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专利号: 2019111993631
申请人: 东北石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种可计数井下全通径压裂滑套,包括开关总成(2)及至少一个执行总成(1),所述执行总成(1)连接到井筒上,所述执行总成(1)内具有凸台(5‑3);所述开关总成(2)投入到所述井筒内,其特征在于:

所述开关总成(2),包括计数机构、封隔机构及卡锁机构;

所述开关总成(2)在所述井筒内下行通过所述凸台(5‑3)时,所述凸台(5‑3)与所述计数机构相触形成驱动力;

所述驱动力,用于触发所述计数机构运行并产生固定位移量;

所述固定位移量,用于计算总位移量;

所述总位移量等于所述固定位移量×(目的压裂层的层数‑1);

将所述总位移量预设到所述计数机构中;

所述计数机构执行完毕所述总位移量时,所述计数机构启动所述封隔机构及所述卡锁机构,且所述开关总成(2)下行至目的压裂层;

所述计数机构,包括直线位移机构及驱动机构;

所述开关总成(2)在所述井筒内下行过程中,所述驱动机构与所述凸台(5‑3)相触产生所述驱动力;所述驱动力,用于驱动所述直线位移机构产生所述固定位移量;

所述封隔机构,在压裂作业时,用于坐封地层以便压裂液在所述井筒内形成驱动液力;

所述驱动液力,用于驱动所述执行总成(1)开启所述目的压裂层的压裂通道;

所述卡锁机构,用于所述开关总成(2)到达所述目的压裂层时停坐于所述凸台(5‑3)上,并将所述驱动液力通过所述凸台(5‑3)传递到所述目的压裂层对应的所述执行总成(1)上;

所述卡锁机构,包括:弹出组件、启动组件及锁定组件;

在所述开关总成(2)经过所述目的压裂层前一层时,所述弹出组件径向弹出,所述开关总成(2)到达所述目的压裂层停坐于所述凸台(5‑3)上;

所述计数机构启动所述启动组件;

所述启动组件,用于触发所述弹出组件径向弹出;

所述锁定组件,用于所述弹出组件停坐于所述凸台(5‑3)上时锁定所述弹出组件。

2.根据权利要求1所述的一种可计数井下全通径压裂滑套,其特征在于:所述开关总成(2)还包括:开关主体;

所述开关主体,包括:顶盖(6)、中套(20)及下套(14);

所述顶盖(6)与所述中套(20)连接;

所述中套(20)内设有环形凸台(20‑1);

所述环形凸台(20‑1),用于支撑所述计数机构;

所述环形凸台(20‑1)下方的所述中套(20)内壁上对称设置两条轨道(20‑7);

所述下套(14)连接在所述中套(20)下端;

所述下套(14)上设置所述卡锁机构连接结构。

3.根据权利要求2所述的一种可计数井下全通径压裂滑套,其特征在于:所述驱动机构连接在所述顶盖(6)上。

4.根据权利要求3所述的一种可计数井下全通径压裂滑套,其特征在于:所述直线位移机构,包括棘轮轴(21)及棘轮套(22);

所述棘轮轴(21)可转动连接于所述环形凸台(20‑1)上;

所述棘轮套(22)外圆周对称布置两条通长矩形槽(22‑1);

所述轨道(20‑7)与所述矩形槽(22‑1)连接为直线滑动导轨机构;

所述滑动导轨机构,用于所述棘轮套(22)的位移导向,及限制所述棘轮套(22)轴向旋转;

所述棘轮套(22)与所述棘轮轴(21)同轴螺纹连接;

所述驱动力驱动所述棘轮轴(21)旋转固定角度,同时,所述棘轮套(22)沿所述滑动导轨机构移动所述固定位移量。

5.根据权利要求4所述的一种可计数井下全通径压裂滑套,其特征在于:所述驱动机构,包括:推块(7)、棘轮爪(28)及启动计数组件(8);

所述推块(7)轴连接在所述顶盖(6)上;

所述棘轮轴(21)上设置棘轮齿(21‑3);

所述棘轮爪(28)与所述推块(7)连接;

所述棘轮爪(28)与所述棘轮齿(21‑3)构成棘轮机构;

所述启动计数组件(8)贴在所述推块(7)的外侧面;

在所述开关总成(2)经过所述凸台(5‑3)时,所述凸台(5‑3)挤压所述启动计数组件(8);

所述挤压,用于形成所述驱动力;

所述驱动力,用于驱动所述推块(7)带动所述棘轮爪(28)转动;

所述棘轮爪(28)转动,用于推动所述棘轮齿(21‑3)带动所述棘轮轴(21)旋转固定角度。

6.根据权利要求5所述的一种可计数井下全通径压裂滑套,其特征在于:所述启动计数组件(8),其下部为圆弧面薄板,上部为倾斜平板;

所述圆弧面薄板上开有固定孔(8‑1);

所述固定孔(8‑1),用于与所述开关主体连接;

对称设置的两个倾斜平板间的距离大于所述凸台(5‑3)的内径;

所述倾斜平板贴在所述推块(7)的外侧面;

所述凸台(5‑3)挤压所述倾斜平板形成所述驱动力。

7.根据权利要求6所述的一种可计数井下全通径压裂滑套,其特征在于:所述计数机构,还包括:安全爪组件;

所述安全爪组件,包括:安全爪(19)和第一复位弹簧(30);

所述棘轮轴(21)上部具有齿轮齿(21‑2);

所述安全爪(19),其前端为齿轮齿结构(19‑1),其中部轴连接在所述顶盖上;

所述齿轮齿结构(19‑1)与所述齿轮齿(21‑2)啮合;

所述第一复位弹簧(30),用于将所述齿轮齿结构(19‑1)涨紧在所述齿轮齿(21‑2)上;

其中一个所述倾斜平板贴在所述安全爪(19)的侧面,用于挤压所述安全爪(19);

所述安全爪(19)在所述挤压作用下,以所述棘轮轴(21)为中心克服涨紧力进行旋转;

所述安全爪(19)进行所述旋转,用于所述齿轮齿结构(19‑1)与所述齿轮齿(21‑2)分离;

所述分离,用于棘轮轴(21)自由转动。

8.根据权利要求5所述的一种可计数井下全通径压裂滑套,其特征在于:所述封隔机构,包括:滑块组件及胶筒(10);

所述胶筒(10)套在所述中套(20)的外面;

所述滑块组件连接在所述中套上;

所述中套(20)内具有第一流道;

所述滑块组件上具有第二流道;

在所述计数机构启动所述封隔机构时,所述滑块组件,用于外推所述胶筒(10)使其与所述中套(20)之间形成间隙,并将所述第一流道与所述第二流道连通形成总流道;

压裂液力经所述总流道进入所述间隙;

所述压裂液力,用于扩大所述间隙并胀开所述胶筒(10)。

9.根据权利要求2所述的一种可计数井下全通径压裂滑套,其特征在于:所述弹出组件,包括:卡板(15)及卡板弹簧(24);

所述卡板(15)对称安装在所述下套(14)上;

所述卡板(15)底端设三角钩结构(15‑4)及止回销钉孔(15‑3);

所述启动组件,包括:推杆(23)及推杆弹簧(25);

所述推杆(23)具有三角沟槽(23‑2);

所述三角钩结构(15‑4)与三角沟槽(23‑2)扣合在一起,用于阻止所述卡板(15)径向弹出;

所述推杆(23)与所述卡板(15)之间连接卡板弹簧(24);

所述计数机构下压所述推杆弹簧(25),所述推杆(23)的所述三角钩结构(15‑4)与三角沟槽(23‑2)脱开时,所述卡板弹簧(24),用于向所述卡板(15)施加径向弹出的力;

所述锁定组件,包括:止回销钉(16)及止回弹簧(27);

在所述卡板(15)径向弹出并停坐于所述凸台(5‑3)时,所述止回弹簧(27)将止回销钉(16)推入所述止回销钉孔(15‑3)中;

所述止回销钉(16),用于将所述弹出组件锁定在所述凸台(5‑3)上。