破裂盘趾端固井压裂滑套的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种破裂盘式驱动开启滑套，属油气井压裂作业和固井井下工具领域。
【背景技术】
[0002]自20世纪60年代后，压裂技术广泛地应用于我国油气田的增产作业中。压裂的目的主要是改善油层的物理结构，人为地改善油层的渗透能力，使得油井获得增产效果。压裂技术的实质是利用高压栗组将具有一定粘度的液体高速注入地层。当栗的注入速度大于地层的吸收速度时，地层就会产生破裂或使原来的微小缝隙扩大张开，形成较大的裂缝。随着液体的不断注入，已形成的裂缝不断向内延伸。为防止停栗后，裂缝在上部岩层的重力下重新闭合，要在所注入的液体中加入支撑剂以支撑缝隙面，避免其重新闭合。因此，压裂作业相关配套设备得以广泛应用，而压裂滑套就是压裂过程中广泛应用的工具之一。
[0003]目前油气井压裂作业中所使用的压裂滑套，多是针对水平油井裸眼多段压裂环境而设计的，每一个产层，都由滑套作为压裂和生产通道，并在滑套上下用封隔器做卡层。压裂完井生产管柱中最底部的滑套，一般是由压差滑套构成，在压差作用下，压差滑套打开建立首层压裂通道。常规压差滑套主要应用于裸眼井分段压裂作业中，并且不需要进行全井筒试压情况下。如果在固井环境下，水泥浆容易通过传压孔侵入到液压腔内，从而影响压差滑套的开启。另外，如果客户要求在打开前进行全井筒的试压作业，常规的压差滑套由于受到剪切销钉剪切力的限制往往很难达到所要求的试压压力。
[0004]固井压裂管柱中，作业步骤是先固井，后压裂，可能有水泥残留在压差滑套内壁，造成凝结，从而造成滑套不能正常打开。有一定的风险；另外压差滑套的剪切销钉的剪切值不稳定，也造成了滑套不能正常打开或过早打开的诟病。
[0005]与常规压差滑套不同，破裂盘式压差滑套内传压孔不直接与滑套内腔相联通，而是通过在传压孔位置安装破裂盘，将其与内腔隔开。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种可靠的，固井压裂滑套。滑套的开启活塞由压力驱动，压力传递路径中安装有破裂盘，根据井况，设计相应的破裂盘破裂值，保证在设计的压力范围中可以打通破裂盘，压力驱动滑套活塞运动，从而达到开启滑套的目的。
[0007]本实用新型破裂盘趾端压裂滑套包括顶部接头、滑套外筒、定位销钉、滑套活塞、C形膨胀环、破裂盘、定位销钉、底部接头;滑套顶部接头与滑套外筒、滑套活塞、底部接头顺次连接，其中破裂盘安装在滑套底部接头，滑套活塞通过剪切销钉与滑套外筒固定，C形膨胀环安装在滑套活塞并相对活塞固定;滑套活塞安装在滑套外筒内部，以剪切销钉为安装定位;滑套活塞安装有C型膨胀环，安装密封圈和挡圈作为滑动密封系统，安装密封圈和挡圈作为滑动密封系统。滑套底部接头安装有密封圈和挡圈与滑套活塞之间实现密封，底部接头通过定位销钉与滑套外筒相对固定。
[0008]该破裂盘趾端压裂滑套，其特征在于滑套外筒有四个圆周阵列分布的流道槽。
[0009]该破裂盘趾端压裂滑套，其特征在于滑套底部接头安装2个圆周阵列的破裂盘。
[0010]该破裂盘趾端压裂滑套，其特征在于破裂盘可以根据工况要求进行型号的匹配更换。
[0011]该破裂盘趾端压裂滑套，其特征在于破裂盘与底部接头连接处为密封连接。
[0012]本实用新型与现有技术相比有如下优点:
[0013]1、随油管一趟下入，无需射孔，压裂作业一趟连续完成，节省了时间。
[0014]2、无需射孔，无需额外的封隔器卡层，节省了成本。不需要悬挂器，油管直接回接到井口。
[0015]3、压裂完成后油管内保持通径，方便了以后的修井作业。
[0016]4、破裂盘式压差滑套由于是破裂盘设计，其破裂盘的破裂压力非常准确，一般开启压力误差在±2%范围之内，并安装两个破裂盘确保其成功打开。而常规的压差滑套的开启压力误差在±15?30 %。破裂盘的设计开启压力(静液柱压力)可以在5，500ps1-17，500psi范围内选择，满足各种情况下的施工要求。
[0017]6、破裂盘式压差滑套不仅仅可以应用在固井滑套多层分段压裂作业中，还可以与桥塞射孔连作系统配合使用，通过在第一段位置安装该滑套，压裂施工中直接管内打压开启压差滑套进行第一段的施工作业，省去了一趟连续油管下入射孔作业的费用，同时也减少了作业时间和作业风险。
【附图说明】
[0018]图1:压力测试组装图
[0019]图2:破裂盘趾端固井压裂滑套
[0020]附图标记说明
[0021]图1:1母扣堵头；2试压填充杆；3 O型密封圈；4试压传压孔;5固定销钉;6公扣堵头。
[0022]图2:1顶部接头；2滑套外筒；3O圈；4销钉;5挡圈；6 O型环;7指圈；8 O圈；9挡圈；10剪切销钉；11 O型圈；12滑套活塞；13 O圈；14挡圈；15挡圈；16破裂盘；17定位销钉；18 O圈；19底部接头。
[0023]实施方式
[0024]破裂盘安装在滑套底部本体，当滑套内部压力增大时，破裂盘会在设计压力作用下联通内外，压力随即传递到活塞，活塞在压力作用下剪切定位销钉，并在压力作用下完成位置行程。当活塞上安装的C环移动到大径位置时，C环膨胀，导致滑套活塞位移不可逆，达到锁定滑套活塞的作用，从而保证滑套一旦打开即锁定打开状态。
【主权项】
1.一种可靠的，破裂盘趾端固井压裂滑套装置，包括顶部接头、滑套外筒、定位销钉、滑套活塞、C形膨胀环、破裂盘、定位销钉、底部接头;滑套顶部接头与滑套外筒、滑套活塞、底部接头顺次连接，其中破裂盘安装在滑套底部接头，滑套活塞通过剪切销钉与滑套外筒固定，C形膨胀环安装在滑套活塞并相对活塞固定;滑套活塞安装在滑套外筒内部，以剪切销钉为安装定位;滑套活塞安装有C型膨胀环，安装密封圈和挡圈作为滑动密封系统，安装密封圈和挡圈作为滑动密封系统，滑套底部接头安装有密封圈和挡圈与滑套活塞之间实现密封，底部接头通过定位销钉与滑套外筒相对固定。2.根据权利要求1所述的破裂盘趾端固井压裂滑套，其特征在于滑套外筒有四个圆周阵列分布的流道槽。3.根据权利要求1所述的破裂盘趾端固井压裂滑套，其特征在于滑套底部接头安装2个圆周阵列的破裂盘。4.根据权利要求3所述的破裂盘趾端固井压裂滑套，其特征在于破裂盘可以根据工况要求进行型号的匹配更换。5.根据权利要求1所述的破裂盘趾端固井压裂滑套，其特征在于破裂盘与底部接头连接处为密封连接。
【专利摘要】一种可靠的，破裂盘趾端固井压裂滑套。滑套的开启活塞由压力驱动，压力传递路径中安装有破裂盘，根据井况，设计相应的破裂盘破裂值，保证在设计的压力范围中可以打通破裂盘。当滑套外部增大压力时，压力击穿破裂盘后即传递到滑套活塞，活塞在压力作用下剪切掉定位销钉，而后滑套活塞从高压向低压方向位移，当位移到限位位置时，滑套外筒设计的阵列分布的4个导流槽实现内外联通，滑套实现开启功能；活塞顶部设计有C型膨胀环，当活塞位移到限位位置时，C型环在大外径处膨胀，卡住活塞，使活塞位置固定不可逆，即实现滑套打开，并锁定在开启位置；同时该产品具有稳定性高，操作灵活的优势。
【IPC分类】E21B34/14, E21B43/26
【公开号】CN205189848
【申请号】CN201520394952
【发明人】魏萍, 李恒, 王占举, 张新安, 曾祥晋, 胡秀利, 曹庆伟
【申请人】北京日升恒诚能源技术开发有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年6月10日