此有必要研制一种连续油管增深工具，应用至连续油管压裂施工与工具中，解决现有连续油管压裂工具在长水平段、大水垂比、井眼轨迹复杂水平井施工中存在的下深受限技术问题。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型提供了一种皮碗式泵送短节，本实用新型的发明目的在于解决连续油管底封压裂工具在长水平段、大水垂比、井眼轨迹复杂水平井施工中，因连续油管自锁造成下深受限，无法对该类水平井进行高效高质量压裂施工的问题。本实用新型包括扶正本体，在扶正本体中部与尾部连接出装配有皮碗组件，皮碗组件的开口朝向扶正本体前端，且皮碗组件的开口端内孔与扶正本体呈径向间隙配合；在扶正本体中部对应皮碗组件开口端的位置设置有出液孔，出液孔为扶正本体内部过液通道泵注的液体提供向下流动的通道；当进行环空泵注时，泵注的液体通过出液孔流出，促使皮碗组件扩张，并产生较大的向下的牵引力，从而克服连续油管自锁问题，增加管柱整体下深能力。本实用新型的皮碗式泵送短节可进一步提升连续油管压裂工具下深极限、施工能力和技术水平。

2、为了解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型是通过下述技术方案实现的。

3、本实用新型提供了一种皮碗式泵送短节，包括扶正本体，扶正本体内设置有过液通道，扶正本体外侧圆周中部设置有出液孔段，在出液孔段沿圆周均匀开设有径向出液孔，出液孔与扶正本体内过液通道连通，为过液通道内泵送的液体提供向下流动的通道；在扶正本体外侧圆周的出液孔段后端设置有皮碗组件安装段，所述皮碗组件安装段的外径小于出液孔段的外径，且在出液孔段与皮碗组件安装段之间形成第一限位台阶，所述皮碗组件安装段上装配有皮碗组件，皮碗组件的根部套设在所述皮碗组件安装段上，皮碗组件的开口端内壁与所述出液孔段径向间隙配合；皮碗组件的根部后端由挡环抵紧，皮碗组件的根部内壁前端抵紧在所述第一限位台阶上，所述挡环通过径向设置的剪切螺钉固定在扶正本体上皮碗组件安装段后端的挡环安装段上。

4、进一步优选的，所述皮碗组件包括皮碗和设置在皮碗根部的金属支撑环，金属支撑环上设置有梯形螺纹状结构，皮碗的根部通过所述梯形螺纹状结构与金属支撑环固定。

5、更进一步优选的，所述金属支撑环的底部设置有嵌入槽，所述皮碗的根部尾端嵌入到所述嵌入槽中。

6、更进一步优选的，所述皮碗的开口端内壁具有两段内斜面段，第一内斜面段的尾端与第二内斜面段的首段相接，第二内斜面段的尾端与皮碗根部内壁相接；第一内斜面段与扶正本体中轴线的倾斜角小于第二内斜面段与扶正本体中轴线的倾斜角。

7、更进一步优选的，所述皮碗的开口端的外壁具有第一外斜面、第一平面和第二外斜面，第一外斜面的尾端与第一平面的首端相接，第一平面的尾端与第二外斜面的首端相接，第二外斜面的尾端与皮碗根部外壁相接；且第一外斜面与第二外斜面的倾斜方向相反。

8、更进一步优选的，所述第一平面与扶正本体的外圆周面同轴。

9、更进一步优选的，所述皮碗的材质为可溶橡胶。

10、进一步优选的，所述挡环安装段的外径小于皮碗组件安装段的外径，在挡环安装段与皮碗组件安装段之间形成第二限位台阶，挡环前端抵紧在第二限位台阶和皮碗组件根部后端面上。

11、进一步优选的，所述挡环沿圆周均匀分布有若干用于装配剪切螺钉和固定螺钉的径向槽孔。

12、更进一步优选的，所述挡环的材质为可溶性材质。

13、进一步优选的，扶正本体前端的外圆周上设置有导流槽段，所述导流槽段的外径大于出液孔段的外径，导流槽段上沿其圆周均匀开设有若干轴向导流槽。

14、进一步优选的，所述扶正本体的尾部成收口的锥形，在锥形尾部内的过液通道的直径变小。

15、与现有技术相比，本实用新型所带来的有益的技术效果表现在：

16、1、将本实用新型的皮碗式泵送短节连接至现有连续油管压裂管柱最下端，在长水平段、大水垂比、井眼轨迹复杂水平井施工中，可在较小环空泵注排量（0.7m3/min）条件下，皮碗遇水压扩张与套管壁接触，形成较强的节流与活塞效应，在管柱底端产生900kn牵引力，对比原有管柱，能够有效增深500米以上，增大环空泵注排量，增深效果将相应提升，能够有效解决连续油管压裂工具在大水垂比、井眼轨迹复杂水平井施工时，多次出现下钻中途连续油管自锁、无法继续下入的问题，提高了连续油管压裂施工能力和技术水平。

17、2、本实用新型中皮碗组件根部套设在皮碗组件安装段上，并通过挡环抵紧装配，挡环通过剪切螺钉和固定螺钉装配，在泵送短节遇阻时，可受力剪短剪切螺钉，使得挡环与扶正本体实现脱离，进而使得皮碗组件与扶正本体实现脱离，实现遇阻脱手功能。挡环和第一限位台阶起到对皮碗组件的轴向限位作用，避免皮碗组件的轴向移动。

18、3、本实用新型的皮碗组件通过金属支撑环支撑皮碗，提升了皮碗根部固定的整体强度；金属支撑环上的梯形螺纹结构，增大了金属支撑环与皮碗根部的接触面积，使得皮碗根部与金属支撑环充分接触，避免皮碗从金属支撑环上脱落，提升皮碗的支撑强度和连接强度。在金属支撑环上设置嵌入槽，将皮碗根部嵌入到该嵌入槽中，进一步提升其连接稳定性和支撑强度。

19、4、本实用新型的皮碗内壁具有两段内斜面，外壁采用斜-平-斜结构，使得皮碗边沿成薄壁收口状，降低泵送短节上提下放过程中的遇阻风险。

20、5、本实用新型的皮碗采用可溶橡胶材质，挡环采用可溶材质（也可使用可溶橡胶），能够实现下钻到位后的溶解脱手功能，有效降低后续施工中遇阻风险。

21、6、本实用新型的扶正本体上设置导流槽段，并开设导流槽，增加过流面积，降低下入遇阻风险，尾部设置成锥形可减少下方阻力，锥形尾部的过液通道直径变小，当进行环空泵注时，起到节流作用，可形成局部高压。

技术特征：

1.一种皮碗式泵送短节，其特征在于：包括扶正本体（1），扶正本体（1）内设置有过液通道（2），扶正本体（1）外侧圆周中部设置有出液孔段（4），在出液孔段（4）沿圆周均匀开设有径向出液孔（3），出液孔（3）与扶正本体（1）内过液通道（2）连通，为过液通道（2）内泵送的液体提供向下流动的通道；在扶正本体（1）外侧圆周的出液孔段（4）后端设置有皮碗组件安装段（7），所述皮碗组件安装段（7）的外径小于出液孔段（4）的外径，且在出液孔段（4）与皮碗组件安装段（7）之间形成第一限位台阶（8），所述皮碗组件安装段（7）上装配有皮碗组件（6），皮碗组件（6）的根部套设在所述皮碗组件安装段（7）上，皮碗组件（6）的开口端内壁与所述出液孔段（4）径向间隙配合；皮碗组件（6）的根部后端由挡环（9）抵紧，皮碗组件（6）的根部内壁前端抵紧在所述第一限位台阶（8）上，所述挡环（9）通过径向设置的剪切螺钉（11）固定在扶正本体（1）上皮碗组件安装段（7）后端的挡环安装段（10）上。

2.如权利要求1所述的一种皮碗式泵送短节，其特征在于：所述皮碗组件（6）包括皮碗（5）和设置在皮碗（5）根部的金属支撑环（12），金属支撑环（12）上设置有梯形螺纹状结构（13），皮碗（5）的根部通过所述梯形螺纹状结构（13）与金属支撑环（12）固定。

3.如权利要求2所述的一种皮碗式泵送短节，其特征在于：所述金属支撑环（12）的底部设置有嵌入槽（14），所述皮碗（5）的根部尾端嵌入到所述嵌入槽（14）中。

4.如权利要求2或3所述的一种皮碗式泵送短节，其特征在于：所述皮碗（5）的开口端内壁具有两段内斜面段，第一内斜面段（15）的尾端与第二内斜面段（16）的首段相接，第二内斜面段（16）的尾端与皮碗（5）根部内壁相接；第一内斜面段（15）与扶正本体（1）中轴线的倾斜角小于第二内斜面段（16）与扶正本体（1）中轴线的倾斜角。

5.如权利要求2或3所述的一种皮碗式泵送短节，其特征在于：所述皮碗（5）的开口端的外壁具有第一外斜面（17）、第一平面（18）和第二外斜面（19），第一外斜面（17）的尾端与第一平面（18）的首端相接，第一平面（18）的尾端与第二外斜面（19）的首端相接，第二外斜面（19）的尾端与皮碗（5）根部外壁相接；且第一外斜面（17）与第二外斜面（19）的倾斜方向相反。

6.如权利要求5所述的一种皮碗式泵送短节，其特征在于：所述第一平面（18）与扶正本体（1）的外圆周面同轴。

7.如权利要求2或3所述的一种皮碗式泵送短节，其特征在于：所述皮碗（5）的材质为可溶橡胶。

8.如权利要求1-3任意一项所述的一种皮碗式泵送短节，其特征在于：所述挡环安装段（10）的外径小于皮碗组件安装段（7）的外径，在挡环安装段（10）与皮碗组件安装段（7）之间形成第二限位台阶（20），挡环（9）前端抵紧在第二限位台阶（20）和皮碗组件（6）根部后端面上。

9.如权利要求1-3任意一项所述的一种皮碗式泵送短节，其特征在于：所述挡环（9）沿圆周均匀分布有若干用于装配剪切螺钉（11）和固定螺钉的径向槽孔（21）。

10.如权利要求1-3任意一项所述的一种皮碗式泵送短节，其特征在于：所述挡环（9）的材质为可溶性材质。

11.如权利要求1-3任意一项所述的一种皮碗式泵送短节，其特征在于：扶正本体（1）前端的外圆周上设置有导流槽段（23），所述导流槽段（23）的外径大于出液孔段（4）的外径，导流槽段（23）上沿其圆周均匀开设有若干轴向导流槽（22）。

12.如权利要求1-3任意一项所述的一种皮碗式泵送短节，其特征在于：所述扶正本体（1）的尾部成收口的锥形，在锥形尾部内的过液通道（2）的直径变小。

技术总结
本技术公开了一种皮碗式泵送短节，涉及油气田连续油管压裂施工设备技术领域。本技术包括扶正本体，在扶正本体中部与尾部连接出装配有皮碗组件，皮碗组件的开口朝向扶正本体前端，且皮碗组件的开口端内孔与扶正本体呈径向间隙配合；在扶正本体中部对应皮碗组件开口端的位置设置有出液孔，出液孔为扶正本体内部过液通道泵注的液体提供向下流动的通道；当进行环空泵注时，泵注的液体通过出液孔流出，促使皮碗组件扩张，并产生较大的向下的牵引力，从而克服连续油管自锁问题，增加管柱整体下深能力。本技术的皮碗式泵送短节可进一步提升连续油管压裂工具下深极限、施工能力和技术水平。

技术研发人员：王伟鹏,隆世明,苏敏文,廖作杰,李景彬,晏健,宫娜娜,田永杰,崔向敏,马新东
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：20230628
技术公布日：2024/2/1