專利名稱：無級差噴砂射孔壓裂工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種油氣開采增產(chǎn)措施井下工具，尤其是涉及一種無級差噴砂射孔壓裂工具。
背景技術(shù)：
目前，利用滑套式噴砂射孔壓裂工具進行套管射孔和壓裂，具有不動管柱多段壓裂的特點，但是該工具需要投入不同尺寸的球來打開對應(yīng)的滑套，受到套管內(nèi)徑及噴砂射孔壓裂工具壁厚、滑套壁厚及投球抗壓強度的限制，導(dǎo)致分段壓裂級數(shù)受到了一定限制，為了提高分段級數(shù)一般采用更小級差的低密度球或鋼球，因此對球及滑套球座的承壓能力要求更高，同時由于壓裂過程中高砂比攜砂液的劇烈沖蝕導(dǎo)致小內(nèi)徑的滑套球座端面擴徑嚴(yán)重，較小配合過盈量的球和滑套球座需要采用高強度特殊材質(zhì)，稍有偏差就會造成承壓能力不足或滑套誤動作等問題，因此相應(yīng)的增加了作業(yè)的風(fēng)險和工具成本，通過球級的方式提高分段的數(shù)量接近于極限。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠無限級提高分段壓裂的級數(shù)且可靠性高的無級差噴砂射孔壓裂工具。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型包括上接頭、外筒、下接頭以及設(shè)置在上接頭和下接頭的內(nèi)部的復(fù)合滑套，所述上接頭與外筒通過螺紋固定連接，所述下接頭的一端嵌入安裝在外筒內(nèi)，且該下接頭的一端通過上接頭與外筒的固緊與上接頭的一端緊鄰設(shè)置，所述復(fù)合滑套包括上滑套、中滑套以及下滑套，所述上滑套通過第一剪釘與上接頭內(nèi)壁連接，所述中滑套通過第二剪釘與上滑套內(nèi)壁連接，所述下滑套卡裝在中滑套與下接頭之間，在所述中滑套與下滑套之間卡裝有一變形球座，所述變形球座一側(cè)形成有一 S形開口且該變形球座的最小內(nèi)徑等于復(fù)合滑套的最小內(nèi)徑，所述S形開口能夠在中滑套與下滑套的擠壓下閉合并使該變形球座的內(nèi)徑緊縮變小，所述變形球座縮徑后能夠與一飛鏢卡固配合，所述飛鏢最大外徑小于復(fù)合滑套最小內(nèi)徑且大于緊縮后的變形球座內(nèi)徑，所述飛鏢后部設(shè)置有多個過流孔，在與所述上滑套尾部位置相應(yīng)的上接頭外壁上設(shè)置有噴嘴，所述上接頭內(nèi)壁一端形成有第一導(dǎo)流孔，所述第一導(dǎo)流孔與形成在上接頭管壁內(nèi)的第一通道連通，所述第一通道與設(shè)置在上接頭一端的第一液控管線接頭相連通，所述下接頭一端設(shè)置有第二液控管線接頭，所述第二液控管線接頭與形成在下接頭管壁內(nèi)的第二通道連通，所述第二通道與形成在下接頭內(nèi)壁上的第二導(dǎo)流孔連通，該第二導(dǎo)流孔與中滑套外壁相連通，所述第一液控管線接頭與上一層無級差噴砂射孔壓裂工具下接頭的第二液控管線接頭通過液控管線相連通。所述變形球座外圓周面一端為圓弧周面,所述中滑套一端面與該圓弧周面相匹配。本發(fā)明的有益效果是采用本實用新型的無級差噴砂射孔壓裂工具，能夠無限級提高分段壓裂的級數(shù)，可適應(yīng)幾十層分段壓裂工藝的需求，最大程度動用儲層。一旦壓裂過程出現(xiàn)意外砂堵可立刻進行反循環(huán)洗井，不影響繼續(xù)壓裂。本實用新型外部均采用高強度鋼材材料，并且外徑小于套管內(nèi)徑10_12mm，易于下入和起出，工具可靠性高。工具起出后井筒為全通徑，降低了后期修井難度。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細(xì)的說明


圖1是無級差噴砂射孔壓裂工藝管柱的示意圖；圖2是本實用新型無級差噴砂射孔壓裂工具結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是復(fù)合滑套的部分結(jié)構(gòu)放大示意圖；圖4是本實用新型無級差噴砂射孔壓裂工具飛鏢結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實用新型無級差噴砂射孔壓裂工具變形球座初始狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實用新型無級差噴砂射孔壓裂工具變形球座擠壓狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是返排壓裂液和油氣流過程中飛鏢卡在變形球座下部的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
參見
圖1至圖7，本實用新型的無級差噴砂射孔壓裂工具包括上接頭1、外筒2、下接頭3以及設(shè)置在上接頭I和下接頭3的內(nèi)部的復(fù)合滑套，所述上接頭I與外筒2通過螺紋固定連接，所述下接頭3的一端嵌入安裝在外筒2內(nèi)，且該下接頭3的一端通過上接頭I與外筒2的固緊與上接頭I的一端緊鄰設(shè)置。所述復(fù)合滑套包括上滑套4、中滑套5以及下滑套6，所述上滑套4通過第一剪釘7與上接頭I內(nèi)壁連接，所述中滑套5通過第二剪釘8與上滑套4內(nèi)壁連接，所述下滑套6卡裝在中滑套5與下接頭3之間，在所述中滑套5與下滑套6之間卡裝有一變形球座9，所述變形球座9 一側(cè)形成有一 S形開口 10且該變形球座9的最小內(nèi)徑等于復(fù)合滑套的最小內(nèi)徑，所述S形開口 10能夠在中滑套5與下滑套6的擠壓下閉合并使該變形球座9的內(nèi)徑緊縮變小，所述變形球座9縮徑后能夠與一飛鏢11卡固配合，所述飛鏢11最大外徑小于復(fù)合滑套最小內(nèi)徑且大于緊縮后的變形球座9內(nèi)徑，所述飛鏢11后部設(shè)置有多個過流孔12，在與所述上滑套4尾部位置相應(yīng)的上接頭I外壁上設(shè)置有噴嘴13。所述上接頭I內(nèi)壁一端形成有第一導(dǎo)流孔14，所述第一導(dǎo)流孔14與形成在上接頭I管壁內(nèi)的第一通道15連通，所述第一通道15與設(shè)置在上接頭I 一端的第一液控管線接頭16相連通，所述下接頭I 一端設(shè)置有第二液控管線接頭17，所述第二液控管線接頭17與形成在下接頭3管壁內(nèi)的第二通道18連通，所述第二通道18與形成在下接頭3內(nèi)壁上的第二導(dǎo)流孔19相連通，該第二導(dǎo)流孔19與中滑套5外壁相連通，所述第一液控管線接頭16與上一層無級差噴砂射孔壓裂工具下接頭3的第二液控管線接頭17通過液控管線相連通。所述變形球座9外圓周面一端為圓弧周面,所述中滑套5 —端面與該圓弧周面相匹配。參照
圖1至圖7，本實用新型利用油管一趟管柱將所有的無級差噴砂射孔壓裂工具下入到井底，每個無級差噴砂射孔壓裂工具的噴嘴13對應(yīng)特定的射孔壓裂層位，下入無級差噴砂射孔壓裂工具的數(shù)量不受限制，可根據(jù)需要處理層位的數(shù)量任意確定，并且每個無級差噴砂射孔壓裂工具的結(jié)構(gòu)和尺寸完全相同，每個飛鏢11的結(jié)構(gòu)和尺寸也完全相同。上、下層無級差噴砂射孔壓裂工具之間利用液控管線進行連接。本層的第一液控管線接頭16與上一層的第二液控管線接頭17連接，液控管線可采用油田井下常用的液控管線和接頭，液控管線采用敷設(shè)的方式安裝在油管側(cè)面。除最下一層無級差噴砂射孔壓裂工具以外，其他所有無級差噴砂射孔壓裂工具的變形球座9下井時均處于初始狀態(tài)，其上有S形開口 10，初始狀態(tài)時的變形球座9的內(nèi)徑等于復(fù)合滑套最小內(nèi)徑，飛鏢11最大外徑小于初始狀態(tài)時的變形球座的內(nèi)徑，因而飛鏢11可以順利通過復(fù)合滑套。最下一層無級差噴砂射孔壓裂工具的變形球座9處于擠壓狀態(tài)，其S形開口 10完全閉合，處于擠壓狀態(tài)時的變形球座9的內(nèi)徑小于復(fù)合滑套最小內(nèi)徑，飛鏢11最大外徑大于擠壓狀態(tài)時的變形球座9的內(nèi)徑，因而飛鏢11可以坐于其上，并足以承受壓裂時的壓力。本實用新型工具下入井底并坐好壓裂井口后，可采用正循環(huán)或反循環(huán)方式洗井，從井口投入第一個飛鏢11，油管泵送飛鏢11到最下一層無級差噴砂射孔壓裂工具的變形球座9上，油管繼續(xù)加壓，飛鏢11帶動復(fù)合滑套向下移動并帶動上滑套4剪斷第一剪釘7后向下移動。上滑套4向下移動后，露出噴嘴13和第一導(dǎo)流孔14，開始射孔壓裂最下一層。與此同時，油管壓力通過本層的第一導(dǎo)流孔14 —本層的第一通道15 —本層的第一液控管線接頭16 —液控管線一上一層的第二液控管線接頭17 —上一層的第二通道18 —上一層的第二導(dǎo)流流孔19 —上一層的中滑套5路徑傳遞，上一層的中滑套5受到液壓力后向下移動進而擠壓上一層的變形球座9，使其變形縮徑。完成最下一層壓裂后，井口投入第二個飛鏢11，油管泵送飛鏢11到第二層無級差噴砂射孔壓裂工具的變形球座9上，后續(xù)步驟同第一層。依此類推，逐次投入飛鏢，完成所有層的壓裂。由于無級差噴砂射孔壓裂工具采用的是噴嘴噴射高速攜砂液，從而在地層中形成噴射增壓壓裂的原理，被壓裂層地層內(nèi)部壓力要低于油套環(huán)空壓力幾個兆帕，因此在壓裂過程中上、下兩層在液力上是相互隔離的，互不影響，地層破裂壓力和填砂過程互不干擾，對已經(jīng)壓裂層并不產(chǎn)生影響，從而實現(xiàn)了精確定位的壓裂工藝。完成全部層壓裂后，返排壓裂液和油氣流，壓裂液和油氣流會攜帶飛鏢11向井口方向運移，但是由于所有的飛鏢11均處于擠壓狀態(tài)，除最后一層飛鏢11可以返出井口外，其他飛鏢11會卡在上一層變形球座9的下部(投入飛鏢11后，飛鏢11卡在相應(yīng)層的變形球座9上部)。參照圖4和圖7，飛鏢后部設(shè)有多個過流孔12，其過流面積不小于處于擠壓狀態(tài)下的變形球座9最小內(nèi)徑的截面面積，因此壓裂液和油氣流可以順利通過，不影響正常生產(chǎn)。一旦壓裂過程出現(xiàn)意外砂堵可立刻進行反循環(huán)洗井，解除砂堵后，可繼續(xù)壓裂。綜上所述，本實用新型的內(nèi)容并不局限在上述的實施例中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在本實用新型的技術(shù)指導(dǎo)思想之內(nèi)提出其他的實施例，但這些實施例都包括在本實用新型的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種無級差噴砂射孔壓裂工具，其特征在于:包括上接頭(I)、外筒(2)、下接頭(3)以及設(shè)置在上接頭(I)和下接頭(3)的內(nèi)部的復(fù)合滑套，所述上接頭(I)與外筒(2)通過螺紋固定連接，所述下接頭(3)的一端嵌入安裝在外筒(2)內(nèi)，且該下接頭(3)的一端通過上接頭(I)與外筒(2)的固緊與上接頭(I)的一端緊鄰設(shè)置， 所述復(fù)合滑套包括上滑套(4)、中滑套(5)以及下滑套(6)，所述上滑套(4)通過第一剪釘(7)與上接頭(I)內(nèi)壁連接，所述中滑套(5)通過第二剪釘(8)與上滑套(4)內(nèi)壁連接，所述下滑套(6)卡裝在中滑套(5)與下接頭(3)之間，在所述中滑套(5)與下滑套(6)之間卡裝有一變形球座(9 )，所述變形球座(9 ) 一側(cè)形成有一 S形開口( 10 )且該變形球座(9 )的最小內(nèi)徑等于復(fù)合滑套的最小內(nèi)徑，所述S形開口(10)能夠在中滑套(5)與下滑套(6)的擠壓下閉合并使該變形球座(9)的內(nèi)徑緊縮變小，所述變形球座(9)縮徑后能夠與一飛鏢(11)卡固配合，所述飛鏢(11)最大外徑小于復(fù)合滑套最小內(nèi)徑且大于緊縮后的變形球座(9)內(nèi)徑，所述飛鏢(11)后部設(shè)置有多個過流孔(12)，在與所述上滑套(4)尾部位置相應(yīng)的上接頭(I)外壁上設(shè)置有噴嘴(13)， 所述上接頭(I)內(nèi)壁一端形成有第一導(dǎo)流孔(14)，所述第一導(dǎo)流孔(14)與形成在上接頭(I)管壁內(nèi)的第一通道(15)連通，所述第一通道(15)與設(shè)置在上接頭(I) 一端的第一液控管線接頭(16)相連通，所述下接頭(3) —端設(shè)置有第二液控管線接頭(17)，所述第二液控管線接頭(17)與形成在下接頭(3)管壁內(nèi)的第二通道(18)連通，所述第二通道(18)與形成在下接頭(3)內(nèi)壁上的第二導(dǎo)流孔(19)相連通，該第二導(dǎo)流孔(19)與中滑套(5)外壁相連通，所述第一液控管線接頭(16)與上一層無級差噴砂射孔壓裂工具下接頭(3)的第二液控管線接頭(17)通過液控管線相連通。
2.按照權(quán)利要求1所述的無級差噴砂射孔壓裂工具，其特征在于:所述變形球座(9)夕卜圓周面一端為圓弧周面 ，所述中滑套(5) —端面與該圓弧周面相匹配。
專利摘要本實用新型公開了一種無級差噴砂射孔壓裂工具，其包括上接頭、外筒、下接頭以及復(fù)合滑套，所述上接頭與外筒通過螺釘固定連接，所述下接頭的一端嵌入安裝在外筒內(nèi)，且該下接頭的一端通過上接頭與外筒的固緊與上接頭的一端緊鄰設(shè)置，所述復(fù)合滑套設(shè)置在上接頭和下接頭的內(nèi)部。采用本實用新型的無級差噴砂射孔壓裂工具，能夠無限級提高分段壓裂的級數(shù)，可適應(yīng)幾十層分段壓裂工藝的需求，最大程度動用儲層。一旦壓裂過程出現(xiàn)意外砂堵可立刻進行反循環(huán)洗井，不影響繼續(xù)壓裂；本實用新型易于下入和起出，工具可靠性高，工具起出后井筒為全通徑，降低了后期修井難度。
文檔編號E21B43/26GK202914063SQ20122061231
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者鄭永哲, 王建軍, 王勵斌, 王治華, 周浩, 江堯, 康建濤, 魏寧 申請人:中國石油集團渤海鉆探工程有限公司