CN103573239B - 分段压裂装置以及该装置的使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种压裂装置,包括:压裂管柱和开关管柱。其中,通过开关管柱上的用于打开的促动工具或用于关闭的促动工具对压裂管柱上的开关式滑套进行操作,而实现建立压裂通道或封闭压裂通道。本发明还涉及使用这种压裂装置的方法。根据本发明的装置和方法具有压裂级数不受套管直径的影响,操作简单的优点。

Description

分段压裂装置以及该装置的使用方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种压裂装置,更具体地涉及一种分段压裂装置。本发明还涉及该装置的使用方法。
背景技术
[0002]日益增长的能源需求使得低渗透油气藏、页岩油气藏等非常规能源受到越来越多的重视。低渗透油气藏、页岩油气藏开发成为国家“十二五”能源开发的重要增长点。对于这些类型的油气藏,水平井分段压裂方法对于提高采收率具有显著优势。
[0003]目前,用于水平井分段压裂施工的装置最常见的是投球式分段压裂管柱。例如,中国专利201120240930.6披露了一种水平井分段措施施工管柱,其通过钻杆将根据油层分段情况而配置的工具管串送入井内到设计位置。然后投球憋压,封隔悬挂器坐封、坐挂、丢手、封隔器坐封。接着投球逐级打开滑套进行分段压裂。在这种压裂管柱中,滑套内球座设计为从井底至井口,直径必须从小到大满足一定的级差才能让投入的球顺利通过并坐入配套球座内。因此,受球座直径的影响,分段压裂段数及施工规模均受到很大限制,影响了改造效果。此外,在压裂施工结束后,需依靠地层压力将球返排至地面或者下入钻具将球座和球一起钻掉,以使工具贯串内部贯通。但是,球返排到地面往往会不成功而影响后续作业、生产,而采用将球座和球一起钻掉的方法则会耗费较长作业时间并造成较高的成本。另外,在该压裂管柱中,不能根据地层情况将滑套关闭或再次开启。
[0004] 因此,急需一种能够用于压裂级数不受套管直径的限制、裸眼井壁稳定性差的压裂装置,以适应非常规油气资源新的开发需求。
发明内容
[0005] 针对上述的问题,本发明提出了一种压裂装置,其压裂级数不受套管直径的影响。本发明还提出了该装置的使用方法。
[0006] 根据本发明的第一方面,提供了一种压裂装置,包括,压裂管柱,在压裂管柱上布置有至少一个开关式滑套,在开关式滑套的两端布置有封隔器,在压裂管柱的末端端部布置有压差式打开机构;开关管柱,其能够插入到压裂管柱内,包括连续油管,在所述连续油管上布置有一对分别用于打开和关闭的促动工具,在连续油管的末端端部布置有节流装置。在使用时,将开关管柱下入压裂管柱内,向开关管柱的连续油管内加压,使开关管柱上的促动工具中的一个与所述压裂管柱上的开关式滑套接合,通过上提或下放所述开关管柱而实现打开或关闭开关式滑套,从而实现建立压裂通道或关闭压裂通道。
[0007] 根据本发明,通过使用开关管柱可实现在地面上控制井下开关式滑套的开关,极大地方便了操作和装置的维护。开关式滑套的两端布置的封隔器既可封隔压裂管柱与水泥环之间胶结的微环空,也可对压裂层段之间进行封隔,有效避免压裂窜槽,从而提高压裂效果。此外,通过使用开关管柱可实现一趟打开、关闭多个开关式滑套,显著提高了施工效率。
[0008] 在一个实施例中,压裂管柱内径为相同。即,压裂管柱为全通径,这种结构使得压裂级数不受限制。
[0009] 在一个实施例中,促动工具包括:固定的筒状本体,在筒状本体的侧壁上设置有贯穿的液孔,在侧壁的外表面上设置有凹槽。
[0010] 锁块,其设置在筒状本体的凹槽内,并且在凹槽与锁块之间设置有第一弹性件,锁块包括其端部处的引导斜面,
[0011] 壳体,其包括接收轴向作用力的受力结构体,以及能通过与引导斜面的相互作用而引导锁块作径向运动的引导端,其中受力结构体的第一受力面与筒状本体的液孔连通以承受轴向液压力,第二受力面与能施加轴向力的第二弹性件接触,
[0012] 其中,在初始状态中,壳体在第二弹性件的作用下克服第一弹性件的作用力而使锁块处于缩回状态;当在筒状本体内充入液体并加压后,壳体受克服第二弹性件的作用力的液力作用下沿轴向朝向第一方向运动,从而使得锁块在第一弹性件的作用下径向向外运动而凸出;当将筒状本体内卸压后,壳体在第二弹性件的作用力作用下沿轴向朝向第二方向运动,锁块在所述壳体的引导端的作用下克服第一弹性件的作用力径向向里运动而缩回。
[0013] 这种促动工具的结构较为紧凑,并且易损件较少因而使用寿命较长。
[0014] 在一个实施例中,用于打开的促动工具的锁块朝向下游的面为引导斜面,朝向上游的面为直面。其中引导斜面与相应壳体的引导端相接触。在另一个实施例中,用于关闭的促动工具的锁块朝向上游的面为引导斜面,朝向下游的面为直面。其中引导斜面与相应壳体的引导端相接触。
[0015] 锁块的直面使得促动工具能够与开关式滑套可靠地接合,从而保证在操作中促动工具与开关式滑套不会脱开。
[0016] 在优选的一个实施例中,促动工具包括两个成镜像布置的上游壳体和下游壳体。在一个实施例中,用于打开的促动工具的锁块构造为中间凹下,两端凸起的结构。其中下游端部带有背向下游壳体的直面和与下游壳体的引导端接触的引导斜面,上游端部带有朝向直面的斜面和与上游壳体的引导端接触的引导斜面。在另一个实施例中,用于关闭的促动工具的锁块构造为中间凹下,两端凸起的结构。其中上游端部带有背向上游壳体的直面和与上游壳体的引导端接触的引导斜面,下游端部带有朝向直面的斜面和与下游壳体的引导端接触的引导斜面。
[0017] 锁块的直面使得促动工具能够与开关式滑套可靠地接合,锁块的朝向直面的斜面能够防止促动工具在滑套内运动时与滑套内壁发生刮碰,有利于开关管柱在滑套内的移动定位。另外,这种结构的促动工具使得锁块的受力更加均匀,使得其凸出、缩回运动更加平稳,同时也会延长促动工具的使用寿命。
[0018] 在一个实施例中,开关式滑套包括固定的外筒和与外筒的内壁滑动配合的内筒。在外筒上布置有喷砂孔,在内筒的内壁上设置有径向向里凸出的用于打开或关闭开关式滑套的凸块,在外筒和内筒的配合面上设置有选位槽和选位件。在打开开关式滑套时,内筒的内壁上的凸块与用于打开的促动工具的锁块接合,上提内筒,并使喷砂口与压裂管柱内部连通从而打开开关式滑套并实现建立压裂通道;在打开后,选位槽和选位件处于第一接合位置。在关闭开关式滑套时,内筒的内壁上的凸块与用于关闭的促动工具的锁块接合,下放内筒,并使喷砂口与压裂管柱内部断开从而关闭开关式滑套并实现关闭压裂通道;在关闭后,选位槽和选位件处于第二接合位置。
[0019] 这种结构的开关式滑套可根据井下情况,关闭问题产层的开关式滑套,以延长油气井生产寿命。
[0020] 在一个优选的实施例中,开关式滑套的内筒包括筒状主体和通过弹性结构件连接于筒状主体的至少一个端部的接合件,在接合件与所述开关式滑套的外筒的配合面上设置有选位槽和选位件,在接合件的自由端设置有台肩。这种带有弹性结构件的开关式滑套使得开关式滑套生产和使用更加方便。
[0021] 在一个实施例中,在压裂管柱的上游部分还布置有容腔短节,其内径大于压裂管柱的内径,并且其长度大于或至少等于开关管柱的长度,以容纳开关管柱。
[0022] 这种容腔短节使得在当使用开关管柱完成打开滑套之后,不必将开关管柱完全从井筒内起出,仅需要停留在容腔短节内即可而不会影响后续的压裂施工,方便了操作。
[0023] 在一个实施例中,在开关管柱的下游部分还设置有暂堵封隔器。这种暂堵封隔器能够实现封隔相邻的两个开关式滑套,特别是当某一开关式滑套出现故障时,可将其隔离开,从而提高压裂施工质量。
[0024] 根据本发明的第二方面,提供了一种使用上述压裂装置的方法,包括,
[0025] 步骤一:将压裂管柱下入井内,并完成固井;
[0026] 步骤二:打开压裂管柱最下端的压差式打开机构,建立压裂管柱与地层之间的连通通道;
[0027] 步骤三:将开关管柱下入压裂管柱内到适当的位置,向开关管柱的连续油管内加压,使得开关管柱上的用于打开的促动工具与压裂管柱上的开关式滑套接合,上提开关管柱而打开开关式滑套,建立压裂通道;
[0028] 步骤四:将开关管柱的连续油管泄压,用于打开的促动工具与所述开关式滑套脱开,取出开关管柱,完成压裂。
[0029] 在一个实施例中,还包括步骤五:将开关管柱下入压裂管柱内到适当的位置,向开关管柱的连续油管内加压,使得开关管柱上的用于关闭的促动工具与压裂管柱上的开关式滑套接合,下放开关管柱而关闭压裂管柱上的开关式滑套,封闭压裂通道。
[0030] 根据本发明的方法,在下入根据本发明的压裂管柱后首先进行固井,因此可有效提高压裂施工时井壁稳定性,降低施工风险。
[0031] 在本申请中,用语“初始状态”是指未使用打开工具时的状态。用语“下游”、“上游”规定为靠近井口为上游,远离井口为下游。用语“直面”、“斜面”规定为与筒状本体的径向平行的面为直面,与筒状本体的径向成一定角度的面为斜面。
[0032] 与现有技术相比,本发明的优点在于,通过使用开关管柱可实现在地面上控制井下开关式滑套的开关,极大地方便了操作和装置的维护。同时,内径相同的压裂管柱使得压裂级数不受限制。开关管柱和开关式滑套的配合使用可根据井下情况,关闭问题产层的开关式滑套,以延长油气井生产寿命。根据本发明的促动工具的易损件很少,因而使用寿命较长。压裂管柱上的容腔短节使得在操作过程中不必将开关管柱完全从井筒内起出,方便了操作。设置在开关管柱下游部分的暂堵封隔器能将出现故障的开关式滑套隔离开,从而提高压裂施工质量。另外,在下入压裂管柱后首先进行固井,可有效提高压裂施工时井壁稳定性,降低施工风险。
附图说明
[0033] 在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
[0034] 图1是根据本发明的压裂管柱的示意图;
[0035] 图2是根据本发明的开关管柱的示意图;
[0036] 图3是根据本发明的开关式滑套的结构示意图;
[0037] 图4是根据本发明的用于打开的促动工具第一实施例的结构示意图;
[0038] 图5是图4中部分I的放大视图;
[0039] 图6是根据本发明的用于打开的促动工具第二实施例的结构示意图;
[0040] 图7是使用图6所示的促动工具打开开关式滑套接合的示意图;
[0041] 图8是根据本发明的节流装置的结构示意图。
[0042] 在图中,相同的构件由相同的附图标记标示。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
[0043] 下面将结合附图对本发明做进一步说明。
[0044] 图1示意性地显示了根据本发明的压裂管柱10。在压裂管柱10上布置有至少一个开关式滑套11,在每个开关式滑套11的两端布置有封隔器12,在压裂管柱10的末端端部布置有压差式打开机构13。在一个优选的实施例中,开关式滑套11的数量与需要压裂的地层段数相一致。在另一个实施例中,压差式打开机构13为本领域的技术人员所熟知的投球式滑套,这里不再赘述。应理解地是,在压裂管柱10上还布置有用于将压裂管柱10连接于上层套管的悬挂器39、浮箍、浮鞋等部件,这些部件以及其布置方式均是本领域的技术人员所熟知的,为了简单起见,这里不再赘述。
[0045] 图2示意性地显示了根据本发明的开关管柱20。开关管柱20的直径小于压裂管柱10的最小直径,使得能将开关管柱20插入到压裂管柱10的内部。开关管柱20包括连续油管21,在连续油管21上布置有促动工具,在连续油管21的末端端部布置有节流装置22。在一个实施例中,促动工具包括两个成对使用的用于打开的促动工具23和用来关闭的促动工具24。在图2所示的实施例中,用来关闭的促动工具24布置在上游位置,用于打开的促动工具23布置在下游位置,在促动工具23、24之间布置有短节25以将两者连接。短节25还能用于调节促动工具23、24之间的距离,以使得本发明的开关管柱20的适用范围更广。应理解地是,在开关管柱20上还布置有液压丢手短节、扶正器等部件,这些部件以及其布置方式均是本领域的技术人员所熟知的,为了简单起见,这里不再赘述。
[0046] 在使用过程中,将开关管柱20插入到压裂管柱10内,然后向开关管柱20的连续油管21内充入液体并加压使得开关管柱20上的促动工具与压裂管柱10上的开关式滑套11接合。通过上提或下方开关管柱20可实现将开关式滑套11打开或关闭。
[0047] 开关式滑套11包括固定的外筒,与外筒的内壁滑动配合的内筒。在外筒上布置有喷砂孔。在内筒的内壁上设置有径向向里凸出的凸块以用于与上文所述的促动工具接合而打开或关闭开关式滑套11。在外筒和内筒的配合面上设置有选位装置,当开关式滑套11处于打开状态或关闭装置时,选位装置处于不同的接合状态。
[0048] 图3示意性地显示了开关式滑套11的一个优选的实施例。在开关式滑套11固定外筒14上布置有喷砂孔16,在外筒14内壁的上游部分和下游部分分别设置有选位槽17、18。开关式滑套11的内筒与外筒14的内壁为滑动配合,所述内筒包括筒状主体15,筒状主体15的两个端部分别通过弹性结构件33、37与相应的接合件34、38相连。在接合件34、38的外表面上分别设置有与选位槽17、18相匹配的选位件35、36。在接合件34、38各自的自由端设置有台肩31、32。
[0049] 台肩31、32用于与上文所述的促动工具接合而打开或关闭开关式滑套11。当开关式滑套11处于关闭状态时,如图3所示的状态,内筒的下游接合件38上的选位件36与外筒14下游部分的选位槽18接合,而内筒的上游接合件34上的选位件35与外筒14上游部分的选位槽17分开,同时内筒的筒状主体14将喷砂孔16堵住。当开关式滑套11处于打开状态时,内筒的下游接合件38上的选位件36会与外筒14下游部分的选位槽18分开,而内筒的上游接合件34上的选位件35与外筒14上游部分的选位槽17接合,同时内筒的筒状主体14会从喷砂孔16的区域移开。从而实现开关式滑套11的关闭和打开。
[0050] 开关管柱10上的用于打开的促动工具23和用来关闭的促动工具24通常具有相同的结构。图4示意性地显示了用于打开的促动工具23第一实施例的结构图。促动工具23包括固定的筒状本体41。在筒状本体41的侧壁上设置有贯穿的液孔42,在筒状本体41侧壁的外表面上设置有凹槽43。
[0051 ] 促动工具23还包括设置在筒状本体41的凹槽43内的锁块44。在凹槽43与锁块44的接触面内设置第一弹性件45,例如弹簧。锁块44包括其端部处的与下文所述的壳体46的引导端48接触的引导斜面26。
[0052] 促动工具23还包括壳体46。壳体46包括接收轴向作用力的受力结构体47和引导锁块44作径向运动的引导端48。其中,受力结构体47的第一受力面50与筒状本体41的液孔42连通以承受轴向液压力,第二受力面51与施加轴向力的第二弹性件49 (例如弹簧)接触,使得壳体46仅能沿轴向运动,如图5所示。
[0053] 特别地,用于打开的促动工具23的锁块44朝向下游的面为引导斜面26,朝向上游的面为直面27。引导斜面26与壳体46的引导端48相接触,以引导和限制锁块44的运动。直面27用于与开关式滑套11的内筒接合以带动其运动。在一个优选的实施例中,直面27可构造为倒钩形式,使得促动工具23与动开关式滑套11的内筒接合更加牢固。
[0054] 下面根据图4和5描述用于打开的促动工具23的动作原理。当向开关管柱20的连续油管21内充入液体并加压时,液体压力会通过液孔42传递到壳体46在受力结构体47的第一受力面50上而挤压壳体46朝向下游运动。这样,锁块44会在第一弹性件45的作用下径向向外运动而凸出,在此期间第二弹性件49被压缩。这时,锁块44的直面27与开关式滑套11的内筒内壁上的凸块或图3中的台肩31接合,使得促动工具23能带动开关式滑套11的内筒运动而将其打开。当将连续油管21内卸压后,第二弹性件49的作用力会作用在壳体46的受力结构体47的第二受力面51上而挤压壳体46朝向上游运动。这样,锁块44会在壳体46的引导端48的作用下径向向里运动而缩回与开关式滑套11的内筒脱开,在此期间第一弹性件45被压缩。
[0055] 用于关闭的促动工具24的结构与用于打开的促动工具23成镜像对称,并且工作原理与用于打开的促动工具23相同,为了简单起见,这里不再赘述。
[0056] 图6显示了示意性地显示了用于打开的促动工具23’第二实施例的结构图。促动工具23’的主体结构与促动工具23的主体结构相同,区别仅在于,促动工具23’包括两个成镜像布置的上游壳体46’和下游壳体46”,此外锁块44’构造为中间凹下,两端凸起的结构。其中,锁块44’的下游端部带有与下游壳体46”的引导端48”接触的引导斜面26”和背向引导斜面26”的直面27”。锁块44’的上游端部带有与上游壳体46’的引导端48’接触的引导斜面26’和背向引导斜面26’的斜面26”’。在一个优选的实施例中,如图6所示,促动工具23’包括两个第一弹性件使得锁块44’的运动更加平稳。
[0057] 上游壳体46’和下游壳体46”仅能沿轴向相对运动或反向运动。当上游壳体46’和下游壳体46”反向运动时,锁块44’会在第一弹性件45’、45”的作用下径向向外运动而凸出,露出直面27”。而当上游壳体46’和下游壳体46”相对运动时,锁块44’会在上游壳体46’和下游壳体46”的引导端48’和48”的作用下径向向里运动而缩回。
[0058] 当锁块44’凸出并露出直面27”时,促动工具23’可通过直面27”与上文所述的开关式滑套11的内筒内壁上的凸块或图3中的台肩31接合,使得促动工具23’能带动开关式滑套11的内筒运动而将其打开。而锁块23’的背向斜面26’的斜面26”’能够防止促动工具23’在开关式滑套11内运动时与开关式滑套11的内壁发生刮碰,有利于开关管柱20在开关式滑套11内的移动定位。
[0059] 可以理解地是,也可以使用与用于打开的促动工具23’类似的用于关闭的促动工具,并且工作原理与用于打开的促动工具23’相同,为了简单起见,这里不再赘述。
[0060] 图7说明了根据图6所示的用于打开的促动工具23’打开开关式滑套11的使用方法。在打开开关式滑套11时,将用于打开的促动工具23’下入压裂管柱10中并越过需要打开的开关式滑套11,这时促动工具23’的锁块44’处于缩回状态。通过向开关管柱20的连续油管21内加压而使促动工具23’的锁块44’径向向外运动并露出直面27”。上提连续油管21,当促动工具23’的直面27”与开关式滑套11的台肩31接合在一起之后,继续上提连续油管21,使得开关式滑套11内筒的选位件35与外筒14上的选位槽17接合并露出喷砂孔16,实现开关式滑套11的打开。当将连续油管21内卸压后,锁块44’会缩回使得促动工具23’与开关式滑套11分开,以将开关管柱20从压裂管柱10中移开。
[0061] 用来关闭的促动工具24’关闭开关式滑套11的原理与打开开关式滑套11的原理类似,为了简单起见,这里不再赘述。
[0062] 图8显示了根据本发明的节流装置22的结构示意图。节流装置22构造为带有多个节流孔71的短节。当以一定排量向连续油管21内栗入流体时,流体仅能穿过节流孔71流出,过流面积减小并产生节流作用,连续油管21内的压力升高使得促动工具与打开式滑套11接合。当停止向连续油管21栗送流体时,连续油管21内的压力会迅速降低使得促动工具与打开式滑套11脱开。
[0063] 如图1所示,在悬挂器19的上游还设置有容腔短节39。容腔短节39的内径大于压裂管柱10的内径,并且长度至少等于开关管柱20的长度,从而能够将开关管柱20停留在容腔短节39内而不影响随后的压裂施工。
[0064] 在一个未不出的实施例中,在开关管柱20的下游部分还设置有暂堵封隔器。暂堵封隔器能够实现封隔相邻的两个开关式滑套,特别是当某一开关式滑套出现故障时可将其隔离开,从而提高压裂施工质量。
[0065] 下面根据附图来描述使用本发明的分段压裂装置的方法。首先,将压裂管柱10下入井内。在一个实施例中,在下入压裂管柱10后首先完成固井,以提高压裂施工时井壁稳定性,降低施工风险。接着,打开压裂管柱10最下端的压差式打开机构,建立压裂管柱10与地层之间的连通通道。然后,将开关管柱20下入压裂管柱10内到适当的位置。向开关管柱10的连续油管21栗送流体并加压,使得开关管柱20上的用于打开的促动工具23与压裂管柱10上的开关式滑套11接合。上提开关管柱20打开该开关式滑套11,建立压裂通道。最后,将开关管柱20的连续油管21泄压,使得用于打开的促动工具23与开关式滑套11脱开,取出开关管柱10完成压裂。在一个实施例中,也可将开关管柱10停留在容腔短节39内,以方便后续打开或关闭开关式滑套11。
[0066] 当需要关闭开关式滑套11时,将开关管柱20下入压裂管柱10内到适当的位置。向开关管柱20的连续油管21栗送流体并加压,使得开关管柱20上的用于打开的促动工具23与压裂管柱10上的开关式滑套11接合。下放开关管柱20关闭该开关式滑套11,封闭压裂通道。
[0067] 虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述,但在不脱离本发明的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (13)

1.一种分段压裂装置,包括 压裂管柱,在所述压裂管柱上布置有至少一个开关式滑套,在所述开关式滑套的两端布置有封隔器,在压裂管柱的末端端部布置有压差式打开机构, 开关管柱,其能够插入到压裂管柱内,包括连续油管,在所述连续油管上布置有一对分别用于打开和关闭的促动工具,在连续油管的末端端部布置有节流装置, 在使用时,将开关管柱下入压裂管柱内,向所述开关管柱的连续油管内加压,使所述开关管柱上的促动工具中的一个与所述压裂管柱上的开关式滑套接合,通过上提或下放所述开关管柱而实现打开或关闭所述开关式滑套,从而实现建立压裂通道或关闭压裂通道; 所述促动工具包括: 固定的筒状本体,在所述筒状本体的侧壁上设置有贯穿的液孔,在侧壁的外表面上设置有凹槽, 锁块,其设置在所述筒状本体的凹槽内,并且在所述凹槽与锁块之间设置有第一弹性件,所述锁块包括处于其端部处的引导斜面, 壳体,其包括接收轴向作用力的受力结构体,以及能通过与引导斜面的相互作用而引导所述锁块作径向运动的引导端,其中所述受力结构体的第一受力面与所述筒状本体的液孔连通以承受轴向液压力,第二受力面与能施加轴向力的第二弹性件接触, 其中,在初始状态中,所述壳体在第二弹性件的作用下克服第一弹性件的作用力而使锁块处于缩回状态;当在筒状本体内充入液体并加压后,所述壳体受克服第二弹性件的作用力的液力作用下沿轴向朝向第一方向运动,从而使得所述锁块在第一弹性件的作用下径向向外运动而凸出;当将筒状本体内卸压后,所述壳体在第二弹性件的作用力作用下沿轴向朝向第二方向运动,所述锁块在所述壳体的引导端的作用下克服第一弹性件的作用力径向向里运动而缩回。
2.根据权利要求1所述的分段压裂装置,其特征在于,用于打开的促动工具的锁块朝向下游的面为引导斜面,朝向上游的面为直面,其中所述引导斜面与相应壳体的引导端相接触。
3.根据权利要求1所述的分段压裂装置,其特征在于,用于关闭的促动工具的锁块朝向上游的面为引导斜面,朝向下游的面为直面,其中所述引导斜面与相应壳体的引导端相接触。
4.根据权利要求1所述的分段压裂装置,其特征在于,所述促动工具包括两个成镜像布置的上游壳体和下游壳体。
5.根据权利要求4所述的分段压裂装置,其特征在于,用于打开的促动工具的锁块构造为中间凹下,两端凸起的结构,其中下游端部带有背向下游壳体的直面和与下游壳体的引导端接触的引导斜面,上游端部带有朝向直面的斜面和与上游壳体的引导端接触的引导斜面。
6.根据权利要求4所述的分段压裂装置,其特征在于,用于关闭的促动工具的锁块构造为中间凹下,两端凸起的结构,其中上游端部带有背向上游壳体的直面和与上游壳体的引导端接触的引导斜面,下游端部带有朝向直面的斜面和与下游壳体的引导端接触的引导斜面。
7.根据权利要求6所述的分段压裂装置,其特征在于,所述开关式滑套包括固定的外筒和与外筒的内壁滑动配合的内筒,在所述外筒上布置有喷砂孔;在所述内筒的内壁上设置有径向向里凸出的用于打开或关闭所述开关式滑套的凸块;在所述外筒和所述内筒的配合面上设置有选位槽和选位件, 在打开所述开关式滑套时,所述内筒的内壁上的凸块与用于打开的促动工具的锁块接合,上提内筒,并使喷砂口与压裂管柱内部连通从而打开所述开关式滑套并实现建立压裂通道;在打开后,所述选位槽和选位件处于第一接合位置, 在关闭所述开关式滑套时,所述内筒的内壁上的凸块与用于关闭的促动工具的锁块接合,下放内筒,并使喷砂口与压裂管柱内部断开从而关闭所述开关式滑套并实现关闭压裂通道;在关闭后,所述选位槽和选位件处于第二接合位置。
8.根据权利要求7所述的分段压裂装置,其特征在于,所述开关式滑套的内筒包括筒状主体和通过弹性结构件连接于筒状主体的至少一个端部的接合件,在所述接合件与所述开关式滑套的外筒的配合面上设置有选位槽和选位件,在所述接合件的自由端设置有台肩Ο
9.根据权利要求1到8中任一项所述的分段压裂装置,其特征在于,在所述压裂管柱的上游部分还布置有容腔短节,其内径大于压裂管柱的内径,并且其长度大于或至少等于开关管柱的长度,以容纳开关管柱。
10.根据权利要求1到8中任一项所述的分段压裂装置,其特征在于,在所述开关管柱的下游部分还设置有暂堵封隔器。
11.根据权利要求1到8中任一项所述的分段压裂装置,其特征在于,所述压裂管柱内径为相同。
12.一种使用上述权利要求1到8中任一项所述的分段压裂装置的方法,包括, 步骤一:将压裂管柱下入井内,并完成固井; 步骤二:打开压裂管柱最下端的压差式打开机构,建立压裂管柱与地层之间的连通通道; 步骤三:将开关管柱下入压裂管柱内到适当的位置,向所述开关管柱的连续油管内加压,使得开关管柱上的用于打开的促动工具与压裂管柱上的开关式滑套接合,上提开关管柱而打开所述开关式滑套,建立压裂通道; 步骤四:将所述开关管柱的连续油管泄压,所述用于打开的促动工具与所述开关式滑套脱开,取出开关管柱,完成压裂。
13.根据权利要求12所述的使用分段压裂装置的方法, 其特征在于,还包括步骤五:将开关管柱下入压裂管柱内到适当的位置,向所述开关管柱的连续油管内加压,使得开关管柱上的用于关闭的促动工具与压裂管柱上的开关式滑套接合,下放开关管柱而关闭压裂管柱上的开关式滑套,封闭压裂通道。
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