[发明专利]随钻随压井下液压控制装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种应用于油气田开发工程领域中的井下设备。

背景技术：

随着能源的消耗，非常规油气的开发越来越受重视。在非常规油气开发过程中，为了提高产量可钻多分支井或者在钻井结束后实施水力压裂。钻多分支井虽然可以提高产量，但效果有限。为了进一步提高油气的动用程度，可对分支井实施水力压裂，但目前技术很难将压裂管柱下放到分支井中，因此对分支井压裂存在技术困难。如果采用钻井结束后实施水力压裂则需要将井下的钻柱全部提出后更换成压裂管柱，然而更换管柱的过程会消耗大量的时间和人力物力，严重影响开发的效率。如果可以在钻井的同时进行压裂就可以解决分支井无法压裂和更换管柱费时费力的问题。

发明内容：

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种随钻随压井下液压控制装置，该种随钻随压井下液压控制装置结构简单，设计巧妙，易于拆卸和安装，可以通过控制液体流向实现钻杆内的连通与封堵，进而实现钻井与压裂的转换。

本发明的技术方案是：该种随钻随压井下液压控制装置，包括外筒上部、外筒下部、内筒、单流阀关闭件以及弹簧，其特征在于：

外筒上部具有内部空腔并开有外筒出口，所述内部空腔与外筒出口相交于外筒出口端面处；所述内部空腔的内壁开有深槽和浅槽，在深槽和浅槽之间为外筒内壁齿，外筒内壁齿具有外筒内壁齿端面，外筒内壁齿端面为光滑斜面；在所述外筒上部的底端用于和所述外筒下部相连接的连接处开有内螺纹；

外筒下部亦为空心圆筒，所述外筒下部的底端内侧具有外筒下部齿，外筒下部齿的齿壁与所述外筒下部的内侧壁之间形成外筒下部槽，所述外筒下部槽的槽宽与弹簧的宽度相吻合以实现对所述弹簧的安装；外筒下部齿具有外筒下部齿端面，外筒下部齿端面为光滑斜面；在所述外筒下部的顶端用于和所述外筒上部相连接的连接处开有外螺纹；

内筒具有上、下两个直径不同的空心腔，所述上、下两个空心腔之间通过单流阀关闭件安装孔来分隔，围绕所述单流阀关闭件安装孔开有若干个导流孔；所述内筒的外壁底端开有内筒外壁齿，内筒外壁齿具有内筒外壁齿端面，内筒外壁齿端面为光滑斜面，所述内筒的内壁底端开有内筒端面齿，具有内筒端面齿端面，内筒端面齿端面为光滑斜面；内筒的上空心腔具有内筒出口端面；

其中，所述内筒外壁齿与外筒内壁齿相啮合，从而使得内筒外壁齿端面与外筒内壁齿端面的端面之间能够在一端压力作用下发生相对滑动，以实现内筒在外筒上部中的旋转；所述内筒端面齿与外筒下部齿相啮合，从而使得外筒下部齿端面与内筒端面齿端面之间能够在一端压力作用下发生相对滑动，以实现内筒在外筒下部中的旋转；

所述单流阀关闭件由单流阀下端面和单流阀上端面以及圆柱体杆构成；其中单流阀下端面与内筒出口端面相配合，用于坐封该端面；单流阀上端面与外筒出口端面相配合，用于坐封该端面；

外筒上部、外筒下部、内筒、单流阀关闭件以及弹簧按照如下方式连接，单流阀关闭件安装在内筒上的单流阀关闭件安装孔中并能够在其中自由活动，内筒安装在外筒上部内，内筒外壁齿能够进入深槽或浅槽内,内筒外壁齿在深槽和浅槽之间交替时，内筒能够旋转，弹簧安放在外筒下部槽中；外筒上部与外筒下部通过螺纹紧密相连，内筒的端面将弹簧压缩在外筒下部槽中。

本发明具有如下有益效果：本装置可通过螺纹连接在钻杆上，无需对钻杆大规模改造，在使用过程中只需在钻杆上连接喷砂器和扩张式封隔器，方便实用；本装置可以通过控制液体流向实现钻杆内的连通与封堵，在使用时只需要在地面控制液体的流动情况就可以使内筒旋转，进而实现阀门的开关。当阀门处于开启状态时，液体可以通过导流孔在钻杆内外循环，可正常钻井，当阀门处于关闭状态时，钻杆内部不连通，可以在钻杆内憋压使封隔器坐封，喷砂器打开，对地层实施压裂。本装置将钻井和压裂巧妙地结合在一起，这样就能够实现随钻随压，钻井压裂采用一套管柱，解决了频繁更换管柱和多分支井压裂的问题，节约了钻井设备和压裂设备搬迁的时间，降低了开采油气的成本。

附图说明：

图1是本发明的三维结构示意图。

图2是本发明的结构剖面图。

图3是本发明所述内筒的三维结构图。

图4是本发明所述内筒的结构剖面图。

图5是图3另一个视角下的三维结构图。

图6是本发明所述外筒上部的三维结构图。

图7是本发明所述单流阀关闭件的三维结构图。

图8是本发明所述外筒下部的三维结构图。