本發明涉及石油工程，更具體的說是一種球籠式智能壓裂滑套開啟工具。

背景技術：

1、在石油天然氣的開采中，壓裂作業是提高油氣井產量的關鍵環節。壓裂滑套作為壓裂管柱系統中的重要組成部分，其可靠開啟對于實現有效的地層壓裂至關重要。傳統的壓裂滑套開啟方式存在諸多不足，例如一些依靠投球開啟的滑套，其開啟的選擇性有限，往往需要準備多種規格的塞球，且在深井、復雜地層等環境下，塞球的運動軌跡難以精準控制，容易出現卡球等故障，影響壓裂作業的順利進行，并且無法反饋壓裂過程中的數據。因此，迫切需要一種新型的、高效且可靠的壓裂滑套開啟工具。

技術實現思路

1、為克服現有技術的不足，本發明提供一種球籠式智能壓裂滑套開啟工具，其有益效果為可實現無限極全通徑智能壓裂滑套開啟。

2、本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

3、一種球籠式智能壓裂滑套開啟工具，包括球籠單元和塞球單元，所述球籠單元包括球籠主體和球籠卡爪，球籠卡爪連接在球籠主體上，球籠卡爪初始時向外漲開，在遇到非目標滑套縮徑或其他卡阻時，球籠卡爪向內收縮，自由通過套管和滑套；

4、進一步，所述塞球單元包括彈性球，彈性球設置在球籠主體上，彈性球位于球籠卡爪的內側，彈性球能夠膨脹和收縮，到達目標滑套位置后彈性球膨脹后頂緊球籠卡爪，限制球籠卡爪向內擺動收縮，完成標簽卡定。

5、進一步，所述球籠單元還包括銷軸和扭簧，球籠卡爪的下部安裝有銷軸和扭簧，在扭簧彈力的作用下，球籠卡爪卡爪向外漲開。

6、進一步，所述球籠單元還包括固定座，所述球籠主體的上部設置有十字形空腔，銷軸連接在固定座上，固定座固定在十字形空腔上，球籠卡爪設置在十字形空腔處。

7、進一步，所述球籠單元還包括上蓋和限位塊，限位塊呈花鍵形狀，限位塊安裝在球籠主體上部的卡槽內，上蓋通過螺紋連接在球籠主體的上部，上蓋壓緊限位塊，限位塊擋在球籠卡爪的上部限定球籠卡爪擺動角度。

8、進一步，所述球籠單元還包括密封環，球籠主體的外周設置有環槽，密封環設置在環槽處，環槽內設置有氣體發生模塊，氣體發生模塊點火后能夠產生氣體，推動密封環向外漲開。

9、進一步，所述塞球單元還包括球座，彈性球內部為空心結構，彈性球底部由球座連接在球籠主體上的十字形空腔的中心，彈性球內部設置有氣體發生模塊。

10、進一步，所述塞球單元還包括監測模塊，彈性球采用低密度可溶材料制作，彈性球內部設置有監測模塊。

11、進一步，所述球籠式智能壓裂滑套開啟工具還包括控制檢測單元，所述控制檢測單元包括控制模塊和檢測模塊，控制模塊和檢測模塊設置在球籠主體上。

12、進一步，所述氣體發生模塊包括密封殼、點火器、引火藥、固體燃料和燒結金屬過濾器，點火器的上側設置有引火藥，引火藥的外周設置有固體燃料，固體燃料設置在密封殼內，密封殼的外周設置有燒結金屬過濾器，燒結金屬過濾器上設置有出氣口。

13、進一步，所述球籠式智能壓裂滑套開啟工具還包括電源模塊，電源模塊用于給控制模塊和氣體發生模塊供電。

14、本發明一種球籠式智能壓裂滑套開啟工具的有益效果是：

15、1、具備多級滑套開啟功能，可滿足長水平段等復雜井況下的多級壓裂需求，實現了更多層段的壓裂施工，進一步提高了油氣產量。

16、2、能夠實現對滑套的精確開啟，準確地按照預設程序打開相應的滑套，避免了傳統開啟方式中可能出現的誤開啟或開啟不到位等問題，提高了壓裂施工的準確性和可靠性。

17、3、本發明在實施壓裂過程中無需使用連續油管車、電纜絞車等設備，從井口投入開啟工具后即可實現滑套開啟和壓裂，效率高、施工成本低。

18、4、可實現壓裂過程中的數據采集,通過內部集成的檢測模塊獲得壓裂過程監測數據，從而調整壓裂參數，提高壓裂效果評估的準確性。

技術特征：

1.一種球籠式智能壓裂滑套開啟工具，包括球籠單元(1)和塞球單元(2)，其特征在于：所述球籠單元(1)包括球籠主體(101)和球籠卡爪(104)，球籠卡爪(104)連接在球籠主體(101)上，球籠卡爪(104)初始時向外漲開，在遇到非目標滑套縮徑或其他卡阻時，球籠卡爪(104)向內收縮，自由通過套管和滑套；

2.根據權利要求1所述的一種球籠式智能壓裂滑套開啟工具，其特征在于：所述球籠單元(1)還包括銷軸(106)和扭簧(107)，球籠卡爪(104)的下部安裝有銷軸(106)和扭簧(107)，在扭簧(107)彈力的作用下，球籠卡爪(104)卡爪向外漲開。

3.根據權利要求2所述的一種球籠式智能壓裂滑套開啟工具，其特征在于：所述球籠單元(1)還包括固定座(108)，所述球籠主體(101)的上部設置有十字形空腔，銷軸(106)連接在固定座(108)上，固定座(108)固定在十字形空腔上，球籠卡爪(104)設置在十字形空腔處。

4.根據權利要求3所述的一種球籠式智能壓裂滑套開啟工具，其特征在于：所述球籠單元(1)還包括上蓋(102)和限位塊(103)，限位塊(103)呈花鍵形狀，限位塊(103)安裝在球籠主體(101)上部的卡槽內，上蓋(102)通過螺紋連接在球籠主體(101)的上部，上蓋(102)壓緊限位塊(103)，限位塊(103)擋在球籠卡爪(104)的上部限定球籠卡爪(104)擺動角度。

5.根據權利要求4所述的一種球籠式智能壓裂滑套開啟工具，其特征在于：所述球籠單元(1)還包括密封環(105)，球籠主體(101)的外周設置有環槽，密封環(105)設置在環槽處，環槽內設置有氣體發生模塊(4)，氣體發生模塊(4)點火后能夠產生氣體，推動密封環(105)向外漲開。

6.根據權利要求5所述的一種球籠式智能壓裂滑套開啟工具，其特征在于：所述塞球單元(2)還包括球座(202)，彈性球(201)內部為空心結構，彈性球(201)底部由球座(202)連接在球籠主體(101)上的十字形空腔的中心，彈性球(201)內部設置有氣體發生模塊(4)。

7.根據權利要求6所述的一種球籠式智能壓裂滑套開啟工具，其特征在于：所述塞球單元(2)還包括監測模塊(203)，彈性球(201)采用低密度可溶材料制作，彈性球(201)內部設置有監測模塊(203)。

8.根據權利要求7所述的一種球籠式智能壓裂滑套開啟工具，其特征在于：所述球籠式智能壓裂滑套開啟工具還包括控制檢測單元(3)，所述控制檢測單元(3)包括控制模塊(301)和檢測模塊(302)，控制模塊(301)和檢測模塊(302)設置在球籠主體(101)上。

9.根據權利要求8所述的一種球籠式智能壓裂滑套開啟工具，其特征在于：所述氣體發生模塊(4)包括密封殼(401)、點火器(402)、引火藥(403)、固體燃料(404)和燒結金屬過濾器(405)，點火器(402)的上側設置有引火藥(403)，引火藥(403)的外周設置有固體燃料(404)，固體燃料(404)設置在密封殼(401)內，密封殼(401)的外周設置有燒結金屬過濾器(405)，燒結金屬過濾器(405)上設置有出氣口(406)。

10.根據權利要求9所述的一種球籠式智能壓裂滑套開啟工具，其特征在于：所述球籠式智能壓裂滑套開啟工具還包括電源模塊(6)，電源模塊(6)用于給控制模塊(301)和氣體發生模塊(4)供電。

技術總結
本發明涉及石油工程技術領域，更具體的說是一種球籠式智能壓裂滑套開啟工具。一種球籠式智能壓裂滑套開啟工具，包括球籠單元和塞球單元，所述球籠單元包括球籠主體和球籠卡爪，球籠卡爪連接在球籠主體上，球籠卡爪初始時向外漲開，在遇到非目標滑套縮徑或其他卡阻時，球籠卡爪向內收縮，自由通過套管和滑套；所述塞球單元包括彈性球，彈性球設置在球籠主體上，彈性球位于球籠卡爪的內側，彈性球能夠膨脹和收縮，到達目標滑套位置后彈性球膨脹后頂緊球籠卡爪，限制球籠卡爪向內擺動收縮，完成標簽卡定。其有益效果為可實現無限極全通徑智能壓裂滑套開啟。

技術研發人員：宋文平
受保護的技術使用者：華奧智能裝備（哈爾濱）有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28