[发明专利]用于开关式滑套的开关工具

说明书

技术领域

本发明涉及一种压裂装置，更具体地涉及一种用于开关式滑套的开关工具。

背景技术

滑套式分段压裂装置是非常规油气资源开采的一种重要装置，其广泛应用于页岩气、低渗透产层、薄油层的直井、定向井、水平井的压裂增产改造。在这些应用中，通常在压裂后根据产层出液情况，对压裂孔进行选择性关闭和/或打开以达到分层封堵测试、投产的目的。通常这使用相应的开关工具进行，因此开关工具是滑套式分段压裂装置的一项重要装置。

对于一些开关式滑套，通常使用开关管柱或功能类似的装置实现其打开和关闭。在使用这种开关管柱时，首先使用开关管柱把开关工具送至作业位置，然后通过向开关管柱内加压而操作开关工具，进而实现打开和/或关闭滑套的压裂孔。

在水平井、深井等作业中，由于压裂位置距离井口较远，在下入开关管柱的过程中，开关管柱容易遇阻而不能正常下入或开关管柱不能将驱动力有效地传递给滑套，导致不能顺畅打开和/或关闭压裂孔。此外，在开关工具受到岩屑侵蚀、水泥浆堵塞或其它异常情况作用时，将造成开关工具不能正常回收，压裂孔的打开和/或关闭也会出现困难。开关工具的可靠性难以保证。

因此，急需一种工作性能受外界阻力影响较小的开关工具。

发明内容

针对上述的问题，本发明提出了一种用于开关式滑套的开关工具，其能够实现顺利下入井内并且能将作用力有效地传递给滑套。

根据本发明，提出了一种用于开关式滑套的开关工具，包括，

筒状本体，在所述筒状本体的侧壁上至少设置有贯穿的液孔，在侧壁的外表面上设置有凹槽，

锁块机构，其包括设置在所述凹槽内的挡槽和设置在挡槽内的锁块，在所述锁块与挡槽之间设置第一弹性件，所述锁块包括处于其一端处的引导斜面，

设置在筒状本体的一端处的引导壳体，其包括接收轴向作用力的受力结构体，以及能通过与引导斜面的相互作用而引导所述锁块作径向运动的引导端，其中所述受力结构体的第一受力面与所述筒状本体的液孔连通以承受轴向液压力，第二受力面与能施加轴向力的第二弹性件接触，以及

相邻于所述挡槽设置在所述凹槽内的第一轴承，用于使所述筒状本体能相对于所述挡槽转动，

其中，在初始状态中，所述引导壳体在第二弹性件的作用下克服第一弹性件的作用力而将锁块下压至缩回位置；当在筒状本体内充入液体并加压后，液力克服第二弹性件的作用力使所述引导壳体沿轴向朝向第一方向运动，释放对所述锁块的下压力，从而使得所述锁块在第一弹性件的作用下径向向外地运动到伸出位置；当筒状本体内卸压后，所述引导壳体在第二弹性件的作用力下沿轴向朝向第二方向运动，从而通过引导端下压所述锁块并克服第一弹性件的作用力而使所述锁块径向向里地运动至缩回位置。

这种开关工具的结构较为紧凑，易损件较少因而使用寿命较长。更为重要地是，这种开关工具包括第一轴承，使得当开关工具所安装的管柱在下入或上提过程中受阻而运动不畅时，可通过转动管柱和筒状本体而排除阻力。特别是在打开或关闭开关式滑套，管柱运动不畅时，可仅通过转动管柱和筒状本体而不必转动锁块机构以及与锁块接合的开关式滑套即可将所需的作用力有效地传递给开关式滑套，方便了施工操作。

在一个实施例中，锁块在另一端处设有复位斜面。复位斜面在径向上处于所述引导斜面的内侧，并通过直角台肩与引导斜面相连。在一个优选的实施例中，开关工具还包括通过剪切销与筒状本体相连的复位壳体。复位壳体包括能通过筒状本体中的另一液孔而承受液力的受力结构体，以及仅在所述锁块处于伸出位置时才与复位斜面相接触的复位端。当需要复位时，通过液力剪断剪切销并使复位壳体沿轴向朝向第一方向运动，从而通过复位端与复位斜面的相互作用而将锁块从伸出位置下压至缩回位置。

在一个实施例中，引导斜面处于锁块的上游端，用于实现开关式滑套的打开。在另一个实施例中，引导斜面处于锁块的下游端，用于实现开关式滑套的关闭。

在一个实施例中，锁块在另一端处设有复位斜面。在引导斜面和复位斜面之间设有直角凹槽。这种结构的锁块不但能实现打开功能还能实现关闭功能，使得开关工具的生产、装配更简单。

在一个优选的实施例中，开关工具还包括通过剪切销与筒状本体相连的复位壳体。复位壳体包括能通过筒状本体中的另一液孔而承受液力的受力结构体，以及仅在锁块处于伸出位置时才与所述复位斜面相接触的复位端。当需要复位时，通过液力剪断剪切销并使复位壳体沿轴向朝向第一方向运动，从而通过复位端与复位斜面的相互作用而将锁块从伸出位置下压至缩回位置。