一种等直径可开关滑套机构及其单层和多簇配合压裂方法技术领域
本发明涉及油田开采技术领域，特别涉及用于地层压裂施工的一种等直径可开关
滑套机构及其单层和多簇配合压裂方法。
背景技术
投球打开滑套密封的喷射口是目前油气田分段压裂采用的主要方式，施工时按照
大小顺序依次投入对应直径的压裂球，憋压剪断销钉，开启滑套，连通层段，封隔已压完的
层段，压裂施工层段，投球与该层段的球座配合以密封该施工层段。由于滑套之间存在级
差，一种大小的球只能打开与之相对应的唯一滑套，在井下有限的空间内，压裂工具滑套级
数受到限制，只能压裂较少的层段，而且由于滑套内径越小，压裂的压力损失越大，造成施
工压力高，并且目前的工具也无法实现单段与多簇和多段多簇的配合压裂作业。
发明内容
本发明针对现有技术存在问题，提供一种等直径可开关滑套机构，以实现同一规
格钢球开启多段压裂层，并可以实现任意层段的滑套打开或投球通过，减少由于滑套级差、
内径变化造成的压力损失，必要时增加压裂段数，实现多段多簇压裂。
本发明的目的是这样实现的，一种等直径可开关滑套机构， 包括筒形喷枪体,所
述喷枪体的周向设有若干喷孔,所述喷枪体内配合设有密封各喷孔的滑套,所述滑套与喷
枪体的径向设有剪切销钉,所述喷枪体的下部连接有密封接头,所述密封接头内设有可沿
密封接头内壁滑动的球座载体,所述球座载体轴向分别设有第一组合球座和第二组合球
座,所述组合球座包括若干可径向开合的分球座,所述分球座径向外周卡装有抵靠在密封
接头内壁的推块,所述密封接头内壁的轴向设有径向外扩的K形变径段,所述组合球座随球
座载体滑至K形变径段的最大内径处时,组合球座张开，投球通过,所述球座载体和滑套之
间设有弹性复位机构,所述弹性复位机构用于投球分别通过第一组合球座和第二组合球座
后驱动球座载体轴向回复移动，滑套外壁周向设有用于限位球座载体随弹性复位机构回复
终止位置的轨道槽；所述复位机构沿轨道槽回复至不同的轴向位置，用于控制下次投球时
钢球通过或密封在该压裂层级，所述密封接头下端设有剪切销钉剪断后截住下落的滑套和
球座载体的抵靠部，所述抵靠部的上侧设有与球座载体周部密封的配合段。
本发明的等直径可开关滑套机构，当投球经过各组合球座时，组合球座在关闭的
状态下，与球座密封，当球座在管内压力的作用下，滑至K形变径段的最大扩径处时，球通
过，进入下一级压裂层，通过复位机构及轨道槽的轨迹设置，可以实现使反复通过投球通过
或密封在本压裂层等直径可开关滑套机构中。通过多次投相同规格的球可以实现从下向上
不同层级的压裂施工。
为进一步便于实现本发明的目的，所述密封接头内壁设有第一K形变径段和第二K
形变径段，所述K形变径段的轴向长度为a, 第一K形变径段的下缘与第二K形变径段的上缘
轴向距离为0.5a。
为便于实现球座载体的轴向复位运动，所述滑套与喷枪体密封配合段的下部设有
环空，所述弹性复位机构包括环空内与滑套外周螺纹连接的下压帽，所述下压帽上方依次
设有弹簧和上压帽，所述球座载体向上伸延至上压帽外周，所述上压帽和球座载体之间通
过径向销连接，所述径向销的径向内端与滑套外周的轨道槽导向配合。本结构中，当投球
后，钢球首先落在第一组合球座上，在管内压力作用下，球座载体通过径向销带动上压帽沿
轨道槽向下滑动，上压帽克服弹簧弹力挤压使弹簧被压缩，在球座载体下滑过程中，两个球
座载体分别通过第一K形变径段和第二K形变径段后，钢球从本级压裂工具落入下一级压裂
工具，钢球下落后球座载体失去管内压力的推动作用，在弹簧的作用下向上回复运动，回复
至轨道槽下一级限定的上限位置。
为便于控制球座载体往复运动的位置，所述轨道槽的轨迹包括从起点开始轴向交
替下降和上升的若干段,其最末端的两段依次为上升段和下降段,各下降段的下限点轨迹
的轴向高度相同,除最末上升段的其它上升段的上限位点轨迹的轴向高度相同,并且除最
末上限点外的其它最高上限点相对最低下限点的轴向距离为a，最末上升段的上限点相对
最末段下降段的下限点的距离小于0.5a,所述轨道槽的各段的升降转折点的形状圆滑过渡
以便于径向销沿轨道槽顺利滑动。本发明的轨道槽从起始点交替设置的若干下降段和上升
段中，从起始点开始除最末的上升和下降段外的各段，用于实现投球时，钢球从所经过的各
压裂层级的组合球座中顺利通过，并使球座回复至轨道槽的下一投球初始位置，每投一个
钢球，径向销沿轨道槽从上限点向下一上限点分别下降和上升一次，直至某次投球前径向
销位于最后一个上限点时，再次投球后，钢球落在第一组合球座上，径向销向下运动到下限
点时，第一组合球座从第一K形变径段最大扩径段偏下位置运动至下缘，第一组合球座由半
打卡状态到完全闭合状态，此时钢球密封在第一组合球座上，进一步加压时，剪切销钉剪
断，球座载体、滑套和复位机构一起下落，当第一组合球座经过第二K形变径段最大扩径处
时，钢球下落并密封在第二组合球座，直至球座载体落入密封接头抵靠部的密封配合段，进
行本级的压裂施工操作。
为便于实现两个组合球座的适时开合，当径向销位于轨道槽起始点时，第一组合
球座位于第一K形变径段的上缘，第二组合球座位于第一K形变径段的下缘，第一K形变径段
和第二K变形变径段的轴向距离为0.5a；当投球使钢球与第一组合球座密封，继续打压，第
一组合球座带动球座载体向下滑动，当滑至第一K形变径段最大扩径段时，钢球下落至第二
K形变径段，此时，第二组合球座滑至第二K形变径段上缘，钢球与第二组合球座密封，继续
带动球座载体下滑至第二K形变径段的最大扩径处，钢球下落至下一层级的等直径可开关
滑套机构上，停止打压，弹簧推动上压帽向上复位运动，同时径向销从轨道槽的第一下限点
沿上升段滑至下一上限点，径向销带动球座载体回复至初始位置。
为便于实现射孔压裂，所述喷孔内设有喷嘴组件，所述喷嘴组件包括与喷孔配合
的喷嘴座，所述喷嘴座内设有喷嘴，所述喷孔外端设有保护喷嘴的压盖。
为便于实现投球打开滑套后钢球从本级机构中通过，所述密封接头的抵靠部上侧
与球座载体周部密封的配合段还设有第三K形变径段，所述第三K形变径段最大扩径处距抵
靠部的抵靠面的轴向距离与球座载体下端面至第二组合球座堆块的轴向中心距离相等。本
结构中，在球座载体与密封接头的密封处设置第三K形变径段，当球座载体抵靠在抵靠部
时，第二组合球座正好处于第三K形变径段的最大扩径处，钢球从此组合球座通过，落入下
一级压裂层中，此时可以同时进行本级和下一层级的双层双簇压裂施工；同时，当相邻两级
等直径可开关滑套机构都是选用含有第三K形变径段的密封接头时，可以与下一级组合，实
现三层三簇压裂施工，依次类推实现多层多簇压裂。
本发明还提供一种采用上述具有两组K形变径段的等直径可开关滑套机构滑套机
构，通过投相同规格的钢球进行单层逐层压裂的方法,包括如下过程:
1）工具组装：根据压裂级数选择连接等直径可开关滑套机构,沿地层以最下层为第一
级，向上依次为第二级……第N级，压裂的总级数与等直径可开关滑套机构中选用的轨道槽
的下限点的数量相同，其中第一级的等直径可开关滑套机构中径向销位于轨道槽的最后一
下降段的上限点；第一级开始，压裂的级数向上依次每上升一级，等直径可开关滑套机构的
径向销沿轨道槽向前一上限点调一级，直至最后一级的等直径可开关滑套机构径向销位于
轨道槽的起始点；除第一级以外的其它等直径可开关滑套机构的第一组合球座均位于密封
接头第一K形变径段的上缘，第一级压裂层的等直径可开关滑套机构中，第一组合球座位于
第一K形变径段内最大扩径处偏下位置，第二组合球座对应位于第二K形变径段的上缘偏下
位置；
2）投球逐层压裂，将连接好的压裂管柱下入井下，第一级压裂时，向管柱内投第一个与
组合球座配合的钢球，钢球分别从上向下通过各级压裂层的等直径可开关滑套机构；当投
球落至最下面的第一级等直径可开关滑套机构时，钢球落入第一组合球座上，由于第一组
合球座处于半打开状态，投球不能通过，压力作用下，钢球推动球座载体使第一组合球座下
滑至第一K形变径段的下缘，第一组合球座完全闭合，与钢球密封，此时，径向销滑至轨道槽
的最末端的下限点位置，继续打压，钢球在压力作用下推动球座载体继续向下滑动，滑套上
的剪切销钉在径向销的作用下被剪断，滑套及球座载体继续下滑并打开各喷射孔，当第一
组合球座经过第二K形变径段时投球落入第二组合球座并密封，球座载体继续下滑至下端
面与密封接头的抵靠端接触并密封配合，然后进行第一级的压裂施工；
3）第一级压裂施工结束后，继续从井口的压裂管柱内投与步骤2）中同直径规格的钢
球，此时投第二球前第二级压裂层的等直径可开关滑套机构在上一次投球通过后，滑套及
球座载体在弹簧的作用下使径向销回复至轨道槽最末段上升段的上限点，投第二个钢球
后，钢球最终座封在第二级的等直径可开关滑套机构的第二组合球座上，并且球座载体密
封在密封接头抵靠部上侧的密封配合段，第二级喷枪体的喷射孔打开进行第二级压裂层的
喷射压裂；
4）反复投球进行井下各层的逐层压裂施工。
本发明的上述逐层压裂施工的方法，所有层段的压裂工具的滑套内径相同，可以
实现多次投同一直径规格的钢球进行逐层压裂施工，减少各层压力损失，并且必要时可以
增加一趟管柱的压裂层数，提高施工效率。
本发明还提供一采用上述具有两级K形变径段和三级K形变径段的等直径可开关
滑套机构配合的多簇压裂方法，以双簇压裂为例，包括如下过程：
1）工具组装：根据压裂级数选择连接等直径可开关滑套机构,需要进行双层双簇压裂
施工的两相邻地层中的上层连接具有三个K形变径段的等直径可开关滑套机构，双层双簇
压裂的下层连接具有两个K形变径段的等直径可开关滑套机构；沿地层以最下层为第一级，
向上依次为第二级……第N级，压裂的总级数与等直径可开关滑套机构中选用的轨道槽的
下限点的数量相同，其中第一级的等直径可开关滑套机构中径向销位于轨道槽的最后一下
降段的上限点；从第一级开始，压裂的级数向上依次每上升一级，等直径可开关滑套机构的
径向销沿轨道槽向前一上限点调一级，直至最后一级的等直径可开关滑套机构径向销位于
轨道槽的起始点；除第一级以外的其它等直径可开关滑套机构的第一组合球座均位于密封
接头第一K形变径段的上缘，第一级压裂层的等直径可开关滑套机构中，第一组合球座位于
第一K形变径段内最大扩径处偏下位置，第二组合球座对应位于第二K形变径段的上缘偏下
位置；
2）投球逐层压裂，将连接好的压裂管柱下入井下，从第一级压裂层开始，每投一个钢球
逐层打开一个压裂层，并且钢球密封在当前打开的压裂层所在的等直径可开关滑套机构的
第二组合球座上；对于进行双层双簇压裂施工的层段，投球打开双层中的下部层级的压裂
层后，继续投下一钢球，当滑套的剪切销针剪断后，喷射孔打开，球钢与第二组合球座密封
并继续下滑，当第二组合球座经过第三K形变径段时，钢球通过，落入下一层等直径可开关
滑套的第一组合球座上，然后上层和下部同时进行喷射压裂施工。
因此将本发明的三个K形变径段和两个K形变径段的等直径可开关滑套机构配合
使用，可以实现单层或单层与多簇相配合压裂的施工方案。可以实现比较接近的两个或多
个相邻地层的同时压裂施工。
附图说明
图1为本发明的等直径可开关滑套机构一种实施例的结构示意图。
图2为本发明的等直径可开关滑套机构另一种实施例的结构示意图。
图3为组合球座的截面示意图。
图4为以三级轨道槽为例的滑套的结构示意图。
图5为采用本发明以五级轨道槽为例的等直径可开关滑套机构进行压裂施工时各
级工具的径向销在轨道槽中的位置示意图。
其中，1 喷枪体；101喷嘴；102喷嘴座；103喷嘴压盖；2滑套；201轨道槽；3剪切销
钉；4上压帽；5径向销；6弹簧；7下压帽；8钢球；9第一组合球座；901分球座；902推块；9A第二
组合球座；10密封接头；10A第一K形变径段；10B第二K形变径段；10C第三K形变径段；10D抵
靠部；11球座载体。
具体实施方式
实施例1
如图1、图3和图4所示，为本发明的等直径可开关滑套机构，包括筒形喷枪体1,喷枪体1
的周向设有若干喷孔, 喷孔内设有喷嘴组件，该喷嘴组件包括与喷孔配合的喷嘴座102，喷
嘴座102内设有喷嘴101，喷孔外端设有喷嘴压盖103。喷枪体1内配合设有密封各喷孔的滑
套2,滑套2与喷枪体1的径向设有剪切销钉3,喷枪体1的下部连接有密封接头10,密封接头
10内设有可沿密封接头10内壁滑动的球座载体11,球座载体11轴向分别设有第一组合球座
9和第二组合球座9A,本发明的组合球座结构包括若干可径向开合的分球座901,分球座901
径向外周卡装有抵靠在密封接头10内壁的推块902,密封接头10内壁的轴向设有径向外扩
的K形变径段,组合球座随球座载体11滑至K形变径段的最大内径处时,投球通过,球座载体
11和滑套10之间设有弹性复位机构,弹性复位机构用于投球分别通过第一组合球座9和第
二组合球座9A后驱动球座载体11轴向回复移动，滑套2外壁周向设有用于限位球座载体随
弹性复位机构回复终止位置的轨道槽201；复位机构沿轨道槽201回复至不同的轴向位置，
用于控制下次投球时钢球通过或密封在该压裂层级，密封接头10下端设有剪切销钉剪断后
截住下落的滑套和球座载体的抵靠部10D，抵靠部10D的上侧设有与球座载体11周部密封的
配合段。
为实现投球时组合球座的配合开关动作，密封接头10内壁设有第一K形变径段10A
和第二K形变径段10B，各K形变径段的轴向长度为a, 第一K形变径段的下缘与第二K形变径
段的上缘轴向距离为0.5a。
为便于实现球座载体11的轴向复位运动，滑套2与喷枪体1密封配合段的下部设有
环空，弹性复位机构包括环空内与滑套2外周螺纹连接的下压帽7，下压帽7上方依次设有弹
簧6和上压帽4，球座载体11向上伸延至上压帽4外周，上压帽4和球座载体11之间通过径向
销5连接，径向销5的径向内端与滑套2外周的轨道槽201导向配合。本结构中，当投球后钢球
8首先落在第一组合球座9上，在管内压力作用下，球座载体11通过径向销5带动上压帽4沿
轨道槽201向下滑动，上压帽4克服弹簧6弹力挤压使弹簧6被压缩，在球座载体11下滑过程
中，两个球座载体分别通过第一K形变径段10A和第二K形变径段10B后，钢球8从本级压裂工
具落入下一级压裂工具，钢球8下落后球座载体11失去管内压力的推动作用，在弹簧6的作
用下向上回复运动，回复至轨道槽201限定的上限位置。
为便于控制球座载体11往复运动的位置，如图4所示，轨道槽201的轨迹包括从起
点A开始轴向交替下降、上升的若干段，本实施例中共设置交替下降和上升的AB、BC、CD、DE
和EF段,各下降段的下限点B、D、F的轴向高度相同,除最末上升段EF段的其它上升段的上限
位点A、C轨迹的轴向高度相同, 最高上限点A、C相对最低下限点B、D的轴向距离为a，最末上
升段的上限点E相对最末段下降段的下限点F的距离略小于0.5a,并且该轨道槽的各段的升
降转折点的形状圆滑过渡以便于径向销5沿轨道槽201顺利过渡滑动。本发明的轨道槽从起
始点交替设置的下降段和上升段中，从起始点A开始除最末的上升DE和下降段EF外的各段，
用于实现投球时，钢球从所经过的各压裂层级的组合球座中顺利通过，并使球座回复至轨
道槽201的下一投球初始位置，每投一个钢球，径向销5沿轨道槽201从上限点向下一上限点
分别下降和上升一次，直至某次投球前径向销5位于最后一个上限点E时，再次投球时，径向
销卡在F点，此时钢球8密封在处于第一K形变径段10A下缘的等直径可开关滑套机构的第一
组合球座9A上，进一步加压时，剪切销钉3剪断，当第一组合球座9下落至第二K形变径段10B
时，钢球8落入第二组合球座9A，最终随球座载体11落入密封接头的抵靠部10D上侧密封配
合段，进行本级的压裂施工操作。
为便于实现两个组合球座的适时开合，当径向销5位于轨道槽201起始点时，第一
组合球座9位于第一K形变径段10A的上缘，第二组合球座9A位于第一K形变径段10A的下缘；
当投球使钢球8落在第一组合球座9上时，继续打压，第一组合球座9带动球座载体11向下滑
动，当滑至第一K形变径段10A最大扩径段时，钢球8下落至第二组合球座9A，此时，第二组合
球座9A滑至第二K形变径段10B上缘，钢球8落在第二组合球座9A上，继续带动球座载体11下
滑至第二K形变径段10B的最大扩径处，钢球8下落至下一层级的等直径可开关滑套机构上，
停止打压，弹簧6推动上压帽4向上复位运动，同时径向销5从轨道槽201的第一下限点沿上
升段滑至下一上限点，径向销5带动球座载体11回复至初始位置。
采用本实施例的工具，可以进行油井内从下向上若干层级的压裂施工，以五级压
裂施工为例，五个压裂级层中分别通过压裂管柱连接本实施例的等直径可开关滑套机构，
如图5所示，其中最下层为第一压级裂层，自下往上依次为第二、第三、第四、第五级压裂层。
第一级压裂层级的等直径可开关滑套机构，径向销5位于轨道槽201的短轨道上限点Q处，第
二级压裂层的等直径可开关滑套机构中，径向销5位于轨道槽201的第四上限点P处，第三级
压裂层的等直径可开关滑套机构中，径向销5位于轨道槽201的第三上限点O处,第四压裂层
的等直径可开关滑套机构中，径向销5位于轨道槽201的第二上限点N处，第五级压裂层的等
直径可开关滑套机构中，径向销5位于轨道槽201的起始点M处。压裂施工中，从井口投第一
个钢球时，钢球通过最上层组合球座后，径向销从M点滑至m点后，此过程中，钢球首先落在
第一组合球座上并密封，向管柱内加压使钢球推动球座载体下滑，当第一组合球座滑至第
一K形变径段10A的最大扩径处时，钢球8落入第二组合球座并逐渐密封，继续下滑，当第二
组合球座滑至第二K形变径段10B最大扩径处时，钢球8落入下一压裂层的滑套机构的第一
组合球座，同时上层的滑套机构中的径向销在弹簧回复力的作用下回复至N点，该层的球座
载体及两个组合球座也回复至起始点；落入下一层的钢球在管内压力作用下同样经两个组
合球座后落入最下层的滑套工具上，第四级的径向销从N点滑至n点后回复至O点，第三、第
二级层依次重复动作，最底部，即第一级的径向销只能滑动至q点，钢球首先落在第一组合
球座9上，因此时，第一组合球座9位于第一K形变径段10A最大扩径处的偏下方位置，第一组
合球座9滑至下限点q时，钢球仍封密封在第一组合球座上9，继续打压，剪切销钉剪断，滑套
2及球座载体11继续下滑，喷枪体上的喷孔打开，球座载体下滑过程中第一组合球座9经第
二K形变径段10A最大扩径处时钢球落入第二组合球座9A并与其密封，球座载体11最后抵靠
在密封接头的抵靠部10D上，接下来可以进行本层的压裂施工。当再次投同直径的钢球后，
钢球从最上层的压裂层的滑套工具通过，并密封在该层的第二组合球座上，随后进行本层
的压裂施工。最后投第五个同直径的钢球，进行最上层的压裂施工。
因此本发明的等直径可开关滑套机构，可以实现所有层段的压裂工具具备相同的
滑套内径,并使用同一直径规格的钢球开启各压裂层的压裂工具,减少由于滑套级差设计、
内径变小造成的压力损失。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于，在密封接头的抵靠部10D上侧与球座载体11周部密封
的配合段还设有第三K形变径段10C，第三K形变径段10C最大扩径处距抵靠部10D的抵靠面
的轴向距离与球座载体11下端面至第二组合球座堆块902的轴向中心距离相等。本实施例
的滑套机构，当剪切销钉3剪断后滑套打开，钢球8密封在第二组合球座9A上，当球座载体11
下滑至下端面抵靠在密封接头的抵靠部10D时，第二组合球座正好到达第三K形变径段10C
的最大扩径处，第二组合球座9A打开，钢球8通过，落入下一压裂层。采用本实施例的滑套机
构，可以实现滑套打开后钢球再次通过落至下一层，以便于实现本层和下一层同时进行双
簇或者多簇压裂施工。
实施例3
采用本发明的实施例1的等直径可开关滑套机构进行单层压裂的方法,具体包括如下
过程:
1）工具组装：根据压裂级数选择连接等直径可开关滑套机构,本实施例以五级压裂为
例进行具体说明，如图5所示，沿地层以最下层为第一级，向上依次为第二级和第三级，所以
本实施例压裂施工的各级滑套机构中的轨道槽201从起始点开始的上限点和下限点分别为
M、m、N、n、O、o、P、p、Q、q，其中第一级的等直径可开关滑套机构中径向销位于轨道槽的最后
一下降段的上限点Q点；第二级压裂层的滑套机构中，径向销位于轨道槽的上限点P点，依次
类推，第五级压裂层的滑套机构中，径向销位于轨道槽的起始点M点；除第一级等直径可开
关滑套机构外，其他所有滑套机构的第一组合球座9均位于密封接头第一K形变径段10A的
上缘，第一级压裂层的等直径可开关滑套机构中，第一组合球座位于第一K形变径段10A内
径最大扩径处偏下位置，第二组合球座9A对应位于第二K形变径段10B的上缘偏下位置；
2）投球逐层压裂，将连接好的压裂管柱下入井下，第一级压裂时，向管柱内投第一个与
组合球座配合的钢球，钢球分别从上向下通过各级压裂层的等直径可开关滑套机构；当投
球落至最下面的第一级等直径可开关滑套机构时，钢球落在第一组合球座9上，压力作用
下，钢球推动球座载体11使第一组合球座9下滑至第一K形变径段10A的下缘，此时，径向销5
滑至轨道槽的最末端的下限点q位置，继续打压，钢球8在压力作用下推动球座载体11继续
向下滑动，滑套上的剪切销钉3在径向销5的作用下被剪断，滑套2及球座载体11继续下滑并
打开各喷射孔，当第一组合球座9经过第二K形变径段10B最大扩径处时，投球落入第二组合
球座9A上，并逐渐密封，球座载体11继续下滑至下端面与密封接头的抵靠端10D接触并密封
配合，然后进行第一级的压裂施工；
3）第一级压裂施工结束后，继续从井口的压裂管柱内投与步骤2）中同直径规格的钢
球，此时投第二球前第二级压裂层的等直径可开关滑套机构在上一次投球通过后，滑套2及
球座载体11在弹簧6的作用下使径向销5从P点滑动最末的上限点Q点，投第二个钢球后，钢
球最终座封在第二级的等直径可开关滑套机构的第二组合球座9A上，并且球座载体11密封
在密封接头抵靠部10D上侧的密封配合段，第二级喷枪体的喷射孔打开，进行第二级压裂层
的喷射压裂；
4）依次重复投球，直至第五个同直径的钢球进行第一级的压裂施工。
本发明的上述方法，可以实现多次投同一直径规格的钢球进行逐层压裂施工，并
使所有压裂施工层的滑套规格相同，减少各层压力损失，并且必要时增加一趟管柱的压裂
层数，提高施工效率。
实施例4
本实施例采用上述实施例1中的具有两级K形变径段和实施例2中的具有三级K形变径
段的等直径可开关滑套机构的进行双层双簇压裂的方法，包括如下过程：
1）工具组装：本实施例中以图5中五级压裂施工为例，沿地层以最下层开始向上的各压
裂压级，分别为第一级压裂层、第二、第三、第四和第五级压裂层，其中第二级和第三级为双
层双簇压裂施工层，压裂工具的管柱连接时,在需要进行双层双簇压裂施工的两相邻地层
中的上层即第三级连接实施例2中的具有三个K形变径段的等直径可开关滑套机构，其它压
裂级层连接实施例1中的具有两个K形变径段的等直径可开关滑套机构；各压裂层中的等直
径可开关滑套机构中选用的轨道槽的具有m、n、o、p、q五个下限点。第一级的等直径可开关
滑套机构中径向销位于轨道槽的最后一下降段的上限点Q处；第二级、第三级、第四级和第
五级的等直径可开关滑套机构的径向销分别设置在轨道槽的P点、O点、N点和M点，除第一级
外的其它各级等直径可开关滑套机构的第一组合球座9均位于密封接头第一K形变径段10A
的上缘，第一级压裂层的等直径可开关滑套机构中，第一组合球座位9于第一K形变径段10A
最大扩径处偏下位置，第二组合球座9A对应位于第二K形变径段10B的上缘偏下位置；
2）投球逐层压裂，将连接好的压裂管柱下入井下，从第一级压裂层开始，投第一个钢球
后打开一级压裂层，对第一进行单层压裂施工，然后再投第二个钢球加压后打开第二级的
滑套并且钢球密封在第二组合球座上并随球座载体落入密封接头抵靠部10D的上侧，然后，
再投第三个钢球，当第三级的滑套机构的剪切销针剪断后，喷射孔打开，球钢8与第二组合
球座9A密封并继续下滑，当第二组合球座9A经过第三K形变径段10C时，钢球通过，落入下一
层等直径可开关滑套机构的第一组合球座上，然后第二和第三层同时进行喷射压裂施工。
结束第二、第三层的双层双簇压裂施工后，继续投第四球和第五球，分别进行第四
层和第五层的逐层压裂施工。本实施例中，第四级和第五级，根据地层情况和压裂施工的需
要，可以进行双层双簇同时压裂施工，如需进行，连接管柱时，第五级连接实施例2中的具有
三个K形变径段的等直径可开关滑套机构，第四级连接实施例1中的具有两个K形变径段的
等直径可开关滑套机构。
因此将本发明的三个K形变径段和两个K形变径段的等直径可开关滑套机构结合
使用，可以实现单层和双层双簇相结合的压裂施工方案。可以实现比较接近的两个或多个
相邻地层的同时压裂施工。另外，因轨道槽轨迹是绕包在滑套外周的，受滑套外周尺寸空间
的限制，有滑套外径尺寸充许的情况下，轨道槽上交替设置的上升段和下降段的数量可以
适当增加，不限于本发明上述实施例的段数。在轨道槽段数充许的情况下，也可以进行一个
以上的双层双簇的压裂施工。