專利名稱：一種大通徑水平井壓裂完井用開啟滑套及其一體化管柱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及油田開發(fā)中的水平井壓裂技術(shù)領(lǐng)域，更具體地講，涉及一種大通 徑水平井壓裂完井用開啟滑套及其一體化管柱。
背景技術(shù)：
國(guó)外對(duì)于低滲透水平井多采用裸眼封隔器，在完井階段，依據(jù)分段壓裂要求將裸 眼封隔器套置于套管上，然后將套管放置于水平井內(nèi)，通過裸眼封隔器的密封作用將整個(gè) 套管分割成密封的多段，這項(xiàng)技術(shù)也是目前國(guó)外低滲透水平井主體完井的方式，即分段完 井、分段壓裂一體化，在這項(xiàng)技術(shù)中主要分為兩類一類是采用液壓壓縮式裸眼封隔器，另 一類是采用油敏膨脹封隔器。在多級(jí)滑套技術(shù)方面，國(guó)外已經(jīng)研制出智能開關(guān)，可以根據(jù)需要即開即關(guān)，最大分 段能力可達(dá)17級(jí)，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用最大分段達(dá)到9級(jí)，這種完井管柱不但對(duì)投產(chǎn)后的分段壓裂、分 段酸化帶來的極大的便利，同時(shí)，對(duì)投產(chǎn)后的分段注水、分段采油等工藝措施的應(yīng)用也提供 了較大的選擇空間，也是近年來國(guó)內(nèi)在低滲透水平井完井方式方面的發(fā)展趨勢(shì)。目前，國(guó)內(nèi)使用的壓裂完井技術(shù)主要引進(jìn)國(guó)外的技術(shù)，該管柱的主要特點(diǎn)是液壓 壓縮式裸眼封隔器卡封，多級(jí)滑套分段打開逐層壓裂。多級(jí)滑套的內(nèi)部是由球座構(gòu)成，這造 成了該完井管柱一方面受球座級(jí)數(shù)的限制，使其壓裂段數(shù)也受限制。另一方面由于球座的 存在，勢(shì)必造成套管內(nèi)形成臺(tái)階，從而套管的流道變得忽大忽小，這給壓后投產(chǎn)測(cè)試、沖砂、 分采等工藝措施帶來極大困難。

實(shí)用新型內(nèi)容為此，本實(shí)用新型目的是提供一種大通徑水平井壓裂完井用開啟滑套，解決現(xiàn)有 水平井壓裂完井中的管柱在壓裂時(shí)受到開啟滑套結(jié)構(gòu)的限制，難以進(jìn)行多段壓裂的技術(shù)問 題，且壓后難以進(jìn)行沖砂，測(cè)試。為解決上述技術(shù)問題本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下一種大通徑水平井壓裂完 井用開啟滑套，包括中心管柱和滑扣，所述滑扣套置于所述中心管柱外圓面上并同所述中 心管柱密封連接；所述中心管柱的外圓面上成型有限位凸起和定位凸起，所述滑扣置于所述定位凸 起和限位凸起之間；所述定位凸起的外周面上成型有環(huán)形凹槽，所述滑扣的內(nèi)側(cè)面同所述環(huán)形凹槽密 封連接，所述滑扣的一端通過剪切連接件固定于所述環(huán)形凹槽內(nèi)，所述環(huán)形凹槽的外周面上設(shè)有同所述中心管柱的內(nèi)腔相連通的堵球孔，所述環(huán)狀 凸起的側(cè)面同所述滑扣、中心管柱之間形成一環(huán)隙，所述環(huán)隙通過設(shè)置于所述中心管柱上 的進(jìn)液孔同所述中心管柱的內(nèi)腔連通；當(dāng)所述中心管柱打入壓力時(shí)，所述液壓通過進(jìn)液孔進(jìn)入所述環(huán)隙，并推動(dòng)所述滑 扣向所述限位凸起方向移動(dòng)，當(dāng)所述滑扣的端部同所述限位凸起的側(cè)面接觸時(shí)，所述堵球孔完全開啟。所述滑扣為兩個(gè)，并分別固定于所述定位凸起兩端成型的環(huán)形凹槽內(nèi)，所述定位 凸起的兩端分別設(shè)有用于兩滑扣限位的限位凸起。所述限位凸起設(shè)置于所述中心管柱的端部，并同所述中心管柱螺紋連接。所述中心管柱的過流面積同所述連接套管的過流面積相同。本實(shí)用新型還提供了一種包含上述開啟滑套的水平井壓裂完井一體化管柱，包 括水平壓裂管柱，由多段壓裂管柱組成，所述壓裂管柱之間通過連接套管固定連接， 所述壓裂管柱包括裸眼封隔器和開啟滑套，所述裸眼封隔器通過連接套管同所述開啟滑套 可拆卸連接；懸掛管柱，包括懸掛器和連接管柱，所述連接管柱的一端同所述懸掛器可拆卸連 接，其另一端同所述水平壓裂管柱中的裸眼封隔器可拆卸連接；循環(huán)閥，其通過連接套管同所述水平壓裂管柱中的開啟滑套可拆卸連接，所述開 啟滑套通過連接套管同相鄰壓裂管柱中的裸眼封隔器可拆卸連接。本實(shí)用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型中的開啟滑套采用大通徑無堵塞結(jié)構(gòu)，其堵球孔設(shè)置在中心管柱的側(cè) 面，因此，由開啟滑套所組成的多段壓裂管柱的過流截面不會(huì)受到任何影響，實(shí)現(xiàn)了水平井 多段壓裂工藝過程，由于中心管柱和連接套管均是采用大通徑的管道，為壓后的投產(chǎn)帶來 測(cè)試、沖砂、分采極大便利。同時(shí)，多段壓裂管柱采用一體化可拆卸方式，減少了經(jīng)濟(jì)成本， 為油田進(jìn)入中后期階段的增產(chǎn)提供經(jīng)濟(jì)可靠的保證。

為了使本實(shí)用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施 例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中圖1為本實(shí)用新型的一體化管柱結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中開啟滑套結(jié)構(gòu)圖；圖3是圖1中懸掛器結(jié)構(gòu)圖；圖4是圖1中的裸眼封隔器結(jié)構(gòu)圖；圖5是圖1中的循環(huán)閥結(jié)構(gòu)圖。圖中附圖標(biāo)記表示為1、插入管2、懸掛器3、連接管柱4、開啟滑套5、裸眼封隔器6、循環(huán)閥7、堵球8、裸 眼9、限位凸起、10、中心管、11、滑扣、12、剪釘13、定位凸起14、堵球孔15、環(huán)隙16、環(huán)形凹槽 17、上卡瓦座18、剪釘19、鎖簧20、卡瓦21、錐體22、錐體剪釘23、外護(hù)圈24、內(nèi)護(hù)圈25、膠 筒26、中心管27、彈簧觀、下卡瓦座29、防轉(zhuǎn)釘30、下短接31、下接頭32、接箍33、剪釘34、 防轉(zhuǎn)銷釘35、背帽36、鎖緊環(huán)37、擋環(huán)38、缸套39、活塞40、中心管41、膠筒42、殼體43、球 座44、限位釘45、底端堵球46、彈簧47、彈簧座。
具體實(shí)施方式
圖1為水平井壓裂完井一體化管柱結(jié)構(gòu)示意圖，包括水平壓裂管柱，由多段壓裂管柱組成，壓裂管柱之間通過連接套管固定連接，壓裂管柱包括裸眼封隔器和開啟滑套，所 述裸眼封隔器通過連接套管同所述開啟滑套可拆卸連接；懸掛管柱，包括懸掛器和連接管柱，連接管柱的一端同懸掛器可拆卸連接，其另一 端同水平壓裂管柱中的裸眼封隔器可拆卸連接；循環(huán)閥，其通過連接套管同水平壓裂管柱中的開啟滑套可拆卸連接，開啟滑套通 過連接套管同相鄰壓裂管柱中的裸眼封隔器可拆卸連接。其中的開啟滑套如圖2所示，包括中心管柱和滑扣，其中的滑扣為兩個(gè)，分別套置 于中心管柱外圓面上并同中心管柱密封連接；中心管柱的外圓面上成型有限位凸起和定位 凸起，滑扣置于定位凸起和限位凸起之間，其中定位凸起設(shè)置在中心管柱的中部，限位凸起 設(shè)置在中心管柱的兩端，并同中心管柱的端部螺紋連接；定位凸起的兩端對(duì)稱成型有環(huán)形 凹槽，滑扣的內(nèi)側(cè)面同環(huán)形凹槽密封連接，滑扣的一端通過剪切連接件固定于環(huán)形凹槽內(nèi)， 用于限制了兩滑扣的相向移動(dòng)，進(jìn)而只能使滑扣向著沿中心管柱向兩端的限位凸起方向移 動(dòng)；在環(huán)形凹槽的外周面上設(shè)有同中心管柱的內(nèi)腔相連通的堵球孔，環(huán)狀凸起的側(cè)面同所 述滑扣、中心管柱之間形成一環(huán)隙，環(huán)隙通過設(shè)置于中心管柱上的進(jìn)液孔同中心管柱的內(nèi) 腔連通。當(dāng)向中心管柱打入壓力時(shí)，高壓液體通過進(jìn)液孔進(jìn)入環(huán)隙，當(dāng)液壓達(dá)到一定值時(shí)， 剪斷剪釘并推動(dòng)滑扣向限位凸起方向移動(dòng)，當(dāng)滑扣的端部同限位凸起的側(cè)面接觸時(shí)，堵球 孔將完全開啟，開始為本段施工。中心管柱的過流面積同連接套管的過流面積相同。圖3為懸掛器結(jié)構(gòu)圖，主要由上卡瓦座、剪釘、鎖簧、卡瓦、錐體、錐體剪釘、外護(hù) 圈、內(nèi)護(hù)圈、膠筒、中心管、彈簧、下卡瓦座、防轉(zhuǎn)釘、下短接、下接頭等主要部件組成?，F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)該懸掛器通過中心管上部的左旋絲扣與座封工具相連，管柱下入到達(dá) 設(shè)計(jì)預(yù)定位置后，通過油管內(nèi)部打壓，壓力到達(dá)一定值時(shí)，由座封工具產(chǎn)生的座封力作用在 上卡瓦座上，剪斷剪釘，推動(dòng)卡瓦剪斷剪釘向下運(yùn)動(dòng)，步進(jìn)鎖簧跟進(jìn)將卡瓦座與中心管鎖 定，壓縮膠筒膨脹封隔油套環(huán)空，進(jìn)而壓縮下卡瓦使之張開卡住套管。通過上提、下放油管 若干重量，最終完成懸掛器座封，確認(rèn)懸掛器座封良好后，正轉(zhuǎn)油管柱，懸掛器中心管上部 的左旋絲扣與座封工具脫開，提出座封工具以上的丟手管柱，由此將懸掛器以下的管柱留 在井內(nèi)。壓裂施工時(shí)，按照設(shè)計(jì)由油管連接插入密封器插入回接筒總成為壓裂管柱，為壓 裂施工提供流道。圖4是裸眼封隔器結(jié)構(gòu)圖，該裸眼封隔器由接箍、剪釘、防轉(zhuǎn)銷釘、背帽、鎖緊環(huán)、 擋環(huán)、缸套、活塞膠筒等部件組成。當(dāng)管柱下到預(yù)定位置后，投入端部循環(huán)閥的堵球，油管進(jìn)行打壓，一定壓力作用 下，缸套與活塞產(chǎn)生相對(duì)位移，剪斷剪釘，分別壓縮兩只膠筒，步進(jìn)鎖環(huán)將缸套與活塞鎖止， 避免缸套、活塞坐封后相對(duì)運(yùn)動(dòng)，致使膠筒解封。封隔器密封環(huán)套空間，管柱中多組裸眼封 隔器配合使用，結(jié)合開啟滑套將裸眼水平段分成若干段，進(jìn)行分段壓裂酸化施工。圖5為壓裂管柱端部的循環(huán)閥結(jié)構(gòu)圖，由殼體、球座、限位釘、底端堵球、彈簧、彈 簧座等部件組成，該循環(huán)閥將底部的球座與端部堵球的球座整合為一體，結(jié)構(gòu)緊湊，循環(huán)閥 內(nèi)置底端堵球，配置于管柱的最底部，防止下入途中地層液進(jìn)入壓裂管柱；管柱下入到預(yù)定 位置，坐封前，可進(jìn)行小排量洗井，洗井液推開底部堵球，在一定壓力作用下，進(jìn)行正循環(huán)洗井替液。循環(huán)閥的球座上面為端部球座，投入堵球后，為封隔器、懸掛器提供坐封壓力。施工時(shí)起出原井管柱，懸掛器坐封位置反復(fù)刮削2-3遍，刮削、清洗，裸眼段清洗、 通井，施工準(zhǔn)備，管柱結(jié)構(gòu)及間距設(shè)計(jì)，下管柱入到位后，油管打壓，裸眼封隔器初步坐封， 坐封懸掛器坐封，懸掛器丟手，起出丟手管柱，下入回接密封總成并調(diào)整井口油管短節(jié)，開 啟水力滑套噴砂口并壓裂施工第一層。待第一層施工結(jié)束后，投入相應(yīng)的堵球?qū)⒌谝粚訉?duì) 應(yīng)的開啟滑套的堵球孔堵塞，打開其它開啟滑套，進(jìn)入下一層施工。依此類推投入相應(yīng)的堵 球打開下一層對(duì)應(yīng)的開啟滑套進(jìn)入下層施工，同時(shí)將上一層開啟滑套中的堵球孔堵塞。全 部施工結(jié)束，低密球可隨返排液排出井筒。根據(jù)施工需要，起出插入密封器以上管柱，下入 生產(chǎn)管柱進(jìn)行抽吸生產(chǎn)。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì) 于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或 變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或 變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求1.一種大通徑水平井壓裂完井用開啟滑套，包括中心管柱和滑扣，其特征在于 所述滑扣套置于所述中心管柱的外圓面并同所述中心管柱密封連接；所述中心管柱的外圓面上成型有限位凸起和定位凸起，所述滑扣置于所述定位凸起和 限位凸起之間；所述定位凸起的外周面上成型有環(huán)形凹槽，所述滑扣的內(nèi)側(cè)面同所述環(huán)形凹槽密封連 接，所述滑扣的一端通過剪切連接件固定于所述環(huán)形凹槽內(nèi)，所述環(huán)形凹槽的外周面上設(shè)有同所述中心管柱的內(nèi)腔相連通的堵球孔，所述環(huán)狀凸起 的側(cè)面同所述滑扣、中心管柱之間形成一環(huán)隙，所述環(huán)隙通過設(shè)置于所述中心管柱上的進(jìn) 液孔同所述中心管柱的內(nèi)腔連通；當(dāng)所述中心管柱打入壓力時(shí)，所述液壓通過進(jìn)液孔進(jìn)入所述環(huán)隙，并推動(dòng)所述滑扣向 所述限位凸起方向移動(dòng)，當(dāng)所述滑扣的端部同所述限位凸起的側(cè)面接觸時(shí)，所述堵球孔完 全開啟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開啟滑套，其特征在于所述滑扣為兩個(gè)，并分別固定于所述定位凸起兩端成型的環(huán)形凹槽內(nèi)，所述定位凸起 的兩端分別設(shè)有用于兩滑扣限位的限位凸起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開啟滑套，其特征在于所述限位凸起設(shè)置于所述中心管柱的端部，并同所述中心管柱螺紋連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一權(quán)利要求所述的開啟滑套，其特征在于 所述中心管柱的過流面積同所述連接套管的過流面積相同。
5.一種大通徑水平井壓裂完井一體化管柱，包括水平壓裂管柱，由多段壓裂管柱組成，所述壓裂管柱之間通過連接套管固定連接，所述 壓裂管柱包括裸眼封隔器和開啟滑套，所述裸眼封隔器通過連接套管同所述開啟滑套可拆 卸連接；懸掛管柱，包括懸掛器和連接管柱，所述連接管柱的一端同所述懸掛器可拆卸連接， 其另一端同所述水平壓裂管柱中的裸眼封隔器可拆卸連接；循環(huán)閥，其通過連接套管同所述水平壓裂管柱中的開啟滑套可拆卸連接，其特征在于所述開啟滑套包括權(quán)利要求1-4任一所述的開啟滑套，所述開啟滑套通過連接套管同 相鄰壓裂管柱中的裸眼封隔器可拆卸連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種大通徑水平井壓裂完井用開啟滑套及其一體化管柱，包括水平壓裂管柱，由多段壓裂管柱組成，所述壓裂管柱之間通過連接套管固定連接，所述壓裂管柱包括裸眼封隔器和開啟滑套，所述裸眼封隔器通過連接套管同所述開啟滑套可拆卸連接；懸掛管柱，包括懸掛器和連接管柱，所述連接管柱的一端同所述懸掛器可拆卸連接，其另一端同所述水平壓裂管柱中的裸眼封隔器可拆卸連接；循環(huán)閥，其通過連接套管同所述水平壓裂管柱中的開啟滑套可拆卸連接，所述開啟滑套采用大通徑無堵塞管柱，不僅解決現(xiàn)有水平井壓裂完井中的管柱在壓裂時(shí)受到開啟滑套結(jié)構(gòu)的限制，難以進(jìn)行多段壓裂的技術(shù)問題，而且解決了壓后難以進(jìn)行沖砂，測(cè)試的缺陷。
文檔編號(hào)E21B34/06GK201924884SQ20102061068
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月16日
發(fā)明者劉偉, 劉建權(quán) 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司