CN102041970A - 连续油管分层压裂保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于领域油田的油井开采技术领域，具体涉及连续油管分层压裂的保护装置，包括本体，本体的下端连接油气井口，本体的上端连接防喷器，防喷器的中部设有防喷器油管通道，本体的中部设有本体通道，本体通道内设有耐磨保护管，耐磨保护管的上部固定于防喷器的下部，耐磨保护管的上、下端分别与防喷器油管通道和油气井口相连通；所述本体两侧设有倾斜的压裂通道，压裂通道的下端与耐磨保护管外部的本体通道的环空部分相通，压裂通道的上端通过压裂管线连接件与压裂管线相连通。本发明既能保证地面压裂管线和井口连接的强度，又能保护连续油管不受压裂砂的直接冲击而损坏。

Description

连续油管分层压裂保护装置

技术领域

本发明属于领域油田的油井开采技术领域，具体涉及连续油管分层压裂的保护装置。

背景技术

油气井分层压裂已经成为目前油气田压裂作业的热点，连续油管分层压裂技术是新近发展起来的先进的新型压裂工艺，特别适用于水平井段作业，具有准备时间短、作业成本低、快速有效等优势，具有广阔的市场前景。

在现有井口装置条件下，连续油管分层压裂没有任何保护设施，油气井分层压裂作业时，压裂砂经过地面泵加压后，直接冲击连续油管，但由于连续油管内径小、摩阻大等缺点，不适合压裂砂直接进入连续油管内进行压裂作业，而是只能从连续油管和套管环空内注入高压压裂砂，但也就产生了压裂砂会冲击连续油管壁从而破坏连续油管，由于连续油管通常是由低硬度合金刚做成，这种冲击对连续油管的管体会造成巨大损伤，严重缩短连续油管的寿命，甚至不能避免在压裂作业时由于连续油管被压裂砂冲断而影响施工的危险。从而严重制约着该项技术的推广使用。

有鉴于上述现有的连续油管分层压裂装置存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种连续油管分层压裂保护装置，能够改进一般现有技术，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有连续油管分层压裂装置存在的缺陷，提供一种能够使连续油管免受压裂砂直接冲击而受损的连续油管分层压裂保护装置，从而使连续油管分层压裂技术更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

为实现上述发明目的，本发明提出的技术方案如下：

一种连续油管分层压裂保护装置，包括本体，本体的下端连接油气井口，本体的上端连接防喷器，防喷器的中部设有防喷器油管通道，本体的中部设有本体通道，本体通道内设有耐磨保护管，耐磨保护管的上部固定于防喷器的下部，耐磨保护管的上、下端分别与防喷器油管通道和油气井口相连通；所述本体两侧设有倾斜的压裂通道，压裂通道的下端与耐磨保护管外部的本体通道的环空部分相通，压裂通道的上端通过压裂管线连接件与压裂管线相连通。

所述耐磨保护管的上部以螺纹连接方式固定于防喷器油管通道的下部。

所述耐磨保护管的外表面焊有硬质合金。

所述压裂通道与本体通道之间的倾斜夹角为30-45度。

所述压裂管线连接件的下端与压裂通道的上端为法兰连接，压裂管线连接件的上端与压裂管线为由壬螺纹连接。

所述本体的上、下端分别以法兰方式与防喷器和油气井口连接。

所述硬质合金为高硬度和高耐磨性的硬质合金。

与现有技术相比，本发明的上述技术方案至少具有如下明显的优点和有益效果：

1、发明采用了外表焊有高耐磨性硬质合金的耐磨保护管，避免了连续油管本体因受高压压裂砂直接冲击而损坏，不但大大延长了连续油管的使用寿命，还有效避免了因连续油管被压裂砂冲断而影响施工的危险，从而保证了施工的进度与安全；

2、选取合适的压裂通道与耐磨保护管的连通角度，避免了耐磨保护管在压裂作业中受到来自压裂管线内的压裂砂冲击而损坏，提高了耐磨保护管的有效使用期，有利于降低成本，提高生产效率；同时，又保证了压裂砂往井下冲击的速度不受影响。

3、发明本体各部件连接方式均采用法兰连接，很好地保证了装置本体的连接强度，与压裂管线的连接采用由壬连接，不但压裂管线连接快速，而且保证了井口压裂管线连接安全可靠；

综上所述，由于连续油管分层压裂技术工艺中，高砂比压裂砂通过地面压裂车组高压快速冲击进入连续油管和套管环空内，极易损坏连续油管的管体，为了保护连续油管管体外表面不被锋利压裂砂冲坏，本发明采用了连续油管分层压裂保护装置，在连续油管压裂作业中，本发明既能保证地面压裂管线和井口连接的强度，又能保护连续油管不受压裂砂的直接冲击而损坏，从而具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在结构上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有技术有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明连续油管分层压裂保护装置的结构示意图。

图中，1-本体，11-本体通道，12-环空部分，2-防喷器，21-防喷器油管通道，3-压裂管线连接件，31-压裂通道，4-耐磨保护管。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

参照图1所示，本发明较佳实施例的连续油管分层压裂保护装置，其主要包括：本体1，本体1的下端连接油气井口，本体1的上端连接防喷器2，防喷器2的中部设有防喷器油管通道21，本体1的中部设有本体通道11，本体通道11内设有耐磨保护管4，耐磨保护管4的上部固定于防喷器1的下部，耐磨保护管4的上、下端分别与防喷器油管通道21和油气井口相连通；本体1两侧设有倾斜的压裂通道31，压裂通道31的下端与耐磨保护管外部的本体通道的环空部分12相通，压裂通道31的上端通过压裂管线连接件3与压裂管线相连通。

作为优选，耐磨保护管4的上部以螺纹连接方式固定于防喷器油管通道的下部。具体的，耐磨保护管4上端加工有外加厚油管公螺纹，在防喷器油管通道21下端加工有外加厚油管母螺纹以悬挂耐磨保护管4。

耐磨保护管4的外表面焊有硬质合金，作为优选，耐磨保护管4的外表面的易受冲击部分焊有硬质合金，硬质合金优选为高硬度和高耐磨性的硬质合金。本发明耐磨保护管的优选硬质合金的材质及工艺为：外表堆焊625合金，焊层大于2.5毫米，硬度大于络氏46度；或喷焊镍基粉(Ni60或Ni45)，焊层大于0.8毫米，硬度大于络氏48度。耐磨保护管4的长度以一米为宜，优选为800-900mm。

本发明所使用硬质合金也可选用通用的工业用硬质合金。通常，硬质合金由作为主要组元的难熔金属碳化物和起黏结相作用的金属组成的烧结材料，具有高强度和高耐磨性。由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。

硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物(WC、TiC)微米级粉末为主要成分，以钴(Co)或镍(Ni)、钼(Mo)为粘结剂，在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。其主要种类有：

1、钨钴类硬质合金：主要成分是碳化钨(WC)和粘结剂钴(Co)。其牌号是由“YG”(“硬、钴”两字汉语拼音字首)和平均含钴量的百分数组成。例如，YG8，表示平均WCo＝8％，其余为碳化钨的钨钴类硬质合金。2、钨钛钴类硬质合金：主要成分是碳化钨、碳化钛(TiC)及钴。其牌号由“YT”(“硬、钛”两字汉语拼音字首)和碳化钛平均含量组成。例如，YT15，表示平均WTi＝15％，其余为碳化钨和钴含量的钨钛钴类硬质合金。3、钨钛钽(铌)类硬质合金：主要成分是碳化钨、碳化钛、碳化钽(或碳化铌)及钴。这类硬质合金又称通用硬质合金或万能硬质合金。

压裂通道31与本体通道11之间的倾斜夹角为30-45度，其中，优选为30度、35度、40度和45度。

压裂管线连接件3的下端与压裂通道31的上端为法兰连接，压裂管线连接件3的上端与压裂管线为由壬螺纹连接。

本体1的上、下端分别以法兰方式与防喷器2和油气井口连接。

连续油管分层压裂技术的具体工艺流程为：

1、下入连续油管到预压裂层；

2、从连续油管内泵入低砂比携砂液，经过喷头后形成高压射流体，冲破套管；

3、从连续油管内泵入顶替液，顶替完低砂比携砂液后上提连续油管到第二压裂层；

4、通过地面压裂车组，从油套环空内泵入高压高砂比压裂砂，进行压裂地层作业；

5、通过连续油管注入顶替液，进行顶替作业，将油套环空内的部分压裂砂顶替出井筒，部分压裂砂留在井筒内做桥塞使用；

6、连续油管探砂面位置、试压；如果砂面位置高于第二层预压裂层，连续油管冲砂至预压裂层，射孔。完成一次压裂循环。

7、开始第二个压裂循环。

本发明连续油管分层压裂保护装置的使用方法简便，在原有油田装置基础上直接加装即可，具体步骤为：

1、关井并拆除部分采油树后，将本发明本体1的下端与座到井口，进行法兰连接；

2、将耐磨保护管4连接到本体1的上端的防喷器2上；

3、将本体1上端与防喷器2的下端进行法兰连接；

4、将连续油管配套防喷器座与防喷器连接；

5、连接压裂管线到本体1两侧的压裂通道31上；

6、试压后即可进行压裂作业。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种连续油管分层压裂保护装置，其特征在于：包括本体，本体的下端连接油气井口，本体的上端连接防喷器，防喷器的中部设有防喷器油管通道，本体的中部设有本体通道，本体通道内设有耐磨保护管，耐磨保护管的上部固定于防喷器的下部，耐磨保护管的上、下端分别与防喷器油管通道和油气井口相连通；所述本体两侧设有倾斜的压裂通道，压裂通道的下端与耐磨保护管外部的本体通道的环空部分相通，压裂通道的上端通过压裂管线连接件与压裂管线相连通。

2.根据权利要求1所述的连续油管分层压裂保护装置，其特征在于，所述耐磨保护管的上部以螺纹连接方式固定于防喷器油管通道的下部。

3.根据权利要求1所述的连续油管分层压裂保护装置，其特征在于，所述耐磨保护管的外表面焊有硬质合金。

4.根据权利要求1所述的连续油管分层压裂保护装置，其特征在于，所述压裂通道与本体通道之间的倾斜夹角为30-45度。

5.根据权利要求1所述的连续油管分层压裂保护装置，其特征在于，所述压裂管线连接件的下端与压裂通道的上端为法兰连接，压裂管线连接件的上端与压裂管线为由壬螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的连续油管分层压裂保护装置，其特征在于，所述本体的上、下端分别以法兰方式与防喷器和油气井口连接。

7.根据权利要求3所述的连续油管分层压裂保护装置，其特征在于，所述硬质合金为高硬度和高耐磨性的硬质合金。

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