【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于油田钻采工具，具体涉及一种自定位滑套开启工具及其使用方法。
技术介绍
1、全通径无限级固井压裂滑套是在水平井全生命周期开发理念下提出的新一代压裂工具。其主要特点是在钻井阶段，提前考虑了后期压、采油及二次作业需求，与套管连接下入并完成固井，然后通过下入专用“钥匙”工具，控制滑套通道开关，从而实现全通径、免射孔、任意次序压裂，近几年业内得到快速发展。压裂时，无限级压裂滑套主要是通过油管(或连续油管))带机械开启工具入井找到目标滑套，利用机械力或液压力完成滑套的开启，之后进行压裂。
2、如申请号cn202010762370.4的专利技术专利公开了一种井下管柱和用于开启滑套开关的液压式开启工具，公开了一种井下管柱和用于开启滑套开关的液压式开启工具，井下管柱中所有滑套开关的环形定位槽的上下槽宽尺寸由上向下的依次增大，液压式开启工具包括：内管组件、提挂锁舌、内缩弹性件、定位凸台及外伸弹性件，向定位凸台施加驱使其外伸的弹性作用力，定位凸台具有设定的上下宽度尺寸，在连续油管将液压式开启工具下放过程中，当定位凸台外伸以与相应滑套开关上的环形定位槽定位插配时，表示液压式开启工具下放到位。在下放过程中，液压式开启工具的定位凸台因为尺寸问题，在未下到位之前，会一直受挤压，直到遇到与选定滑套开关的环形定位槽，两者卡配，表明液压式开启工具下放到位，从而开启选定的滑套开关，保证开启准确性。
3、如申请号cn201620054073.3的技术专利公开了一种滑套开启工具，包括顺次相连的上接头、连接器和下接头。其中，下接头与连
4、矿场试验中发现目前开启工具主要存在以下几点不足：
5、(1)在下入滑套开启工具过程中易因目标滑套位置定位不精确或操作失误导致提前误打开滑套情况；
6、(2)每打开一级滑套需起下一趟开启工具串，不便于连续作业；
7、(3)开启工具与固井压裂滑套为一一对应关系，不能重复利用开启工具；
8、因此，现有滑套开启工具仍存在不足，有待进一步改进。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决滑套开启工具在打开无限极固井压裂滑套过程中不能精确定位到目标滑套，不能通过一趟钻重复利用开启工具进行任意次序、连续压裂作业，起下管柱效率低、存在一定井控风险等技术问题。为此，本专利技术提供一种自定位滑套开启工具及其使用方法，该开启工具可保证在下入套管过程中无论上提下放该工具都不会发生换轨动作，直至到达目标滑套位置附近处实现自动定位功能，再通过上提下放该专利技术即可开启固井压裂滑套，进行后续压裂作业。
2、本专利技术采用的技术方案为：
3、一种自定位滑套开启工具，包括锥体式上接头、卡瓦总成、卡瓦套、摩擦块槽体、锁帽、滑轨中心管和导向头，所述锥体式上接头连接于滑轨中心管的上端，导向头连接于滑轨中心管的下端，卡瓦总成、卡瓦套、摩擦块槽体、锁帽自上而下依次套设于滑轨中心管上，且卡瓦总成、卡瓦套、摩擦块槽体、锁帽可沿滑轨中心管的长度方向滑动；
4、所述卡瓦总成的上部内表面与锥体式上接头的外斜锥面滑动连接，所述卡瓦套套设于卡瓦总成上，且卡瓦套的下端与摩擦块槽体上端连接，摩擦块槽体的下端与锁帽连接；所述摩擦块槽体上安装有摩擦块总成。
5、进一步地，所述锥体式上接头包括中上部的变径圆筒体和下部的锥形体，其中，变径圆筒体的内径呈台阶状从上到下依次减小，且锥形体的最大外径大于变径圆筒体的外径；所述锥形体具有以朝向滑轨中心管方向外径缩小的方式倾斜的外斜锥面。
6、所述锥体式上接头的上段设有用于连接连续油管底部连接头外螺纹的内螺纹，锥体式上接头的中段设有用于连接滑轨中心管上端公扣的内螺纹，且锥体式上接头中段筒体上设有多个径向螺纹旁通孔，所述径向螺纹旁通孔内设置有用于对锥体式上接头与滑轨中心管连接处进行紧固的紧固销钉，锥体式上接头下段锥形体的外斜锥面与卡瓦总成的上部内表面之间滑动连接，且锥形体内部与滑轨中心管呈同轴心配合。
7、进一步地，所述卡瓦总成由三块完全相同的卡瓦块组成，三块卡瓦块在滑轨中心管径向方向的圆周上均匀排列设置，三块卡瓦块分别嵌装于卡瓦套上，且每块卡瓦块内壁与滑轨中心管面接触。
8、进一步地，所述卡瓦块从上到下厚度依次为厚、薄、厚，卡瓦块上部外表面设有与固井压裂滑套芯子开启槽相匹配的倒角，卡瓦块上部内表面设有与锥体式上接头外斜锥面相适配的内斜锥面，卡瓦块下部外表面设有以朝向滑轨中心管方向外径缩小的方式倾斜的斜锥面。
9、进一步地，所述卡瓦块的中部设有圆形槽，所述圆形槽内安装有第一复位弹簧。
10、进一步地，所述卡瓦套是一个圆筒体部件，其中部外壁面上开设有3个沿圆周均布的方形槽，三块卡瓦块分别固定于3个方形槽内，所述卡瓦套下端设有用于连接摩擦块槽体外螺纹的内螺纹。
11、进一步地，卡瓦套下部表面依次有4个防砂孔及2个紧定螺纹旁通孔均呈圆周均布，在紧定螺纹旁通孔内设有紧定螺栓，从而对卡瓦套进行锁紧固定，防止转动。
12、进一步地，所述摩擦块槽体的上部螺纹连接有卡箍，所述卡箍是一个内径上小下大的圆筒体部件，卡箍的上端面与卡瓦套相抵接。
13、进一步地，所述摩擦块槽体的上部开设有定位销钉旁通孔，定位销钉旁通孔内设置有定位销钉，定位销钉的一端与定位销钉旁通孔呈同轴心固定配合，另一端与滑轨中心管的定位轨道键槽壁呈点接触约束配合。
14、进一步地，所述摩擦块槽体是一个上下两端有外螺纹，中部外圆周面上沿周向规则间隔地设置有多个摩擦块凹槽的圆筒体部件；
15、所述摩擦块总成包括多个常规摩擦块和多个定位摩擦块，常规摩擦块和定位摩擦块的数量相等，且常规摩擦块和定位摩擦块相间隔地嵌入所述摩擦块凹槽内。
16、进一步地，所述摩擦块凹槽沿着与滑轨中心管轴向平行的方向延伸，且摩擦块凹槽内沿轴向线性排列设有多个等大的第一圆形盲孔，摩擦块凹槽两端设有方形通孔；
17、所述定位摩擦块包括一长条块状的底块，底块的内表面中部设有凹槽，凹槽沿轴向线性排列设有多个与第一圆形盲孔一一对应的第二圆形盲孔，第一圆形盲孔和第二圆形盲孔内部安装有第二复位弹簧；底块的上下两端形成有自底块端部向长度方向外侧延伸的长条状连接部，该连接部装入摩擦块槽体的方形通孔内并可以移动；在底块其中一端的内侧连接有小凸台，小凸台的外侧面与所述连接部的内侧面接触配合，小凸台的内侧面与滑轨中心管的滑轨键槽壁呈面接触配合。
18、进一步地，所述锁帽是一个内径呈台阶状从上到下依次减小的圆筒体部件，锁帽上部有内螺纹与摩擦块槽体下端外螺纹连接，且锁帽上部留有旁通螺纹孔，所述旁通螺纹孔内插入有用于对锁帽和摩擦块槽体连接处进行紧固本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自定位滑套开启工具，其特征在于：包括锥体式上接头(1)、卡瓦总成(2)、卡瓦套(3)、摩擦块槽体(6)、锁帽(8)、滑轨中心管(11)和导向头(12)，
2.如权利要求1所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述锥体式上接头(1)包括中上部的变径圆筒体和下部的锥形体，其中，变径圆筒体的内径呈台阶状从上到下依次减小，且锥形体的最大外径大于变径圆筒体的外径；所述锥形体具有以朝向滑轨中心管(11)方向外径缩小的方式倾斜的外斜锥面。
3.如权利要求1所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述锥体式上接头(1)的上段设有用于连接连续油管底部连接头外螺纹的内螺纹，锥体式上接头(1)的中段设有用于连接滑轨中心管(11)上端公扣的内螺纹，且锥体式上接头(1)中段筒体上设有多个径向螺纹旁通孔，所述径向螺纹旁通孔内设置有用于对锥体式上接头(1)与滑轨中心管(11)连接处进行紧固的紧固销钉，锥体式上接头(1)下段锥形体的外斜锥面与卡瓦总成(2)的上部内表面之间滑动连接，且锥形体内部与滑轨中心管(11)呈同轴心配合。
4.如权利要求1所述自定位滑套开启工具，其特征
5.如权利要求4所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述卡瓦块的中部设有圆形槽，所述圆形槽内安装有第一复位弹簧。
6.如权利要求4所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述卡瓦套(3)是一个圆筒体部件，其中部外壁面上开设有3个沿圆周均布的方形槽，三块卡瓦块分别固定于3个方形槽内，所述卡瓦套(3)下端设有用于连接摩擦块槽体(6)外螺纹的内螺纹。
7.如权利要求1所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述摩擦块槽体(6)的上部螺纹连接有卡箍(4)，所述卡箍(4)是一个内径上小下大的圆筒体部件。
8.如权利要求1所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述摩擦块槽体(6)的上部开设有定位销钉旁通孔，定位销钉旁通孔内设置有定位销钉(5)，定位销钉(5)的一端与定位销钉旁通孔呈同轴心固定配合，另一端与滑轨中心管(11)的定位轨道键槽壁呈点接触约束配合。
9.如权利要求1所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述摩擦块槽体(6)是一个上下两端有外螺纹，中部外圆周面上沿周向规则间隔地设置有多个摩擦块凹槽的圆筒体部件；
10.如权利要求9所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述摩擦块凹槽沿着与滑轨中心管(11)轴向平行的方向延伸，且摩擦块凹槽内沿轴向线性排列设有多个等大的第一圆形盲孔，摩擦块凹槽两端设有方形通孔；
11.如权利要求1所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述锁帽(8)是一个内径呈台阶状从上到下依次减小的圆筒体部件，锁帽(8)上部有内螺纹与摩擦块槽体(6)下端外螺纹连接，且锁帽(8)上部留有旁通螺纹孔，所述旁通螺纹孔内插入有用于对锁帽(8)和摩擦块槽体(6)连接处进行紧固的紧固螺钉。
12.如权利要求1或11所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述锁帽(8)内设置有与锁帽(8)呈同轴心间隙配合的销钉环(10)，销钉环(10)是一个表面有2个对称长圆槽的环形体部件，长圆槽内设置有滑轨销钉(9)，滑轨销钉(9)可在滑轨中心管(11)的轨道内滑动，销钉环(10)在滑轨销钉(9)移动作用力下在锁帽(8)内发生相对圆周运动。
13.如权利要求1所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述滑轨中心管(11)是一个内部有中心进液孔、外部有滑轨键槽的圆筒体部件，滑轨中心管(11)的外壁上沿其圆周方向依次间隔设置有长轨道(101)、定位轨道(102)、短轨道(103)、长轨道(101)、定位轨道(102)、短轨道(103)，所述长轨道(101)、定位轨道(102)、短轨道(103)分别沿着滑轨中心管(11)的长度方向延伸，且长轨道(101)的末端与短轨道(103)的末端相互连通，所述定位摩擦块对准长轨道(101)或短轨道(103)设置，并可在长轨道(101)或短轨道(103)上滑动，所述常规摩擦块与所述定位轨道(102)滑动连接。
14.如权利要求13所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述定位轨道(102)包括在滑轨中心管(11)长度方向上连续延伸设置的定位滑轨键槽；所述长轨道(101)包括在滑轨中心管(11)长度方向上间断性分布地长轨隔断副槽(1011)，相邻长轨隔断副槽(1011)之间具有长轨道断点(104)，短轨道(103)包括在滑轨中心管(11)长度方向上间断性分...
【技术特征摘要】
1.一种自定位滑套开启工具，其特征在于：包括锥体式上接头(1)、卡瓦总成(2)、卡瓦套(3)、摩擦块槽体(6)、锁帽(8)、滑轨中心管(11)和导向头(12)，
2.如权利要求1所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述锥体式上接头(1)包括中上部的变径圆筒体和下部的锥形体，其中，变径圆筒体的内径呈台阶状从上到下依次减小，且锥形体的最大外径大于变径圆筒体的外径；所述锥形体具有以朝向滑轨中心管(11)方向外径缩小的方式倾斜的外斜锥面。
3.如权利要求1所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述锥体式上接头(1)的上段设有用于连接连续油管底部连接头外螺纹的内螺纹，锥体式上接头(1)的中段设有用于连接滑轨中心管(11)上端公扣的内螺纹，且锥体式上接头(1)中段筒体上设有多个径向螺纹旁通孔，所述径向螺纹旁通孔内设置有用于对锥体式上接头(1)与滑轨中心管(11)连接处进行紧固的紧固销钉，锥体式上接头(1)下段锥形体的外斜锥面与卡瓦总成(2)的上部内表面之间滑动连接，且锥形体内部与滑轨中心管(11)呈同轴心配合。
4.如权利要求1所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述卡瓦总成(2)由三块完全相同的卡瓦块组成，三块卡瓦块在滑轨中心管(11)径向方向的圆周上均匀排列设置，三块卡瓦块分别嵌装于卡瓦套(3)上，且每块卡瓦块内壁与滑轨中心管(11)面接触。
5.如权利要求4所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述卡瓦块的中部设有圆形槽，所述圆形槽内安装有第一复位弹簧。
6.如权利要求4所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述卡瓦套(3)是一个圆筒体部件，其中部外壁面上开设有3个沿圆周均布的方形槽，三块卡瓦块分别固定于3个方形槽内，所述卡瓦套(3)下端设有用于连接摩擦块槽体(6)外螺纹的内螺纹。
7.如权利要求1所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述摩擦块槽体(6)的上部螺纹连接有卡箍(4)，所述卡箍(4)是一个内径上小下大的圆筒体部件。
8.如权利要求1所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述摩擦块槽体(6)的上部开设有定位销钉旁通孔，定位销钉旁通孔内设置有定位销钉(5)，定位销钉(5)的一端与定位销钉旁通孔呈同轴心固定配合，另一端与滑轨中心管(11)的定位轨道键槽壁呈点接触约束配合。
9.如权利要求1所述自定位滑套开启工具，其特征在于：所述摩擦块槽体(6)是一个上下两端有外螺纹，中部外圆周面上沿周向规则间隔地设置有多个摩擦块凹槽的圆筒体部件；
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【专利技术属性】
技术研发人员：张矿生，刘洋，任国富，王治国，刘忠能，任勇，王在强，张家志，蒙鑫，冯长青，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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