CN105986805A - 带旁管的全尺寸水平井分层压裂模拟试验井筒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了带旁管的全尺寸水平井分层压裂模拟试验井筒，包括试验井口、完井套管、试验套管、试验旁管，所述完井套管空套在试验套管外部且两者之间形成环空，所述完井套管和试验套管的上端均与试验井口下端连接，所述试验套管的外部周围设置试验旁管，该试验旁管的端口连通至试验套管的内腔。本发明解决了现有水平井多级分段压裂试验采用的单项工具实验不能满足整套管柱的工作性能检测要求，无法模拟真实的压裂环境，对工艺的可行性，工具的性能参数及可靠性进行检测等问题。该带旁管的水平井试验井筒采用真实的水平井井筒结构，并采用多条旁管设计，满足水平井多级分段压裂试验过程中多点压力数据采集及循环功能。

Description

带旁管的全尺寸水平井分层压裂模拟试验井筒

技术领域

本发明涉及水平井分层压裂模拟实验装置，具体地说是带旁管的全尺寸水平井分层压裂模拟试验井筒。

背景技术

致密砂岩和页岩的勘探与开发对水平井、分支水平井压裂技术的需求非常迫切，特别是长井段、大规模、多级数水平井的压裂技术将是今后一个时期内非常规油气资源开发的主导技术。

水平井多级分段压裂完井工艺复杂、涉及工具种类多、技术要求高。在压裂过程中各级工具需要动作来完成不同段的作业，如投球打开滑套、连续油管作业打开滑套、连续油管射孔压裂等，这需要井下和地面的工艺配合实验；同时，研发的新型压裂工艺，各级压裂工具的作业参数是否合理，可操作性如何，地面、井口与井下完井管柱的配合是否顺利等都要进行实验。而单项工具实验并不能完全代表整套管柱的工作性能，为了有效地检验工艺的可行性，检测工具的可靠性，需要模拟压裂环境，进行长井段多级压裂实验。因此，需要建立水平井多级分段压裂模拟试验井筒。为满足封隔器坐封、耐压、滑套打开等工具动作检测功能，该试验井筒需要建立压力信号传输的通道，同时，还要满足井筒循环要求。

发明内容

本发明的目的在于提供带旁管的全尺寸水平井分层压裂模拟试验井筒，解决了现有水平井多级分段压裂试验采用的单项工具实验不能满足整套管柱的工作性能检测要求，无法模拟真实的压裂环境，对工艺的可行性，工具的性能参数及可靠性进行检测等问题。该带旁管的水平井试验井筒采用真实的水平井井筒结构，并采用多条旁管设计，满足水平井多级分段压裂试验过程中多点压力数据采集及循环功能。实现对整个管柱的性能检测要求。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，带旁管的全尺寸水平井分层压裂模拟试验井筒，包括试验井口、完井套管、试验套管、试验旁管，所述完井套管空套在试验套管外部且两者之间形成环空，所述完井套管和试验套管的上端均与试验井口下端连接，所述试验套管的外部周围设置试验旁管，该试验旁管的端口连通至试验套管的内腔。

所述试验旁管包括两种规格：一种为Φ38.1mm连续油管2根，一种为Φ16mm的不锈钢管6根。

所述试验套管外壁焊接有扶正器，所述扶正器与试验套管连接位置开设循环孔，在扶正器内还开设轴向通道，所述试验旁管的端部伸入轴向通道内并通过循环孔与试验套管内腔连通。

所述轴向通道内部设置有套在试验旁管上用来锁住试验旁管的锁块，所述试验旁管还通过锁紧螺母固定在扶正器上，所述锁紧螺母与轴向通道内壁之间还设置密封圈。

还包括安装在套管接箍位置的旁管固定器，所述旁管固定器采用两半半圆结构扣合式结构，两半半圆结构其中一边采用转轴连接，一边采用紧固螺栓及紧固螺母固定，安装于套管接箍位置，用于将旁管固定在套管上。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明采用真实的水平井井筒，具备全尺寸模拟能力，满足常温下压裂完井井下工具在水平井各个井段的试验；试验套管悬挂在完井套管内部，不固井，可根据实验要求更换试验井筒套管；采用旁管设计，布置在实验套管的不同深度，满足水平井多级分段压裂试验过程中多点压力数据采集及循环功能。

附图说明

图1为带旁管的全尺寸水平井分层压裂模拟试验井筒的结构示意图；

图2为图1的AA剖视图；

图3为旁管与套管连接扶正器结构示意图；

图4为旁管固定器结构示意图；

图5为图4侧视图。

图中，1-试验井口；2-完井套管；3-试验套管；4-试验旁管；5-锁紧螺母；6-密封圈；7-锁块；8-旁管与套管连接扶正器；9-连接转轴；10-旁管固定器；11-紧固螺栓；12-紧固螺母；13-试验套管接箍。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

参考图1、图2、图3、图4、图5所示，带旁管的全尺寸水平井分层压裂模拟试验井筒，主要包括试验井口1、完井套管2、试验套管3、试验旁管4、旁管与套管连接扶正器8、旁管固定器10。所述试验井口与完井套管连接，用于悬挂试验套管及分层压裂模拟试验管柱；同时提供旁管的穿越通道。

所述完井套管2采用Φ339.7mm的套管，下入到水平井裸眼井筒中，连接在试验井口上，并用水泥封固，所诉试验套管采用Φ177.8mm和139.7mm组合套管，下入到完井套管中，悬挂在试验井口上，不固井，试验套管可根据不同的试验需求进行更换。

所述试验旁管4包括两种规格：Φ38.1mm连续油管2根，Φ16mm的不锈钢管6根，通过旁管与套管连接扶正器8布置在试验套管外周不同的位置。

所述旁管与套管连接扶正器8与试验套管之间通过焊接连接，与试验旁管通过锁紧螺母5及锁块7连接固定，并开循环孔用于沟通旁管与套管内腔。

所述旁管固定器10采用两半式结构，一边采用转轴连接，一边采用紧固螺栓11及紧固螺母12固定，安装于试验套管接箍13位置，用于将旁管固定在套管上，在试验套管下入过程中起到保护旁管的目的。

带旁管的水平井试验井筒，试验井口1连接在完井套管2上，试验套管3悬挂在完井套管2中，试验旁管4布置在试验套管不同的位置，通过旁管与套管连接扶正器8与试验套管3连接沟通套管内腔，并通过旁管固定器10固定在套管上；旁管与套管连接扶正器8通过焊接与试验套管3连接，旁管4通过锁紧螺钉5及锁块7与旁管与套管连接扶正器8连接固定，通过密封圈6密封，通过旁管与套管连接扶正器8上的循环孔与实验套管3内腔连通；旁管固定器10扣接在试验套管接箍13位置，通过紧固螺栓11和紧固螺母12与试验套管3固定锁紧，并将试验旁管4固定在试验套管上。

带旁管的水平井试验井筒为水平井多级分段压裂模拟试验提供了真实的试验井筒，试验过程中试验管柱可以下到试验套管的不同位置，试验旁管的多点布置，满足水平井多级分段压裂试验过程中多点压力数据采集及循环功能。本发明主要应用于水平井多级分段压裂模拟试实验，满足对各工具性能及可靠性检测功能，实现对整个工艺及管柱性能的检测要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。

Claims (5)

1.带旁管的全尺寸水平井分层压裂模拟试验井筒，其特征在于，包括试验井口、完井套管、试验套管、试验旁管，所述完井套管空套在试验套管外部且两者之间形成环空，所述完井套管和试验套管的上端均与试验井口下端连接，所述试验套管的外部周围设置试验旁管，该试验旁管的端口连通至试验套管的内腔。

2.根据权利要求1所述的带旁管的全尺寸水平井分层压裂模拟试验井筒，其特征在于，所述试验旁管包括两种规格：一种为Φ38.1mm连续油管2根，一种为Φ16mm的不锈钢管6根。

3.根据权利要求1所述的带旁管的全尺寸水平井分层压裂模拟试验井筒，其特征在于，所述试验套管外壁焊接有扶正器，所述扶正器与试验套管连接位置开设循环孔，在扶正器内还开设轴向通道，所述试验旁管的端部伸入轴向通道内并通过循环孔与试验套管内腔连通。

4.根据权利要求3所述的带旁管的全尺寸水平井分层压裂模拟试验井筒，其特征在于，所述轴向通道内部设置有套在试验旁管上用来锁住试验旁管的锁块，所述试验旁管还通过锁紧螺母固定在扶正器上，所述锁紧螺母与轴向通道内壁之间还设置密封圈。

5.根据权利要求1所述的带旁管的全尺寸水平井分层压裂模拟试验井筒，其特征在于，还包括安装在套管接箍位置的旁管固定器，所述旁管固定器采用两半半圆结构扣合式结构，两半半圆结构其中一边采用转轴连接，一边采用紧固螺栓及紧固螺母固定，安装于套管接箍位置，用于将旁管固定在套管上。