CN102562019A - 喷砂射孔环空机械封隔多层压裂工具管柱及改造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷砂射孔环空机械封隔多层压裂工具管柱及利用该管柱改造工艺。喷砂射孔环空机械封隔多层压裂工具管柱包括封隔装置和连接装置，所述封隔装置包括封隔器，所述连接装置包括连接头、机械丢手、液压丢手、扶正器、喷枪、平衡阀、接箍定位器和引鞋，所述连接头、机械丢手、液压丢手、扶正器、喷枪、平衡阀、封隔器、接箍定位器和引鞋顺序连接组成管柱。本发明能够一次下井多次移动定位封隔不同层位，能实现对多产层油气井进行精确分层，逐层喷砂射孔环空封隔多层压裂施工。
Description
技术领域
本发明涉及一种油气井用喷砂射孔环空机械封隔多层压裂工具管柱及利用该管柱的改造工艺，用于油气井井下压裂酸化施工，属于油气井压裂酸化增产改造的井下工具制造技术领域。
背景技术
国内大多数油气藏在纵向上存在多个产层，且较多为薄互层，有的甚至达5层以上，为了提高单井产能和油气田最终采收率，在油气井钻井施工完成以后，实施压裂酸化是实现油气井增产的重要改造措施。
对采用套管完成的井，现阶段主要有两种方式，一种是采用套管内多层封隔器封隔分层压裂，通过投球打开滑套，自下而上逐层改造，最终合层开采。这种工具管柱施工存在以下不足：1、一次施工改造的层段有限，最多不超过5层。2、套管内入井管柱复杂，工具多且外径大，容易发生砂卡，不利于后期起钻修井。另一种是采用多套喷射工具自下而上喷砂射孔，通过套管和油管加砂施工。这种管柱虽然外径较小，结构简单，但存在层间不能有效封隔，改造规模及能力有限。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中对采用套管完成的井实施压裂酸化施工改造存在的上述问题，提供一种油气井用喷砂射孔环空机械封隔多层压裂工具管柱及改造工艺，本发明能够一次下井多次移动定位封隔不同层位，能实现对多产层油气井进行精确分层，逐层喷砂射孔环空封隔多层压裂施工。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种喷砂射孔环空机械封隔多层压裂工具管柱，其特征在于：包括封隔装置和连接装置，所述封隔装置包括封隔器，所述连接装置包括连接头、机械丢手、液压丢手、扶正器、喷枪、平衡阀、接箍定位器和引鞋，所述连接头、机械丢手、液压丢手、扶正器、喷枪、平衡阀、封隔器、接箍定位器和引鞋顺序连接组成管柱。
所述连接头、机械丢手、液压丢手、扶正器、喷枪、平衡阀、封隔器、接箍定位器和引鞋顺序螺纹连接。
所述连接头为CT连接头，且与连续油管连接。
一种利用喷砂射孔环空机械封隔多层压裂工具管柱的改造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
a、将管柱下到油气井井下套管内待改造的深度位置，通过接箍定位器定位，上提下放管柱使封隔器坐封，封隔下部已施工层位；
b、同时封隔器上部的喷枪对准预射孔及压裂酸化层位，平衡阀关闭其下部管柱的内部通道，封隔器以上的管柱内和套管环空串通；
c、用压裂车通过地面连接管线开始施工，首先通过套管反替基液，基液反替完成后，通过连续油管泵入携砂液，喷枪对套管射出含砂流体，射穿套管，然后进行反循环洗井洗出多余砂粒；
d、通过连续油管泵入酸液，同时通过套管泵入酸液或携砂液，对已射穿套管的层段进行施工改造；
e、下层改造完毕后，压裂车停泵泄压，启动连续油管车，将管柱上提，此时平衡阀随管柱上移连通封隔器上下的管内外压力，继续上提管柱，封隔器离开套管，解除封隔；
f、连续油管车继续上提连续油管，通过接箍定位器定位，使喷枪对准第二个施工层段，再次上提下放管柱，封隔器坐封，即可对喷枪所对层段进行施工改造；
g、重复上述步骤，对一个油井的多个油气层段进行改造。
所述平衡阀在封隔器坐封时封隔了封隔器上下管内通道。
所述平衡阀在上提管柱时连通了封隔器上下管内外通道。
采用本发明的优点在于：
一、本发明可采用连续油管一次下井多次移动定位封隔不同层位，能实现对多产层油气井进行精确分层，逐层喷砂射孔环空封隔多层压裂施工。
二、本发明中，设置的机械丢手和液压丢手在管柱被沉砂卡住时，可以实施丢手分离，起出上部连续油管。
三、本发明中，设置的扶正器可让喷枪和封隔器处于居中，保证管柱不偏，搞了了施工效率。
四、本发明中，设置的喷枪具有耐冲砂磨损性能，通过喷射高速携砂流体射穿套管，并向地层注入施工液体。
五、本发明中，设置的平衡阀在封隔器需要解封时通过上提管柱使封隔器上下压力平衡，便于解封；设置的封隔器通过上提下放进行坐封和解封。
六、本发明中，设置的接箍定位器能通过套管接箍准确检测到射孔层段位置的深度；设置的引鞋有利于管柱下入井内。
七、本发明具有结构简单的特点，采用本发明可为低渗、低效薄层油气藏开发提供经济高效的增产改造手段。
附图说明
图1为本发明结构示意图
图中标记为：1、连续油管，2、连接头，3、机械丢手，4、液压丢手，5、扶正器，6、喷枪，7、平衡阀，8、封隔器，9、接箍定位器，10、引鞋，11、套管。
具体实施方式
一种喷砂射孔环空机械封隔多层压裂工具管柱，包括封隔装置和连接装置，所述封隔装置包括封隔器8，所述连接装置包括连接头2、机械丢手3、液压丢手4、扶正器5、喷枪6、平衡阀7、接箍定位器9和引鞋10，所述连接头2、机械丢手3、液压丢手4、扶正器5、喷枪6、平衡阀7、封隔器8、接箍定位器9和引鞋10顺序连接组成管柱。为了下井施工的便利，封隔装置和连接装置连接在连续油管1下端。
本发明中，所述连接头2、机械丢手3、液压丢手4、扶正器5、喷枪6、平衡阀7、封隔器8、接箍定位器9和引鞋10顺序螺纹连接。并且，连接头2、机械丢手3、液压丢手4、扶正器5、喷枪6、平衡阀7、封隔器8、接箍定位器9和引鞋10均可采用现有技术中的设备。
本发明中，所述连接头为CT连接头，且与连续油管连接。
一种利用喷砂射孔环空机械封隔多层压裂工具管柱的改造工艺，包括如下步骤：
a、将管柱下到油气井井下套管内待改造的深度位置，通过接箍定位器定位，上提下放管柱使封隔器坐封，封隔下部已施工层位；
b、同时封隔器上部的喷枪对准预射孔及压裂酸化层位，平衡阀关闭其下部管柱的内部通道，封隔器以上的管柱内和套管环空串通；
c、用压裂车通过地面连接管线开始施工，首先通过套管反替基液，基液反替完成后，通过连续油管泵入携砂液，喷枪对套管射出含砂流体，射穿套管，然后进行反循环洗井洗出多余砂粒；
d、通过连续油管泵入酸液，同时通过套管泵入酸液或携砂液，对已射穿套管的层段进行施工改造；
e、下层改造完毕后，压裂车停泵泄压，启动连续油管车，将管柱上提，此时平衡阀随管柱上移连通封隔器上下的管内外压力，继续上提管柱，封隔器离开套管，解除封隔；
f、连续油管车继续上提连续油管，通过接箍定位器定位，使喷枪对准第二个施工层段，再次上提下放管柱，封隔器坐封，即可对喷枪所对层段进行施工改造；
g、重复上述步骤，对一个油井的多个油气层段进行改造。
本发明改造工艺中，所述平衡阀在封隔器坐封时封隔了封隔器上下管内通道。所述平衡阀在上提管柱时连通了封隔器上下管内外通道。
以下对本发明进一步详细说明：
本发明的主要用途为，在施工过程中，本发明的装置具有以下重要作用：CT连接头2设置在管串的最上端，便于与连续油管连接；机械丢手3和液压丢手4依次设置在CT连接头2的下端，分别由销钉和液压控制，施工完成后，如果管柱被沉砂卡住，可以上提管柱剪断销钉，从机械丢手3处分离，或者憋压剪断销钉，从液压丢手4处分离起出上部全部连续油管1，这样可以减少损失；扶正器5设置在液压丢手4的下端，可让喷枪6和封隔器8处于居中状态；喷枪6具有耐冲砂磨损性能，通过喷射高速携砂流体射穿套管12，并向地层注入施工液体；设置在喷枪6下端的平衡阀7能在封隔器8需要解封时，通过上提管柱使得封隔器8上下压力平衡，便于解封；封隔器8设置在平衡阀7的下端，通过上提下放进行坐封和解封，从而分隔产层进行施工；接箍定位器9设置在封隔器8的下端，能通过经过套管接箍时不同的拉力来准确判断射孔层段位置的深度；在管柱的最下端设置了引鞋10，以便于管柱下入井内。
本发明的具体工艺过程是，将各部件组成管柱，用连续油管作业车下到油气井井下套管11内一定深度位置，通过接箍定位器9定位，上提下放管柱使封隔器8坐封，封隔下部已施工层位，同时，设置在封隔器8上部的喷枪6也对准了预射孔及压裂酸化层位，此时平衡阀7关闭了其下部管柱的内部通道，封隔器8以上的管柱内和套管环空串通，然后用压裂车通过地面连接管线小排量低压开始施工，首先通过套管11反替基液，当基液反替到位后，通过连续油管1泵入携砂液，在喷枪6喷嘴的节流作用下，喷枪6对套管11射出高速含砂流体，射穿套管11，然后进行反循环洗井洗出多余砂粒，接着通过连续油管1小排量泵入酸液，同时通过套管11大排量泵入酸液或携砂液，进而达到高压液体直接对已射穿套管的层段进行施工改造的目的；下层改造完毕后，压裂车停泵泄压，接着，启动连续油管车，将管柱上提，此时平衡阀7随管柱上移连通了封隔器8上下的管内外压力，继续上提管柱，封隔器8离开套管，解除封隔；连续油管车继续上提连续油管1，通过接箍定位器9的定位，使喷枪6对准第二个施工层段，再次上提下放管柱，封隔器8坐封，此时即可对喷枪6所对层段进行施工改造；重复上述方法，可对一个油井的多个油气层段进行改造作业。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种喷砂射孔环空机械封隔多层压裂工具管柱，其特征在于：包括封隔装置和连接装置，所述封隔装置包括封隔器（8），所述连接装置包括连接头（2）、机械丢手（3）、液压丢手（4）、扶正器（5）、喷枪（6）、平衡阀（7）、接箍定位器（9）和引鞋（10），所述连接头（2）、机械丢手（3）、液压丢手（4）、扶正器（5）、喷枪（6）、平衡阀（7）、封隔器（8）、接箍定位器（9）和引鞋（10）顺序连接组成管柱。
2.根据权利要求1所述的喷砂射孔环空机械封隔多层压裂工具管柱，其特征在于：所述连接头（2）、机械丢手（3）、液压丢手（4）、扶正器（5）、喷枪（6）、平衡阀（7）、封隔器（8）、接箍定位器（9）和引鞋（10）顺序螺纹连接。
3.根据权利要求1或2所述的喷砂射孔环空机械封隔多层压裂工具管柱，其特征在于：所述连接头（2）为CT连接头，且与连续油管连接。
4.根据权利要求1所述的利用喷砂射孔环空机械封隔多层压裂工具管柱的改造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
a、将管柱下到油气井井下套管内待改造的深度位置，通过接箍定位器定位，上提下放管柱使封隔器坐封，封隔下部已施工层位；
b、同时封隔器上部的喷枪对准预射孔及压裂酸化层位，平衡阀关闭其下部管柱的内部通道，封隔器以上的管柱内和套管环空串通；
c、用压裂车通过地面连接管线开始施工，首先通过套管反替基液，基液反替完成后，通过连续油管泵入携砂液，喷枪对套管射出含砂流体，射穿套管，然后进行反循环洗井洗出多余砂粒；
d、通过连续油管泵入酸液，同时通过套管泵入酸液或携砂液，对已射穿套管的层段进行施工改造；
e、下层改造完毕后，压裂车停泵泄压，启动连续油管车，将管柱上提，此时平衡阀随管柱上移连通封隔器上下的管内外压力，继续上提管柱，封隔器离开套管，解除封隔；
f、连续油管车继续上提连续油管，通过接箍定位器定位，使喷枪对准第二个施工层段，再次上提下放管柱，封隔器坐封，即可对喷枪所对层段进行施工改造；
g、重复上述步骤，对一个油井的多个油气层段进行改造。
5.根据权利要求4所述的利用喷砂射孔环空机械封隔多层压裂工具管柱的改造工艺，其特征在于：所述平衡阀在封隔器坐封时封隔了封隔器上下管内通道。
6.根据权利要求4或5所述的利用喷砂射孔环空机械封隔多层压裂工具管柱的改造工艺，其特征在于：所述平衡阀在上提管柱时连通了封隔器上下管内外通道。
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