【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及油田開發(fā)的，具體而言，涉及一種水平井分段壓裂裝置和球座及殼體組件的表面處理方法。
技術(shù)介紹
1、現(xiàn)有技術(shù)中，水平井分段壓裂工藝技術(shù)是低滲透油氣藏效益開發(fā)的重要手段。其中，水平井“裸眼封隔器+滑套”分級(jí)體積壓裂技術(shù)就是其中最重要的一項(xiàng)技術(shù)，具有油氣藏接觸面積大、甜點(diǎn)自然選擇、作業(yè)效率高等特點(diǎn)，在國內(nèi)外油田被廣泛應(yīng)用。其中多級(jí)壓裂滑套是該項(xiàng)技術(shù)中最關(guān)鍵的工具之一。目前國內(nèi)外水平井“裸眼封隔器+滑套”技術(shù)所使用的多級(jí)壓裂滑套均是依靠級(jí)差式可鉆球座帶動(dòng)內(nèi)滑套下行，打開殼體的噴砂口，進(jìn)而溝通地層。裸眼分段體積壓裂排量大、砂量大，因此，存在滑套本體容易被沖蝕斷裂、可鉆球座被攜砂液沖蝕擴(kuò)徑后導(dǎo)致開啟噴砂口困難等問題。
2、因此，現(xiàn)有技術(shù)中存在可鉆球座沖蝕擴(kuò)徑后導(dǎo)致開啟噴砂口困難、以及殼體容易被沖蝕斷裂的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的主要目的在于提供一種水平井分段壓裂裝置和球座及殼體組件的表面處理方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的可鉆球座沖蝕擴(kuò)徑后導(dǎo)致開啟噴砂口困難、以及殼體容易被沖蝕斷裂的問題。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本專利技術(shù)的一個(gè)方面，提供了一種水平井分段壓裂裝置，水平井分段壓裂裝置包括至少一段壓裂模組，壓裂模組包括殼體組件、滑套、球座和可溶壓裂球，其中，殼體組件的周向側(cè)壁具有至少一組噴砂口；滑套活動(dòng)設(shè)置在殼體組件的內(nèi)部并能夠沿殼體組件的軸向滑動(dòng)，且滑套具有封堵噴砂口的封堵位置和避讓噴砂口的避讓位置；球座設(shè)置在滑套的內(nèi)部并隨滑套一同運(yùn)動(dòng)，球座具有連
3、進(jìn)一步地，硬化層的厚度在0.15mm至0.5mm之間；和/或硬化層的硬度在hv0.11200至hv0.11400之間；和/或硬化層的強(qiáng)度在34kn至36kn之間；和/或滲碳層的硬度在hrc65以上；和/或滲碳層的厚度在1.2mm至1.5mm之間。
4、進(jìn)一步地，球座由qt500-7球墨鑄鐵制成，和/或殼體組件的至少一部分由20crmnti制成。
5、進(jìn)一步地，壓裂模組還包括至少一個(gè)啟動(dòng)剪釘，啟動(dòng)剪釘設(shè)置在殼體組件和滑套之間，且啟動(dòng)剪釘?shù)膬啥朔謩e與殼體組件和滑套連接；當(dāng)可溶壓裂球未溶解時(shí)，可溶壓裂球?qū)⑦B通流道分隔成互不連通的兩段；當(dāng)啟動(dòng)剪釘斷裂后，滑套帶動(dòng)球座和可溶壓裂球由封堵位置切換至避讓位置。
6、進(jìn)一步地，壓裂模組還包括止回環(huán)，止回環(huán)由彈性材料制成，止回環(huán)套設(shè)在滑套的周向外側(cè)壁，殼體組件的內(nèi)側(cè)壁具有與止回環(huán)配合的鎖定槽，當(dāng)滑套運(yùn)動(dòng)至避讓位置時(shí)，止回環(huán)與鎖定槽配合以對(duì)滑套限位。
7、進(jìn)一步地，殼體組件包括本體部和連接接頭，其中，本體部的周向側(cè)壁具有至少一個(gè)噴砂口，且滑套活動(dòng)設(shè)置在本體部的內(nèi)部；連接接頭為兩個(gè)，本體部的進(jìn)液口和本體部的出液口分別設(shè)置有一個(gè)連接接頭，本體部的出液口的連接接頭和滑套兩者中的一者具有至少一個(gè)防轉(zhuǎn)凸起，另一者具有至少一個(gè)防轉(zhuǎn)凹槽，當(dāng)滑套位于避讓位置時(shí)，防轉(zhuǎn)凸起與防轉(zhuǎn)凹槽配合，以防止滑套相對(duì)殼體組件轉(zhuǎn)動(dòng)。
8、進(jìn)一步地，當(dāng)壓裂模組為多段時(shí)，多段壓裂模組順次連接，相鄰的兩段壓裂模組中位于下游的壓裂模組的可溶壓裂球的直徑小于位于上游的壓裂模組的可溶壓裂球的直徑。
9、進(jìn)一步地，連通流道包括順次連接的導(dǎo)流段和主流段，導(dǎo)流段位于主流段的上游，導(dǎo)流段的直徑大于主流段的直徑，且可溶壓裂球位于導(dǎo)流段和主流段的連接處。
10、進(jìn)一步地，當(dāng)壓裂模組為多段時(shí)，不同的壓裂模組的連通流道的直徑不同，當(dāng)其中一個(gè)壓裂模組的主流段的直徑小于等于60mm時(shí)，位于其上游的壓裂模組的主流段的直徑遞增3mm；和/或當(dāng)其中一個(gè)壓裂模組的主流段的直徑大于60mm且小于等于78mm時(shí)，位于其上游的壓裂模組的主流段的直徑遞增3.5mm；和/或當(dāng)其中一個(gè)壓裂模組的主流段的直徑大于78mm時(shí)，位于其上游的壓裂模組的主流段的直徑遞增4mm。
11、進(jìn)一步地，當(dāng)主流段的直徑小于等于預(yù)設(shè)值時(shí)，連通流道還包括泄流段，泄流段與主流段遠(yuǎn)離導(dǎo)流段的一端連接，泄流段的直徑大于主流段的直徑，且泄流段的直徑沿遠(yuǎn)離主流段的方向逐漸增大；導(dǎo)流段包括順次連接的第一導(dǎo)流部分和第二導(dǎo)流部分，第二導(dǎo)流部分遠(yuǎn)離第一導(dǎo)流部分的一端與主流段連接，第一導(dǎo)流部分的直徑大于第二導(dǎo)流部分的直徑，且第一導(dǎo)流部分的直徑沿靠近第二導(dǎo)流部分的方向逐漸減小。
12、進(jìn)一步地，第二導(dǎo)流部分與主流段的連接處具有臺(tái)階面，可溶壓裂球與臺(tái)階面抵接，且可溶壓裂球的至少一部分位于主流段，可溶壓裂球的至少另一部分位于第二導(dǎo)流部分。
13、進(jìn)一步地，第二導(dǎo)流部分的各處直徑相同；和/或主流段的各處直徑相同。
14、進(jìn)一步地，第一導(dǎo)流部分與第二導(dǎo)流部分之間的夾角大于等于25°且小于等于30°；和/或泄流段與主流段間的夾角大于等于35°且小于等于45°；和/或主流段的內(nèi)徑為amm，第二導(dǎo)流部分的內(nèi)徑為b，且b＝(a+4.5)mm；和/或主流段的內(nèi)徑為amm，第二導(dǎo)流部分的長度為c，且c＝78-tan63°*(86.5-a)/2，第一導(dǎo)流部分的長度為d，且d＝tan63°*(86.5-a)/2。
15、進(jìn)一步地，當(dāng)主流段的直徑大于預(yù)設(shè)值時(shí)，導(dǎo)流段的直徑沿靠近主流段的方向逐漸減小，且導(dǎo)流段與主流段之間的夾角為45°。
16、根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，提供了一種球座的表面處理方法，上述的水平井分段壓裂裝置中的壓裂模組的球座使用球座的表面處理方法以形成硬化層，球座的表面處理方法包括：將球座放置在耐熱密封罐內(nèi)，耐熱密封罐內(nèi)裝有硼粉和活性劑，硼粉和活性劑包覆球座；將耐熱密封罐放置在高溫加熱爐內(nèi)，并對(duì)高溫加熱爐內(nèi)的耐熱密封罐進(jìn)行加熱，球座與硼粉在活性劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，球座的表面經(jīng)過滲硼處理后形成硬化層。
17、進(jìn)一步地，在將球座放置在耐熱密封罐的過程中，打開耐熱密封罐的密封蓋，在耐熱密封罐內(nèi)鋪設(shè)預(yù)設(shè)厚度的硼粉，將球座放置在耐熱密封罐的硼粉上的中心位置，在球座的外圍均勻鋪滿硼粉并壓實(shí)，在球座的上方均勻鋪滿預(yù)設(shè)厚度的硼粉并壓實(shí)，蓋上密封蓋。
18、進(jìn)一步地，在對(duì)球座的表面進(jìn)行滲硼處理之前，對(duì)球座進(jìn)行噴砂處理；和/或在對(duì)球座的表面進(jìn)行滲硼處理之后，對(duì)球座進(jìn)行噴砂處理。
19、進(jìn)一步地，在將耐熱密封罐放置在高溫加熱爐后，將高溫加熱爐內(nèi)的壓力抽氣至0pa并進(jìn)行除氧操作，對(duì)高溫加熱爐進(jìn)行抽濕處理并向高溫加熱爐沖入氬氣直至高溫加熱爐內(nèi)的壓力達(dá)到1pa，通過高溫加熱爐對(duì)耐熱密封罐進(jìn)行加熱并使球座與硼粉發(fā)生反應(yīng)。
20、進(jìn)一步地，在通過高溫加熱爐對(duì)耐熱密封罐進(jìn)行加熱時(shí)，先將耐熱密封罐加熱至500℃并保溫2小時(shí)，然后將耐熱密封罐預(yù)熱到一定溫度，再加熱至960℃并保溫12小時(shí)，球座進(jìn)行表面滲覆，最后自然冷卻至室溫。
21、根據(jù)本專利技術(shù)的另一方面，提供了本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種水平井分段壓裂裝置，其特征在于，所述水平井分段壓裂裝置包括至少一段壓裂模組，所述壓裂模組包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，所述壓裂模組還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，所述壓裂模組還包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，所述殼體組件(10)包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，當(dāng)所述壓裂模組為多段時(shí)，多段所述壓裂模組順次連接，相鄰的兩段所述壓裂模組中位于下游的所述壓裂模組的所述可溶壓裂球(40)的直徑小于位于上游的所述壓裂模組的所述可溶壓裂球(40)的直徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，所述連通流道(31)包括順次連接的導(dǎo)流段(311)和主流段(312)，所述導(dǎo)流段(311)位于所述主流段(312)的上游，所述導(dǎo)
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，當(dāng)所述壓裂模組為多段時(shí)，不同的所述壓裂模組的所述連通流道(31)的直徑不同，
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，當(dāng)所述主流段(312)的直徑小于等于預(yù)設(shè)值時(shí)，
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，所述第二導(dǎo)流部分(3112)與所述主流段(312)的連接處具有臺(tái)階面(314)，所述可溶壓裂球(40)與所述臺(tái)階面(314)抵接，且所述可溶壓裂球(40)的至少一部分位于所述主流段(312)，所述可溶壓裂球(40)的至少另一部分位于所述第二導(dǎo)流部分(3112)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，當(dāng)所述主流段(312)的直徑大于預(yù)設(shè)值時(shí)，所述導(dǎo)流段(311)的直徑沿靠近所述主流段(312)的方向逐漸減小，且所述導(dǎo)流段(311)與所述主流段(312)之間的夾角為45°。
15.一種球座的表面處理方法，其特征在于，權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的水平井分段壓裂裝置中的壓裂模組的球座使用所述球座的表面處理方法以形成硬化層，所述球座的表面處理方法包括：
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的球座的表面處理方法，其特征在于，在將所述球座(30)放置在所述耐熱密封罐的過程中，打開所述耐熱密封罐的密封蓋，在所述耐熱密封罐內(nèi)鋪設(shè)預(yù)設(shè)厚度的所述硼粉，將所述球座(30)放置在所述耐熱密封罐的所述硼粉上的中心位置，在所述球座(30)的外圍均勻鋪滿所述硼粉并壓實(shí)，在所述球座(30)的上方均勻鋪滿預(yù)設(shè)厚度的所述硼粉并壓實(shí)，蓋上所述密封蓋。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的球座的表面處理方法，其特征在于，
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的球座的表面處理方法，其特征在于，在將所述耐熱密封罐放置在所述高溫加熱爐后，將高溫加熱爐內(nèi)的壓力抽氣至0Pa并進(jìn)行除氧操作，對(duì)所述高溫加熱爐進(jìn)行抽濕處理并向所述高溫加熱爐沖入氬氣直至所述高溫加熱爐內(nèi)的壓力達(dá)到1Pa，通過所述高溫加熱爐對(duì)所述耐熱密封罐進(jìn)行加熱并使所述球座(30)與所述硼粉發(fā)生反應(yīng)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的球座的表面處理方法，其特征在于，在通過所述高溫加熱爐對(duì)所述耐熱密封罐進(jìn)行加熱時(shí)，先將所述耐熱密封罐加熱至500℃并保溫2小時(shí)，然后將所述耐熱密封罐預(yù)熱到一定溫度，再加熱至960℃并保溫12小時(shí)，所述球座(30)進(jìn)行表面滲覆，最后自然冷卻至室溫。
20.一種殼體組件的表面處理方法，其特征在于，權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的水平井分段壓裂裝置中的壓裂模組的殼體組件使用所述殼體組件的表面處理方法以形成滲碳層，所述殼體組件的表面處理方法包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種水平井分段壓裂裝置，其特征在于，所述水平井分段壓裂裝置包括至少一段壓裂模組，所述壓裂模組包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，所述壓裂模組還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，所述壓裂模組還包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，所述殼體組件(10)包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，當(dāng)所述壓裂模組為多段時(shí)，多段所述壓裂模組順次連接，相鄰的兩段所述壓裂模組中位于下游的所述壓裂模組的所述可溶壓裂球(40)的直徑小于位于上游的所述壓裂模組的所述可溶壓裂球(40)的直徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，所述連通流道(31)包括順次連接的導(dǎo)流段(311)和主流段(312)，所述導(dǎo)流段(311)位于所述主流段(312)的上游，所述導(dǎo)流段(311)的直徑大于所述主流段(312)的直徑，且所述可溶壓裂球(40)位于所述導(dǎo)流段(311)和所述主流段(312)的連接處。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，當(dāng)所述壓裂模組為多段時(shí)，不同的所述壓裂模組的所述連通流道(31)的直徑不同，
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，當(dāng)所述主流段(312)的直徑小于等于預(yù)設(shè)值時(shí)，
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在于，所述第二導(dǎo)流部分(3112)與所述主流段(312)的連接處具有臺(tái)階面(314)，所述可溶壓裂球(40)與所述臺(tái)階面(314)抵接，且所述可溶壓裂球(40)的至少一部分位于所述主流段(312)，所述可溶壓裂球(40)的至少另一部分位于所述第二導(dǎo)流部分(3112)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的水平井分段壓裂裝置，其特征在...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙云峰，路宗羽，李佳琦，田志華，黃建波，舒明媚，王萬彬，董小衛(wèi)，馬都都，張麗萍，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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