專利名稱：適用于封隔器分層加砂壓裂的管柱結構的制作方法
技術領域：
適用于封隔器分層加砂壓裂的管柱結構技術領域一種適用于封隔器分層加砂壓裂的管柱結構，用于油氣田的油氣井封隔器分層加砂壓裂的施工，涉及石油天然氣井的井下修井作業(yè)工程中解卡打撈技術領域。
背景技術：
在現(xiàn)有的油氣井中，一口油氣井通常有幾個儲層，而每個儲層可能有兩個或兩個以上的儲油氣層段，為了對儲層各個儲油氣層段進行分層改造，提高各個儲油氣層段的生產(chǎn)能力，采用分層加砂壓裂的施工方式，是廣泛運用于油氣田勘探開發(fā)的工藝技術；在實施分層加砂壓裂的施工中，封隔器分層壓裂工藝是最常用的一種分層加砂工藝，該工藝主要是依靠封隔器和井下控制工具，自下而上依次對各目的層段加砂壓裂，實現(xiàn)分層加砂壓裂的施工，采用這種工藝技術，一次施工可以完成兩層或兩層以上的加砂壓裂，具有分層準確，施工成功率高的特點，因此被廣泛應用。典型的一次加砂壓裂兩層的封隔器分層壓裂管柱結構自下而上依次為封隔器坐封滑套、油管、分層封隔器、水力錨、球座、油管、噴砂滑套、油管、頂部封隔器、水力錨、安全接頭、循環(huán)滑套。如果需要一次加砂壓裂三層，在封隔器分層加砂壓裂管柱上就要相應增加一組球座、噴砂滑套、封隔器和水力錨；一次加砂壓裂四層或四層以上的封隔器分層加砂壓裂管柱的結構依此類推。分層加砂壓裂施工結束后，需要將壓裂液從地層中排出地面，排液結束后，如果油氣井的產(chǎn)量低，還是不能投產(chǎn)，這時，通常需要封閉已壓裂的儲層，開發(fā)上部的儲層，進行這項工作就需要壓井，然后起出井下的分層壓裂管柱；但是，在壓裂施工后排液的過程中，一些砂子會隨著壓裂液排出地層，這些砂子一部分隨壓裂液排出井口，一部分砂子會向下沉積在分層封隔器上，使分層封隔器被砂子埋住，造成分層壓裂管柱的卡鉆，分層壓裂管柱卡鉆后，就不能起出管柱，在這種情況下，如果要開發(fā)上部儲層，就要實施解卡的工作，至少解卡取出距上部儲層底界以下30m之上的分層壓裂管柱，使上部儲層底界以下30m沒有雜物。現(xiàn)有技術中，取出卡點以上管柱的方法是采用聚能切割或化學切割等公知技術， 將管柱上部靠近卡點的一根油管割斷，然后起出上部管柱；現(xiàn)有技術的缺點是在解卡之前要實施壓井，而壓井作業(yè)首先要從油管內(nèi)投球，打開循環(huán)滑套，當循環(huán)滑套開啟后，鋼球仍然會留在循環(huán)滑套內(nèi)，因此聚能切割工具或化學切割工具均不能通過循環(huán)滑套，也就不能切割循環(huán)滑套下部的管柱；為了提出管串，可以從安全接頭處脫開，但是，從安全接頭處脫開只能將安全接頭的上接頭及其上部管柱順利起出，安全接頭的下接頭與下部管柱仍然連接在一起不能取出；另外，由于安全接頭的下接頭是左旋螺紋，而油管的螺紋是右旋螺紋，兩者螺紋旋向是相反的，而且是細扣，因此難以實現(xiàn)對扣作業(yè)。由于上述原因，在加砂管柱被卡后，常規(guī)解卡步驟是①正轉油管柱，使安全接頭上接頭與下接頭脫開；②采用左旋鉆具帶左旋打撈工具逐步倒扣，取出上部管柱，因為下部管柱均是右旋油管螺紋連接，因此，在實施左旋倒扣時，下部的管柱就要承受左旋的扭矩，會導致卡點以上的管柱每一連接扣均有可能被卸開，這樣倒扣解卡的方法需要多次施工，因此效率低，作業(yè)周期長。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，設計了一種可以先去掉循環(huán)滑套及鋼球，再切割油管的適用于封隔器分層加砂壓裂的管柱結構。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的[0008]本實用新型包括連接管柱和封隔循環(huán)裝置，其特征在于連接管柱由上部油管1、 中間油管6和下部油管13構成，封隔循環(huán)裝置包括循環(huán)滑套2、安全接頭3、上水力錨4、上封隔器5、噴砂滑套7、球座10、下水力錨11、下封隔器12和坐封滑套14 ；所述管柱的連接由上至下上部油管1、循環(huán)滑套2、安全接頭3、上水力錨4、上封隔器5、中間油管6、噴砂滑套7、油管8、球座10、下水力錨11、下封隔器12、下部油管13和坐封滑套14 ；所述上部油管、中間油管和下部油管1、6和8分別連接循環(huán)滑套2、安全接頭3、上水力錨4、上封隔器5、下封隔器12、噴砂滑套7、下水力錨11和坐封滑套14。本實用新型的優(yōu)點和有益效果是采用油管柱下端的右旋公螺紋連接安全接頭上接頭的右旋母螺紋，然后用安全接頭上接頭下端的左旋公螺紋與安全接頭下接頭上端的左旋母螺紋連接，實現(xiàn)與井下管柱的連接，再測卡點，然后再從卡點以上切割油管，這種打撈步驟可以避免對反扣鉆具實施倒扣打撈上部管柱的施工，可以減少施工的步驟，節(jié)約打撈時間，因此本實用新型針具有適應性強、解卡效率高，作業(yè)成本低的特點。

圖1是一次加砂壓裂兩層的封隔器分層加砂壓裂管柱連接示意圖。圖2是圖1中安全接頭3的放大示意圖。圖3是圖1中循環(huán)滑套2的放大示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖給出本發(fā)明的實施例。實施例1本發(fā)明的連接以實施一次下入，實現(xiàn)壓裂兩層的分層壓裂管柱為例，本發(fā)明中管柱的連接由上至下上部油管1、循環(huán)滑套2、安全接頭3、上水力錨4、上封隔器5、中間油管6、噴砂滑套7、 油管8、球座10、下水力錨11、下封隔器12、下部油管13和坐封滑套14 ；上部油管、中間油管和下部油管1、6和8是用于連接循環(huán)滑套2、安全接頭3、上水力錨4、上封隔器5、下封隔器12、噴砂滑套7、下水力錨11和坐封滑套14的；連接的各種工具是為了封隔儲層16和儲層17以實現(xiàn)分層加砂壓裂；上封隔器5的作用是分隔油管和套管，使油管內(nèi)高壓不會傳遞至上部套管內(nèi)，以便保護上封隔器5坐封位置以上的套管；上、下水力錨4和11用于錨定油管，防止壓裂過程中管柱移動；坐封滑套14投球憋壓后可以開啟，用于啟動上水力錨4、上封隔器5、下水力錨11和下封隔器12，坐封滑套14開啟后形成儲層17的加砂壓裂通道；噴砂滑套7在投球憋壓后能實現(xiàn)通道的開啟，噴砂滑套7開啟后，鋼球坐于球座10上形成單流閥，形成對儲層16的加砂壓裂通道；設置的安全接頭3有上接頭18和下接頭19，當管柱被卡時右旋管柱可使管柱從安全接頭3的上接頭18與下接頭19之間脫開；循環(huán)滑套3可以實施壓井前從油管內(nèi)投入鋼球，憋壓打開，溝通油管和套管之間的通道，實現(xiàn)建立循環(huán)的目的；坐封滑套14、噴砂滑套7以及循環(huán)滑套3各自配置相應直徑的鋼球，鋼球的直徑是逐級增大的。實施例2[0020]本發(fā)明的工作過程分為五個步驟第一步脫開安全接頭先上提管柱，使井口油管承受的拉力等于安全接頭3以上全部油管柱在空氣中的重量，將安全接頭3置于中和點，這是因為管柱被卡后，卡點以上管柱不承受浮力作用，這樣做可以使安全接頭3既不受拉伸負荷，也不受壓縮負荷，以利于扭矩傳遞至安全接頭3， 由于在全部加砂壓裂管柱中只有安全接頭3的上接頭18與下接頭19是左旋油管螺紋連接的，所以，完成將安全接頭3置于中和點后，就右旋油管柱，使安全接頭3的上接頭18和下接頭19之間脫開，當扭矩突然降低，懸重也因為管柱受浮力作用而突然降低時，就完成了脫開安全接頭3的步驟；第二步重下管柱將第一步完成脫開的安全接頭3的上接頭18以上的管柱提出井筒，將安全接頭3 的下接頭19留在井下，然后在地面卸去管柱下端的循環(huán)滑套2，然后將安全接頭3的上接頭18連接在油管的最下端，再按照推薦上扣扭矩值的最大值上緊油管柱每道連接螺紋，這樣可以降低左旋油管柱對扣時上部油管柱退扣的風險，然后再次將管柱下入井內(nèi)；第三步井下對扣當?shù)诙皆俅蜗氯氲墓苤钕露说陌踩宇^3的上接頭18距井下安全接頭3的下接頭19上端ail時，采用6 8L/S排量開泵循環(huán)，循環(huán)正常后，記錄懸重和泵壓；然后繼續(xù)開泵并緩慢下放管柱，下放管柱時將懸重下降到5 IOKN以內(nèi)，實施探魚頂，并將安全接頭3的上接頭18插入安全接頭3的下接頭19內(nèi)，實現(xiàn)安全接頭的入魚；在入魚的過程中， 如果懸重下降，泵壓上升，就表示順利入魚，立即停泵，為了保險起見，重復以上操作，確認入魚后，以轉速5 15RPM左旋油管柱對扣，在對扣的同時，維持鉆壓在5 IOKN內(nèi)，緩慢下放油管柱，并左旋10 15圈實現(xiàn)管柱對扣；這樣做的目的是因為對扣過程中懸重將緩慢增加，這樣做可以使安全接頭3的上接頭17和安全接頭3的下接頭18承受較小的軸向壓力小，降低對扣阻力，還可以降低上部油管柱退扣的風險，同時也便于觀察對扣顯示；對扣完成后，上提管柱使安全接頭3承受100 300KN拉力，檢驗對扣情況；第四步測試卡點完成管柱對接后，從油管內(nèi)下入測卡儀，對卡點實施電測，測得卡點后，起出測卡儀器，完成測試卡點的工作步驟；由于在分層加砂壓裂后的排液過程中，液體是從坐封滑套14和噴砂滑套7進入油管，再從油管流至井口排出地面，被壓裂層底界至分層封隔器之間沒有流動，所以，實施一次下入管柱，實現(xiàn)壓裂兩層的分層壓裂管柱中，在下封隔器12至噴砂滑套7之間容易出現(xiàn)沉砂9，所以卡點位置通常在噴砂滑套7以下，一般情況下，上部儲層15的底界距噴砂滑套 7的距離遠大于30m，所以，在噴砂滑套7以上靠近噴砂滑套7切割油管6，取出上部管柱就可以滿足開發(fā)上部儲層15的需要；第五步切割油管，取出上部管柱完成測試卡點的工作后，取出測卡儀，然后下入切割工具到測得的卡點以上第一根油管的中部，用聚能切割或者化學切割等公知技術切割油管，然后起出連接切割工具的電纜和切割工具，再起出被割斷的上部加砂的油管柱，完成解卡的任務；實施例3[0033]一次施工分兩層加砂壓裂的實施加砂壓裂目的儲層是17、16，是射開的；壓裂施工時，首先從油管1注入壓裂液，當壓裂液充滿整個管柱后，先投第一個鋼球并繼續(xù)注入壓裂液，第一個鋼球坐于坐封滑套14 時，油管內(nèi)壓力不斷升高，在壓力作用下，下封隔器12和上封隔器5同時坐封，同時上、下水力錨4和11錨定在套管上，繼續(xù)注入壓裂液，油管內(nèi)壓力繼續(xù)升高直至坐封滑套14開啟， 這樣注入的壓裂液就只進入儲層17，實現(xiàn)對儲層17加砂壓裂。儲層17施工結束后，投入第二個鋼球，打開噴砂滑套7，噴砂滑套7開啟后第二個鋼球坐于球座10上形成單流閥，由于下封隔器12阻止了壓裂液進入儲層17，油管注入的壓裂液只能通過噴砂滑套7進入儲層 16，從而實現(xiàn)儲層16加砂壓裂。分層加砂施工結束后，即可開井逐步將進入地層的壓裂液排出地面，因為加砂壓裂工藝的需要，下封隔器12和上封隔器5在加砂壓裂、排液和生產(chǎn)過程中始終處于坐封狀態(tài)。實施例4安全接頭與循環(huán)滑套的結構和用途安全接頭3由上接頭18和下接頭19組成，安全接頭3的上接頭18的上端設置右旋母螺紋，可實現(xiàn)與上部管柱的連接，下端設置左旋公螺紋，實現(xiàn)與下接頭19的連接，下接頭19的上端設置左旋母螺紋，與上接頭18下端的左旋公螺紋連接，下接頭19的下端設置右旋公螺紋，實現(xiàn)與下部管柱的連接。在噴砂滑套7上設置循環(huán)孔22、鋼球23、剪釘20、滑套21 ；噴砂滑套7是為壓井工藝需要設置的，壓井作業(yè)程序是先從油管1內(nèi)投入鋼球23，鋼球23坐在滑套21上，從油管憋壓，剪斷剪釘20，滑套21下行，循環(huán)孔22開啟，溝通油管和套管，然后從油管注入壓井液實施壓井。
權利要求1.一種適用于封隔器分層加砂壓裂的管柱結構，包括連接管柱和封隔循環(huán)裝置，其特征在于連接管柱由上部油管、中間油管和下部油管構成，封隔循環(huán)裝置包括循環(huán)滑套、安全接頭、上水力錨、上封隔器、噴砂滑套、球座、下水力錨、下封隔器和坐封滑套；所述管柱的連接由上至下上部油管、循環(huán)滑套、安全接頭、上水力錨、上封隔器、中間油管、噴砂滑套、油管、球座、下水力錨、下封隔器、下部油管和坐封滑套。
2.根據(jù)權利要求1所述的適用于封隔器分層加砂壓裂的管柱結構，其特征在于所述上部油管、中間油管和下部油管分別連接循環(huán)滑套、安全接頭、上水力錨、上封隔器、下封隔器、噴砂滑套、下水力錨和坐封滑套。
專利摘要一種適用于封隔器分層加砂壓裂的管柱結構，涉及石油天然氣井的井下修井作業(yè)工程中解卡打撈技術領域，本實用新型的管柱連接由上至下包括上部油管、循環(huán)滑套、安全接頭、上水力錨、上封隔器、中間油管、噴砂滑套、油管、球座、下水力錨、下封隔器、下部油管和坐封滑套。本實用新型可以避免對反扣鉆具實施倒扣打撈上部管柱的復雜施工工藝，具有減少施工步驟，節(jié)約打撈時間的特點。
文檔編號E21B43/267GK201991483SQ201120049878
公開日2011年9月28日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權日2011年2月28日
發(fā)明者付建華, 曾祥春, 楊芳, 王春生, 陳友斌, 陳國慶, 陳良英, 陳雪松, 雷明, 駱進, 黎自剛 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司