智能全通径压裂滑套

本发明涉及石油天然气等资源开采工具，尤其涉及一种智能全通径压裂滑套，属于油气田压裂。

背景技术：

1、随着油气资源开采的不断深入，非常规油气由于储层致密、物性差和丰度低等特点，传统开采技术难以有效开发。分层压裂成为实现非常规油气储层均匀充分改造、提高油气井产量的重要手段之一。压裂滑套是水平井分段压裂工具的关键，其性能在很大程度上影响着产油产气的效率。当前，常用的水平井多级分段压裂技术有:投球滑套、泵送桥压裂技术、连续油管水力喷射压裂技术。其中常用的是投球滑套，投球式的滑套有明显的缺点就是尺寸规格必须按照从小到大的进行憋压投球操作，因此投入井中的滑套数量有限，严重影响压裂采油的效率。同时，泵送桥压裂技术在施工后导致管柱内通径减小，为了最大化油气井产能，以及方便生产测井和后期井下作业工具的下入，必须处理残留的桥塞，这增加了作业周期和成本。另一方面，虽然连续油管作业能实现管柱内较大通径，但其装备成本较高。鉴于上述限制，需要一种能够实现精准定位、精准压裂，不受压裂级数限制成本较低的压裂工具。

技术实现思路

1、针对以上技术缺陷，本发明提供一种智能全通径压裂滑套，在实现全通径的同时，还能通过自身的检测系统来对外套管的准确定位，精确压裂。

2、本发明的技术方案：一种智能全通径压裂滑套，包括外套管部分，飞镖部分和控制部分；其中外套管包括上套管，活塞，销钉，下套管；其中飞镖部分包括上塞球座，塞球，下塞球座，内推管，小弹簧，芯管，大弹簧，外推管，制动球，卡爪，扭簧，扭簧轴，轴盖，卡爪座，按键，按键杆，电磁锁；其中控制部分包括信号检测模块，信号采集模块,mcu控制模块以及供电电源模块集成于pcb控制板。

3、所述的外套管部分与套管一起下井，上套管和下套管通过螺纹，上套管周向开始有8个压裂孔；上套管与活塞间用销钉连接，销钉材料为易剪断材料。

4、所述的上塞球座开设有六个长方形槽，上塞球座与下塞球座用螺纹连接固定，上塞球座与下塞球座间安放有塞球。

5、所述的外推管开设有三个球形凹槽，制动球安装在球形凹槽中, 通过芯管上的通孔与外推管的球形凹槽连通，内推管设有环形凹槽；内推管的环形凹槽的作用是飞镖激活后，制动球落入环形凹槽内解除外推管轴向限位。

6、所述的卡爪座在周向上均匀的开设有四个凹槽，每个凹槽内都对应安装有的卡爪，扭簧，扭簧轴和轴盖，卡爪座凹槽内两端开设有凸台，凸台上设置有螺纹孔，轴盖上也设置有螺纹孔，用螺钉将轴盖和扭簧轴固定在卡爪座；扭簧的作用是在飞镖未激活时使卡爪的正常状态为向外旋转，避免飞镖在激活时外推管无法移动到卡爪下端。

7、所述的芯管与下塞球座采用螺纹连接，卡爪座与芯管也采用螺纹连接，芯管上端与内推管之间安放有一压缩的小弹簧；芯管与卡爪座之间，芯管与内推管之间采用间隙配合。

8、所述的芯管在安放按键处周向均匀开设有三个凹槽，每个凹槽内都安装一个按键，电磁锁和pcb控制板，凹槽间还开设有线路槽。

9、本发明与现有技术比较，其具有以下有益效果：

10、1.本发明提供了一种全新的智能全通径压裂滑套，此滑套的适应性强，滑套在未激活时可以通过任意活塞，激活后能准确打开对应的压裂孔，实现精准的压裂作业。

11、2.本发明使用的控制电路少，检测机构和执行机构为纯机械结构，结构简单，易装拆。

12、3. 本发明设计巧妙，仅需要钻井液液压驱动，制作成本低，维修费用少。

技术特征：

1. 智能全通径压裂滑套，其特征在于：由外套管部分，飞镖部分和控制部分组成,所述的外套管部分包括上套管（4），活塞（11），销钉（12），下套管（23）；所述的飞镖部分包括上塞球座（1），塞球（2），下塞球座（3），内推管（5），小弹簧（6），芯管（7），大弹簧（8），外推管（9），制动球（10），卡爪（13），扭簧（14），扭簧轴（15），轴盖（16），卡爪座（17），按键（18），按键杆（19），按键盖（21）电磁锁（22）；所述的控制部分包括信号检测模块，信号采集模块,mcu控制模块以及供电电源模块集成于pcb控制板（20）；所述的外推管（9）设置有三个球形凹槽，制动球（10）安装在球形凹槽中, 通过芯管（7）上的通孔与外推管（9）的球形凹槽连通，内推管（5）设有环形凹槽；所述的卡爪座(17)在周向上开设有四个凹槽，每个凹槽内安装有一个卡爪（13），一个扭簧（14），一个扭簧轴（15）和两个轴盖（16），凹槽两端设有凸台，每个凸台上有两个螺纹孔，轴盖(16)上设置有对应卡爪座(17)的螺纹孔，轴盖(16)和卡爪座(17)之间用螺钉固定卡爪（13）和扭簧轴（15）；所述的芯管（7）周向均匀开设三个凹槽，每个凹槽内安装一个按键（18），pcb控制板（20）和电磁锁（22），且周向的凹槽间还开设有线路槽；所述控制部分的控制方法为当飞镖部分中的周向分布的三个按键杆（19）通过外套管部分的活塞（11）时，由于活塞（11）内壁面设有阶梯状结构，周向分布的三个按键杆（19）会被同时按下，以此计数，当计数次数到达预设值时，控制系统会驱动电磁锁（22）回缩，解除对内推管（5）的位置限制，内推管（5）在小弹簧（6）的作用下向塞球（2）端运动，当内推管（5）运动到底时，制动球（10）落入内推管（5）对应的环形凹槽内，外推块（9）解除了制动球（10）对它的限制，在大弹簧（8）的作用下向卡爪（13）端运动，外推块（9）移动到卡爪（13）下端，限制卡爪（13）绕扭簧轴（15）的转动。

2.根据权利要求1所述的智能全通径压裂滑套，其特征在于：所述的芯管（7）与下塞球座通过螺纹连接，所述的芯管（7）与卡爪座（17）通过螺纹连接，所述的上套管（4）与下套管（23）通过螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的智能全通径压裂滑套，其特征在于：所述的上塞球座（1）与下塞球座（3）采用螺栓连接，所述的塞球（2）位于两球座中间，可以在上下球座间运动。

4.根据权利要求1所述的智能全通径压裂滑套，其特征在于：所述的上塞球座（1）上端开设有六个槽，便于压裂完后油的流出。

技术总结本发明公开了一种石油天然气压裂工具，主要涉及的是一种智能全通径压裂滑套，具体技术方案为：智能全通径压裂滑套包括外套管部分，飞镖部分和控制部分；其中的外套管部分包括上套管，活塞，销钉，下套管；其中的飞镖部分包括上塞球座，塞球，下塞球座，内推管，小弹簧，芯管，大弹簧，外推管，制动球，卡爪，扭簧，扭簧轴，轴盖，卡爪座，按键，按键杆，电磁锁；其中的控制部分包括信号检测模块，信号采集模块,MCU控制模块以及供电电源模块集成于PCB控制板。飞镖具有俩种状态，未激活时可以通过顺利通过任意外套管，当飞镖检测通过每一个外套管会进行一次计数，当到达预设值，飞镖切换到激活状态，激活时打开外套管上的活塞，形成压裂效果。技术研发人员：田家林,黄春健,杨建波,谢宇峰,杨琳受保护的技术使用者：西南石油大学技术研发日：技术公布日：2024/6/26