滑套控制工具.pdf

1、10申请公布号CN103089197A43申请公布日20130508CN103089197ACN103089197A21申请号201310022739822申请日20130122E21B34/1420060171申请人中国石油天然气股份有限公司地址100007北京市东城区东直门北大街9号72发明人郑立臣高扬孙福超杨清海裴晓含74专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人韩嫚嫚54发明名称滑套控制工具57摘要本发明公开了一种滑套控制工具，其包括基管，其具有轴向贯通的中心孔，基管的上端连接有上接头，其下端连接有下接头，基管上开设有多个与中心孔相连通的活塞孔，活塞孔内设有活塞；卡套，其

2、具有两个半卡套，两个半卡套对扣套设在基管外，卡套的外周壁设有卡槽，卡槽的两端分别形成有凸部，活塞与凸部相对；上压环，其套设在基管上，并位于卡套的上端，在上压环与上接头之间设有上弹簧，上压环通过上弹簧的顶抵而压设在卡套的上端；下压环，其套设在基管上，并位于卡套的下端，在下压环与下接头之间设有下弹簧，下压环通过下弹簧的顶抵而压设在卡套的下端。本发明的滑套控制工具，可以准确进行滑套的识别与定位，无误差。51INTCL权利要求书1页说明书5页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图1页10申请公布号CN103089197ACN103089197A1/1页21

3、一种滑套控制工具，其特征在于，所述滑套控制工具包括基管，其具有轴向贯通的中心孔，所述基管的上端连接有上接头，其下端连接有下接头，所述基管上开设有多个与所述中心孔相连通的活塞孔，所述活塞孔内设有活塞；卡套，其具有两个半卡套，所述两个半卡套对扣套设在所述基管外，所述卡套的外周壁设有卡槽，所述卡槽的两端分别形成有凸部，所述活塞与所述凸部相对；上压环，其套设在所述基管上，并位于所述卡套的上端，在所述上压环与所述上接头之间设有上弹簧，所述上压环通过所述上弹簧的顶抵而压设在所述卡套的上端；下压环，其套设在所述基管上，并位于所述卡套的下端，在所述下压环与所述下接头之间设有下弹簧，所述下压环通过所述下弹簧的顶

4、抵而压设在所述卡套的下端。2如权利要求1所述的滑套控制工具，其特征在于，所述多个活塞孔开设在所述基管径向相对的侧壁上，并沿所述基管轴向排列设置。3如权利要求1所述的滑套控制工具，其特征在于，所述下接头的下部连接有喷头，所述喷头上设有多个喷嘴。4如权利要求3所述的滑套控制工具，其特征在于，所述喷嘴沿所述喷头的轴线方向向下向外倾斜设置。5如权利要求1所述的滑套控制工具，其特征在于，所述基管的上端设有多个与所述中心孔相连通的上过流孔，所述基管的上端与所述上压环之间形成有上液腔，所述上液腔与所述上过流孔相连通；所述基管的下端设有多个与所述中心孔相连通的下过流孔，所述基管的下端与所述下压环之间形成有下液

5、腔，所述下液腔与所述下过流孔相连通。6如权利要求1所述的滑套控制工具，其特征在于，所述卡套的两端为圆锥体形，所述上压环的下端和所述下压环的上端分别形成与所述卡套两端的圆锥体形相配合的圆锥槽结构。7如权利要求1所述的滑套控制工具，其特征在于，在所述上压环与所述基管之间、所述上压环与所述上接头之间、所述下压环与所述下接头之间以及所述下压环与所述基管之间分别设有多个密封圈。8如权利要求1所述的滑套控制工具，其特征在于，所述凸部的宽度小于所述卡槽的宽度。权利要求书CN103089197A1/5页3滑套控制工具技术领域0001本发明有关于一种滑套开关，尤其有关于一种液力驱动用于实现井下滑套位置识别及开关

6、滑套的滑套控制工具。背景技术0002随着多段压裂技术的推广与应用，滑套工具在油田的应用越来越广泛，准确确定滑套位置并正常完成滑套开关动作将直接影响到多段压裂作业的顺利进行。0003目前，油田常用的滑套识别技术为凹槽识别，也即，通过滑套控制工具上设置的凸块对滑套内周壁上的凹槽进行识别，以使凸块卡设在凹槽内而实现滑套控制工具与滑套间的连接，之后通过上移或下放油管，实现对井下滑套的开启或关闭。0004但是，在水平井、大斜度井等具有复杂结构井壁的井筒中作业时，滑套内周壁上的凹槽内常常会沉积砂粒，凹槽深度变浅，导致滑套控制工具无法准确识别滑套上的凹槽，而无法准确定位滑套，造成作业失效；另外，由于现有的井

7、筒中，各个井下工具通常需要通过接箍等连接部件进行连接，在接箍与井下工具之间会形成凹陷结构，当滑套控制工具下放到油管内后，接箍与井下工具之间形成的凹陷结构会导致滑套控制工具上的凸块误识别，而使凸块卡设在该凹陷结构中，导致滑套控制工具误操作，造成作业失效。0005因此，有必要提供一种新的滑套控制工具，来克服上述缺陷。发明内容0006本发明的目的是提供一种滑套控制工具，其可以准确进行滑套的识别与定位，无误差0007本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现0008本发明提供一种滑套控制工具，所述滑套控制工具包括0009基管，其具有轴向贯通的中心孔，所述基管的上端连接有上接头，其下端连接有下接头，所述基

8、管上开设有多个与所述中心孔相连通的活塞孔，所述活塞孔内设有活塞；0010卡套，其具有两个半卡套，所述两个半卡套对扣套设在所述基管外，所述卡套的外周壁设有卡槽，所述卡槽的两端分别形成有凸部，所述活塞与所述凸部相对；0011上压环，其套设在所述基管上，并位于所述卡套的上端，在所述上压环与所述上接头之间设有上弹簧，所述上压环通过所述上弹簧的顶抵而压设在所述卡套的上端；0012下压环，其套设在所述基管上，并位于所述卡套的下端，在所述下压环与所述下接头之间设有下弹簧，所述下压环通过所述下弹簧的顶抵而压设在所述卡套的下端。0013在优选的实施方式中，所述多个活塞孔开设在所述基管径向相对的侧壁上，并沿所述基

9、管轴向排列设置。0014在优选的实施方式中，所述下接头的下部连接有喷头，所述喷头上设有多个喷嘴。0015在优选的实施方式中，所述喷嘴沿所述喷头的轴线方向向下向外倾斜设置。0016在优选的实施方式中，所述基管的上端设有多个与所述中心孔相连通的上过流说明书CN103089197A2/5页4孔，所述基管的上端与所述上压环之间形成有上液腔，所述上液腔与所述上过流孔相连通；所述基管的下端设有多个与所述中心孔相连通的下过流孔，所述基管的下端与所述下压环之间形成有下液腔，所述下液腔与所述下过流孔相连通。0017在优选的实施方式中，所述卡套的两端为圆锥体形，所述上压环的下端和所述下压环的上端分别形成与所述卡套

10、两端的圆锥体形相配合的圆锥槽结构。0018在优选的实施方式中，在所述上压环与所述基管之间、所述上压环与所述上接头之间、所述下压环与所述下接头之间以及所述下压环与所述基管之间分别设有多个密封圈。0019在优选的实施方式中，所述凸部的宽度小于所述卡槽的宽度。0020本发明的滑套控制工具的特点及优点是该滑套控制工具通过油管或连续油管下放至井下滑套内，其在下放过程中，上弹簧和下弹簧处于压缩状态，上压环和下压环通过上弹簧和下弹簧的作用被紧顶压设在卡套的上下两端，此时卡套处于收拢状态，避免在下放过程中出现卡死的现象；之后，通过向油管或连续油管内注水打压，活塞沿活塞孔径向向外移动，以顶抵卡套的凸部，使卡套的

11、两个半卡套径向向外移动，卡套处于张开状态；当该滑套控制工具到达井下滑套位置处时，由于卡套外周壁上开设的卡槽与井下滑套内周壁上凸设的凸台一一对应的设计，使得卡套可自动识别井下滑套上的凸台并张开，以卡紧井下滑套，此时通过上提或下放油管或连续油管，实现井下滑套的开关动作。当需要对卡套进行回缩收拢时，卸掉油管或连续油管内的注入水水压，此时，在上弹簧和下弹簧的弹性回复力的作用下，上压环与下压环相对运动，进而从卡套的上下两端挤压卡套，实现卡套的两个半卡套的自动收拢。本发明的滑套控制工具，卡套的卡槽及其卡槽上下两端凸部的设计，可使滑套控制工具准确地对井下滑套的凸台进行识别与定位，无误差。附图说明0021为了

12、更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。0022图1为本发明的滑套控制工具的结构示意图。0023图2为本发明的滑套控制工具未与滑套卡设的结构示意图。0024图3为本发明的滑套控制工具与滑套卡设的结构示意图。具体实施方式0025下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术

13、人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。0026如图1所示，本发明提供一种滑套控制工具10，其包括基管1、卡套2、上压环3和下压环4。其中基管1具有轴向贯通的中心孔11，所述基管1的上端连接有上接头12，其下端连接有下接头13，所述基管1上开设有多个与所述中心孔11相连通的活塞孔14，所述说明书CN103089197A3/5页5活塞孔14内设有活塞15；卡套2具有两个半卡套21，所述两个半卡套21对扣套设在所述基管1外，所述卡套2的外周壁设有卡槽22，所述卡槽22的两端分别形成有凸部23，所述活塞15与所述凸部23相对；上压环3套设在所述基管1上，并位于所

14、述卡套2的上端，在所述上压环3与所述上接头12之间设有上弹簧31，所述上压环3通过所述上弹簧31的顶抵而压设在所述卡套2的上端；下压环4套设在所述基管1上，并位于所述卡套2的下端，在所述下压环4与所述下接头13之间设有下弹簧41，所述下压环4通过所述下弹簧41的顶抵而压设在所述卡套2的下端。0027具体是，基管1大体呈圆柱体形，其上端设有外螺纹段，上接头12的下端设有内螺纹段，基管1通过其上端的外螺纹段螺纹连接在上接头12下端的内螺纹段上而与上接头12相连；基管1的下端设有外螺纹段，下接头13的上端设有内螺纹段，基管1通过其下端的外螺纹段螺纹连接在下接头13上端的内螺纹段上而与下接头13相连。

15、0028上接头12设有轴向贯通的通孔121，下接头13设有轴向贯通的通孔131，当上接头12、下接头13分别连接在基管1上后，上接头12的通孔121、基管1的中心孔11和下接头13的通孔131形成一轴向贯通的通道。0029基管1上开设的与中心孔11相连通的多个活塞孔14，开设在所述基管1径向相对的侧壁上，并沿所述基管1轴向排列设置，也即，两两活塞孔14径向相对并沿基管1轴向方向排成两列。在本实施例中，在基管1上设有四个活塞孔14，沿基管1径向相对设有两个活塞孔14，另外两个活塞孔14位于该两活塞孔14的正下方。在本实施方式中，于活塞孔14内过盈连接有活塞套16，活塞15设置在该活塞套16内。0

16、030卡套2由两个半圆形的半卡套21组成，两个半卡套21对扣扣合在基管1外。两个半卡套21外周壁上开设的卡槽22用于与井下滑套8的凸台81卡扣配合，位于卡槽22上下两端的凸部23用于识别井下滑套8的凸台81上下两端的凹陷结构82，本发明采用滑套控制工具10的卡槽22对井下滑套8内周壁的凸台81进行识别的技术，避免了现有技术中，通过滑套控制工具上的凸台来识别滑套内周壁上的凹槽，而产生的滑套控制工具可能对井筒内接箍与各井下工具之间的凹陷结构进行误识别、误操作的情况发生。在本发明中，卡套2卡槽22的宽度大于凸部23的宽度，这样设计的好处是，请参阅图2、图3所示，当滑套控制工具10下入井下滑套8内后，

17、卡槽22可较容易的识别滑套8内周壁的凸台81；进一步的，在优选的实施例中，卡套2的凸部23可设计为尖角状，这样在水平井、大斜度井等复杂井壁结构的井筒中，井下滑套凸台81两侧的凹陷结构82内即便存在沉砂，卡套2上成尖角状的凸部23也可顺利卡设在井下滑套8凸台81两端的凹陷结构82中，进而使卡套2的卡槽22成功识别井下滑套8的凸台81，而与滑套8卡扣连接，实现对井下滑套8的开启或关闭。0031上弹簧31套设在上接头12上，其上端顶抵在上接头12的凹槽122内，上压环3的上端具有保护套32，保护套32与上压环3的下端之间形成有凹槽33，上弹簧31的下端顶抵在该凹槽33内，保护套32套设在上弹簧31上

18、，以保护上弹簧31；下弹簧41套设在下接头13上，其下端顶抵在下接头13的凹槽132内，下压环4的下端具有一保护套42，保护套42与下压环4的上端之间形成有凹槽43，下弹簧41的上端顶抵在该凹槽43内，保护套42套设在下弹簧41上，以保护下弹簧41。0032在本发明中，所述卡套2的两端为圆锥体形，所述上压环3的下端和所述下压环4说明书CN103089197A4/5页6的上端分别形成与所述卡套2两端的圆锥体形相配合的圆锥槽结构，这样设计的好处是，通过上压环3和下压环4的圆锥槽与卡套2上下两端的圆锥体形的斜面接触结构，有效保证了上压环3与下压环4在上弹簧31与下弹簧41的顶抵作用下，时刻压紧卡套2

19、，防止卡套2径向扩张，避免该滑套控制工具10下放过程中，出现卡死的现象。0033本发明的滑套控制工具10在对井下滑套8进行识别时，如图2所示，首先，通过连接在上接头12上端的连接接头6与油管或连续油管相连，通过油管或连续油管实现对滑套控制工具10的下放。滑套控制工具10在下放过程中，上弹簧31和下弹簧41处于压缩状态，上压环3和下压环4通过上弹簧31和下弹簧41的作用被紧顶压设在卡套2的上下两端，此时卡套2处于收拢状态，也即卡套2内周壁与基管1外周壁紧密地配合设置，以避免在下放过程中出现卡死的现象；之后，如图3所示，向油管或连续油管内注水打压，在注入水的压力作用下，与基管1中心孔11相连通的四

20、个活塞孔14中的活塞15将径向向外移动，活塞15顶抵卡套2的凸部23，使卡套2的两个半卡套21径向向外移动，卡套2处于张开状态；当本发明的滑套控制工具10到达井下滑套8位置处时，由于卡套2外周壁上开设的卡槽22与井下滑套8内周壁上凸设的凸台81一一对应的设计，使得卡套2可自动识别井下滑套8上的凸台81并张开，以卡紧井下滑套8，此时通过上提或下放油管或连续油管，实现井下滑套8的开关动作。0034当需要对卡套2进行回缩收拢时，卸掉油管或连续油管内的注入水水压，此时，在上弹簧31和下弹簧41的弹性回复力的作用下，上压环3与下压环4相对运动，进而从卡套2的上下两端挤压卡套2，实现卡套2的两个半卡套21

21、的自动收拢。0035本发明的滑套控制工具10，卡套2的卡槽22及其卡槽22上下两端凸部23的设计，可使滑套控制工具10准确地对井下滑套8的凸台81进行识别与定位，无误差。0036根据本发明的一个实施方式，所述下接头13的下部连接有喷头5，所述喷头5上设有多个喷嘴51。具体是，喷头5螺纹连接在下接头13的下端中部，喷头5上的多个喷嘴51与下接头13的通孔131相连通。在本发明中，喷头5上设有36个喷嘴51，多个喷嘴51沿喷头5的周向均匀设置，当然，在其它的实施例中，喷头5上也可设有两个或更多个喷嘴51，在此不作限制。0037进一步的，所述喷嘴51沿所述喷头5的轴线方向向下向外倾斜设置，这样设置的

22、好处是，当本发明的滑套控制工具10随油管或连续油管一起下入井筒内时，喷头5上的多个喷嘴51可以通过向油管或连续油管内注水打压，以实现清理套管和其他井下工具内壁上的砂子等污垢的目的，保证滑套控制工具10的顺利下放。0038根据本发明的一个实施方式，所述基管1的上端设有多个与所述中心孔11相连通的上过流孔17，所述基管1的上端与所述上压环3之间形成有上液腔34，所述上液腔34与所述上过流孔17相连通；所述基管1的下端设有多个与所述中心孔11相连通的下过流孔18，所述基管1的下端与所述下压环4之间形成有下液腔44，所述下液腔44与所述下过流孔18相连通。0039具体是，当向油管或连续油管内注水打压时

23、，注入水会自上过流孔17和下过流孔18分别流入上液腔34和下液腔44中，随着注入水水压的增大，上液腔34和下液腔44中的注入水会推动上压环3、下压环4轴向上移、下移，以克服上弹簧31和下弹簧41的压缩力，以辅助活塞15推动两个半卡套21的径向分离，实现卡套2的扩张开启。说明书CN103089197A5/5页70040根据本发明的一个实施方式，在所述上压环3与所述基管1之间、所述上压环3与所述上接头12之间、所述下压环4与所述下接头13之间以及所述下压环4与所述基管1之间分别设有多个密封圈7。0041密封圈7用于密封上压环3与基管1之间、上压环3与上接头12之间、下压环4与下接头13之间以及下压环4与基管1之间的缝隙，提高本发明的滑套控制工具10的密封性能，防止注入水外漏的情况发生。0042以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。说明书CN103089197A1/1页8图1图2图3说明书附图CN103089197A