油管帶壓拖動壓裂裝置及技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種油管帶壓拖動壓裂技術(shù)，包括壓裂工具及壓裂井口裝置，其中所述壓裂工具包括堵頭(1)、篩管(2)、接箍(3)、雙掰回壓單流閥(4)、封隔器(5)、短節(jié)(6)、噴射器(7)、第一油管短節(jié)(8)、過砂單流閥(9)、第二油管短節(jié)(10)和工作筒(11)，并按照所述順序依次彼此連接；所述壓裂井口裝置包括環(huán)形防噴器(13)、卡瓦防噴器(14)和安全防噴器(15)。本發(fā)明進(jìn)一步涉及利用本發(fā)明的油管帶壓拖動壓裂裝置的壓裂技術(shù)。
【專利說明】
油管帶壓拖動壓裂裝置及技術(shù)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于油氣井開發(fā)作業(yè)領(lǐng)域，提供了一種新型的壓裂裝置，具體而言，本發(fā)明提供了一種油管帶壓拖動壓裂裝置;本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種使用該裝置進(jìn)行的油管帶壓拖動壓裂技術(shù)，主要包含帶壓作業(yè)技術(shù)和水力噴射壓裂技術(shù)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在油氣井開發(fā)過程中，為了打開產(chǎn)層來提高油氣的產(chǎn)量，在開發(fā)期一般都需要對施工井進(jìn)行壓裂。目前水力噴射壓裂已成為較成熟壓裂工藝，單噴射器分段壓裂方式也在各個油田應(yīng)用多年，該技術(shù)配套工具簡單可靠，施工工藝簡單，但施工時不能實現(xiàn)帶壓起下管柱作業(yè)，轉(zhuǎn)層壓裂時需放噴至井口無壓力再上提油管，造成壓裂設(shè)備、作業(yè)隊伍占用時間長，作業(yè)效率低，同時在泄壓過程中也造成大量壓裂液的浪費，污染環(huán)境等。因此需要新型的帶壓拖動壓裂裝置和帶壓拖動壓裂技術(shù)，能結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)工藝的優(yōu)勢又能避其劣勢。
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明提供了一種油管帶壓拖動壓裂裝置，很好地解決了上述問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種油管帶壓拖動壓裂裝置，其底部封隔器選擇可多次坐封、解封且能實現(xiàn)驗封功能。
[0005]—種油管帶壓拖動壓裂裝置，包括壓裂工具及壓裂井口裝置，其中所述壓裂工具包括堵頭、篩管、接箍、雙掰回壓單流閥、封隔器、短節(jié)、噴射器、第一油管短節(jié)、過砂單流閥、 第二油管短節(jié)和工作筒;上述壓裂井口裝置包括安全防噴器、卡瓦防噴器及環(huán)形防噴器。
[0006]所述壓裂工具裝置按照堵頭、篩管、接箍、雙掰回壓單流閥、封隔器、短節(jié)、噴射器、 第一油管短節(jié)、過砂單流閥、第二油管短節(jié)和工作筒的順序依次通過本身的外加厚油管扣 (EUE扣)彼此連接。所述壓裂井口裝置的環(huán)形防噴器、卡瓦防噴器和安全防噴器通過法蘭依次相互連接。
[0007]施工作業(yè)時壓裂工具通過壓裂井口裝置下入到目的層位，然后通過壓裂井口裝置制環(huán)空壓力進(jìn)行壓裂作業(yè)。
[0008]所述封隔器為可多次坐封和解封的封隔器。
[0009]所述工作筒為XN型，內(nèi)部帶壓鎖定凹槽、密封面。
[0010]所述過砂單流閥設(shè)置在油管底部。
[0011]所述井口裝置由環(huán)形防噴器或者安全防噴器用于環(huán)空密封，由此實現(xiàn)油管連續(xù)拖動分段壓裂。所述卡瓦防噴器用于卡住管柱，用于承重和防頂。
[0012]本發(fā)明的油管帶壓拖動壓裂裝置通過環(huán)形防噴器或安全防噴器實現(xiàn)密封環(huán)空壓力，通過過砂單流閥封隔油管內(nèi)部壓力，通過環(huán)空加砂進(jìn)行壓裂。在沒有過多增加裝置工具成本的情況下大大提高了施工效率，降低了設(shè)備和人工成本。
[0013]本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種利用本發(fā)明的油管帶壓拖動壓裂裝置的壓裂技術(shù)，包括帶壓作業(yè)技術(shù)和水力噴射壓裂技術(shù)，具體包括如下步驟:
[0014]1)選擇油管內(nèi)堵工具以實現(xiàn)油管內(nèi)封堵:所述內(nèi)堵工具為過砂單流閥及預(yù)留的工作筒的組合；
[0015]2)選擇環(huán)空密封方式以實現(xiàn)環(huán)空的動密封；
[0016]3)選擇底部封隔工具以實現(xiàn)多次坐封和解封:所述底部封隔工具為可在井下實現(xiàn)多次坐封和解封的封隔器；
[0017]4)選擇225K(上提力103噸)以上的帶壓作業(yè)設(shè)備；
[0018]5)設(shè)備安裝:首先關(guān)閉井口平板閥，拆去平板閥之上所有設(shè)備，然后依次安裝井控防噴器組、工作防噴器組、環(huán)形防噴器、帶壓作業(yè)設(shè)備、高壓管匯、立管系統(tǒng)和帶壓作業(yè)施工輔助設(shè)備，接著準(zhǔn)備作業(yè)管柱及工具串、栗車和壓裂液設(shè)備。
[0019]6)進(jìn)行施工作業(yè)，包括下入施工管串及在壓裂過程中帶壓拖動管柱施工，其中所述施工管串由本發(fā)明所述的油管帶壓拖動壓裂裝置與油管組成。
[0020]下面對各個步驟的具體實施過程進(jìn)行詳述。
[0021]在步驟1)中，一般情況下，所述單流閥為內(nèi)堵工具，其采用特殊合金材質(zhì)加工而成，當(dāng)大量壓裂砂子通過內(nèi)壁時不會對單流閥的密封面造成沖蝕，當(dāng)單流閥失效時(單流閥的密封面失效或腐蝕不能密封時)，管柱上預(yù)留的工作筒通過鋼絲作業(yè)把堵塞器下入到預(yù)留的工作筒里實現(xiàn)油管內(nèi)封堵。所述工作筒的型號與作業(yè)管柱相同，工作筒采用N80材質(zhì)， 保證密封面不會被砂子沖蝕而影響密封。[〇〇22]在步驟2)中，當(dāng)工作壓力小于21MPa時，使用具有耐磨型膠芯的環(huán)形防噴器實現(xiàn)環(huán)空的動密封;當(dāng)壓力超過21MPa時，使用工作防噴器，防噴器的膠芯與管柱匹配，膠芯內(nèi)部安裝有耐磨塊，保證可以長時間動態(tài)密封而不影響密封效果。[〇〇23] 在步驟3)中，所述封隔器坐封后可以通過正向打壓等方式驗封。封隔器的型號與作業(yè)管柱及井筒內(nèi)部一致。[〇〇24]要實現(xiàn)分段壓裂必須選擇合適封隔器保證有效的封隔以壓裂層和正在壓裂層，否則會造成壓裂液泄漏、無法建立壓裂壓力，壓不開目的層位、壓穿生產(chǎn)層等工程質(zhì)量事故， 常規(guī)的封隔器雖然可以實現(xiàn)封隔及回收但無法在不起出井口的情況下多次有效坐封封隔。 [〇〇25]在步驟4)中，由于目前常規(guī)的壓裂井深在4000米左右，管柱一般用2-7/8"的油管， 管柱單重9.68kg/m加上液注重量管串總重9.68*4000+3*4000 = 50.7噸，加上封隔器解封需要15噸左右，考慮到1.5倍的安全系數(shù)，要求所有帶壓作業(yè)設(shè)備上提力多98.6噸，因此，在本發(fā)明中選擇225K(上提力103噸)以上的帶壓作業(yè)設(shè)備。
[0026]在步驟6)中，施工時首先通過帶壓作業(yè)設(shè)備把管串下到設(shè)計要求位置后連接高壓管匯及立管系統(tǒng)，用栗車通過高壓管匯及立管系統(tǒng)向油管內(nèi)栗入清水，使下封隔器坐封;然后用栗車通過高壓管匯及立管系統(tǒng)栗入含砂液體進(jìn)行噴砂射孔，射開目的層位后通過壓裂車組從循環(huán)四通16打入壓裂液，進(jìn)行壓裂，并在環(huán)空壓裂期間油管的同時栗入一定比例，栗入量為油管的容量;所述目的層壓裂完成后，利用環(huán)形環(huán)型防噴器密封環(huán)空壓力，單流閥密封油管內(nèi)壓力，泄去油管單流閥之上的壓力，解封封隔器;然后，通過帶壓作業(yè)設(shè)備帶壓起出部分油管，使工具串位置處于下一個目的層位，之后再次坐封封隔器，封隔器驗封合格后重復(fù)上次壓裂步驟再次進(jìn)行水利噴射射孔，環(huán)空壓裂等，從而完成所述目的層位的壓裂。
[0027]在作業(yè)施工中，可以重復(fù)以上步驟進(jìn)行下一個層位壓裂，直至所有層位壓裂完成。
[0028]本發(fā)明的油管帶壓拖動壓裂技術(shù)通過使用本發(fā)明的油管帶壓拖動壓裂裝置，將常規(guī)的水力噴射壓裂和帶壓作業(yè)相接合，不但具有現(xiàn)有技術(shù)中水力噴射壓裂施工工藝的優(yōu)點，而且施工時通過采用環(huán)空加砂工藝，施工排量比原來提升3倍左右，同時本發(fā)明新工藝施工時不需要放噴，每段可以節(jié)省1-3天的放噴時間，每口井就可以節(jié)省20天作業(yè)，施工效率大大提高，施工周期短，也可大幅度降低壓裂施工對儲層的傷害，提高油氣資源的采收效率，同時也減少了環(huán)境污染，降低了安全風(fēng)險?！靖綀D說明】:
[0029]圖1是本發(fā)明的油管帶壓拖動壓裂裝置的壓裂井口裝置示意圖。[〇〇3〇]圖2是本發(fā)明的油管帶壓拖動壓裂裝置的壓裂工具組合示意圖。
[0031]附圖1標(biāo)記說明
[0032]1為堵頭、2為篩管、3為接箍、4為雙掰回壓單流閥、5為封隔器、6為1米短節(jié)、7為噴射器、8為第一油管短節(jié)、9為過砂單流閥、10為第二油管短節(jié)、11為XN型工作筒、12為油管、 13為環(huán)形防噴器、14為卡瓦防噴器、15安全防噴器、16為循環(huán)四通。【具體實施方式】[〇〇33]油管拖動壓裂施工時，在井口安裝附圖1所示的油管帶壓拖動壓裂井口裝置及下入油管12和附圖2所示的壓裂工具串及油管下入到井下設(shè)計層位，通過打壓坐封封隔器5， 然后通過油管12高壓打入含砂液體，高壓液體從噴射器7噴出，進(jìn)行水利噴射射孔，射開目的層位后，通過壓裂車組從循環(huán)四通16打入壓裂液，進(jìn)行壓裂，環(huán)空壓裂期間油管12同時栗入壓裂液。關(guān)閉卡瓦防噴器14,關(guān)閉安全防噴器15。按照水力噴射程序?qū)δ康倪M(jìn)行噴射和壓裂作業(yè)。[〇〇34]壓裂施工完畢停栗后，釋放油管內(nèi)井口至單流閥之間的壓力，直到確認(rèn)其壓力為零時，沒有流體溢出，卸掉壓裂管線等。關(guān)閉環(huán)形防噴器13,平衡壓力打開安全防噴器15,逐根起出井內(nèi)油管，使附圖1所示的壓裂工具串位置處于下一個目的層位至第二壓裂層位。然后再次坐封封隔器5,封隔器5驗封合格后重復(fù)上次壓裂步驟再次進(jìn)行水利噴射射孔，環(huán)空壓裂等，再按照壓裂設(shè)計及程序進(jìn)行第二段壓裂，完成后再次按照以上步驟進(jìn)行下一個層位壓裂，直至壓裂完所有層位。施工過程中如果出現(xiàn)過砂單流閥9失效，則通過鋼絲作業(yè)下入堵塞器后帶壓起出井內(nèi)管串，更換新的單流閥9再次下入。如果封隔器5或者其他工具出現(xiàn)問題也是通過帶壓作業(yè)起出工具串更換新的工具后再次下入。如果環(huán)形防噴器13失效， 則關(guān)閉安全防噴器15,并更換膠芯，進(jìn)行下步作業(yè)。
[0035]可以看出，通過本發(fā)明的裝置和方法可以減少壓裂放噴時間，減少環(huán)境污染及保護(hù)地層，提高工作效率，減少成本。
【主權(quán)項】
1.一種油管帶壓拖動壓裂技術(shù)，包括壓裂工具及壓裂井口裝置，其中所述壓裂工具包 括堵頭(1)、篩管(2)、接箍(3)、雙掰回壓單流閥(4)、封隔器(5)、短節(jié)(6)、噴射器(7)、第一 油管短節(jié)(8)、過砂單流閥(9)、第二油管短節(jié)(10)和工作筒(11)，并按照所述順序依次彼此 連接;所述壓裂井口裝置包括環(huán)形防噴器(13)、卡瓦防噴器(14)和安全防噴器(15)。2.如權(quán)利要求1所述的油管帶壓拖動壓裂技術(shù)，其特征在于井下工具:所述工作筒為X 型，內(nèi)部帶壓鎖定凹槽、密封面。3.如權(quán)利要求1所述的油管帶壓拖動壓裂技術(shù)，其特征在于:所述過砂單流閥設(shè)置在油 管底部。4.如權(quán)利要求1所述的油管帶壓拖動壓裂技術(shù)，其特征在于:所述封隔器為可多次坐封 和解封的封隔器。5.如權(quán)利要求1所述的油管帶壓拖動壓裂技術(shù)，其特征在于:所述壓裂井口裝置的環(huán)形 防噴器(13)、卡瓦防噴器(14)和安全防噴器(15)通過法蘭相互連接。6.—種利用如權(quán)利要求1-5所述的油管帶壓拖動壓裂裝置的壓裂技術(shù)，包括如下步驟:1)選擇油管內(nèi)堵工具以實現(xiàn)油管內(nèi)封堵，所述內(nèi)堵工具為過砂單流閥及預(yù)留的工作筒 的組合；2)選擇環(huán)空密封方式以實現(xiàn)環(huán)空的動密封；3)選擇底部封隔工具以實現(xiàn)多次坐封和解封，所述底部封隔工具為可在井下實現(xiàn)多次 坐封和解封的封隔器；4)選擇225K以上的帶壓作業(yè)設(shè)備；5)設(shè)備安裝:首先關(guān)閉井口平板閥，拆去平板閥之上所有設(shè)備，然后依次安裝防噴器 組、工作防噴器組、環(huán)形防噴器、帶壓作業(yè)設(shè)備、高壓管匯、立管系統(tǒng)和帶壓作業(yè)施工輔助設(shè) 備，接著準(zhǔn)備作業(yè)管柱及工具串、栗車和壓裂液設(shè)備。6)進(jìn)行施工作業(yè)，包括下入施工管串及在壓裂過程中帶壓拖動管柱施工，其中所述施 工管串由權(quán)利要求1-5所述的油管帶壓拖動壓裂裝置與油管組成。7.如權(quán)利要求6所述的壓裂技術(shù)，其特征在于:在步驟1)中，一般情況下，所述單流閥為 內(nèi)堵工具；當(dāng)單流閥失效時，通過鋼絲作業(yè)把堵塞器下入到管柱上預(yù)留的工作筒里實現(xiàn)油 管內(nèi)封堵。8.如權(quán)利要求6所述的壓裂技術(shù)，其特征在于:在步驟2)中，當(dāng)工作壓力小于21MPa時， 使用具有耐磨型膠芯的環(huán)形防噴器實現(xiàn)環(huán)空的動密封;當(dāng)壓力超過21MPa時，使用工作防噴器。9.如權(quán)利要求6所述的壓裂技術(shù)，其特征在于:在步驟3)中，封隔器坐封后通過正向打 壓方式驗封。10.如權(quán)利要求6所述的壓裂技術(shù)，其特征在于:在步驟6)中，施工時首先通過帶壓作業(yè) 設(shè)備把管串下到設(shè)計要求位置后連接高壓管匯及立管系統(tǒng)，用栗車通過高壓管匯及立管系 統(tǒng)向油管內(nèi)栗入清水，使下封隔器坐封;然后用栗車通過高壓管匯及立管系統(tǒng)栗入含砂液 體進(jìn)行噴砂射孔，射開目的層位后通過壓裂車組從循環(huán)四通打入壓裂液，進(jìn)行壓裂，并在環(huán) 空壓裂期間油管的同時栗入一定比例的壓裂液;所述目的層壓裂完成后，利用環(huán)形環(huán)型防 噴器密封環(huán)空壓力，單流閥密封油管內(nèi)壓力，泄去油管單流閥之上的壓力，解封封隔器;然 后，通過帶壓作業(yè)設(shè)備帶壓起出部分油管，使工具串位置處于下一個目的壓裂層位，之后再次坐封封隔器，封隔器驗封合格后重復(fù)上次壓裂步驟再次進(jìn)行水利噴射射孔，環(huán)空壓裂等， 從而完成所述目的層位的壓裂。
【文檔編號】E21B43/26GK106014370SQ201610550107
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月13日
【發(fā)明人】康振才, 褚海
【申請人】北京龍恒業(yè)石油工程技術(shù)有限公司, 北京一龍恒業(yè)石油工程技術(shù)有限公司