專利名稱：液壓開關(guān)滑套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種液壓開關(guān)滑套，用于油氣井固井作業(yè)中封隔器管柱上可 重復多次實現(xiàn)開關(guān)油套環(huán)空動作的施工作業(yè)，屬于石油天然氣鉆井工程中固 井作業(yè)的井下工具制造技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景在油氣井試修或增產(chǎn)改造時，為了配合井下封隔器管柱進行 循環(huán)、替液、壓井、擠注等作業(yè)，都要釆用滑套配合井下封隔器管柱進行施 工作業(yè)，因此滑套是的配合井下封隔器管柱進行施工作業(yè)的重要配套工具， 在實施作業(yè)時，往往需要滑套實現(xiàn)多次開關(guān)的動作才能完成全部的施工作 業(yè)；目前使用的開關(guān)滑套主要有兩種， 一種是一次性滑套，這種滑套的缺點 是在現(xiàn)場應(yīng)用中這種液壓滑套只具有一次性開或者關(guān)的功能，完成開或者 關(guān)的作業(yè)以后，就要留在井下，由于作業(yè)后管柱的內(nèi)通徑較小，如果在長期 的生產(chǎn)過程中密封效果欠佳，往往是不能滿足試油、生產(chǎn)測井的需要的；另 一種是機械震擊式滑套，這種滑套開關(guān)雖能實現(xiàn)多次開關(guān)動作，但它需要特 別的施工作業(yè)設(shè)備才能完成開或者關(guān)的作業(yè)，因此每一次的作業(yè)都會增加對 作業(yè)設(shè)備的依賴，而且在實施震擊時需要較高的技巧，因此對操作者的技術(shù) 素質(zhì)也有較高需要，不是一般技術(shù)工人可以完成的，而且對井中液體的質(zhì)量 也有較高要求，這種方式在3000米以下的深井中進行操作是難以達到目的 的。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有液壓滑套技術(shù)的不足，使用在 滑套上設(shè)置不同的液壓油缸實現(xiàn)滑套的開與關(guān)的方式，提供一種在地面施加 液壓力實現(xiàn)重復開關(guān)動作的液壓開關(guān)滑套。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的本實用新型包括開關(guān)滑套結(jié)構(gòu)和控制結(jié)構(gòu)，
其特征是開關(guān)滑套結(jié)構(gòu)包括上接頭、活塞套、開關(guān)套、中心管和下接頭， 活塞套套裝于上接頭的外面，開關(guān)套套裝于中心管的外面，下接頭與中心管 的下端連接；控制結(jié)構(gòu)包括連接頭、缸套、活塞桿和密封塞，連接頭與缸套 連接，密封塞連接在活塞桿的下端，控制結(jié)構(gòu)設(shè)置在開關(guān)滑套結(jié)構(gòu)的上接頭 中；
在所述活塞套與上接頭之間設(shè)置有上液壓缸，在中心管的上端面與活塞
套的下端面之間設(shè)置有中液壓缸，在開關(guān)套與中心管之間設(shè)置有下液壓缸； 在所述上接頭的中段和上接頭下端分別設(shè)置有上傳壓孔和中傳壓 L，在
中心管的中段位置設(shè)置有下傳壓孔；
所述中液壓缸的截面積大于上液壓缸的截面積，中液壓缸的截面積等于
上液壓缸和下液壓缸兩個液壓缸的截面積； 在所述控制結(jié)構(gòu)的缸套上設(shè)置有剪釘；
在所述上接頭的中段設(shè)置有上球座，上接頭的尾端設(shè)置有下球座； 在開關(guān)滑套結(jié)構(gòu)中還有圓形密封圈、異形截面密封圈、上中下液壓缸和 上中下傳壓孔，異形截面密封圈硫化于中心管上，中心管與上接頭的下端連 接，并與活塞套的下端連接，圓形密封圈分別安裝在上液壓缸的上下端、中 液壓缸的上下端，異形截面密封圈分別安裝在中心管的上下端；缸套套裝于 活塞桿的外面，在缸套與活塞桿接觸的上下端設(shè)置有密封圈，設(shè)置在開關(guān)滑 套結(jié)構(gòu)上接頭中的控制結(jié)構(gòu)也可以從開關(guān)滑套結(jié)構(gòu)的上接頭中取出；當需要 關(guān)閉開關(guān)滑套時，用試井車將密封塞坐于上球座上，然后向油管內(nèi)打壓，壓 力通過傳壓孔進入到上液壓缸中，推動活塞套和開關(guān)套向下位移，中心管上 的通孔被關(guān)閉，開關(guān)滑套完成關(guān)閉的動作，開關(guān)滑套關(guān)閉以后，為了平衡密 封塞上、下端的壓力，以便起出上接頭中的控制結(jié)構(gòu)，繼續(xù)加壓，由于開關(guān) 套的下端已經(jīng)頂住下接頭，不能繼續(xù)移動，壓力會通過設(shè)置在控制結(jié)構(gòu)中的 連接頭的傳壓孔進入連接頭的內(nèi)部，壓力向下在活塞桿的上端面產(chǎn)生一個反 作用力，促使連接頭帶動缸套向上移動，剪斷剪釘，繼續(xù)向上移動，使設(shè)置 在活塞桿上的傳壓孔露出來，當傳壓孔露出來以后，油管內(nèi)的液壓油就會進 入傳壓孔，并通過密封塞中間的通道溝通密封塞上下端的空間，使密封塞上 下端的空間壓力平衡，待壓力平衡后，就可以從井內(nèi)起出密封控制器結(jié)構(gòu)了； 需要打開滑套通道時，只要更換一個較小的密封塞，下入下球座上，再重復 上述動作即可完成打開滑套的施工。
本實用新型的優(yōu)點和有益效果是設(shè)置三個液壓缸可以簡單的實現(xiàn)滑套 的開或者關(guān)，不需要復雜的設(shè)備和專門的技術(shù)人員就可以完成工作，在設(shè)計 的三個液壓缸中，上、下兩個液壓缸的面積與中液壓缸相等，因此在關(guān)閉滑 套以后，即使是油管內(nèi)的壓力較大，滑套也不會被打開，本實用新型增大了 管柱的有效內(nèi)通徑，可以實現(xiàn)重復多次開關(guān)動作，采用的模壓硫化異形截面 密封圈，有效的提高了滑套多次開關(guān)后高溫高壓持久密封的性能。


圖1為本實用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型上部的放大剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖給出本實用新型的實施例本實用新型包 括開關(guān)滑套結(jié)構(gòu)和控制結(jié)構(gòu)，開關(guān)滑套結(jié)構(gòu)包括上接頭1、活塞套2、開關(guān) 套9、中心管27和下接頭29，活塞套2套裝于上接頭1的外面，開關(guān)套9 套于中心管27的外面，并與活塞套2的下端絲扣連接，下接頭29與中心管
27的下端絲扣連接；控制結(jié)構(gòu)包括連接頭15、缸套17、剪釘18、活塞桿20 和密封塞24，連接頭15與缸套17連接，缸套17套裝于活塞桿20的外面， 密封塞24螺旋連接在活塞桿20的下端，控制結(jié)構(gòu)設(shè)置在開關(guān)滑套結(jié)構(gòu)的上 接頭1中；在開關(guān)滑套結(jié)構(gòu)中還設(shè)置有圓形密封圈3、 6、 7和10、異形截面 密封圈13和28、上中下液缸4、 8、 11和上中下傳壓孔5、 12和25，異形 截面密封圈13和28硫化于中心管27上，硫化有異形截面密封圈13和28 的中心管27與上接頭1的下端絲扣連接，在活塞套2與上接頭1之間設(shè)置 有上液壓缸4，在中心管27上端面與活塞套2下端面之間設(shè)置有中液壓缸8， 在開關(guān)套9與中心管27之間設(shè)置有下液壓缸11;在上接頭1的中段和下段 分別設(shè)置有上傳壓孔5和中傳壓孔25,在中心管27的中段位置設(shè)置有下傳 壓孔12，上傳壓孔5與上液壓缸4相通，中傳壓孔25與中液壓缸8相通， 下傳壓孔12與下液壓缸11相通，中液壓缸8的截面積大于上液壓缸4的截 面積，中液壓缸8的截面積等于上液壓缸4和下液壓缸11兩個液壓缸的截 面積，通孔14通過開關(guān)套9與外部相通，在上接頭1的中段設(shè)置有上球座 23，上接頭1的尾端設(shè)置有下球座26，圓形密封圈3、 6、 7和10分別安裝 在上液壓缸4和中液壓缸8的上端和下端，異形截面密封圈13和28分別硫 化在中心管27的通孔14的上端和下端；在控制結(jié)構(gòu)的缸套17上還設(shè)置有 剪釘18，剪釘18的剪切部分是插入活塞桿20的剪切槽內(nèi)的，在連接頭15 的中間設(shè)置有傳壓孔16，在活塞桿20的中間設(shè)置有傳壓孔21，在缸套17 與活塞桿20接觸的上下端分別設(shè)置有密封圈19和22，施工完成以后，可以 從開關(guān)滑套結(jié)構(gòu)的上接頭1中取出控制結(jié)構(gòu)；現(xiàn)在以控制結(jié)構(gòu)的密封塞24 處于上球座23、下部的通孔14處于打開的位置為例給出實施例當需要關(guān)
閉開關(guān)滑套時，用試井車將控制結(jié)構(gòu)送入開關(guān)滑套內(nèi)，并將控制結(jié)構(gòu)的密封
塞24坐于上球座23上，然后向油管內(nèi)打壓，由于密封塞24處于上球座23 上，使油管內(nèi)的壓力不能下傳，因此壓力通過上接頭1的上傳壓孔5進入到 上液壓缸4中，推動活塞套2和開關(guān)套9向下位移，開關(guān)套9下移至下接頭 29時，中心管上的通孔14被關(guān)閉，開關(guān)滑套完成關(guān)閉的動作，在活塞套2 和開關(guān)套9向下位移的過程中，分別設(shè)置在上液壓缸4上端和下端的圓形密 封圈3和6、分別安裝在中液壓缸8的上端和下端的圓形密封圈7和10,以 及硫化在中心管27通孔14的上端和下端的異形截面密封圈13和28起到密 封的作用，使進入上液壓缸4的液壓油不能外泄，同時還起到使活塞套2和 開關(guān)套9能夠穩(wěn)定下移的作用，實現(xiàn)關(guān)閉通孔14的目的，開關(guān)滑套關(guān)閉以 后，為了平衡密封塞24上、下端的壓力，以便起出油管內(nèi)的控制結(jié)構(gòu)，繼 續(xù)向油管內(nèi)加壓至額定的壓力值，在更大的壓力下，由于開關(guān)套9的下端已 經(jīng)頂住下接頭29，因此不能繼續(xù)移動，增加的壓力就會通過設(shè)置在連接頭 15中的傳壓孔16進入連接頭15的內(nèi)部，連接頭15的上部端面是被連接帽 封住的，所以進入連接頭15內(nèi)的壓力只能向下在活塞桿20的上端面產(chǎn)生一 個反作用力，促使連接頭15帶動缸套17向上移動，剪斷剪釘18，繼續(xù)向上 移動，使設(shè)置在活塞桿20上的傳壓孔21露出來，當傳壓孔21露出來以后， 油管內(nèi)的液壓油就會進入傳壓孔21，并通過密封塞24中間的通道溝通密封 塞24上下端的空間，使密封塞24上下端的空間壓力平衡，待壓力平衡后， 就可以從井內(nèi)起出密封控制器結(jié)構(gòu)了；當需要打開液壓開關(guān)滑套時，將一個 與下球座26尺寸相適應(yīng)的密封塞24安裝在活塞桿20的下端，然后用試井 車將控制結(jié)構(gòu)送入開關(guān)滑套內(nèi)，并將密封塞24坐于下球座26上，然后向油 管內(nèi)打壓，由于密封塞24處于下球座26上，使油管內(nèi)的壓力不能繼續(xù)下傳， 因此壓力通過中傳壓孔25進入到中液壓缸8中，由于中液壓缸8的截面積 比上液壓缸4的截面積大，所以液壓油可以推動活塞套2和開關(guān)套9向上位 移，活塞套2的上端面上移至上接頭1時，中心管上的通孔14被打開，開 關(guān)滑套完成打開的動作，在活塞套2和開關(guān)套9向上位移的過程中，設(shè)置的 圓形密封圈3、 6、 7和10，以及硫化在中心管27上的異形截面密封圈13 和28起到密封的作用，使進入中液壓缸8的液壓油不能外泄，同時還起到 使活塞套2和開關(guān)套9能夠穩(wěn)定上移的作用，實現(xiàn)打開通孔14的的目的， 開關(guān)滑套打開以后，為了平衡密封塞24上、下端的壓力，以便起出油管內(nèi) 的控制結(jié)構(gòu)，繼續(xù)向油管內(nèi)加壓至額定的壓力值，在更大的壓力下，由于活 塞套2的上端面已經(jīng)頂住上接頭1，因此不能繼續(xù)移動，增加的壓力就會通 過設(shè)置在連接頭15中的傳壓孔16進入連接頭15的內(nèi)部，連接頭15的上部 端面是被連接帽封住的，所以進入連接頭15內(nèi)的壓力只能向下在活塞桿20 的上端面產(chǎn)生一個反作用力，促使連接頭15帶動缸套17向上移動，剪斷剪 釘18，繼續(xù)向上移動，使設(shè)置在活塞桿20上的傳壓孔21露出來，當傳壓孔 21露出來以后，油管內(nèi)的液壓油就會進入傳壓孔21，并通過密封塞24中間 的通道溝通密封塞24上下端的空間，使密封塞24上下端的空間壓力平衡， 待壓力平衡后，就可以從井內(nèi)起出密封控制器結(jié)構(gòu)了，完成滑套開關(guān)的作業(yè); 在生產(chǎn)的過程中，當開關(guān)滑套處于關(guān)閉的情況時，帶有壓力的油會同時進入 上液壓缸4、中液壓缸8和下液壓缸11，由于中液壓缸8的截面積與上下兩 個液壓缸4和11相加的截面積相等，因此下液壓缸11和上液壓缸4 一道 與上液壓缸8起到平衡壓力的作用，使開關(guān)滑套不能被打開。
權(quán)利要求1.一種液壓開關(guān)滑套，包括開關(guān)滑套結(jié)構(gòu)和控制結(jié)構(gòu)，其特征在于所述開關(guān)滑套結(jié)構(gòu)包括上接頭、活塞套、開關(guān)套、中心管和下接頭，活塞套套裝于上接頭的外面，開關(guān)套套于中心管的外面，下接頭與中心管的下端連接；所述控制結(jié)構(gòu)包括連接頭、缸套、活塞桿和密封塞，連接頭與缸套連接，密封塞連接在活塞桿的下端，控制結(jié)構(gòu)設(shè)置在開關(guān)滑套結(jié)構(gòu)的上接頭中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓開關(guān)滑套，其特征在于在所述活塞套 與上接頭之間設(shè)置有上液壓缸，在中心管的上端面與活塞套的下端面之間 設(shè)置有中液壓缸，在開關(guān)套與中心管之間設(shè)置有下液壓缸。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓開關(guān)滑套，其特征在于在所述上接 頭的中段和上接頭的下段分別設(shè)置上傳壓孔和中傳壓孔，在中心管的中段 位置設(shè)置有下傳壓孔。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的液壓開關(guān)滑套，其特征在于所述中液壓 缸的截面積大于上液壓缸的截面積，中液壓缸的截面積等于上液壓缸和下 液壓缸兩個液壓缸的截面積。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓開關(guān)滑套，其特征在于在所述控制 結(jié)構(gòu)的缸套上設(shè)置有剪釘。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓開關(guān)滑套，其特征在于在所述上接 頭的中段設(shè)置有上球座，上接頭的尾端設(shè)置有下球座。
專利摘要一種液壓開關(guān)滑套，屬于石油天然氣鉆井工程中固井作業(yè)的井下工具制造技術(shù)領(lǐng)域，包括開關(guān)滑套結(jié)構(gòu)和控制結(jié)構(gòu)，開關(guān)滑套結(jié)構(gòu)包括上接頭、活塞套、開關(guān)套、中心管和下接頭，活塞套套裝于上接頭的外面，開關(guān)套套裝于中心管的外面，下接頭與中心管的下端連接；控制結(jié)構(gòu)包括連接頭、缸套、活塞桿和密封塞，連接頭與缸套連接，密封塞連接在活塞桿的下端，控制結(jié)構(gòu)設(shè)置在開關(guān)滑套結(jié)構(gòu)的上接頭中；本實用新型使用在滑套上設(shè)置不同的液壓缸實現(xiàn)滑套的開與關(guān)的方式，提供了一種在地面施加液壓力實現(xiàn)重復開關(guān)動作的液壓開關(guān)滑套，可以重復多次實現(xiàn)滑套的開或者關(guān)，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，性能可靠的特點。
文檔編號E21B33/12GK201196060SQ200820063360
公開日2009年2月18日 申請日期2008年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者張道鵬, 勇 潘, 王忠勝 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司