[发明专利]一种模块化无级差可反复开关式压裂滑套

说明书

一种模块化无级差可反复开关式压裂滑套。主要为了解决现有滑套存在的压裂层数、开关次数、管柱通径受限等问题。其特征在于：包括依次连接的框架支撑单元、检测控制单元以及执行单元；框架支撑单元即滑套的外壳和主要支撑部件；检测控制单元设置有射频识别模块和液压阀模块，射频识别模块设置为检测识别压裂液的携载标签，并将所获取的信号传输给液压阀模块，液压阀为滑套的控制部件，被设置为根据接收的信号生成相应的控制信号，并将控制信号输送给执行单元；执行单元设置有供油模块、储油模块、液压缸传动模块及内滑套模块；液压缸传动模块设置为将供油模块提供的液压能转化为机械能；内滑套模块设置为通过直线运动实现滑套的启闭动作。

技术领域

本发明涉及一种应用于石油开发领域的可反复开关式压裂滑套。

背景技术

我国随着石油需求的不断增加，世界油气田资源的开发愈也加深入。为了提高石油与天然气的开采量，则必须加快研究水平井压裂技术的研究，而水平井压裂技术中最重要的是压裂滑套。所以如何提高油田的开发效益，最大程度的提高油田采收率已经成为石油行业共同追求的目标。因此，研发出一种高效的，工艺简单，井下工具数量少，成本低的压裂设备尤为重要。在现有技术的几类滑套中，投球式滑套由于压裂球和球座存在尺寸的限制，不能实现无限极压裂；飞镖式滑套由于结构复杂，制造成本高昂，而且经常存在密封不严的情况；开关式滑套由于在进行压裂工作时需要很大的驱动力，再加上本体结构、生锈以及密封圈的摩擦和限位机构等影响因素，导致该驱动力会变得更大，极易导致管串的断裂。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种模块化无级差可反复开关式压裂滑套。该设备能够在水平石油井下工作，实现滑套的多次打开与关闭，可实现多层压裂，使其不再受压裂层数的限制，在压裂过程中可实现滑套启闭的自由调节，同时实现管柱的全通径开采，使其压裂程度最大化。有效解决了传统压裂滑套的缺陷，使滑套向智能化发展，同时可降低工人的工作疲劳强度。

本发明的技术方案是：该种模块化无级差可反复开关式压裂滑套包括框架支撑单元、检测控制单元以及执行单元，其独特之处在于：

所述的框架支撑单元为整个压裂滑套机构的框架支撑机构，包括上管柱接头、中心管、下管柱接头和套体；中心管作为主要的承重和定位部件，用来连接和定位滑套内的各个模块；中心管上的喷砂孔端具有一个用于定位的加厚结构；中心管穿套在套体内部，上管柱接头和下管柱接头的末端均以螺纹连接的形式固定在中心管两端且内接于套体的上下两端；其中，上管柱接头的下部连接套体的上部，连接方式为螺纹连接；套体的下部与液压缸模块采用焊接的方式连接在一起；下管柱接头的靠近下部位置的周向间隔设置有4个均匀对称分布的喷砂孔，以使得下管柱接头的上端与内滑套模块中的喷砂孔以及中心管中的喷砂孔的位置相互吻合；上管柱接头靠近下端位置的外侧设置有一圈台阶；中心管、内滑套模块以及下管柱接头上的4个均匀分布的喷砂孔，孔径尺寸由内到外逐渐减小，以使喷砂孔内外形成较大的压力差，在三组喷砂孔的中心线重合时，压裂液得以喷出；

所述检测控制单元为整个滑套机构的信号接收和信号传递的控制机构；包括射频识别模块和液压阀模块；液压阀模块包括液压阀阀腔体、二通插装阀1号、二通插装阀2号、二通插装阀3号以及二通插装阀4号；全部的二通插装阀均由磁铁、弹簧、阀芯、盖板和阀座组成；所述检测控制单元按照如下模式工作，首先由射频识别模块接收来自外界的指令，并将其转换成内部信号输送到液压阀模块，液压阀模块接收到来自射频模块的信号时，该装置里面的控制部件使线圈得电，产生电磁力，将磁铁向上吸引，进而打开液压通道，使高压液从液压阀模块流向液压缸模块。