CN105705728A - 改进的无芯轴的发射杆趾启动套筒 - Google Patents

改进的无芯轴的发射杆趾启动套筒 Download PDF

Info

Publication number
CN105705728A
CN105705728A CN201480060056.4A CN201480060056A CN105705728A CN 105705728 A CN105705728 A CN 105705728A CN 201480060056 A CN201480060056 A CN 201480060056A CN 105705728 A CN105705728 A CN 105705728A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sleeve
valve instrument
valve
outer sleeve
window
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201480060056.4A
Other languages
English (en)
Inventor
M·萨默斯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TARGET COMPLETIONS LLC
Original Assignee
TARGET COMPLETIONS LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US14/487,772 external-priority patent/US20150075791A1/en
Application filed by TARGET COMPLETIONS LLC filed Critical TARGET COMPLETIONS LLC
Publication of CN105705728A publication Critical patent/CN105705728A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00—Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/06—Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/10—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole
    • E21B34/102—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole with means for locking the closing element in open or closed position
    • E21B34/103—Valve arrangements for boreholes or wells in wells operated by control fluid supplied from outside the borehole with means for locking the closing element in open or closed position with a shear pin
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25—Methods for stimulating production
    • E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B2200/00—Special features related to earth drilling for obtaining oil, gas or water
    • E21B2200/06—Sleeve valves

Abstract

本发明是用于在不对水泥套管刺孔的情况下在油气井中液力压裂多个区域的阀工具。油/气井的完井方法涉及作为油气井的套管柱的一部分而安装的阀的使用。无芯轴套管在阀元件处于关闭位置时提供水泥在套管内的流动并且在套筒打开时允许压裂流体通过水泥套管轴向流动以压裂阀附近的构造。此处公开的发明是在此工序中使用的改进的阀。

Description

改进的无芯轴的发射杆趾启动套筒
背景技术
本发明涉及用于在不对水泥套管(cementcasing)预先刺孔的情况下在油气井中液力压裂多个区域的阀。油/气井的完井方法涉及作为油气井的套管柱的一部分而安装的阀的使用。无芯轴套管在阀元件处于关闭位置时提供水泥在套管内的流动并且在套筒打开时允许压裂流体通过水泥套管轴向流动以压裂阀附近的构造。此处公开的发明是在此工序中使用的改进的阀。
附图说明
图1是根据本发明的至少一方面的阀工具在套筒关闭的情况下的截面图。
图2是根据本发明的至少一方面的阀工具在套筒打开的情况下的截面图。
图3是根据本发明的至少一方面的阀工具的分解截面图。
图4至图8是阀工具的各部件的截面图。
图9至图11是顶子件、底子件和套筒的截面图。
图12是根据本发明的至少一个实施方式的阀工具的截面图。
图13至图14示出本发明的具有穿过芯轴壁的孔塞的另一实施方式。
所有附图中相同的附图标记一致地表示对应的特征。
发明内容
本发明涉及用于在不对水泥套管刺孔的情况下在油气井中液力压裂多个区域的阀。无芯轴套管在阀元件处于关闭位置时提供水泥在套管内的流动并且在套筒打开时允许压裂流体通过水泥套管轴向流动以压裂阀附近的构造。此处公开的发明是在此工序中使用的改进的阀。
因此，本发明的目的在于提供用于提供水泥在套管内流动的无芯轴套管。
本发明的目的在于提供在套管内具有套筒的套管，该套筒防止套管内的开口在水泥灌浆工序期间与水泥连通。
本发明的目的在于提供具有可移动的套筒的套管，该可移动的套筒能够通过压力或其他装置而移动，以使窗/开口/孔暴露在套管内以准备用于压裂工序。
具体实施方式
本发明是具有上子件(sub)12和下子件14的无芯轴的阀工具10。优选地，各子件具有延长的筒状部，该延长的筒状部用作水泥阻挡件，该延长的筒状部与套筒16结合，以从阀工具10的一端至另一端呈现平滑的、几乎连续的壁。
上主体18和下主体20围绕上子件和下子件设置。上主体和下主体螺纹接合在一起或可以通过销或螺钉19销接在一起，然后固定到子件，以通过定位螺钉21等使子件相对于彼此定位。可选择地，上主体18和下主体20可以形成为一个单元。预定尺寸的子件之间的间隙22提供窗或开口，该窗或开口与上主体内的开口24对准，使得在压裂期间流体可以选择性地在阀工具10的内部和阀工具附近的环境之间穿过。
套筒20的上端30抵压凸缘(collar)32(图3)，以在上端30、凸缘32和上主体16之间形成套筒腔。贯通上子件的开口被爆炸盘(burstdisk)34选择性地阻塞。可选的进入孔36可以被管塞等阻塞，以在阀工具被组装好的情况下替换或维修爆炸盘34或允许套筒腔内的压力均衡。套筒腔初始处于大气压下，即未受压。如下面将进一步讨论的，在操作期间，上子件内的高压将使爆炸盘34爆裂，引起套筒的上端30的压力增大，从而向套筒施压以使套筒向下移动。优选地，通过可以在37或在其他位置(图3)处设置在下主体和套筒之间的剪切销或剪切环等防止套筒意外地移动。在相同的位置38、40、42的O型圈或其它密封件也可以设置成密封套筒腔。一旦套筒腔内的压力足以克服剪切销的力，则套筒将向下滑动(至腔13内)而使窗24暴露于阀工具10的内部。随着套筒的下端44撞击下子件14的凸缘46，套筒的移动将停止。可以使用棘轮、锁定环或其他装置来确保套筒不能在相反的方向上运动并且一旦开口打开就不能封闭开口。出于已知的目的，腔13可以在一端由活塞15限制。
在操作中，将阀工具安装在套管柱(casingstring)上的期望位置。然后，套管柱下降到井眼内。当套管柱设定到期望的深度时，使用适当的工具或开口将水泥泵送通过套管并且泵送出至井眼内。然后，将塞子或其他装置下降通过套管而擦拭套管，以移除残留的水泥。因为内部的壁是光滑的(即，不包括在芯轴内暴露的窗或孔等)，因此塞子能够容易地移除任何水泥。当套筒20关闭时，上子件和下子件呈现延伸至塞子的筒状壁，并且套筒20提供了跨越(bridgingacross)上子件和下子件之间的间隙22的筒状盖。这与诸如于2012年9月18日授权给Sommers等人的美国专利8,267,178的芯轴开口23等的现有技术的装置是有区别的，该专利通过引用而并入于此。由于当水泥被泵送通过套管时，开口暴露于阀工具的内部，因此水泥可能慢移(creep)到现有技术的装置的芯轴中的开口内并且塞子可能无法将水泥从这些开口中移除，减小了开口的有效区域。
当期望打开阀工具10的窗时，增大套管内的压力。增大的压力引起爆炸盘34破坏(breach)，从而允许压力进入套筒腔。套筒腔内的压力向下作用于套筒20。期望的力级的向下压力剪切剪切销或剪切环37，从而允许套筒移动而不与间隙22对准。随着套筒缩回，间隙22暴露于上主体16的窗24。在对准开口并且套筒退回的情况下，阀工具10的内部和与阀工具相邻的外部基础流体连通。然后，压裂流体能够从阀工具10的内部施加至阀工具10的外部区域，以压裂与阀相邻的基础或需要时执行其它的这种操作。
可选的实施方式
图13至图14示出本发明的可选的实施方式。示出了具有被爆炸盘124堵塞的多个孔的阀工具110。爆炸盘螺纹接合、过盈配合或以其他方式安装于阀工具，以在发生压裂时在芯轴壁中选择性地提供开口。在压裂之前爆炸盘保护阀工具的内部。爆炸盘可以通过暴露于充足的内部压力而被从芯轴移除。
在操作中，通过例如从上游源(未示出)泵送另外的流体压力至阀工具的内部，上子件内的压力增大。压力引起爆炸盘34爆裂，从而允许芯轴内的压力使在套筒122上方的腔117内的压力增大。另外的压力引起套筒122向下滑动，从而剪切剪切环132并且滑动至腔114内。套筒的此移动使爆炸盘覆盖孔124暴露于芯轴116中的内部压力。一旦套筒打开，则可以执行压裂或其他工序，以允许流体在套管内侧和在套管外侧的区域(“开孔”)。
虽然已经说明了具有优选设计的本发明，但是应当理解的是，在本发明所属领域内的已知或惯用实践的范围内，如可以应用于前文阐述的中心特征地，根据本发明的总的原理，从本公开出发，本发明的进一步变形、用途和/或适配是可能的，这些都落入本发明的范围和所附权利要求的限定内。因此，应当理解的是本发明不仅限于上述实施方式，而是包括在权利要求范围内的任何和所有实施方式。

Claims (8)

1.一种用于向井用阀工具周围的环境提供窗的井用阀工具，所述阀工具包括：
顶子件和底子件，其中，所述顶子件未直接连接于所述底子件；
外套筒，其连接在所述顶子件和所述底子件之间并具有至少一个窗口；
利用爆炸盘密封所述窗口；
内套筒，其在所述外套筒内、连接在所述顶子件和所述底子件之间，以限定选择性地防止所述顶子件、所述底子件和所述内套筒内的区域与所述外套筒之间在至少一个窗口处流体连通的内通道。
2.根据权利要求1所述的井用阀工具，其特征在于，所述套筒能够沿着所述顶子件和所述底子件构成的组中的一个子件选择性地滑动，以在所述爆炸盘通过所述套筒内的压力爆裂时选择性地提供所述内通道和所述外套筒之间在至少一个窗口处的流体连通。
3.根据权利要求1所述的井用阀工具，其特征在于，所述套筒通过至少一个剪切销或剪切盘连接于所述顶子件和所述底子件构成的组中的一个子件。
4.根据权利要求1所述的井用阀工具，其特征在于，所述套筒包括压力爆炸阀，其用于加压所述套筒以引起所述套筒沿着所述顶子件和所述底子件构成的组中的一个子件滑动，以选择性地提供所述内通道和所述外套筒之间在至少一个窗口处的流体连通。
5.一种操作井用阀工具的方法，其包括：
提供顶子件和底子件；
将外套筒连接在所述顶子件和所述底子件之间，其中，所述外套筒包括至少一个窗口，所述窗口被爆炸盘密封从而阻止流体流过；
将内套筒在所述外套筒内、连接在所述顶子件和所述底子件之间，以相对于在所述顶子件、所述底子件和所述内套筒内限定的区域选择性地密封所述外套筒。
6.根据权利要求5所述的操作井用阀工具的方法，其特征在于，该方法还包括：
使所述阀工具在井内行进；
将水泥浇注到所述阀工具内；
通过使塞子移动通过所述阀工具来从所述阀工具移除所述水泥。
7.根据权利要求5所述的操作井用阀工具的方法，其特征在于，该方法还包括：
使所述阀工具在井内行进；
将水泥浇注到所述阀工具内；
通过使塞子移动通过所述阀工具来从所述阀工具移除所述水泥；
对所述阀工具的内通道加压；
所述压力用于使所述内套筒相对于所述外套筒移动，以允许所述内通道和所述外套筒之间流体连通；
所述压力还用于使所述爆炸盘爆裂从而打开所述窗口，以允许流体通过所述窗口流动；
泵送压裂流体通过所述外套筒的所述至少一个窗口。
8.根据权利要求5所述的操作井用阀工具的方法，其特征在于，该方法还包括：
使所述阀工具在井内行进；
将水泥浇注到所述阀工具内；
通过使塞子移动通过所述阀工具来从所述阀工具移除所述水泥；
在所述内通道和内套筒致动腔之间提供压力爆炸阀；
对所述阀工具的所述内通道加压；
使所述压力上升直到所述压力使所述压力爆炸阀爆裂，从而允许对所述内套筒致动腔加压；
所述内套筒致动腔内的所述压力用于使所述内套筒相对于所述外套筒移动，以允许所述内通道和所述外套筒之间流体连通。
CN201480060056.4A 2013-11-22 2014-11-24 改进的无芯轴的发射杆趾启动套筒 Pending CN105705728A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361907452P 2013-11-22 2013-11-22
US61/907,452 2013-11-22
US14/487,772 2014-09-16
US14/487,772 US20150075791A1 (en) 2013-09-16 2014-09-16 Mandrel-less Launch Toe Initiation Sleeve (TIS)
PCT/US2014/067160 WO2015088762A1 (en) 2013-11-22 2014-11-24 Improved mandrel-less launch toe initiation sleeve

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105705728A true CN105705728A (zh) 2016-06-22

Family

ID=53371685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480060056.4A Pending CN105705728A (zh) 2013-11-22 2014-11-24 改进的无芯轴的发射杆趾启动套筒

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN105705728A (zh)
CA (1) CA2924015A1 (zh)
WO (1) WO2015088762A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110306966A (zh) * 2019-07-22 2019-10-08 屈波 用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置
CN110374568A (zh) * 2019-07-18 2019-10-25 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 一种智能底段压裂滑套
CN113027375A (zh) * 2021-03-11 2021-06-25 大庆市天德忠石油科技有限公司 油田堵水工艺配套组合工具

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10465478B2 (en) * 2017-08-25 2019-11-05 Tercel Oilfield Products Usa Llc Toe valve
GB2615099A (en) * 2022-01-27 2023-08-02 Hill Radtke Cameron A pressure testable toe sleeve and a method for pressure testing a wellbore
US11702904B1 (en) 2022-09-19 2023-07-18 Lonestar Completion Tools, LLC Toe valve having integral valve body sub and sleeve

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3117627A (en) * 1960-03-14 1964-01-14 Cities Service Res & Dev Co Cementing tool
US7063152B2 (en) * 2003-10-01 2006-06-20 Baker Hughes Incorporated Model HCCV hydrostatic closed circulation valve
US7870907B2 (en) * 2007-03-08 2011-01-18 Weatherford/Lamb, Inc. Debris protection for sliding sleeve
US9016388B2 (en) * 2012-02-03 2015-04-28 Baker Hughes Incorporated Wiper plug elements and methods of stimulating a wellbore environment

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110374568A (zh) * 2019-07-18 2019-10-25 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 一种智能底段压裂滑套
CN110306966A (zh) * 2019-07-22 2019-10-08 屈波 用于油气套管井的液体炸药注入和层内爆炸压裂装置
CN113027375A (zh) * 2021-03-11 2021-06-25 大庆市天德忠石油科技有限公司 油田堵水工艺配套组合工具

Also Published As

Publication number Publication date
CA2924015A1 (en) 2015-06-18
WO2015088762A1 (en) 2015-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105705728A (zh) 改进的无芯轴的发射杆趾启动套筒
US9297230B2 (en) Telescoping latching mechanism for casing cementing plug
US10107072B2 (en) Toe valve
US10487618B2 (en) System and method for sealing a wellbore
US9598931B2 (en) Multi-acting downhole tool arrangement
DK200900765A (en) A completion assembly and a method for stimulating, segmenting and controlling ERD wells
MY195568A (en) Wellbore Fluid Communication Tool
RU164723U1 (ru) Пакер разбуриваемый
CN106030025A (zh) 无芯轴的发射杆趾启动套筒（tis）
MX2015003118A (es) Sistemas y metodos de presion de fondo del pozo activados.
US9580989B2 (en) Interventionless method of setting a casing to casing annular packer
CN103775025A (zh) 分级箍
RU123064U1 (ru) Скважинное устройство для осуществления гидроразрыва горных пород
US20150083421A1 (en) Mandrel-less Launch Toe Initiation Sleeve (TIS)
CN106285575B (zh) 射孔管柱
CN104929590B (zh) 井下封层装置
RU128896U1 (ru) Устройство для перевода скважин, в том числе обводненных, на эксплуатацию по двум лифтовым колоннам
RU164825U1 (ru) Пакер разбуриваемый глухой
RU2379468C1 (ru) Пакер разбуриваемый
US20190136657A1 (en) Two-part restriction element for large-bore downhole isolation tool and method
CN112443289B (zh) 一种封隔式分级注水泥装置
CN203702081U (zh) 分级箍
CN112211589B (zh) 用于大斜度井和水平井分级注水泥的固井装置及方法
RU159111U1 (ru) Муфта цементировочная
JP5384240B2 (ja) 孔口昇降装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160622