一种机械式无限级识别滑套机构、压裂管柱及施工方法与流程

本发明涉及油气田开发领域，具体说是一种机械式无限级识别滑套机构、压裂管柱及施工方法。

背景技术：

1、目前，非常规储层最经济有效的开采或增产增注方法仍然以分段开采、压裂工艺为主。分段压裂过程中，最主要的技术分别是滑套压裂技术和桥塞-射孔联作技术，层段间需要投球或下桥塞进行封隔，再进行下一步逐层换层施工。在多层滑套压裂技术和桥塞-射孔联作技术中，都利用相对应尺寸的压裂球（从小至大），逐层封堵住已施工的储层，同时打开新的压裂目的层。该方式存在以下不足：（1）压裂层数受限，油管压裂时，压裂管柱内径空间有限，分段开采需要投入不同直径大小的球，开采层数一般在十层以内，难以实现更多层数改造；（2）压裂排量受限，油管压裂时，压裂管柱内滑套逐级缩径，产生节流压差，受地面压力限压控制，大排量施工时难以提高排量，影响改造效果。

技术实现思路

1、为了克服现有的多层滑套压裂机构压裂层数和压裂排量受限的不足，本发明提供一种机械式无限级识别滑套机构、压裂管柱及施工方法，该机械式无限级识别滑套机构及压裂管柱、施工方法可以进行一趟管柱多层压裂施工，提高了压裂层数，避免了逐级缩径产生的节流压差，能够满足大规模压裂改造工艺需求。

2、本发明的技术方案是：一种机械式无限级识别滑套机构，包括外筒，所述外筒内部设有内筒，所述内筒侧壁上分别通过旋转轴连接卡块、旋转杆和识别杆，所述内筒和外筒侧壁上对应卡块、旋转杆和识别杆处开有轴向的通槽，所述卡块通过旋转轴a连接在外筒的通槽内，所述旋转杆和识别杆通过旋转轴d连接在外筒的通槽内。

3、进一步，还包括喷砂器，喷砂器本体内部通过剪钉连接滑套，所述外筒位于滑套内部。

4、进一步，所述外筒上的通槽包括通槽a和通槽b，所述旋转轴a位于通槽a内，所述旋转轴d位于通槽b内。

5、进一步，所述旋转杆一端通过旋转轴c连接在内筒上，识别杆通过旋转轴e连接在内筒上，且旋转轴e位于旋转轴c下方；旋转杆和识别杆另一端通过旋转轴d相连；所述卡块通过旋转轴b连接在内筒上，且旋转轴位于旋转轴c上方。

6、进一步，所述卡块端部伸出外筒外部，所述识别杆端部伸出外筒外部。

7、进一步，所述外筒上下两端分别通过螺纹连接上密封盖和下密封盖，所述上密封盖底部与内筒顶部之间设有弹簧。

8、一种采用所述的机械式无限级识别滑套机构的压裂管柱，包括若干个机械式无限级识别滑套机构，将机械式无限级识别滑套机构中卡块在通槽a中的下极限位置与识别杆在通槽v中的上极限位置之间的距离设为识别长度l，则不同机械式无限级识别滑套机构中的l不同；还包括若干个喷砂器，且喷砂器内部的滑套长度h由下至上逐渐增加。

9、一种采用所述的机械式无限级识别滑套机构的施工方法，包括若干个机械式无限级识别滑套机构，将机械式无限级识别滑套机构中卡块在通槽a中的下极限位置与识别杆在通槽v中的上极限位置之间的距离设为识别长度l，则不同机械式无限级识别滑套机构中的识别长度l不同；还包括若干个喷砂器，且喷砂器内部的滑套长度h由下至上逐渐增加；

10、向井下投入机械式无限级识别滑套机构，当所述机械式无限级识别滑套机构经过非目标滑套时，此时h>l，识别杆下落至滑套上端面，受滑套阻挡向内收回，当识别杆外端部滑出滑套下端面时，卡块仍处于滑套内部，保持内收，使机械式无限级识别滑套机构通过非目标滑套；

11、当机械式无限级识别滑套机构经过目标滑套时，此时h<l,识别杆下落至滑套上端面，受滑套阻挡向内收回，当识别杆外端部滑出滑套下端面时，此时卡块端部位于滑套上部，卡块向外张开卡住滑套上端，实现管内憋压，推动滑套下行，打开压裂目的层出液口，进行目的层压裂施工。

12、进一步，依次向井下投入若干个机械式无限级识别滑套机构，且机械式无限级识别滑套机构的识别长度l按照投入顺序逐渐增加。

13、进一步，当压裂层数为n层时，滑套长度hi，识别长度li，则hi<li<hi+1,其中0<i≤n。

14、本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，该机械式无限级识别滑套机构根据改变识别长度与滑套长度之间的关系，形成一种滑套开关器，投入滑套开关器，配合相应滑套可开启相应层位，从而进行相应层位的压裂施工，可进行一趟管柱多层压裂施工，提高了压裂层数；由于只需改变滑套长度而不需改变各层滑套的直径，从而避免了逐级缩径产生的节流压差，且其结构抗磨蚀能力强，能够满足大规模压裂改造工艺需求。

技术特征：

1.一种机械式无限级识别滑套机构，包括外筒（4），其特征在于：所述外筒（4）内部设有内筒（7），所述内筒（7）侧壁上分别通过旋转轴连接卡块（6）、旋转杆（8）和识别杆（10），所述内筒（7）和外筒（4）侧壁上对应卡块（6）、旋转杆（8）和识别杆（10）处开有轴向的通槽，所述卡块（6）通过旋转轴a（5）连接在外筒（4）的通槽内，所述旋转杆（8）和识别杆（10）通过旋转轴d（17）连接在外筒（4）的通槽内。

2.根据权利要求1所述的机械式无限级识别滑套机构，其特征在于：还包括喷砂器（14），喷砂器（14）本体内部通过剪钉（13）连接滑套（12），所述外筒（4）位于滑套（12）内部。

3.根据权利要求2所述的机械式无限级识别滑套机构，其特征在于：所述外筒（4）上的通槽包括通槽a（19）和通槽b（20），所述旋转轴a（5）位于通槽a（19）内，所述旋转轴d（17）位于通槽b（20）内。

4.根据权利要求3所述的机械式无限级识别滑套机构，其特征在于：所述旋转杆（8）一端通过旋转轴c（16）连接在内筒（7）上，识别杆（10）通过旋转轴e（18）连接在内筒（7）上，且旋转轴e（18）位于旋转轴c（16）下方；旋转杆（8）和识别杆（10）另一端通过旋转轴d（17）相连；所述卡块（6）通过旋转轴b（15）连接在内筒（7）上，且旋转轴（15）位于旋转轴c（16）上方。

5.根据权利要求4的机械式无限级识别滑套机构，其特征在于：所述卡块（6）端部伸出外筒（4）外部，所述识别杆（10）端部伸出外筒（4）外部。

6.根据权利要求5的机械式无限级识别滑套机构，其特征在于：所述外筒（4）上下两端分别通过螺纹连接上密封盖（1）和下密封盖（11），所述上密封盖（1）底部与内筒（7）顶部之间设有弹簧（3）。

7.一种采用权利要求1-6任一项所述的机械式无限级识别滑套机构的压裂管柱，其特征在于：包括若干个机械式无限级识别滑套机构，将机械式无限级识别滑套机构中卡块（6）在通槽a（19）中的下极限位置与识别杆（10）在通槽v（20）中的上极限位置之间的距离设为识别长度l，则不同机械式无限级识别滑套机构中的l不同；还包括若干个喷砂器（14），且喷砂器（14）内部的滑套（12）长度h由下至上逐渐增加。

8.一种采用权利要求1-6任一项所述的机械式无限级识别滑套机构的施工方法，其特征在于：包括若干个机械式无限级识别滑套机构，将机械式无限级识别滑套机构中卡块（6）在通槽a（19）中的下极限位置与识别杆（10）在通槽v（20）中的上极限位置之间的距离设为识别长度l，则不同机械式无限级识别滑套机构中的识别长度l不同；还包括若干个喷砂器（14），且喷砂器（14）内部的滑套（12）长度h由下至上逐渐增加；

9.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于：依次向井下投入若干个机械式无限级识别滑套机构，且机械式无限级识别滑套机构的识别长度l按照投入顺序逐渐增加。

10.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于：当压裂层数为n层时，滑套（12）长度hi，识别长度li，则hi<li<hi+1,其中0<i≤n。

技术总结本发明涉及油气田开发领域，尤其涉及一种机械式无限级识别滑套机构、压裂管柱及施工方法。主要解决现有的多层滑套压裂机构压裂层数和压裂排量受限的问题。所述内筒（7）侧壁上分别通过旋转轴连接卡块（6）、旋转杆（8）和识别杆（10），内筒（7）和外筒（4）侧壁上对应卡块（6）、旋转杆（8）和识别杆（10）处开有轴向的通槽，卡块（6）通过旋转轴A（5）连接在外筒（4）的通槽内，旋转杆（8）和识别杆（10）通过旋转轴D（17）连接在外筒（4）的通槽内。该机械式无限级识别滑套机构及压裂管柱、施工方法可以进行一趟管柱多层压裂施工，提高了压裂层数，避免了逐级缩径产生的节流压差，能够满足大规模压裂改造工艺需求。技术研发人员：张鹏宇,高赫一,孙大公,陈政先,王铎豫,赵子峰受保护的技术使用者：中科振华能源装备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26