本發(fā)明涉及油氣井井下分層壓裂用滑套，具體地說是涉及一種油氣井壓裂酸化用開啟可控式壓差滑套及試壓方法。

背景技術(shù)：

1、在油氣田開發(fā)過程中，對于許多低滲透油氣藏的開發(fā)，一般需要進(jìn)行壓裂、酸化等改造措施，對于壓裂、酸化等井下作業(yè)工具一般需要承受高壓、高溫等惡劣的井下環(huán)境，尤其對于多級分段壓裂完井工程來說，其工藝復(fù)雜、涉及的井下工具種類多、技術(shù)要求高，其配套工具的工作性能至關(guān)重要，比如：壓裂酸化用滑套，一旦出現(xiàn)問題，勢必會引起井下事故的發(fā)生，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2、隨著新井的地層情況越來越復(fù)雜，分層作業(yè)越來越普遍、井下壓裂酸化用滑套的工作可靠性越來越受到重視。

3、目前，常規(guī)壓差開啟式壓裂滑套主要應(yīng)用于分層壓裂套管固井完井管柱中，安裝在管柱的最末端，用于首段壓裂?？芍苯哟蜷_滑套進(jìn)行壓裂作業(yè)，無需射孔，作業(yè)效率高，降低了作業(yè)成本，因此，應(yīng)用廣泛。目前，壓差滑套主要有直接開啟式壓差滑套和延時(shí)可試壓壓差滑套：直接開啟式壓差滑套通過地面打壓直接打開，不能滿足套管的試壓要求；延時(shí)可試壓壓差滑套是在內(nèi)部安裝了延時(shí)結(jié)構(gòu)，地面打壓至套管試壓壓力時(shí)，可延時(shí)啟動；試壓結(jié)束后，滑套開啟。但延時(shí)型壓差滑套因井底條件的變化以及施工和操作等原因，存在開啟時(shí)間過短或者無法正常開啟等問題，導(dǎo)致無法滿足施工要求。

4、通過檢索，為了解決上述問題出現(xiàn)了以下相關(guān)專利技術(shù)：專利申請?zhí)?02123139997.3公開的一種可多次試壓趾端滑套。上述實(shí)用新型包括上接頭、中心管、活動導(dǎo)環(huán)、活塞桿、活塞、止環(huán)、滾珠、彈簧、破裂盤和下接頭。

5、上述滑套能夠滿足兩次試壓功能，活塞桿和活塞連接，通過活塞換向結(jié)構(gòu)的長短軌道變換，實(shí)現(xiàn)活塞兩端液壓通斷。

6、但是，活塞操作腔為空氣腔，會受到內(nèi)外壓差和氣密性的影響，工具的內(nèi)部壓力也會受到活塞桿動作的影響。破裂盤破裂后，試驗(yàn)壓力也會受到換向結(jié)構(gòu)受力能力的影響。

7、專利申請?zhí)?01820152248.3公開的可試壓趾端滑套。上述實(shí)用新型包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的內(nèi)滑套。內(nèi)滑套包括上內(nèi)滑套與下內(nèi)滑套，上內(nèi)滑套安裝限流閥，下內(nèi)滑套的側(cè)壁上設(shè)有破裂盤。打壓時(shí)，破裂盤破裂后通過限流閥對油腔內(nèi)油脂流過限流閥的限流作用，實(shí)現(xiàn)滑套的延遲開啟。

8、但是，滑套仍存在開啟時(shí)間短或者無法正常開啟的問題。

9、專利申請?zhí)?01821811355.9公開的一種活塞式延時(shí)開啟趾端滑套。上述實(shí)用新型包括上接頭、殼體、延時(shí)機(jī)構(gòu)、中心管、開啟機(jī)構(gòu)和下接頭。工作時(shí)，當(dāng)井筒液體達(dá)到設(shè)定壓力值時(shí)，開啟機(jī)構(gòu)啟動帶動延時(shí)機(jī)構(gòu)啟動，經(jīng)過設(shè)定時(shí)長后推動開啟活塞移動直至壓裂外口與壓裂內(nèi)口相通。

10、但是，上述實(shí)用新型同樣存在開啟時(shí)間短或者無法正常開啟的問題。

11、鑒于此，非常有必要提供一種油氣井壓裂酸化用開啟可控式壓差滑套以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種油氣井壓裂酸化用開啟可控式壓差滑套及試壓方法，優(yōu)化滑套的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、使滑套的開啟時(shí)間和次數(shù)得到控制，以解決現(xiàn)有油氣井在井下壓裂酸化完井工程中使用的滑套存在的開啟時(shí)間短或者無法正常開啟的問題。保證完井工程的順利進(jìn)行，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

2、本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種油氣井壓裂酸化用開啟可控式壓差滑套，設(shè)有中心管、換向活塞和活塞輔助回彈機(jī)構(gòu)，其中：設(shè)有傳壓孔的傳力內(nèi)管上端與中心管連接、下端插裝在滑套中，中心管、傳力內(nèi)管和滑套安裝在上接頭與下接頭之間的內(nèi)孔中；設(shè)有活塞平衡孔的彈簧外筒、活塞外筒以及設(shè)有循環(huán)口和滑套平衡孔的滑套外筒自上而下依次與上接頭和下接頭的外圓連接；設(shè)有試壓軌道的換向活塞與活塞連接套連接并安裝在由中心管、傳力內(nèi)管、活塞外筒和滑套外筒形成的壓力操作腔中；活塞輔助回彈機(jī)構(gòu)安裝在由中心管與彈簧外筒形成的環(huán)空中且位于換向活塞的上方；活塞外筒與換向活塞通過活塞啟動剪釘連接，安裝在活塞外筒中的導(dǎo)向螺釘與換向活塞的試壓軌道連接，滑套與滑套外筒通過滑套開啟剪釘連接。

3、優(yōu)選的，所述換向活塞是非等徑筒狀體且筒體外圓自上而下依次設(shè)置外螺紋連接段、活塞啟動剪釘槽、試壓軌道、活塞限位連接段和外螺紋連接段；所述活塞啟動剪釘槽中能夠插入活塞啟動剪釘，在所述的試壓軌道中能夠插入導(dǎo)向螺釘，在活塞限位連接段下部的內(nèi)圓和外圓均設(shè)置密封圈槽并在其中安裝密封件。

4、優(yōu)選的，在所述換向活塞的活塞限位連接段中密封圈槽的上方均勻分布且交錯(cuò)設(shè)置活塞限位卡塊和活塞限位卡槽；在換向活塞中，所述活塞限位連接段的外徑大于試壓軌道所在的本體外徑。

5、優(yōu)選的，所述試壓軌道由彎折的非對稱軌道槽構(gòu)成，在所述的試壓軌道中設(shè)有軌道起始位、軌道恢復(fù)位，滑套開啟位和裝置試壓位，在試壓軌道中按照軌道槽所在的位置高度排序、自上而下依次是平行設(shè)置的軌道起始位和軌道恢復(fù)位、裝置試壓位以及滑套開啟位，所述裝置試壓位的所在位置高于滑套開啟位且在縱向上與其平行。

6、優(yōu)選的，所述換向活塞中的試壓軌道至少設(shè)置一組并且滑套開啟位所在的滑套開啟軌道槽的長度大于裝置試壓位所在的裝置試壓軌道槽的長度；與所述換向活塞螺紋連接的活塞連接套的內(nèi)圓是階梯內(nèi)圓且自上而下設(shè)置內(nèi)螺紋連接段、壓力傳遞腔和限位臺階，該內(nèi)螺紋連接段與換向活塞螺紋連接，該壓力傳遞腔與傳力內(nèi)管中的傳壓孔相對應(yīng)，該限位臺階與傳力內(nèi)管的傳壓孔上方的限位臺階相配合。

7、優(yōu)選的，所述活塞外筒是非等徑筒狀體且在上部本體中設(shè)置徑向貫通的活塞啟動剪釘孔和導(dǎo)向螺釘孔，所述的活塞啟動剪釘孔和導(dǎo)向螺釘孔均是螺紋孔且能夠分別裝入活塞啟動剪釘和導(dǎo)向螺釘，所述導(dǎo)向螺釘?shù)牧硪欢瞬逖b在試壓軌道的軌道起始位中。

8、優(yōu)選的，所述活塞啟動剪釘和導(dǎo)向螺釘下方的活塞外筒的內(nèi)腔中均勻分布且交錯(cuò)設(shè)置外筒限位卡塊和外筒限位卡槽，該外筒限位卡塊和外筒限位卡槽能夠與換向活塞中的活塞限位卡槽和活塞限位卡塊相互插接。

9、優(yōu)選的，所述滑套和滑套外筒均是非等徑筒狀體且相互搭接，所述滑套和滑套外筒搭接后與下接頭之間形成壓力平衡腔，該壓力平衡腔與滑套平衡孔相對應(yīng)；所述滑套外筒與滑套之間通過滑套開啟剪釘連接。

10、優(yōu)選的，在所述滑套外筒的上端與傳力內(nèi)管之間還裝有滑套啟動剪釘；所述的滑套啟動剪釘至少設(shè)置二個(gè)，所述的滑套開啟剪釘至少設(shè)置三個(gè)，所述傳力內(nèi)管中的傳壓孔至少設(shè)置二個(gè)。

11、優(yōu)選的，所述上接頭、彈簧外筒、活塞外筒、滑套外筒和下接頭自上而下依次螺紋連接；所述活塞輔助回彈機(jī)構(gòu)設(shè)有隔環(huán)、彈簧、支撐環(huán)、支撐球和調(diào)節(jié)環(huán)，所述隔環(huán)、彈簧、支撐環(huán)、支撐球和調(diào)節(jié)環(huán)自上而下依次安裝在中心管與彈簧外筒形成的環(huán)空內(nèi)；所述調(diào)節(jié)環(huán)的上端面和支撐環(huán)的下端均設(shè)有凹槽，所述支撐球安裝在調(diào)節(jié)環(huán)與支撐環(huán)之間的凹槽中；所述調(diào)節(jié)環(huán)的下部內(nèi)圓與換向活塞的上部外圓螺紋連接并能夠跟隨換向活塞的移動而移動。

12、用于所述一種油氣井壓裂酸化用開啟可控式壓差滑套的試壓方法，包括以下步驟：a、從地面向套管內(nèi)打壓并將活塞啟動剪釘打斷；b、第一次套管試壓結(jié)束后，泄壓；c、全部試壓結(jié)束后，再次打壓、打開開啟可控式壓差滑套。

13、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下顯著的使用效果：本發(fā)明裝置是一種在井口打壓一次或一次以上、泄壓后，才能開啟的開啟可控式壓差滑套，套管試壓的時(shí)間可控，且操作簡單，工作的可靠性高。

14、本發(fā)明裝置可以滿足套管整體試壓的要求，且能夠通過長軌道槽－滑套開啟軌道槽與短軌道槽－裝置試壓軌道槽的變換實(shí)現(xiàn)本發(fā)明裝置中換向滑套位置的變化，完成試壓及滑套打開操作，其開啟時(shí)間可控。試壓時(shí)，換向活塞中的活塞限位卡塊的上平面與活塞外筒中設(shè)置的外筒限位卡塊的下平面接觸受力，導(dǎo)向螺釘不受試壓時(shí)產(chǎn)生的作用力的影響，因此，可以滿足套管試高壓的要求。

15、在本發(fā)明裝置中，由活塞外筒、中心管、換向活塞和活塞連接套構(gòu)成的壓力操作結(jié)構(gòu)以及由滑套外筒、滑套和傳力內(nèi)管構(gòu)成的滑套開啟結(jié)構(gòu)均采用獨(dú)立設(shè)計(jì)，壓力操作腔為獨(dú)立腔室。試壓操作時(shí)，本發(fā)明中的滑套不受內(nèi)部壓力影響，滑套不僅不動作并且由于外壓的作用，滑套受到向上的作用力，還能夠阻止滑套提前開啟。因此，應(yīng)用本發(fā)明可防止由于誤操作等因素造成的滑套提前開啟帶來的所有危害。解決了現(xiàn)用的延時(shí)壓差滑套因地層參數(shù)變化和操作等原因，導(dǎo)致滑套提前開啟或無法打開的問題以及提前開啟或無法打開帶來的所有弊端，能夠顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。

16、綜上所述，本發(fā)明具有顯著的使用效果和很好的應(yīng)用價(jià)值并能產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)效益。