【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及油田完井壓裂裝置，尤其涉及一種直井無限級油管壓裂管柱工藝及實現方法。
技術介紹
1、對于直井分層壓裂改造，封隔器+滑套分層壓裂管柱工藝是一種應用時間較長、管柱工藝與井下工具都十分豐富的工藝。特別對于老區、老井重復壓裂改造，由于油套服役時間較長，套損套漏現象突出，無法將套管作為壓裂管柱，油管帶封隔器和滑套的管柱組合幾乎是唯一可行方案。
2、雖然該類工藝具有較多種的管柱工藝可供選擇，但普遍存在著以下共性問題難以克服：
3、1.分壓級數限制。對于直井分壓管柱來講，無論管柱結構如何變化，壓裂時必須使用壓裂滑套作為管柱與地層之間的過液通道。目前壓裂滑套采用的是逐級投球的方式，按滑套直徑從小到大的順序投入相應的球打開不同層位的壓裂滑套。由于在油套內作業的油管柱尺寸本來就很小，徑向尺寸十分寶貴，這種方式只能分有限的壓裂級數，(對于常用的139.7mm規格的油套來講，一般不超過3級)。并且第1級第2級的滑套內徑受徑向尺寸(井筒內徑)制約，通常較小，無法做到和最上部的滑套內徑一樣。
4、2.對壓裂規模的影響。如前所述壓裂滑套工作原理的影響，致使在本就有限的分壓級數上，最下端處的滑套內徑很小，壓裂作業時會因排量的升高產生較高的節流壓力，導致作業泵壓升高，這不僅影響工程安全，而且為導致更多的能源浪費；同時，相同作業排量下，流經較細滑套處的液流速度會明顯增加，沖蝕井下工具和油層套管，不僅會影響管柱安全，而且會對油層套管造成不可逆的損傷。
5、3.作業安全性的影響。壓裂管柱在壓裂作業前后面臨的
6、目前直井分壓管柱工藝無法做到無限級壓裂，一般采用擴張式封隔器或多種類型封隔器組合的管柱結構。擴張式封隔器需要持續的液體流動才能完成坐封，無法在作業前先坐封，無法在作業前知道管柱坐封是否可靠，且使用此類封隔器壓裂作業時，因為節流的存在，液體出口速度較高，容易對油層套管造成不可逆的沖蝕傷害；多種類型封隔器組合的管柱結構比如機械式封隔器與液壓封隔器組合，由于坐封方式不一樣，導致管柱結構復雜，坐封、解封操作方式不一樣，不但坐解封難度大；而且井下附件如安全接頭等無法同時適應兩種封隔器的結構特點。管柱復雜，安全風險高。
7、現有技術至少存在以下不足：
8、1.直井分壓管柱工藝技術分壓級數、壓裂規模受限；
9、2.分壓管柱坐解封操作難度大；
10、3.不具備管柱防砂埋能力，分壓管柱安全性低。
技術實現思路
1、為解決現有技術中存在的問題，本專利技術提供了一種直井無限級油管壓裂管柱工藝，包括：壓井閥、伸縮管、水力錨、封隔器、無限級壓裂滑套、安全丟手接頭和坐封球座；所述壓井閥位于最上端，在所述壓井閥下方與第一個井下目的層上方之間順序設置水力錨和封隔器；所述水力錨錨定于套管內壁上；在每個井下目的層至下一個井下目的層之間順序設置無限級壓裂滑套、安全丟手接頭和封隔器；所述無限級壓裂滑套設置在每個井下目的層處，在分層壓裂時提供液流通道；所述無限級壓裂滑套中包括控制所述無限級壓裂滑套開啟的開啟工具組件，所述安全丟手接頭能夠在管柱遇卡時，實現剪切丟手；所述伸縮管設置在每個目的層的封隔器與下一目的層的無限級壓裂滑套之間，所述伸縮管還設置在所述壓井閥與所述水力錨之間；在最靠近人工井底的目的層上方設置坐封球座，所述坐封球座能夠提供坐封時的憋壓條件。本專利技術解決了現有直井分壓管柱工藝技術分壓級數、壓裂規模受限的問題，同時降低分壓管柱坐解封操作難度、具備管柱防砂埋能力，提高分壓管柱安全性。
2、本專利技術提供了一種直井無限級油管壓裂管柱工藝，所述直井無限級油管壓裂管柱包括：壓井閥、伸縮管、水力錨、封隔器、無限級壓裂滑套、安全丟手接頭和坐封球座；
3、所述壓井閥位于最上端，在所述壓井閥下方與第一個井下目的層上方之間順序設置水力錨和封隔器；所述水力錨錨定于套管內壁上；
4、在每個井下目的層至下一個井下目的層之間順序設置無限級壓裂滑套、安全丟手接頭和封隔器；所述無限級壓裂滑套設置在每個井下目的層處，在分層壓裂時提供液流通道；所述無限級壓裂滑套中包括控制所述無限級壓裂滑套開啟的開啟工具組件，所述安全丟手接頭能夠在管柱遇卡時，實現剪切丟手；
5、所述伸縮管設置在每個目的層的封隔器與下一目的層的無限級壓裂滑套之間，所述伸縮管還設置在所述壓井閥與所述水力錨之間；
6、在最靠近人工井底的目的層上方設置坐封球座，所述坐封球座能夠提供坐封時的憋壓條件。
7、在提出管柱前打開壓井閥循環壓井，滿足井控需要；伸縮管用于提供一部分油管伸長量，滿足相應管柱工藝需求；在壓裂時，將水力錨牢牢錨定于套管壁上，為管柱提供一個錨定點；封隔器用于封隔井下目的層；無限級壓裂滑套用于在分層壓裂時提供液流通道；安全丟手接頭用于在管柱遇卡時實現剪切丟手；坐封球座用于提供坐封時的憋壓條件，坐封完成后打掉球座，提供首級壓裂通道。
8、優選地，所述封隔器為液力壓縮式封隔器。
9、優選地，所述壓井閥包括壓井閥本體、內滑套組件和開啟球，所述內滑套組件位于所述壓井閥本體的內部，所述開啟球位于所述所述壓井閥本體的內部，所述內滑套組件能夠沿所述壓井閥本體的內壁滑動，所述開啟球能夠沿所述內滑套組件的內部滑落。
10、優選地，所述壓井閥本體包括壓井閥本體上接頭、壓井閥本體防松螺釘和壓井閥本體下接頭；所述壓井閥本體上接頭上方中部開設出液孔，所述壓井閥本體上接頭與所述壓井閥本體下接頭采用絲扣連接，并使用所述壓井閥本體防松螺釘加以緊固。
11、優選地，所述內滑套組件包括壓井閥內滑套、壓井閥密封圈和開啟剪釘，所述壓井閥內滑套的上端具有坡度的臺階，使用所述開啟剪釘固定在預定關閉位置，所述壓井閥密封圈套設在所述壓井閥內滑套的外部。
12、優選地，所述壓井閥內滑套的上端的臺階的坡度的坡度小于25度。只有這樣，能才不影響后期管柱工藝中換層操作時，無限級壓裂滑套開啟工具的投放和通過。
13、優選地，所述伸縮管包括伸縮管本體組件、活動組件、伸縮管附件和啟動組件，所述活動組件設置于所述伸縮管本體組件內部，所述活動組件和所述伸縮管本體組件相對運動預留的行程，實現管柱長度補償功能，所述伸縮管附件設置于所述伸縮管本體組件內部的一端，用于連接所述伸縮管本體組件及設置密封，所述啟動組件嵌設于所述伸縮管本體組件的另一端的側壁上，并與所述活動組件連接，所述啟動組件控制所述伸縮管本體組件和所述活動組件活動與否。
14、優選地，所述伸縮管本體組件包括伸縮管上接頭、延長管、伸縮管本體、伸縮管外筒和伸縮管保護罩；其中，所述伸縮管上接頭、所述延長管、所述伸縮管本體和所述伸縮管外筒之間采用絲扣連接，所述伸縮管本體上端開有過液小孔，所述伸縮管本體下端開有鎖定孔；所述伸縮管保護罩上端有絲扣，與所述伸縮管本體相本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述直井無限級油管壓裂管柱包括：壓井閥、伸縮管、水力錨、封隔器、無限級壓裂滑套、安全丟手接頭和坐封球座；
2.根據權利要求1所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述封隔器為液力壓縮式封隔器。
3.根據權利要求1所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述壓井閥包括壓井閥本體、內滑套組件和開啟球，所述內滑套組件位于所述壓井閥本體的內部，所述開啟球位于所述所述壓井閥本體的內部，所述內滑套組件能夠沿所述壓井閥本體的內壁滑動，所述開啟球能夠沿所述內滑套組件的內部滑落。
4.根據權利要求3所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述壓井閥本體包括壓井閥本體上接頭、壓井閥本體防松螺釘和壓井閥本體下接頭；所述壓井閥本體上接頭上方中部開設出液孔，所述壓井閥本體上接頭與所述壓井閥本體下接頭采用絲扣連接，并使用所述壓井閥本體防松螺釘加以緊固。
5.根據權利要求4所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述內滑套組件包括壓井閥內滑套、壓井閥密封圈和開啟剪釘，所述壓井閥內滑套的上端
6.根據權利要求5所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述壓井閥內滑套的上端的臺階的坡度的坡度小于25度。
7.根據權利要求1所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述伸縮管包括伸縮管本體組件、活動組件、伸縮管附件和啟動組件，所述活動組件設置于所述伸縮管本體組件內部，所述活動組件和所述伸縮管本體組件相對運動預留的行程，實現管柱長度補償功能，所述伸縮管附件設置于所述伸縮管本體組件內部的一端，用于連接所述伸縮管本體組件及設置密封，所述啟動組件嵌設于所述伸縮管本體組件的另一端的側壁上，并與所述活動組件連接，所述啟動組件控制所述伸縮管本體組件和所述活動組件活動與否。
8.根據權利要求7所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述伸縮管本體組件包括伸縮管上接頭、延長管、伸縮管本體、伸縮管外筒和伸縮管保護罩；其中，所述伸縮管上接頭、所述延長管、所述伸縮管本體和所述伸縮管外筒之間采用絲扣連接，所述伸縮管本體上端開有過液小孔，所述伸縮管本體下端開有鎖定孔；所述伸縮管保護罩上端有絲扣，與所述伸縮管本體相連接；所述伸縮管外筒與所述伸縮管保護罩共同通過絲扣連接在所述伸縮管本體上。
9.根據權利要求8所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述活動組件包括限位帽和伸縮管中心管，所述伸縮管中心管下端有溝槽，所述限位帽和所述伸縮管中心管通過絲扣連接成為整體。
10.根據權利要求9所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述伸縮管附件包括伸縮管密封圈和伸縮管防松螺釘，所述伸縮管密封圈套設在所述延長管和所述伸縮管中心管的外部，所述伸縮管防松螺釘連接所述伸縮管上接頭和所述延長管。
11.根據權利要求10所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述啟動組件包括啟動活塞、啟動剪釘、啟動剪切環和鋼球，所述啟動活塞設置于所述伸縮管本體和所述伸縮管外筒之間的預留空間內，所述啟動剪釘和所述啟動剪切環設置于所述啟動活塞的一端，所述啟動剪釘嵌設在所述伸縮管外筒側壁內，所述啟動剪切環與所述啟動剪釘連接，并設置在所述伸縮管本體和所述伸縮管外筒之間，所述鋼球一部分位于所述伸縮管中心管下端的所述溝槽內，所述鋼球的另一部分位于所述伸縮管本體下端的所述鎖定孔內。
12.根據權利要求1所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述封隔器為液力壓縮式封隔器，包括封隔器上接頭、封隔器中心管、解封剪釘、上壓帽、封隔器密封圈、密封單元、襯管、封隔器卡環、上錐體，封隔器外筒、鎖環、錨定機構、下錐體、封隔器下接頭、封隔器防掉螺釘和防坐封剪釘；所述封隔器上接頭、所述封隔器中心管與所述封隔器下接頭連接，所述封隔器密封圈套設在所述封隔器中心管上，所述襯管上部與所述上壓帽連接，所述封隔器中心管開有若干過液孔，所述封隔器中心管和所述襯管均具有溝槽，所述封隔器卡環卡于所述封隔器中心管和所述襯管的溝槽內；所述密封單元與所述封隔器外筒連接，形成一個密封的整體；所述上錐體和所述下錐體連接，位于所述封隔器外筒內；所述上錐體是活塞結構，所述下錐體與所述襯管下端連接；所述解封剪釘安裝于所述上壓帽上端的剪釘孔內，并與所述封隔器中心管的溝槽實現定位；所述防掉螺釘固定于所述上錐體下部的螺釘孔內，所述防掉螺釘的上部在所述錨定機構上的孔槽內活動；所述防坐封剪釘安裝于所述封隔器外筒下端的剪釘孔內，并與下錐體上的溝槽實現定位；所述鎖...
【技術特征摘要】
1.一種直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述直井無限級油管壓裂管柱包括：壓井閥、伸縮管、水力錨、封隔器、無限級壓裂滑套、安全丟手接頭和坐封球座；
2.根據權利要求1所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述封隔器為液力壓縮式封隔器。
3.根據權利要求1所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述壓井閥包括壓井閥本體、內滑套組件和開啟球，所述內滑套組件位于所述壓井閥本體的內部，所述開啟球位于所述所述壓井閥本體的內部，所述內滑套組件能夠沿所述壓井閥本體的內壁滑動，所述開啟球能夠沿所述內滑套組件的內部滑落。
4.根據權利要求3所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述壓井閥本體包括壓井閥本體上接頭、壓井閥本體防松螺釘和壓井閥本體下接頭；所述壓井閥本體上接頭上方中部開設出液孔，所述壓井閥本體上接頭與所述壓井閥本體下接頭采用絲扣連接，并使用所述壓井閥本體防松螺釘加以緊固。
5.根據權利要求4所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述內滑套組件包括壓井閥內滑套、壓井閥密封圈和開啟剪釘，所述壓井閥內滑套的上端具有坡度的臺階，使用所述開啟剪釘固定在預定關閉位置，所述壓井閥密封圈套設在所述壓井閥內滑套的外部。
6.根據權利要求5所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述壓井閥內滑套的上端的臺階的坡度的坡度小于25度。
7.根據權利要求1所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述伸縮管包括伸縮管本體組件、活動組件、伸縮管附件和啟動組件，所述活動組件設置于所述伸縮管本體組件內部，所述活動組件和所述伸縮管本體組件相對運動預留的行程，實現管柱長度補償功能，所述伸縮管附件設置于所述伸縮管本體組件內部的一端，用于連接所述伸縮管本體組件及設置密封，所述啟動組件嵌設于所述伸縮管本體組件的另一端的側壁上，并與所述活動組件連接，所述啟動組件控制所述伸縮管本體組件和所述活動組件活動與否。
8.根據權利要求7所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述伸縮管本體組件包括伸縮管上接頭、延長管、伸縮管本體、伸縮管外筒和伸縮管保護罩；其中，所述伸縮管上接頭、所述延長管、所述伸縮管本體和所述伸縮管外筒之間采用絲扣連接，所述伸縮管本體上端開有過液小孔，所述伸縮管本體下端開有鎖定孔；所述伸縮管保護罩上端有絲扣，與所述伸縮管本體相連接；所述伸縮管外筒與所述伸縮管保護罩共同通過絲扣連接在所述伸縮管本體上。
9.根據權利要求8所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述活動組件包括限位帽和伸縮管中心管，所述伸縮管中心管下端有溝槽，所述限位帽和所述伸縮管中心管通過絲扣連接成為整體。
10.根據權利要求9所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述伸縮管附件包括伸縮管密封圈和伸縮管防松螺釘，所述伸縮管密封圈套設在所述延長管和所述伸縮管中心管的外部，所述伸縮管防松螺釘連接所述伸縮管上接頭和所述延長管。
11.根據權利要求10所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述啟動組件包括啟動活塞、啟動剪釘、啟動剪切環和鋼球，所述啟動活塞設置于所述伸縮管本體和所述伸縮管外筒之間的預留空間內，所述啟動剪釘和所述啟動剪切環設置于所述啟動活塞的一端，所述啟動剪釘嵌設在所述伸縮管外筒側壁內，所述啟動剪切環與所述啟動剪釘連接，并設置在所述伸縮管本體和所述伸縮管外筒之間，所述鋼球一部分位于所述伸縮管中心管下端的所述溝槽內，所述鋼球的另一部分位于所述伸縮管本體下端的所述鎖定孔內。
12.根據權利要求1所述的直井無限級油管壓裂管柱工藝，其特征在于，所述封隔器為液力壓縮式封隔器，包括封隔器上接頭、封隔器中心管、解封剪釘、上壓帽、封隔器密封圈、密封單元、襯管、封隔器卡環、上錐體，封隔器外筒、鎖環、錨定機構、下錐體、封隔器下接頭、封隔器防掉螺釘和防坐封剪釘；所述封隔器上接頭、所述封隔器中心管與所述封隔器下接頭連接，所述封隔器密封圈套設在所述封隔器中心管上，所述襯管上部與所述上壓帽連接，所述封隔器中心管開有若干過液孔，所述封隔器中心管和所述襯管均具有溝槽，所述封隔器卡環卡于所述封隔器中心管和所述襯管的溝槽內；所述密封單元與所述封隔器外筒連接，形成一個密封的整體；所述上錐體和所述下錐體連接，位于所述封隔器外筒內；所述上錐體是活塞結構，所述下錐體與所述襯管下端連接；所述解封剪釘安裝于所述上壓帽上端的剪釘孔內，并與所述封隔器中心管的溝槽實現定位；所述防掉螺釘固定于所述上錐體下部的螺釘孔內，所述防掉螺釘的上部在所述錨定...
【專利技術屬性】
技術研發人員：韓光耀，田志華，趙文龍，李一強，汪志，董小衛，趙云峰，張勇，海沙爾，李文，
申請(專利權)人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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