CN102493784B - 油气井分段压裂可钻式投球滑套 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油气井分段定点压裂可钻式投球滑套，包括上、中、下本体、设置在中本体内侧的活动套，活动套与中本体通过剪销连接，活动套与中本体之间的空腔内安装有定位卡簧，活动套外侧有导向槽，一导向销钉设置在中本体上并从导向槽底部伸入导向槽内，活动套下部形成的凸台上安装有可钻球座，可钻球座内坐封有低密度球，上本体和活动套下端分别设置有向下延伸的导向管，中本体上部形成流通孔，上本体延伸管的相应位置上形成有多个连通孔，活动套上端和连通孔下部的距离与活动套下端和下本体上端的距离相当。该滑套能在不动管柱的情况下实现储层的选择性压裂改造和合采，且各层压裂依次进行，作业风险小，大大缩短了压裂施工作业时间。

Description

油气井分段压裂可钻式投球滑套

技术领域

本发明涉及一种石油、天然气开采工具,特别是涉及一种油气井分段压裂可钻式投球滑套。

背景技术

随着国内各油田逐步进入勘探开发的中后期，勘探开发的难度和成本显著增加，研究和应用高效的稳产增产工艺和措施成为各油田发展和壮大的必经之路。国内外的研究和应用实践证明，水平井技术能够较直井大大地增加井眼在生产层中的长度和产层的泄油面积,提高油气产量,减缓水锥和气锥的推进速度,其勘探开发效果相当于直井的3～6倍。因此，水平井作为开发油气田的一种有效手段在石油工业的科研和实践中成了人们关注的焦点，并在世界范围内得到了迅速的发展。但多年的应用效果表明，由于水平井开发油藏的特殊性，有时在未采取增产措施的情况下，水平井无法提供高的、有经济价值的产量，这就需要进行压裂增产处理；水平井本身就对油藏有很大的穿透度，再加上压裂后形成的裂缝作为渗油通道，可以大大提高油井产能、扩大单井泄油面积，节约油田建设投资。但是，当水平井的水平段较长、要求改造的油层数较多时，不能通过一次限流施工改造所有的目的层。

发明内容

本发明的目的是提供一种在不动管柱的情况下实现一次性多层压裂、达到多层改造目的的油气井分段压裂可钻式投球滑套。

为此，本发明的技术方案如下：

一种油气井分段定点压裂可钻式投球滑套，包括构成可钻式投球滑套主体并通过螺纹依次连接的上本体、中本体和下本体，该主体可以通过上下油套管螺纹与完井油套管组成分段管柱。所述上本体和中本体、中本体和下本体之间形成密封，在所述中本体内侧设置有一活动套，活动套与中本体通过剪销连接，为了实现可钻式投球滑套流通孔的联通，剪断销钉后活动套可以轴向向下移动。另外，为了确保可钻式投球滑套打开后始终处于开启位置，在活动套与中本体之间形成的空腔内还安装有定位卡簧，活动套外侧设有导向槽，一导向销钉设置在中本体上并从导向槽底部伸入导向槽内，在活动套下部形成有向内凸出的凸台，在该凸台上固定安装有一可钻球座，可钻球座内坐封有相匹配的低密度球，在上本体和活动套下端分别设置有向下延伸的导向管，在中本体上部形成有径向的流通孔，在上本体延伸管的相应位置上形成有多个连通孔，活动套上端和连通孔下部的距离与活动套下端和下本体上端的距离相当。

另外，在所述活动套的延伸管壁面上形成有贯通孔，所述上本体和中本体、中本体和下本体之间通过防退销钉定位。

优选的是，所述上本体延伸管上的连通孔在轴向具有一定长度；所述可钻球座与活动套之间形成密封，二者通过防转销钉固定。

优选的是，所述活动套上下两端与中本体之间形成密封。为了成功完成压裂作业并在作业完成后顺利反排出小球，该球密度应低于1.4g/cm³且耐压大于60MPa，该球通常采用高分子复合材料制成。

为了适应分段压裂作业的需要，所述可钻式投球滑套主体的外径在30～280毫米之间，球座内孔直径为10～180毫米，低密度球直径为12～190毫米。

为了避免给后期开采造成影响，可钻式投球滑套上本体和活动套下端的导向管，能够始终保持可钻式投球滑套内径的一致性，确保压裂后，低密度球可靠地返排出井筒，避免因压裂球无法排除而堵塞排采管柱，影响油气井生产。

本发明的油气井分段压裂可钻式投球滑套具有耐压能力高、打开可靠、可钻性强、操作简单、低密度球返排率高等特点，减少了单层压裂后的压井、起管柱等复杂工序，能根据油气井产层分布情况和开采需要，通过与封隔器等分段压裂完井工具安全可靠的配合使用，在不动管柱的情况下实现储层的选择性压裂改造和合采，并且各层压裂依次进行，作业风险小，可以大大缩短压裂施工作业时间，达到提高油气井产量和开采效果的目的。该结构减少储层伤害，保护油气层。

附图说明

图1是本发明的油气井分段压裂可钻式投球滑套的剖面结构示意图。

图中，1.上本体，2.防退销钉，3.中本体，4.密封件，5.定位卡簧，6.剪销，7.活动套，8.导向销钉，9.低密度球，10.密封件，11.防转销钉，12.球座，13.下本体。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明的结构进行详细说明。

参见图1，本发明的油气井分段压裂可钻式投球滑套包括：上本体1、防退销钉2、中本体3、密封件4、定位卡簧5、剪销6、活动套7、导向销钉8、低密度球9、密封件10、防转销钉11、球座12和下本体13。上本体1、中本体3和下本体13通过螺纹依次连接，形成投球滑套的主体结构，其可以通过上下油套管螺纹与完井油套管组成分段管柱。上本体1和中本体3、中本体3和下本体13分别设有防退销钉2和16。上本体1和中本体3之间设有密封件4，中本体3和下本体13之间设有密封件17。

活动套7设置在中本体3内侧，与中本体3通过剪销6连接，为了实现可钻式投球滑套流通孔的联通，剪断销钉后活动套7可以轴向向下移动。另外，为了确保可钻式投球滑套打开后始终处于开启位置，在活动套7与中本体3之间形成的空腔内还安装有定位卡簧5，活动套7外侧设有导向槽14，一导向销钉8设置在中本体3上并从导向槽14底部伸入导向槽14内。在活动套7下部形成有向内凸出的凸台，在该凸台上固定安装可钻球座12，可钻球座12内坐封有相匹配的低密度球9，在上本体1和活动套7下端分别设置有向下延伸的导向管18、19，导向管18、19能够保持可钻式投球滑套内径的一致性，确保压裂后低密度球9可靠地返排出井筒，避免因压裂球无法排除而堵塞排采管柱，影响油气井生产。

在中本体3上部形成有径向的流通孔20，在上本体1延伸管的相应位置上形成有多个连通孔15，连通孔15在轴向具有一定长度。活动套7上端和连通孔15下部的距离与活动套7下端和下本体13上端的距离相当。

球座12上有两组密封件并通过防转销钉11与活动套7连接，球座12内低密度球9的密度低于1.4g/cm³，球座12耐温、耐压、抗冲击、抗磨。

为了适应分段压裂作业的需要，所述可钻式投球滑套主体的外径在30～280毫米之间，球座12内孔直径为10～180毫米，低密度球9直径为12～190毫米。活动套7与中本体3之间的导向销钉8以及活动套7与可钻球座12之间的防转定位销钉11确保了活动套7只能轴向向下移动和钻除球座时的球座周向固定，大大提高该工具的良好可钻性。

该滑套的工作原理如下：

根据分段定点压裂的需要，确定可钻式投球滑套和封隔器等工具的下井数量、下井深度、间距等参数，配接相应的分段压裂管柱进行完井作业，采用可钻式投球滑套和封隔器有选择性地封隔储层，并通过压裂作业中投入匹配的球，使其坐封于可钻式投球滑套内的球座上，憋压剪断活动套销钉，推其下行，打开可钻式投球滑套的流通孔，建立油管内外联通，实现对应产层的分段压裂。当连接有多个投球滑套时，依次从小到大投入与自下而上的可钻式投球滑套相匹配的球，就可以逐段实现多层段分段压裂，压裂完成后，低密度球能够随着返排液体返出井筒。

Claims (4)

1.一种油气井分段定点压裂可钻式投球滑套，包括构成可钻式投球滑套主体并通过螺纹依次连接的上本体(1)、中本体(3)和下本体(13)，所述上本体(1)和中本体(3)、中本体(3)和下本体(13)之间形成密封，其特征在于：在所述中本体(3)内侧设置有一活动套(7)，活动套(7)与中本体(3)通过剪销(6)连接，在活动套(7)与中本体(3)之间形成的空腔内安装有定位卡簧(5)，活动套(7)外侧设有导向槽(14)，一导向销钉(8)设置在中本体(3)上并从导向槽(14)底部伸入导向槽(14)内，在活动套(7)下部形成有向内凸出的凸台，在该凸台上固定安装有一可钻球座(12)，可钻球座(12)内坐封有相匹配的低密度球(9)，在上本体(1)和活动套(7)下端分别设置有向下延伸的导向管，所述可钻球座(12)与活动套(7)之间形成密封，二者通过防转销钉(11)固定，在中本体(3)上部形成有径向的流通孔，在上本体(1)延伸管的相应位置上形成有多个连通孔(15)，活动套(7)上端和连通孔(15)下部的距离与活动套(7)下端和下本体(13)上端的距离相当；所述上本体(1)和中本体(3)、中本体(3)和下本体(13)之间通过防退销钉(2)定位；所述上本体(1)延伸管上的连通孔在轴向具有一定长度；所述可钻式投球滑套主体的外径为30～280毫米，球座(12)内孔直径为10～180毫米，低密度球(9)直径为12～190毫米。

2.根据权利要求1所述的油气井分段定点压裂可钻式投球滑套，其特征在于：在所述活动套的延伸管壁面上形成有贯通孔。

3.根据权利要求1所述的油气井分段定点压裂可钻式投球滑套，其特征在于：所述活动套(7)上下两端与中本体(3)之间形成密封。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的油气井分段定点压裂可钻式投球滑套，其特征在于：所述低密度球(9)的密度低于1.4g/cm³，耐压大于60MPa。