組合滑套的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種組合滑套，主要應用于石油工業中射孔、壓裂一體化的工藝管柱中滑套式水力噴射器內，其包括滑套本體、與所述滑套本體相套接的球座以及位于所述球座與所述滑套本體之間的密封件。球座選用硬質合金材料加工制造，加工有密封面，在能夠承受壓裂大砂量沖蝕而保持良好尺寸形狀的同時也保證了密封球與組合滑套之間的密封性能。本組合滑套提高了水力噴射器的可靠性，有利于噴射分段壓裂工藝在水平井水平段壓裂施工層段中推廣應用。
【專利說明】組合滑套

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油工業中射孔、壓裂一體化的工藝管柱中滑套式水力噴射器，特別涉及滑套式水力噴射器內使用的一種組合滑套。

【背景技術】
[0002]滑套式水力噴射器是不動管柱多級水力噴射工具的主體部分，并直接決定管柱分段壓裂層段數量。對于直井油層而言，其長度較短，管柱分段壓裂層段數量一股為4-5段，壓裂規模適中，單段加砂量在20m3-30m3即可滿足生產需要。在這種情況下，兩級滑套內孔直徑尺寸之間的差值一股為6_，使得密封球與滑套之間的過盈量較大，滑套能夠滿足施工要求。然而，在低滲透油氣藏開發中應用的水平井的水平段較長，相應的管柱分段壓裂層段數量一股在10段以上，壓裂規模較大，單段加砂量在40m3-50m3。在這種情況下，要求各級滑套內孔的直徑尺寸之間的差值變小，增加了滑套的加工制造難度。
[0003]現有技術中公開了滑套式水力噴射器的結構，其中滑套是單一材料整體圓筒形結構，一股由合金鋼加工制作而成。另外，與密封球接觸的密封斜面經過滲氮等工藝進行強化處理，可滿足一股砂量沖刷要求。該結構在大砂量沖刷下內孔擴大較多，使得在小級差情況下施工時滑套容易發生密封斜面沖蝕，進而導致密封球密封效果下降。其中，本申請中“級差”的定義是不同兩級滑套內孔的直徑尺寸之間的差值。
[0004]因此，需要一種適用于小級差的滑套，其耐沖蝕性能和密封效果好，整體結構適應小級差施工環境。
實用新型內容
[0005]針對現有技術中存在的上述技術問題，本實用新型提出了一種組合滑套，其球座耐沖蝕性能和密封效果好，整體結構適應小級差施工環境。
[0006]根據本實用新型，提出了一種組合滑套，其包括滑套本體、與滑套本體相套接的球座以及位于球座與滑套本體之間的密封件。
[0007]在本實用新型中，球座以套接方式與滑套本體組合。在一個實施例中，套接是指球座的小直徑圓周外表面插入到滑套本體內孔，兩者之間通過過盈配合或者螺紋連接形成并保持良好的尺寸配合。在另一個實施例中，套接是指滑套本體的小直徑圓周外表面插入到球座內孔，兩者之間通過過盈配合或者螺紋連接形成并保持良好的尺寸配合。
[0008]所述球座選用硬質合金材料加工制造。在一個優選的實施例中，該硬質合金材料的硬度為HRA92 (洛氏硬度)以上。硬質合金球座具有高硬度、耐沖蝕特性，能夠保證球座在經過下層壓裂砂沖蝕后，保持球座與密封球之間良好的密封效果。
[0009]在一個實施例中，球座加工有密封斜面。密封斜面與密封球之間可以形成線接觸的密封方式，以此來保證良好的密封效果。
[0010]在一個實施例中，球座加工有密封弧面。密封弧面與密封球之間可以形成面接觸的密封方式，密封弧面經過與密封球之間的磨蝕后，發生磨蝕的接觸面仍能夠保持為弧形表面，該弧形表面與密封球表面繼續保持以面接觸密封方式實現密封，以此來保證良好的S封效果。
[0011]在一個實施例中，球座內孔加工為不同級尺寸，各級球座內孔之間的直徑尺寸差值為4mm, 3.5mm, 3.0mm, 2.5mm, 2mm。另外,最大直徑尺寸與最小直徑尺寸之間可形成的級數范圍為6-20級，以適應不同層段的壓裂施工要求。更優選地，球座內孔加工尺寸級差為
2.11mm，保證管柱分段壓裂層段為10-20段，適應水平井長水平段的壓裂施工。
[0012]在一個實施例中，密封件安裝在球座與滑套本體之間，密封件優選為彈性密封件，在受到擠壓變形后能夠填充滿其周圍空間，保證球座與滑套本體之間良好的密封性。
[0013]針對硬質合金材料加工制造工藝要求高，所述滑套本體使用普通合金鋼材料制造，這樣可以降低組合滑套的整體加工制造難度以及成本。
[0014]本實用新型的優點在于，將滑套進行分體設計，包括球座、滑套本體和密封件，其中球座選用硬質合金材料(硬度HRA92以上)加工制造，提升了耐沖蝕性能。球座加工有密封面，以線接觸或面接觸的密封方式實現良好密封。兩級球座內孔直徑尺寸之間可以形成的尺寸級差小，更好適應小級差施工情況。該組合滑套解決了水力噴射器普通滑套在小級差情況下的滑套不耐沖蝕，造成滑套與密封球密封性能降低的問題以及水力噴射分段壓裂技術在推廣應用過程中施工層段受限的問題，同時也使得在施工過程中對管柱的維修和更換變得更加方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發明進行更詳細的描述。其中:
[0016]圖1是現有技術中滑套式水力噴射器半剖視示意圖；
[0017]圖2是現有技術中滑套結構剖視示意圖；
[0018]圖3是本實用新型的組合滑套結構剖視示意圖；
[0019]圖4是本實用新型的組合滑套結構球座密封斜面示意圖；
[0020]圖5是本實用新型的組合滑套結構球座密封弧面示意圖；
[0021]圖6是顯示了本實用新型的組合滑套的結構的分解示意圖。
[0022]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖并未按照實際的比例繪制。

【具體實施方式】
[0023]下面將結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0024]圖1示意性地顯示了現有技術中的滑套式水力噴射器10的結構，以及滑套11在水力噴射器本體13中的位置。如圖1所示，滑套式水力噴射器包括滑套11、噴嘴12、噴射器本體13和滑套座14，其中滑套11是單一圓筒形結構。
[0025]如圖2所示，現有技術中滑套結構包括滑套本體11和密封斜面15，密封斜面15作用是與密封球之間形成線接觸的密封方式，以此來保證良好的密封效果。
[0026]如圖3所示，根據本實用新型的組合滑套20包括滑套本體23、與所述滑套本體23相套接的球座21以及位于所述球座21與所述滑套本體23之間的密封件22。其中，球座21以套接方式與滑套本體23組合。球座21選用硬質合金材料(硬度HRA92以上)加工制造，提升耐沖蝕性能。球座21的小直徑圓周外表面插入到滑套本體23內孔，兩者之間形成并保持良好的尺寸配合。在一個實施例中，球座21與滑套本體23之間通過過盈配合的方式連接起來。在另一個實施例中，球座21與滑套本體23之間通過螺紋連接的方式連接起來。密封件22安裝在球座21與滑套本體23之間，密封件22優選為彈性密封件。密封件22在受到外力擠壓發生變形后能夠填充滿其周圍空間，保證球座21與滑套本體23之間良好的密封性。
[0027]圖4示意性地顯示了本實用新型組合滑套20的球座21的密封斜面24。密封斜面24與密封球之間可以形成線接觸的密封方式，以此來保證良好的密封效果。
[0028]圖5示意性地顯示了本實用新型組合滑套20的球座21的密封弧面25。密封弧面25與密封球的表面相配合，這樣密封弧面25與密封球之間可以形成面接觸的密封方式，以此來保證良好的密封效果。密封弧面25經過與密封球之間的磨蝕后，發生磨蝕的接觸面仍保持為弧形表面，該弧形表面與密封球表面繼續保持以面接觸密封方式實現密封。
[0029]圖6示意性地顯示了本實用新型組合滑套的球座21、密封件22和滑套本體23之間的位置關系。
[0030]在一個實施例中，球座21內孔加工為不同級尺寸，不同兩級球座21內孔之間的直徑尺寸的差值可以為4mm, 3.5mm, 3.0mm, 2.5mm, 2mm。另外,最大直徑尺寸與最小直徑尺寸之間可形成的級數范圍為6-20級，以適應不同層段的壓裂施工要求。
[0031]在一個實施例中，不同兩級球座21內孔直徑尺寸之間的差值為2.11mm，保證管柱分段壓裂層段數量為10-20段，解決水力噴射分段壓裂技術在適應水平井水平段施工層段受限的問題。
[0032]在上述實施例中，球座21插入到滑套本體23的內孔中。然而，容易理解，本實用新型也可以采用滑套本體23插入到球座21的內孔中的方式來實現兩者之間的連接。
[0033]雖然已經參考優選實施例對本實用新型進行了描述，但在不脫離本實用新型范圍情況下，可以對其進行各種改進并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結構沖突，各個實施例中所提到的各項技術特征均可以任意方式組合起來。本實用新型并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權利要求范圍內的所有技術方案。
【權利要求】
1.一種組合滑套，其特征在于，包括滑套本體、與所述滑套本體相套接的球座以及位于所述球座與所述滑套本體之間的密封件。
2.根據權利要求1所述的組合滑套，其特征在于，所述球座插入到所述滑套本體的內孔中。
3.根據權利要求1所述的組合滑套，其特征在于，所述滑套本體插入到所述球座的內孔中。
4.根據權利要求1所述的組合滑套，其特征在于，所述球座是硬質合金球座。
5.根據權利要求2或3所述的組合滑套，其特征在于，所述球座與所述滑套本體之間為螺紋連接。
6.根據權利要求2或3所述的組合滑套，其特征在于，所述球座與所述滑套本體之間為過盈配合。
7.根據權利要求4所述的組合滑套，其特征在于，所述球座包括用于與密封球相配合的密封斜面。
8.根據權利要求4所述的組合滑套，其特征在于，所述球座包括用于與密封球相配合的密封弧面。
9.根據權利要求1所述的組合滑套，其特征在于，所述密封件為彈性密封件。
【文檔編號】E21B33/12GK203978410SQ201420231654
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年5月7日 優先權日:2014年5月7日
【發明者】李洪春, 李奎為, 王寶峰, 曲海, 周林波, 封衛強, 吳春方, 劉世華, 衛然 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院