裸眼水平井完井壓裂一體化管柱的制作方法
【專利摘要】一種裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，包括相連接的對(duì)接油管、尾管懸掛器、多個(gè)壓裂結(jié)構(gòu)、封隔器、壓差滑套和浮鞋。壓裂結(jié)構(gòu)由相連接的遇水封隔器和縮徑滑套組成，縮徑滑套包括：相連接的上接頭、外套和下接頭；外套內(nèi)穿設(shè)有縮徑機(jī)構(gòu)和定位機(jī)構(gòu)，縮徑機(jī)構(gòu)具有相連接的上滑套和下滑套，上滑套內(nèi)穿設(shè)有推桿，推桿與下滑套間設(shè)有伸縮球座；定位機(jī)構(gòu)具有連接筒，連接筒內(nèi)穿設(shè)有滑動(dòng)筒和基座，基座與連接筒間夾有定位桿和活塞，滑動(dòng)筒的上端卡設(shè)在定位桿的卡槽內(nèi)。本實(shí)用新型的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，其縮徑滑套可設(shè)有多個(gè)，通過(guò)直徑相同的球即可打開(kāi)多個(gè)層段的縮徑滑套，以滿足對(duì)水平井段多油層進(jìn)行改造的要求，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝與施工方便。
【專利說(shuō)明】裸眼水平井完井壓裂一體化管柱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型有關(guān)于一種油田完井壓裂一體化管柱，尤其有關(guān)于一種對(duì)油田裸眼水 平井進(jìn)行完井壓裂的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，油田裸眼水平井主要采用“裸眼封隔器+逐級(jí)投球滑套”壓裂管柱進(jìn)行完井 和壓裂。例如，中國(guó)專利200920248979.9號(hào)提供了水平井完井壓裂生產(chǎn)一體化管柱，其主 要由安全閥、水力錨、插入式密封器、尾管懸掛密封器、尾管、擴(kuò)張式裸眼封隔器、投球滑套、 壓力滑套、浮鞋滑套組成，其完井壓裂的工藝過(guò)程如下:首先，鉆完井后由鉆井管柱連接壓 裂一體化管柱，將壓裂一體化管柱送入水平裸眼井段內(nèi)，將壓裂一體化管柱上部的尾管懸 掛器懸掛于上部固井套管內(nèi)；其次，將上部鉆桿由尾管掛密封處脫扣取出，重新?lián)Q油管管柱 插入尾管掛，且保證該處密封良好；最后，通過(guò)井口投入由小到大不同直徑的密封球，來(lái)完 成對(duì)各層投球滑套的開(kāi)啟和壓裂。
[0003]但是，上述水平井完井壓裂生產(chǎn)一體化管柱還存在以下幾點(diǎn)缺陷有待改進(jìn):
[0004]1、該水平井完井壓裂生產(chǎn)一體化管柱的裸眼封隔器大多采用機(jī)械壓縮式封隔器， 其坐封原理是靠管柱內(nèi)的液壓推動(dòng)封隔器活塞實(shí)現(xiàn)油套環(huán)空的坐封，其機(jī)械部件較多，易 砂卡；并且，由于該裸眼封隔器所采用的膠筒材料的限制，其不適合對(duì)不規(guī)則的裸眼井段進(jìn) 行密封。
[0005]2、投球滑套的尺寸受投球尺寸的限制，為滿足開(kāi)啟水平井內(nèi)不同位置處的投球滑 套，投球尺寸需逐級(jí)增大。當(dāng)對(duì)水平井段的多個(gè)油層進(jìn)行改造壓裂時(shí)，水平井完井壓裂生產(chǎn) 一體化管柱上安裝的多個(gè)投球滑套，其尺寸將隨著油層數(shù)量的增多而逐級(jí)增大，但是，投球 滑套的尺寸不能無(wú)限增大，這樣會(huì)造成水平井壓裂管柱的尺寸增大，不但會(huì)增大生產(chǎn)作業(yè) 成本，而且作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)也較高，因此，現(xiàn)有技術(shù)的水平井壓裂管柱上采用的投球滑套無(wú)法滿足 對(duì)多油層進(jìn)行改造壓裂的要求，其不能滿足目前油氣田發(fā)展的需要。
[0006]因此，有必要提供一種新的水平井完井壓裂一體化管柱，來(lái)克服上述缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，其上的縮徑滑套 可設(shè)有多個(gè)，通過(guò)直徑相同的球即可打開(kāi)多個(gè)層段的縮徑滑套，以滿足對(duì)水平井段多油層 進(jìn)行改造的要求，該裸眼水平井完井壓裂一體化管柱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝與施工方便。
[0008]本實(shí)用新型的上述目的可采用下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0009]本實(shí)用新型提供一種裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，所述裸眼水平井完井壓裂 一體化管柱包括:
[0010]對(duì)接油管，其穿設(shè)在水平井的豎直井段的套管內(nèi)；
[0011]尾管懸掛器，其與所述對(duì)接油管相連，所述尾管懸掛器懸掛于所述套管；
[0012]多個(gè)壓裂結(jié)構(gòu)，其連接在所述尾管懸掛器上并位于所述水平井的水平井段內(nèi)，每個(gè)所述壓裂結(jié)構(gòu)串聯(lián)相連，其包括相連接的遇水封隔器和縮徑滑套；其中，所述縮徑滑套包括:
[0013]上接頭，其上端與所述遇水封隔器相連，其下端連接有外套，所述外套的下端連接有下接頭，所述外套的上端開(kāi)設(shè)有壓裂孔；
[0014]縮徑機(jī)構(gòu)，其具有穿設(shè)連接在所述外套內(nèi)的上滑套，所述上滑套的上端開(kāi)設(shè)有過(guò)流孔，其下端連接有下滑套，所述上滑套內(nèi)穿設(shè)連接有推桿，所述推桿與所述下滑套之間夾設(shè)有伸縮球座，所述上滑套的下端開(kāi)設(shè)有進(jìn)液孔，所述推桿與所述上滑套之間形成有進(jìn)液腔，所述進(jìn)液孔與所述進(jìn)液腔相連通；
[0015]定位機(jī)構(gòu)，其位于所述縮徑機(jī)構(gòu)的下方，所述定位機(jī)構(gòu)具有穿設(shè)在所述外套內(nèi)的連接筒，所述連接筒內(nèi)穿設(shè)有滑動(dòng)筒和基座，所述滑動(dòng)筒可軸向移動(dòng)地穿設(shè)在所述基座的上端，所述基座的下端與所述下接頭相連，所述基座與所述連接筒之間夾設(shè)有定位桿和活塞，所述定位桿的上端內(nèi)側(cè)軸向設(shè)有多個(gè)卡槽，所述滑動(dòng)筒的上端卡設(shè)在所述卡槽內(nèi)，所述活塞連接在所述連接筒上；
[0016]其中，所述連接筒與所述基座上分別開(kāi)設(shè)有水平相對(duì)的出液孔和進(jìn)液孔，所述活塞上設(shè)有徑向通孔，在所述滑動(dòng)筒的上端卡設(shè)在多個(gè)所述卡槽中位于頂端的所述卡槽內(nèi)的狀態(tài)下，所述出液孔、所述徑向通孔和所述基座的進(jìn)液孔相連通；
[0017]壓差滑套，其一端通過(guò)封隔器與所述多個(gè)壓裂結(jié)構(gòu)相連，其另一端連接有浮鞋。
[0018]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述縮徑滑套的連接筒的上端連接有閥芯，所述下滑套可滑動(dòng)地套設(shè)在所述閥芯的上端，所述閥芯的下端穿設(shè)在所述滑動(dòng)筒內(nèi)。
[0019]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述上滑套通過(guò)剪切銷釘連接在所述外套上，所述下滑套的下端徑向向內(nèi)凸設(shè)有定位部，在所述剪切銷釘被剪斷，且所述閥芯的上端頂?shù)衷谒龆ㄎ徊康臓顟B(tài)下，所述壓裂孔與所述過(guò)流孔相連通。
[0020]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述連接筒包括第一連接筒和第二連接筒，所述第一連接筒連接在所述第二連接筒的上端，所述活塞通過(guò)剪切銷釘連接在所述第二連接筒上。
[0021]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述下接頭的上端連接有過(guò)渡頭，所述過(guò)渡頭穿設(shè)在所述外套內(nèi)，所述基座的下端、所述連接筒的下端分別連接在所述過(guò)渡頭上。
[0022]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述滑動(dòng)筒與所述基座之間夾設(shè)有彈簧。
[0023]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述滑動(dòng)筒的上端徑向向外凸設(shè)有卡鉤，所述卡鉤卡設(shè)在所述卡槽內(nèi)，所述滑動(dòng)筒的下端徑向向內(nèi)凸設(shè)有坐球爪。
[0024]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述推桿通過(guò)剪切銷釘連接在所述上滑套上，所述上滑套與所述外套之間形成有容納腔，所述連接筒與所述外套之間形成有環(huán)形腔，所述容納腔與所述環(huán)形腔相連通，在所述出液孔、所述徑向通孔、所述基座的進(jìn)液孔、所述環(huán)形腔和所述容納腔相連通，且所述剪切銷釘被剪斷的狀態(tài)下，所述推桿推抵所述伸縮球座徑向向內(nèi)移動(dòng)至坐球位置。
[0025]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述連接筒的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有卡齒，所述定位桿的下端外側(cè)連接有鎖環(huán)卡齒，所述鎖環(huán)卡齒與所述卡齒相配合。
[0026]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述裸眼水平井完井壓裂一體化管柱包括三個(gè)所述壓裂結(jié)構(gòu)，每個(gè)所述壓裂結(jié)構(gòu)的縮徑滑套的定位桿上設(shè)有四個(gè)所述卡槽，靠近所述水平井井口處的所述縮徑滑套的滑動(dòng)筒的上端卡設(shè)在所述定位桿四個(gè)卡槽中位于最下端的卡槽內(nèi)，三個(gè)所述壓裂結(jié)構(gòu)中位于中間的所述壓裂結(jié)構(gòu)的縮徑滑套的滑動(dòng)筒的上端卡設(shè)在所述定位桿四個(gè)卡槽中位于最下端卡槽上方的卡槽內(nèi)，靠近所述壓差滑套處的所述縮徑滑套的滑動(dòng)筒的上端卡設(shè)在所述定位桿四個(gè)卡槽中位于最上端卡槽下方的卡槽內(nèi)。
[0027]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述尾管懸掛器與所述多個(gè)壓裂結(jié)構(gòu)之間還連接有封隔器，所述封隔器為遇水封隔器。
[0028]本實(shí)用新型的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是:
[0029]一、本實(shí)用新型的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，采用縮徑滑套對(duì)井下各油層進(jìn)行壓裂作業(yè)，當(dāng)對(duì)井下多個(gè)油層進(jìn)行壓裂作業(yè)時(shí)，多個(gè)串聯(lián)連接在一起的縮徑滑套，通過(guò)從井口投入直徑相同的球，便能夠順次打開(kāi)多個(gè)油層段的縮徑滑套，該縮徑滑套的開(kāi)啟不受投球直徑的限制，其不但能夠增大油層的改造級(jí)數(shù)，而且保證了管柱的大通徑，減少了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，方便后期工具的下入作業(yè)。本實(shí)用新型的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝與施工操作方便，其大大縮短了完井與壓裂時(shí)間，減少了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，保證了管柱的大通徑，方便后期工具的下入作業(yè)。
[0030]二、本實(shí)用新型的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，采用遇水封隔器封隔油套環(huán)空，與現(xiàn)有的裸眼壓縮式封隔器相比，具有坐封安全，適應(yīng)不規(guī)則井眼的特點(diǎn)。
[0031]三、本實(shí)用新型的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，連接在尾管懸掛器下端的遇水封隔器，可以有效阻止造斜段水層對(duì)水平段油層的影響。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0032]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1為本實(shí)用新型的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖2為本實(shí)用新型的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱的縮徑滑套未開(kāi)啟的半剖視圖。
[0035]圖3為本實(shí)用新型的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱的縮徑滑套狀態(tài)一的半剖視圖。
[0036]圖4為本實(shí)用新型的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱的縮徑滑套狀態(tài)二的半剖視圖。
[0037]圖5為本實(shí)用新型的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱的縮徑滑套狀態(tài)三的半剖視圖。
[0038]圖6為本實(shí)用新型的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱的縮徑滑套開(kāi)啟后的半剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0040]如圖1、2所示，本實(shí)用新型提供一種裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，其包括對(duì)接油管1、尾管懸掛器2、多個(gè)壓裂結(jié)構(gòu)3和壓差滑套4。其中:對(duì)接油管I穿設(shè)在水平井的豎直井段91的套管5內(nèi)；尾管懸掛器2與所述對(duì)接油管I相連，所述尾管懸掛器2懸掛于所述套管5 ;多個(gè)壓裂結(jié)構(gòu)3連接在所述尾管懸掛器2上并位于所述水平井的水平井段92內(nèi)，每個(gè)所述壓裂結(jié)構(gòu)3串聯(lián)相連，其包括相連接的遇水封隔器6和縮徑滑套7 ;壓差滑套4的一端通過(guò)封隔器與所述多個(gè)壓裂結(jié)構(gòu)3相連，其另一端連接有浮鞋8。
[0041]其中，所述縮徑滑套7包括上接頭71、縮徑機(jī)構(gòu)72和定位機(jī)構(gòu)73。上接頭71的上端與所述遇水封隔器6相連，其下端連接有外套74，所述外套74的下端連接有下接頭75，所述外套74的上端開(kāi)設(shè)有壓裂孔741 ;縮徑機(jī)構(gòu)72具有穿設(shè)連接在所述外套74內(nèi)的上滑套721，所述上滑套721的上端開(kāi)設(shè)有過(guò)流孔7211，其下端連接有下滑套722，所述上滑套721內(nèi)穿設(shè)連接有推桿723，所述推桿723與所述下滑套722之間夾設(shè)有伸縮球座724，所述上滑套721的下端開(kāi)設(shè)有進(jìn)液孔7212，所述推桿723與所述上滑套721之間形成有進(jìn)液腔7213，所述進(jìn)液孔7212與所述進(jìn)液腔7213相連通；定位機(jī)構(gòu)73位于所述縮徑機(jī)構(gòu)72的下方，所述定位機(jī)構(gòu)73具有穿設(shè)在所述外套74內(nèi)的連接筒731，所述連接筒731內(nèi)穿設(shè)有滑動(dòng)筒732和基座733，所述滑動(dòng)筒732可軸向移動(dòng)地穿設(shè)在所述基座733的上端，所述基座733的下端與所述下接頭75相連，所述基座733與所述連接筒731之間夾設(shè)有定位桿734和活塞735，所述定位桿734的上端內(nèi)側(cè)軸向開(kāi)設(shè)有多個(gè)卡槽7341，所述滑動(dòng)筒732的上端卡設(shè)在所述卡槽7341內(nèi)，所述活塞735連接在所述連接筒731上；其中，所述連接筒731與所述基座733上分別開(kāi)設(shè)有水平相對(duì)的出液孔7311和進(jìn)液孔7331，所述活塞735上開(kāi)設(shè)有徑向通孔7351，在所述滑動(dòng)筒732的上端卡設(shè)在多個(gè)所述卡槽7341中位于頂端的所述卡槽7341’內(nèi)的狀態(tài)下，所述出液孔7311、所述徑向通孔7351和所述基座733的進(jìn)液孔7331相連通。
[0042]具體是，水平井的豎直井段91通過(guò)套管5水泥固井，該套管5包括表層套管51和技術(shù)套管52，表層套管51連接在技術(shù)套管52的上端。對(duì)接油管I穿設(shè)在表層套管51和技術(shù)套管52內(nèi)，其下端與尾管懸掛器2相連,該尾管懸掛器2懸掛在技術(shù)套管52上。
[0043]多個(gè)壓裂結(jié)構(gòu)3依次串聯(lián)連接在尾管懸掛器2上，其位于水平井的水平井段92內(nèi)，每個(gè)壓裂結(jié)構(gòu)3均由遇水封隔器6和縮徑滑套7組成，遇水封隔器6連接在縮徑滑套7的上游端，多個(gè)壓裂結(jié)構(gòu)3的下游端通過(guò)封隔器與壓差滑套4和浮鞋8相連，在本實(shí)用新型中，連接在多個(gè)壓裂結(jié)構(gòu)3與壓差滑套4之間的封隔器可為遇水封隔器6。
[0044]其中，上述壓裂結(jié)構(gòu)3的遇水封隔器6為現(xiàn)有技術(shù)中已知的遇水封隔器，其具體結(jié)構(gòu)在此不再贅述。該遇水封隔器6用于封隔油套環(huán)空，其遇水就能夠自膨脹坐封，無(wú)需打壓坐封，坐封安全可靠，該遇水封隔器6能夠有效解決機(jī)械式封隔器的砂卡問(wèn)題，并且適合對(duì)不規(guī)則的裸眼井段進(jìn)行密封。
[0045]請(qǐng)參閱圖2所示，上述壓裂結(jié)構(gòu)3的縮徑滑套7與水平井的水平井段92的油層相對(duì)，通過(guò)從井口投球，開(kāi)啟縮徑滑套7，以對(duì)水平井段92各油層進(jìn)行壓裂作業(yè)。該縮徑滑套7具有依次相連的上接頭71、外套74和下接頭75，上接頭71的上端與遇水封隔器6相連，外套74的上端螺紋連接在上接頭71的下端內(nèi)側(cè)，外套74的下端螺紋連接在下接頭75的上端外側(cè)，從而上接頭71、外套74和下接頭75組合成一大體呈圓柱筒狀的管體，該管體具有可供液體及投球通過(guò)的中心孔76。其中，在外套74的上端側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有壓裂孔741，對(duì)水平井水平井段92各油層進(jìn)行壓裂作業(yè)的壓裂液自該壓裂孔741注入井下各油層中。
[0046]縮徑滑套7的縮徑機(jī)構(gòu)72穿設(shè)在縮徑滑套7的外套74內(nèi)，在本實(shí)用新型中，該縮徑機(jī)構(gòu)72的上滑套721通過(guò)剪切銷釘7214連接在外套74的上端內(nèi)側(cè)并封堵住外套74的壓裂孔741，該上滑套721的上端貼設(shè)在外套74的內(nèi)側(cè)壁上，上滑套721的上端開(kāi)設(shè)有過(guò)流孔7211，其下端與外套74的內(nèi)側(cè)壁之間形成有容納腔7215，上滑套721下端開(kāi)設(shè)的進(jìn)液孔7212與容納腔7215相連通；推桿723通過(guò)剪切銷釘7231連接在上滑套721的下端內(nèi)偵牝推桿723與上滑套721的下端之間形成的進(jìn)液腔7213通過(guò)開(kāi)設(shè)在上滑套721下端的進(jìn)液孔7212與容納腔7215相連通；下滑套722螺紋連接在上滑套721的下端內(nèi)側(cè)，下滑套722的上端與推桿723之間夾設(shè)有伸縮球座724。在本實(shí)用新型中，該伸縮球座724大體呈C形環(huán)狀，當(dāng)推桿723軸向向下運(yùn)動(dòng)擠壓伸縮球座724時(shí)，伸縮球座724的外徑和內(nèi)徑均徑向向內(nèi)縮小，伸縮球座724將進(jìn)入坐封位置。
[0047]縮徑滑套7的定位機(jī)構(gòu)73穿設(shè)在縮徑滑套7的外套74內(nèi)，其位于縮徑機(jī)構(gòu)72的下方。在本實(shí)用新型中，該定位機(jī)構(gòu)73的連接筒731由第一連接筒7312和第二連接筒7313組成，第一連接筒7312螺紋連接在第二連接筒7313的上端，連接筒731的出液孔7311開(kāi)設(shè)在第二連接筒7313的下端，該連接筒731與外套74之間形成有環(huán)形腔7314，環(huán)形腔7314與上滑套721和外套74之間形成的容納腔7215相連通。在本實(shí)施例中，縮徑滑套7的連接筒731的上端，也即第一連接筒7312的上端，連接有閥芯736，縮徑機(jī)構(gòu)72的下滑套722可滑動(dòng)地密封套設(shè)在閥芯736的上端外側(cè)，閥芯736的下端密封穿設(shè)在滑動(dòng)筒732內(nèi)。
[0048]定位機(jī)構(gòu)73的滑動(dòng)筒732和基座733穿設(shè)在連接筒731內(nèi)，滑動(dòng)筒732可軸向滑動(dòng)地密封穿設(shè)在基座733的上端內(nèi)側(cè)，在本實(shí)施例中，滑動(dòng)筒732與基座733之間夾設(shè)有彈簧737，通過(guò)彈簧737的彈性力作用，使滑動(dòng)筒732相對(duì)基座733軸向往復(fù)移動(dòng)。在本實(shí)用新型中，滑動(dòng)筒732的上端徑向向外凸設(shè)有卡鉤7321，其下端徑向向內(nèi)凸設(shè)有坐球爪7322。
[0049]在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，縮徑滑套7的下接頭75上端螺紋連接有過(guò)渡頭738，過(guò)渡頭738穿設(shè)在外套74內(nèi)，基座733的下端和連接筒731的第二連接筒7313的下端分別螺紋連接在過(guò)渡頭738的上端外側(cè)，從而連接筒731、滑動(dòng)筒732、基座733和過(guò)渡頭738之間形成一容納腔739，定位桿734和活塞735位于該容納腔739中。其中，定位桿734夾設(shè)在滑動(dòng)筒732與連接筒731的第一連接筒7312之間，滑動(dòng)筒732上端的卡鉤7321卡設(shè)在定位桿734上端內(nèi)側(cè)開(kāi)設(shè)的多個(gè)軸向卡槽7341中的其中一個(gè)卡槽7341內(nèi)；活塞735夾設(shè)在基座733與連接筒731的第二連接筒7313之間，活塞735通過(guò)剪切銷釘7352密封連接在第二連接筒7313的內(nèi)側(cè)壁上，并與基座733的外側(cè)壁密封接觸，活塞735分別封堵住基座733的進(jìn)液孔7331和第二連接筒7313的出液孔7311，此時(shí)，活塞735上開(kāi)設(shè)的徑向通孔7351不與進(jìn)液孔7331和出液孔7311相連通。
[0050]當(dāng)需要開(kāi)啟縮徑滑套7進(jìn)行壓裂作業(yè)時(shí)，首先，如圖2所示將縮徑滑套7組裝起來(lái)，使縮徑滑套7的滑動(dòng)筒732的上端卡鉤7321卡設(shè)在定位桿734上端內(nèi)側(cè)開(kāi)設(shè)的除頂端卡槽7341’的任意一卡槽7341內(nèi)，此時(shí)，縮徑滑套7處于未開(kāi)啟狀態(tài)；然后，將縮徑滑套7下入井下油層位置處，從井口投球，管柱內(nèi)的液體將球帶到縮徑滑套7的中心孔76內(nèi)并坐設(shè)在滑動(dòng)筒732的坐球爪7322上，此時(shí)，由于坐球爪7322靠近基座733內(nèi)壁設(shè)置，受基座733內(nèi)壁的限制坐球爪7322無(wú)法撐開(kāi)；當(dāng)縮徑滑套7的中心孔76內(nèi)的液體排量增大時(shí)，參考圖3所示，球10受液體壓力的作用將軸向向下移動(dòng)，球10帶動(dòng)滑動(dòng)筒732 —同軸向向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，彈簧737受滑動(dòng)筒732的抵壓被壓縮，坐球爪7322移出基座733內(nèi)壁并被撐開(kāi)，球10掉落下去；與此同時(shí)，滑動(dòng)筒732上端的卡鉤7321帶動(dòng)定位桿734軸向向下移動(dòng)。請(qǐng)參閱圖4所示，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)球10從滑動(dòng)筒732經(jīng)過(guò)并掉落后，在受壓彈簧737的彈性回復(fù)力作用下，滑動(dòng)筒732被重新推頂回復(fù)至原位，此時(shí)，滑動(dòng)筒732的坐球爪7322重新回到原位，滑動(dòng)筒732上端的卡鉤7321將從初始所卡設(shè)的溝槽7341內(nèi)軸向向上移動(dòng)至位于初始卡設(shè)的溝槽7341上方的溝槽7341內(nèi)，以等待下一次投球。
[0051]如圖5所示，以此類推，向縮徑滑套7內(nèi)依次投入直徑相同的第二球、第三球等等，使滑動(dòng)筒732帶動(dòng)定位桿734軸向向下滑動(dòng)，直至定位桿734的下端與活塞735的上端面接觸，此時(shí)，活塞735在定位桿734的壓力作用下軸向下移，連接活塞735和第二連接筒7313的剪切銷釘7352被剪斷，活塞735下滑，直至球10從滑動(dòng)筒732的坐球爪7322內(nèi)脫落為止，此時(shí)，基座733的進(jìn)液孔7331、活塞735的徑向通孔7351、第二連接筒7313的出液孔7311相連通?？s徑滑套7中心孔76內(nèi)的液體由基座733的進(jìn)液孔7331、活塞735的徑向通孔7351、第二連接筒7313的出液孔7311進(jìn)入連接筒731與外套74之間的環(huán)形腔7314內(nèi)，從而進(jìn)入上滑套721與外套74形成的容納腔7215中，并經(jīng)上滑套721的進(jìn)液孔7212進(jìn)入進(jìn)液腔7213中，推桿723在液壓的作用下軸向向下滑動(dòng)，剪斷推桿723與上滑套721之間的剪切銷釘7231，在進(jìn)液腔7213中液壓的不斷作用下，推桿723推抵伸縮球座724徑向向內(nèi)移動(dòng)，伸縮球座724的外徑和內(nèi)徑縮小并進(jìn)入坐封狀態(tài)。
[0052]如圖6所示，再次從井口投球10’，球10’落入伸縮球座724內(nèi)并坐封；此時(shí)，加大中心孔76內(nèi)的液壓，當(dāng)中心孔76內(nèi)的液壓達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，將剪斷外套74與上滑套721之間的剪切銷釘7214，上滑套721在液壓的作用下軸向向下滑動(dòng)，在本實(shí)用新型中，下滑套722的下端徑向向內(nèi)凸設(shè)有定位部7221，當(dāng)剪切銷釘7214被剪斷，且閥芯736的上端頂?shù)衷诙ㄎ徊?221上時(shí)，外套74的壓裂孔741與上滑套721的過(guò)流孔7211恰好相連通，此時(shí)，縮徑滑套7開(kāi)啟，通過(guò)向縮徑滑套7的中心孔76內(nèi)加砂，以對(duì)待壓裂油層進(jìn)行壓裂作業(yè)。
[0053]本實(shí)用新型的縮徑滑套7，當(dāng)對(duì)井下多個(gè)油層進(jìn)行壓裂作業(yè)時(shí)，將多個(gè)縮徑滑套7串聯(lián)相連，各縮徑滑套7之間通過(guò)遇水封隔器6封隔。通過(guò)從井口投入直徑相同的球，便能順次打開(kāi)多個(gè)油層段的縮徑滑套7，該縮徑滑套7的開(kāi)啟不受投球直徑的限制，其保證了壓裂管柱的大通徑，且增大了油層的改造級(jí)數(shù)，減少了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，方便后期工具的順利下入。
[0054]與多個(gè)壓裂結(jié)構(gòu)3相連的壓差滑套4為現(xiàn)有技術(shù)中已知的壓差滑套，其具體結(jié)構(gòu)在此不再贅述。壓差滑套4在注水壓力的作用下便可開(kāi)啟并進(jìn)行井下油層的壓裂作業(yè)。
[0055]連接在壓差滑套4 一端的圓頭浮鞋8為現(xiàn)有技術(shù)中已知的浮鞋，其具體結(jié)構(gòu)在此不再贅述。該圓頭浮鞋8的作用主要是保證管柱的安全下入和環(huán)空替泥漿的順利進(jìn)行。
[0056]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，所述連接筒731的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有卡齒7315，所述定位桿734的下端外側(cè)連接有鎖環(huán)卡齒7342，所述鎖環(huán)卡齒7342與所述卡齒7315相配合。具體是，卡齒7315開(kāi)設(shè)在連接筒731的第二連接筒7313的內(nèi)側(cè)壁上，在定位桿734的下端外側(cè)設(shè)有凹槽7343，鎖環(huán)卡齒7342位于該凹槽7343中。當(dāng)定位桿734軸向下移時(shí)，鎖環(huán)卡齒7342會(huì)卡在第二連接筒7313的卡齒7315上，這樣可使定位桿734在軸向下移的過(guò)程中，一步步鎖緊在連接筒731上，防止定位桿734軸向上移的情況發(fā)生。
[0057]本實(shí)用新型的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，其完井過(guò)程如下:首先，在鉆完井后，通過(guò)表層套管51和技術(shù)套管52水泥固井，然后將鉆井管柱與本實(shí)用新型的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱連接在一起，把該管柱送入裸眼水平井段92內(nèi)，將裸眼水平井完井壓裂一體化管柱上部的尾管懸掛器2懸掛于技術(shù)套管52內(nèi)；其次，井口連接泵送管線，正循環(huán)將套管環(huán)空鉆井泥漿替凈，然后投球憋壓，丟手尾管懸掛器2;之后，將上部鉆桿由尾管掛密封處脫扣取出，重新?lián)Q對(duì)接油管I插入尾管懸掛器2，且保證該處密封良好；24小時(shí)后，遇水封隔器6遇水自動(dòng)坐封完畢，封隔油套環(huán)空；此時(shí)，向管柱內(nèi)泵液壓，壓差滑套4在液壓的作用下打開(kāi)，并開(kāi)始對(duì)壓差滑套4所對(duì)油層進(jìn)行壓裂作業(yè)；最后，通過(guò)從井口投入相同直徑的球10，來(lái)開(kāi)啟各油層所對(duì)的縮徑滑套7并進(jìn)行壓裂作業(yè)。
[0058]本實(shí)用新型的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝與施工操作方便。同時(shí)，該遇水封隔器6與裸眼壓縮式封隔器相比，具有坐封安全，適應(yīng)不規(guī)則井眼的特點(diǎn)。裸眼水平井完井壓裂一體化管柱采用縮徑滑套7實(shí)現(xiàn)對(duì)井下各油層進(jìn)行壓裂作業(yè)，采用直徑相同的球10，打開(kāi)多個(gè)油層段的縮徑滑套7，增大油層改造的級(jí)數(shù)。該裸眼水平井完井壓裂一體化管柱大大縮短了完井與壓裂時(shí)間，減少了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，保證了管柱的大通徑，方便后期工具的下入作業(yè)。
[0059]另外，在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，該裸眼水平井完井壓裂一體化管柱的尾管懸掛器2的下端還連接有一封隔器，該封隔器為遇水封隔器6，其可以有效阻止造斜段水層對(duì)水平井段92各油層的影響。
[0060]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式，所述裸眼水平井完井壓裂一體化管柱包括三個(gè)所述壓裂結(jié)構(gòu)3，每個(gè)所述壓裂結(jié)構(gòu)3的縮徑滑套7的定位桿734上設(shè)有四個(gè)所述卡槽7341，靠近所述水平井井口處的所述縮徑滑套7的滑動(dòng)筒732的上端卡設(shè)在所述定位桿734四個(gè)卡槽7341中位于最下端的卡槽7341內(nèi)，三個(gè)所述壓裂結(jié)構(gòu)3中位于中間的所述壓裂結(jié)構(gòu)3的縮徑滑套7的滑動(dòng)筒732的上端卡設(shè)在所述定位桿734四個(gè)卡槽7341中位于最下端卡槽7341上方的卡槽7341內(nèi)，靠近所述壓差滑套4處的所述縮徑滑套7的滑動(dòng)筒732的上端卡設(shè)在所述定位桿734四個(gè)卡槽7341中位于最上端卡槽7341’下方的卡槽內(nèi)。
[0061]當(dāng)向裸眼水平井完井壓裂一體化管柱內(nèi)投入第一個(gè)球時(shí)，靠近壓差滑套4的縮徑滑套7首先被開(kāi)啟，該縮徑滑套7的伸縮球座724徑向向內(nèi)移動(dòng)至坐封位置，此時(shí)投入第二球，使該縮徑滑套7的上滑套721的過(guò)流孔7211與壓裂孔741相連通，從而進(jìn)行壓裂作業(yè)；之后投入第三個(gè)球，由于三個(gè)壓裂結(jié)構(gòu)3位于中間的壓裂結(jié)構(gòu)3的縮徑滑套7，在前兩次投球的過(guò)程中，其伸縮球座724已經(jīng)處于坐封位置，此時(shí)投入的第三個(gè)球，將使該縮徑滑套7的上滑套721的過(guò)流孔7211與壓裂孔741相連通，從而進(jìn)行壓裂作業(yè)；最后，投入第四個(gè)球，由于靠近井口處的壓裂結(jié)構(gòu)3的縮徑滑套7，在前三次投球的過(guò)程中，其伸縮球座724已經(jīng)處于坐封位置，此時(shí)投入的第四個(gè)球，將使該縮徑滑套7的上滑套721的過(guò)流孔7211與壓裂孔741相連通，從而進(jìn)行壓裂作業(yè)。
[0062]以上所述僅為本實(shí)用新型的幾個(gè)實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)申請(qǐng)文件公開(kāi)的內(nèi)容可以對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行各種改動(dòng)或變型而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，其特征在于，所述裸眼水平井完井壓裂一體化管柱包括:對(duì)接油管，其穿設(shè)在水平井的豎直井段的套管內(nèi)；尾管懸掛器，其與所述對(duì)接油管相連，所述尾管懸掛器懸掛于所述套管；多個(gè)壓裂結(jié)構(gòu)，其連接在所述尾管懸掛器上并位于所述水平井的水平井段內(nèi)，每個(gè)所述壓裂結(jié)構(gòu)串聯(lián)相連，其包括相連接的遇水封隔器和縮徑滑套；其中，所述縮徑滑套包括: 上接頭，其上端與所述遇水封隔器相連，其下端連接有外套，所述外套的下端連接有下接頭，所述外套的上端開(kāi)設(shè)有壓裂孔；縮徑機(jī)構(gòu)，其具有穿設(shè)連接在所述外套內(nèi)的上滑套，所述上滑套的上端開(kāi)設(shè)有過(guò)流孔， 其下端連接有下滑套，所述上滑套內(nèi)穿設(shè)連接有推桿，所述推桿與所述下滑套之間夾設(shè)有伸縮球座，所述上滑套的下端開(kāi)設(shè)有進(jìn)液孔，所述推桿與所述上滑套之間形成有進(jìn)液腔，所述進(jìn)液孔與所述進(jìn)液腔相連通；定位機(jī)構(gòu)，其位于所述縮徑機(jī)構(gòu)的下方，所述定位機(jī)構(gòu)具有穿設(shè)在所述外套內(nèi)的連接筒，所述連接筒內(nèi)穿設(shè)有滑動(dòng)筒和基座，所述滑動(dòng)筒可軸向移動(dòng)地穿設(shè)在所述基座的上端， 所述基座的下端與所述下接頭相連，所述基座與所述連接筒之間夾設(shè)有定位桿和活塞，所述定位桿的上端內(nèi)側(cè)軸向設(shè)有多個(gè)卡槽，所述滑動(dòng)筒的上端卡設(shè)在所述卡槽內(nèi)，所述活塞連接在所述連接筒上；其中，所述連接筒與所述基座上分別開(kāi)設(shè)有水平相對(duì)的出液孔和進(jìn)液孔，所述活塞上設(shè)有徑向通孔，在所述滑動(dòng)筒的上端卡設(shè)在多個(gè)所述卡槽中位于頂端的所述卡槽內(nèi)的狀態(tài)下，所述出液孔、所述徑向通孔和所述基座的進(jìn)液孔相連通；壓差滑套，其一端通過(guò)封隔器與所述多個(gè)壓裂結(jié)構(gòu)相連，其另一端連接有浮鞋。
2.如權(quán)利要求1所述的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，其特征在于，所述縮徑滑套的連接筒的上端連接有閥芯，所述下滑套可滑動(dòng)地套設(shè)在所述閥芯的上端，所述閥芯的下端穿設(shè)在所述滑動(dòng)筒內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，其特征在于，所述上滑套通過(guò)剪切銷釘連接在所述外套上，所述下滑套的下端徑向向內(nèi)凸設(shè)有定位部，在所述剪切銷釘被剪斷，且所述閥芯的上端頂?shù)衷谒龆ㄎ徊康臓顟B(tài)下，所述壓裂孔與所述過(guò)流孔相連通。`
4.如權(quán)利要求1所述的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，其特征在于，所述連接筒包括第一連接筒和第二連接筒，所述第一連接筒連接在所述第二連接筒的上端，所述活塞通過(guò)剪切銷釘連接在所述第二連接筒上。
5.如權(quán)利要求1所述的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，其特征在于，所述下接頭的上端連接有過(guò)渡頭，所述過(guò)渡頭穿設(shè)在所述外套內(nèi)，所述基座的下端、所述連接筒的下端分別連接在所述過(guò)渡頭上。
6.如權(quán)利要求1所述的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，其特征在于，所述滑動(dòng)筒與所述基座之間夾設(shè)有彈簧。
7.如權(quán)利要求1所述的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，其特征在于，所述滑動(dòng)筒的上端徑向向外凸設(shè)有卡鉤，所述卡鉤卡設(shè)在所述卡槽內(nèi)，所述滑動(dòng)筒的下端徑向向內(nèi)凸設(shè)有坐球爪。
8.如權(quán)利要求1所述的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，其特征在于，所述推桿通過(guò)剪切銷釘連接在所述上滑套上，所述上滑套與所述外套之間形成有容納腔，所述連接筒與所述外套之間形成有環(huán)形腔，所述容納腔與所述環(huán)形腔相連通，在所述出液孔、所述徑向通孔、所述基座的進(jìn)液孔、所述環(huán)形腔和所述容納腔相連通，且所述剪切銷釘被剪斷的狀態(tài)下，所述推桿推抵所述伸縮球座徑向向內(nèi)移動(dòng)至坐球位置。
9.如權(quán)利要求1所述的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，其特征在于，所述連接筒的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有卡齒，所述定位桿的下端外側(cè)連接有鎖環(huán)卡齒，所述鎖環(huán)卡齒與所述卡齒相配口 o
10.如權(quán)利要求1所述的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，其特征在于，所述裸眼水平井完井壓裂一體化管柱包括三個(gè)所述壓裂結(jié)構(gòu)，每個(gè)所述壓裂結(jié)構(gòu)的縮徑滑套的定位桿上設(shè)有四個(gè)所述卡槽，靠近所述水平井井口處的所述縮徑滑套的滑動(dòng)筒的上端卡設(shè)在所述定位桿四個(gè)卡槽中位于最下端的卡槽內(nèi)，三個(gè)所述壓裂結(jié)構(gòu)中位于中間的所述壓裂結(jié)構(gòu)的縮徑滑套的滑動(dòng)筒的上端卡設(shè)在所述定位桿四個(gè)卡槽中位于最下端卡槽上方的卡槽內(nèi)，靠近所述壓差滑套處的所述縮徑滑套的滑動(dòng)筒的上端卡設(shè)在所述定位桿四個(gè)卡槽中位于最上端卡槽下方的卡槽內(nèi)。
11.如權(quán)利要求1所述的裸眼水平井完井壓裂一體化管柱，其特征在于，在所述尾管懸掛器與所述多個(gè)壓裂結(jié)構(gòu)之間還連接有封隔器，所述封隔器為遇水封隔器。
【文檔編號(hào)】E21B43/26GK203420698SQ201320433253
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月19日
【發(fā)明者】張國(guó)文, 錢杰 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司