多級分段壓裂滑套及壓裂管柱的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本實用新型是關(guān)于一種油氣田分段壓裂技術(shù)，尤其涉及一種多級分段壓裂滑套及 壓裂管柱。
【背景技術(shù)】
[0002] 水平井多段壓裂增產(chǎn)技術(shù)對于改善低滲透、低孔隙度油氣藏開發(fā)效果，提高單井 產(chǎn)量和最終采收率具有重要作用，是油田增產(chǎn)、增注的有效手段之一，它具有井下工具少、 作業(yè)針對性強、施工成本低等優(yōu)點。在水平井分段壓裂工藝中使用各種油套連通的井下滑 套工具，其目的是根據(jù)油氣儲層開發(fā)的需要使用封隔器和滑套將水平井段封隔成若干段， 壓裂施工時通過投球打開滑套，進行有針對性的施工。在分段壓裂過程中，由于管柱的內(nèi)通 徑、球和球座的通過間隙等因素限制了分段壓裂的層數(shù)，導致不能對某些層段進行細分。
[0003] 從上述存在的技術(shù)問題來分析，具體來說，分段壓裂過程中，如圖5所示現(xiàn)有的壓 裂滑套30,當壓裂某一層段時，需要投入與該層段滑套30的球座31相匹配的球，球與球座 31形成密封，球座31抵靠在開關(guān)套32內(nèi)，然后打壓，球座31推動開關(guān)套32向下移動露出 滑套外管33上的透孔34進行壓裂。這個球要從該滑套30前一級滑套的球座中穿過，一直 到達與其配合的球座31。如圖6所示，想要壓裂B層段，球需要從A層段滑套的球座中穿 過，落到B層段滑套的球座上，并且與球座形成密封。在實際施工中，球的直徑d需要大于B 層段球座31的內(nèi)徑d2才能形成密封，并且球的直徑d要小于A層段球座31的內(nèi)徑dl以 實現(xiàn)通過。設定m為球的直徑與其同級球座內(nèi)徑之間差值的最小值，只有球的直徑與同級 球座內(nèi)徑的差值大于等于m時才能保證密封，對于B層段來說m < d-d2。設定η為球的直 徑與其上一級球座內(nèi)徑之間差值的最小值，只有球的直徑與上一級球座內(nèi)徑的差值大于等 于η時才能保證通過，對于A層段來說即η < dl-d。假設第k層滑套的球座內(nèi)徑為dk，那 么其前面幾層即k-Ι層，k-2層等滑套的球座內(nèi)徑和與其配合的球的直徑分別如表1所示。
[0004] 表1壓裂球和球座直徑的關(guān)系
【主權(quán)項】
1. 一種多級分段壓裂滑套，所述壓裂滑套包括滑套外管，滑套外管的管壁上設有透孔； 其特征在于；所述滑套外管內(nèi)設有一上套筒和一下套筒，所述上、下套筒的外壁與滑套外管 內(nèi)壁緊密貼合，下套筒將所述透孔封閉，上套筒的下端抵靠在下套筒上端；上套筒內(nèi)套設有 一開口環(huán)形球座，所述開口環(huán)形球座的側(cè)壁上設有斷開口，從而開口環(huán)形球座具有張開狀 態(tài)和收縮狀態(tài)；開口環(huán)形球座張開狀態(tài)時的外壁緊貼在上套筒的內(nèi)壁；下套筒內(nèi)具有上、 下兩段的臺階孔，所述臺階孔的上段孔徑與開口環(huán)形球座收縮狀態(tài)時的外徑相同，臺階孔 的下段孔徑小于上段孔徑，從而形成一臺階部，臺階孔的上端孔緣處設有第一斜面倒角，所 述開口環(huán)形球座的外壁底緣設有第二斜面倒角。
2. 如權(quán)利要求1所述的多級分段壓裂滑套，其特征在于；所述第一斜面倒角和第二斜 面倒角的傾斜角度為15°到30°。
3. 如權(quán)利要求2所述的多級分段壓裂滑套，其特征在于；所述開口環(huán)形球座上的斷開 口的寬度值使如下關(guān)系成立擊z-Ds = t，0<t<m ;其中，化為開口環(huán)形球座張開狀態(tài)時的球 座內(nèi)徑，化為開口環(huán)形球座收縮狀態(tài)時的球座內(nèi)徑，m為保證密封的情況下，球的直徑與其 同級球座內(nèi)徑之間差值的最小值；t為介于0和m之間的一個數(shù)值。
4. 如權(quán)利要求1或2或3所述的多級分段壓裂滑套，其特征在于：所述開口環(huán)形球座 的內(nèi)壁上緣設有第=斜面倒角。
5. -種使用權(quán)利要求1至4中任一項所述的多級分段壓裂滑套的壓裂管柱，其特征在 于：壓裂管柱對應相應的壓裂層依次設置多個所述多級分段壓裂滑套，每個多級分段壓裂 滑套的上下側(cè)均設有封隔器，相鄰兩級的多級分段壓裂滑套之間共用一個封隔器；上級壓 裂滑套的球座內(nèi)徑大于下級壓裂滑套的球座內(nèi)徑，在相鄰兩個多級分段壓裂滑套之間，上 一級壓裂滑套與下一級壓裂滑套中開口環(huán)形球座處于張開狀態(tài)時的內(nèi)徑差值為m+n-t ;其 中n為保證球能通過上一級球座的情況下，球的直徑與其上一級球座內(nèi)徑之間差值的最小 值，m為保證密封的情況下，球的直徑與其同級球座內(nèi)徑之間差值的最小值；t為開口環(huán)形 球座張開狀態(tài)時的球座內(nèi)徑與收縮狀態(tài)時的球座內(nèi)徑的差值，且〇<t<m。
【專利摘要】本實用新型為一種多級分段壓裂滑套，滑套外管內(nèi)有上套筒和下套筒，下套筒將透孔封閉，上套筒的下端坐在下套筒上端；上套筒內(nèi)設有一開口環(huán)形球座，開口環(huán)形球座的側(cè)壁上設有斷開口，從而開口環(huán)形球座具有張開狀態(tài)和收縮狀態(tài)；開口環(huán)形球座張開狀態(tài)時的外壁緊貼在上套筒的內(nèi)壁；下套筒內(nèi)具有上、下兩段的臺階孔，臺階孔的上段孔徑與開口環(huán)形球座收縮狀態(tài)時的外徑相同，臺階孔的下段孔徑小于上段孔徑，從而形成一臺階部，臺階孔的上端孔緣處設有第一斜面倒角，開口環(huán)形球座的外壁底緣設有第二斜面倒角；第一和第二斜面倒角的傾斜度應能使開口環(huán)形球座沿第一斜面倒角滑入到臺階孔內(nèi)。本實用新型能滿足分段壓裂過程中對某些層段進行細分的要求。
【IPC分類】E21B43-26, E21B34-06
【公開號】CN204371227
【申請?zhí)枴緾N201420754667
【發(fā)明人】田野, 陳鵬, 趙旭亮, 陳遼望, 張建, 張涵淇, 徐晶, 董亮, 施玉 , 孔凡楠, 呂春柳, 閻巖
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年12月4日