CN108138559B - 筒夹挡板系统和用于压裂油气层的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在井管中使用的挡板系统，该井管在其中具有多个联顶接头，以便经由该井管中现有的或已产生的射孔将压裂或处理流体逐渐注入油气层。挡板构件提供了插塞座，并且每个挡板构件都以易卸的方式固附在输送工具上并且在该挡板构件上具有筒夹指状突起。每个挡板的筒夹指状突起具有不同的宽度，并且分别仅接合相应的联顶接头中的具有相应宽度的一个环形凹槽。每个环形凹槽和/或筒夹指状突起在其朝向井口的边缘上具有倒角部，该倒角部允许筒夹指状突起脱离并因而在向上的力施加到挡板构件上时从井管移除该挡板构件。还公开了使用该挡板系统的方法。

Description

筒夹挡板系统和用于压裂油气层的方法

技术领域

本发明涉及用于压裂(fracturing)或处理油气层的挡板系统和方法。更具体地说，本发明涉及一种挡板系统，其中在压裂(fracking)期间采用的挡板中的一个或全部挡板(baffle)能够从井管(well casing)中收回。

背景技术

为了使申请人认为的已知信息能够与本发明相关，并且尤其是为了允许读者理解本发明相比于发明人已知的设备和方法的优点，提供了下文确定的背景和专利文献，但它们不一定是公开的。没有必要承认，也不应该解释成承认发明人已知的以下任何文献或方法构成了破坏本发明的可合法引用的和相关的现有技术。

优选地是，在压裂井眼(wellbore)时，为了优化加压并将局部区域中的流体量集中，通常有必要的是：将沿着井眼的特定区域打通到地层，以允许压裂这样的区域中的地层，同时在这种局部流体注入期间隔离(即关闭)沿着井管的所有其他区域。这通常会导致不得不通过朝向井底(downhole)泵送的封隔器(packer)或插塞构件来隔离可能以其他方式通到地层的井眼的某些井眼段。可替代地，在井管具有可滑动套筒的情况下，该可滑动套筒通常在将井管插入井眼中以及固井期间被封闭，仅打开沿着该井衬管(well liner)的选定的可滑动套筒，从而允许将高压流体仅沿着井眼引入地层的目标区域，同时仍然保持所有的套筒在沿着井管的未压裂区域内封闭。

前述情况中的每一种情况都导致致动装置(如套筒、球、封隔器等)在井下设置，以便以某种方式实现期望的隔离，从而实现对地层的特定区域的压裂。

通常，这样的装备或工具虽然通常是环形的并且具有流通通道，但是其被永久地留在井中，从而由于导致井眼直径减小而基本上一定程度限制了所产生的通过井管的烃的流量。

可替代地，需要进行困难且昂贵的扩孔操作，以挖出在压裂过程中使用的任何留下的插塞构件或致动套筒，以便由此在井眼投入生产时维持井眼的全部生产直径。

某些公开文献以不同程度的成功和复杂度教导了各种装备和方法，用于隔离井眼的井眼段以为了压裂目的，同时试图在压裂之后尽可能不受限制地维持来自井管中的流动通道。

例如，名称为“用于在沿着井眼的选定位置处注入流体的系统和方法(System andMethod for Injecting Fluid at Selected Locations Along a Wellbore)”的CA 2,879,044教导了一种用于通过插入井眼中的一个或多个标杆(dart)来选择性地致动(从关闭位置移动到打开位置)油管衬管中的多个滑动套筒(sleeve)的系统和方法，这些滑动套筒覆盖油管衬管中的端口，以允许在已打开的端口的区域中压裂井眼。致动标杆优选地联接到收回工具(或能够联接到收回工具)上，该收回工具在其被如此联接时允许打开旁通阀，从而有助于从阀的子构件内取回标杆。收回工具的向上运动允许楔形构件使标杆构件与相应的致动套筒脱离，从而允许将标杆和收回工具从井眼中取出。而滑动套管仍然留在该井衬管中。

从以上显而易见的是，CA 2,879,044的发明涉及油管衬管/井管，在其中具有预先存在的滑动套筒构件，所述滑动套筒构件覆盖了油管衬管中的端口。由此，这件发明针对并且仅能够用于具有这种(预先存在的)构造的油管衬管，并且因此不针对或不能够用于不具有覆盖了这种油管衬管中的预先存在的端口的预先存在的滑动套筒的井管。

与本发明具有共同发明人的题为“用于连续地露出沿着井眼的端口以允许沿着所述井眼注入流体的系统(System for Successively Uncovering Ports along aWellbore to Permit Injection of a Fluid along said Wellbore)”的CA 2,904,470教导了一种用于移动套筒以连续地露出井眼内的油管衬管中的多个连续端口的系统，这些连续端口由这种套筒覆盖，或者用于连续地露出布置在沿着该衬管的不同位置处的各组端口，以允许在这样的位置上连续压裂井眼。通过致动构件，油管衬管内的滑动套筒从覆盖了相应端口的封闭位置连续地移动到使这样的端口露出的打开位置，该致动构件被放置在油管衬管的孔内并且顺着该油管衬管泵送。用于移动该滑动套筒以使其打开的所述致动构件包括单个筒夹套筒，所述单个筒夹套筒具有可溶解的插塞，通过剪切销，将该可溶解的插塞保持在这种筒夹套筒内的固定位置。该筒夹套筒具有径向向外的偏置突起(指状部)，其处于筒夹套筒的朝向井底的端部上，适合于并且匹配地接合这种滑动套筒中的对应的圆柱形沟槽(基于突起的宽度)。在致动构件致动所有期望的套筒并且在致动最后的最朝向井底的套筒之后，该剪切销剪切，从而允许筒夹中的插塞在筒夹套筒中朝向井底移动并由此防止筒夹套筒上的突起(指状部)从此后脱离相应的滑动套筒的圆柱形沟槽，由此防止筒夹套筒朝向井底进一步行进。

同样显而易见的是，像CA 2,879,044中公开的发明那样的发明涉及油管衬管/井管，其具有在其中的预先存在的滑动套筒构件，所述滑动套筒构件覆盖了油管衬管中的端口。因此，这件发明针对并且仅能够用于具有这种(预先存在的)构造的油管衬管，且因此不针对或不能够用于不具有覆盖这种油管衬管中的预先存在的端口的预先存在的滑动套筒的井管。

题为“钢丝绳设定挡板及其设定方法(Wireline Set Baffle and Method ofSetting Thereof)”的美国专利5,398,763与上述两个专利公开文本不同，其教导了一种设定工具，该设定工具可用于将挡板定位在井管内，该挡板然后可用作插塞构件的插塞座，该插塞构件然后朝向井底插入，以隔离朝向井底的部分，并且从而允许在该挡板上方的井管的这些区域(被射孔的区域)被压裂。US 5,398,763在这种程度上与本发明具有一些相似之处。

然而，US 5,398,763的设备和方法与本发明的系统和方法有许多重要的不同，其中最重要的是，关于其第二、第三和第四实施例，它需要炸药来剪切多个剪切销或者需要致动处于该设定工具上的爆破帽，这增加了设定工具的复杂度和成本。

尽管有上述现有技术的教导，但在压裂工业中仍然需要一种用于有效隔离井眼的某些区段的简单系统和方法，以便于进行压裂，该井眼在完成沿着井眼长度的压裂之后仍然保持井眼长度几乎不受限制，并具有最大原始直径，从而最大化生产过程中通过井眼的烃的流量。

进一步有利的是，这样的系统和方法能够进一步同时提供对井管的精确射孔(perforation)，从而最小化射孔沿着井眼的深度进行布置时的误差并且最小化各种装备的进出井眼的次数(如果射孔和压裂操作是独立进行的话)，以加快完井中的射孔和压裂操作，以便进行生产。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种相对简单的用于压裂的系统和方法，该系统和方法允许对沿井眼的特定的连续井眼段进行期望的隔离，但是在完成压裂之后，保持井眼几乎不受限制并且保留最大原始直径，从而增大生产过程中的流量。

本发明的某些实施例的另一个目的是提供一种挡板构件，该挡板构件可以沿着井眼在已知深度下与联顶接头(landing sub)独特地接合，该挡板构件暂时有效地防止加压的压裂流体朝向井底(downhole)流动，但是该挡板构件可在射孔和压裂操作完成之后容易地从井管中被移除，使井管不受限制。

本发明的某些实施例的另一个目的是提供一种用于压裂地层的方法，该方法在这种操作之后保持使井眼几乎不受限制并具有最大原始直径，以增加生产期间的流量。

因此，为了克服现有技术设计的一些缺点和/或为了进一步实现本发明的一个或多个上述非限制性目的，本发明的筒夹挡板系统和方法通常包括多个部件，具有：

(i)处在井管内的联顶接头，每个联顶接头具有构造唯一的环形凹槽(每个通常具有唯一的宽度，并且/或者如果每个联顶接头具有多个环形凹槽，则每个环形凹槽具有唯一的宽度和/或间距)；

(ii)一个或多个挡板构件，其中，这些挡板构件每个在其上具有筒夹指状突起，该筒夹指状突起被构造用以配合地接合井管中的唯一的联顶接头，其中，突起还在其朝向井底侧设有肩部，以防止挡板构件进一步朝向井底通过，并且在其朝向井口(uphole)侧上设有倒角部，以允许筒夹指状突起与联顶接头脱离，并因而在挡板构件已起到其目的之后移除该挡板构件(如本文中进一步解释的那样)；以及(iii)插塞构件，其可插入或流下井管，该插塞构件座置于挡板构件中，并防止加压的压裂流体流经挡板构件，并由此引起这种流体经由井管中的射孔而流入油气层，该射孔紧挨着该特定的联顶接头上方定位；和

(iv)输送工具，该输送工具诸如通过剪切销以易卸的方式(frangibly)连接到挡板构件，该输送工具可以在挡板构件与井管中的期望的联顶接头配合接合之后从该井管中取出。

联顶接头以预期的深度和间距配置在井管中。在本发明的一个实施例中，每个联顶接头具有其自己的唯一的联顶长度，用于匹配特定挡板构件上的筒夹指状突起。例如，井眼的末端处的联顶接头将具有最长的轮廓，且每个联顶接头中的每个连续的轮廓/环形凹槽从脚跟到脚趾(在斜井中)或在直井中是从井的底部向上具有减小的长度。

联顶接头可以以期望的间距行入井管中，例如间距可以是每隔30米，或者根据地层的地质来调整的一些其他唯一的构造。在井管已安装完毕并固井到位之后，钢丝绳(或盘管)和压裂装备就将进行装配。挡板构件以易卸的方式固附到标准的输送工具上，例如贝克式#20设定工具，诸如通过具有选定/期望的剪切力的剪切销。输送工具可进一步设置有射孔枪，以允许将射孔相对于每个联顶接头精确地定位在井管中。

然后，可以通过钢丝绳或盘管将组件(挡板构件、输送工具和射孔枪)朝向井底输送。一旦形成上述组件的组成部分的挡板构件已经到达其目标联顶接头和其中的环形凹槽，则该挡板构件上的筒夹指状突起径向向外扩展，以匹配地接合该目标联顶接头，从而防止挡板构件进一步朝向井底运动。挡板构件上的周向外部密封提供了相对于该联顶接头的密封。现在，强制地将输送工具朝向井口拉动，导致剪切销剪切，从而允许输送工具与挡板构件脱离并保留挡板构件与目标联顶接头接合。现在，将输送工具和射孔枪(如果需要的话)移动到联顶接头上方的所需的射孔深度，并且启动射孔枪。然后，将射孔枪和输送工具拉动到地面。然后，使插塞构件(诸如可溶解的球)与压裂流体一起朝向井底泵送或流动。球落在挡板构件上的球座上，并产生密封。压裂流体然后通过井管中所需的深度上产生的射孔泵入油气层。

可以重复上述过程，但是第二挡板构件具有与第一挡板构件上采用的宽度或间隔不同(较小)宽度或间距的筒夹指状突起，以允许更早地接合紧挨着最下面的联顶接头朝向井口的联顶接头。

在将另外的挡板构件联顶(landing)在对应的联顶接头中之前，第一挡板构件可以借助于收回工具被移除。然而，典型地是，挡板构件被留在井眼中，直至射孔和压裂之后。在完成对油气层的射孔和压裂之后，座置在其中的球溶解。在开始生产之前，能够通过将收回工具延伸到井的末端，致动收回工具上的挡块，并且将收回工具朝向井口拉动(联顶接头中的凹槽的朝向井口侧上的倒角部和/或筒夹指状突起的朝向井口侧上的倒角部允许每个挡板构件从与它们各自的联顶接头的配合接合松开)，同时收回所有的挡板构件。将挡板构件回收到地面有利地允许显着增加的井管的内径，以增加回流和生产。

更具体地说，在本发明的第一广泛实施例中，本发明包括一种用于在井管中使用的挡板系统，该井管具有沿其纵向间隔的多个联顶接头，用于通过所述井管中的现有的或已产生的射孔逐渐使压裂或处理流体进入油气层，所述系统包括：

-环形的挡板构件，其能够插入所述井管内，在其最朝向井口的端部上具有安置面，该安置面被构造用以向在所述井管中朝向井底掉落的插塞构件提供安置面，所述插塞构件可以抵靠于该安置面，从而防止朝向井底注入所述井管的加压流体流过所述插塞构件，所述挡板构件还在其上具有径向向外偏置的筒夹指状突起，该筒夹指状突起被构造用以在所述井管内与所述多个联顶接头中的一个联顶接头内的相应尺寸的环形凹槽匹配地接合；

-输送工具，其在其最下端处通过易碎装置(frangible means)固附在所述环形的挡板构件的上部内部；

在其朝向井底的侧边缘上的环形凹槽具有肩部部分，该肩部部分防止所述挡板构件在所述筒夹指状突起与所述环形凹槽接合时进一步在所述井管内的朝向井底移动；并且

环形凹槽和/或所述筒夹指状突起在其朝向井口的侧边缘处具有倒角部，使得施加到所述挡板构件的向上的力引起所述筒夹指状突起的径向压缩并且导致所述筒夹指状突起与所述环形凹槽脱离，由此使所述挡板构件与所述环形凹槽的配合接合松开，从而允许所述挡板构件经由收回工具在所述井管中朝向井口取出。

在优选实施例中，易碎装置包括剪切销或剪切螺钉，其将输送工具在其下部区域处固附到挡板构件的上部。输送工具优选的是在挡板构件上的筒夹指状突起的朝向井口方向上以易卸的方式固附于挡板构件上。

在进一步优选的实施例中，挡板构件绕其内周界口在最上面部分处具有倒角部，以允许插入其中的收回工具上的径向向外偏置的挡块被径向压缩，并且从而允许所述收回工具通过该挡板构件；并且在最下面部分处具有肩部，以允许所述径向向外偏置的挡块在已经通过所述挡板构件之后抵靠于所述挡块，并且允许所述收回工具在朝向井口拉动时由此将所述挡板构件朝向井口拉动。

优选实施例中的挡板系统设置有多个环形凹槽，所述多个环形凹槽分别位于相应的多个所述联顶接头内，这些环形凹槽沿着所述井管彼此纵向间隔开，所述多个环形凹槽中的最朝向井底的环形凹槽具有最大的环形宽度，而其余的朝向井口的环形凹槽在沿着所述井管朝向井口行进时具有逐渐变窄的宽度。

输送工具并且特别是其输送头优选设置有用于对所述井管进行射孔的电致动炸药。

优选地是，每个联顶接头在其中具有相应的环形凹槽，其中，当在联顶接头内配合地接合时，相应的环形的挡板构件由此将所述炸药定位成紧挨着所述相应的联顶接头上方，使得所述炸药在被引爆时紧挨着该期望的联顶接头上方对井管进行射孔。

在一个实施例中，径向向外偏置的筒夹指状突起位于所述挡板构件上的大致中点处，在位于所述挡板构件在其相互相对的端部处的外周界上的环形密封件中间。可替代地，如果需要的话，则筒夹指状突起可简单地位于挡板构件的远端(朝向井底端)，而不是位于其中点。

优选地是，输送工具在其中具有旁路端口，以便当所述输送工具在所述井管内下降时，允许流体从中流过。

在本发明的另一个广泛方面，本发明包括一种用于压裂或处理油气层的方法，该油气层具有位于其中的井管，并且该井管具有沿着所述井管间隔的多个联顶接头，该方法从所述井管的最远端区域开始并且沿着所述井管朝向井口行进，直至所述油气层的所有区域都已经被压裂或处理，该方法包括以下步骤：

(i)将具有多个沿其间隔的联顶接头的井管插入在所述油气层内钻出的井中，每个所述联顶接头具有在其中的环形凹槽，所述环形凹槽具有沿所述井管朝向井底行进的逐渐增大的宽度；

(ii)经由易碎装置，将第一挡板构件固附在输送工具的最朝向井底的端部上，该第一挡板构件在其上具有适于与所述环形凹槽中的最下面的环形凹槽配合地接合的宽度的向外偏置的筒夹指状突起；

(iii)将所述输送工具和挡板构件朝向井底插入所述井管中，直至所述筒夹指状突起接合所述环形凹槽中的所述最下面的环形凹槽；

(iv)在所述输送工具上朝向井口拉动，并使其上的所述易碎装置剪切，从而从所述输送工具上松开所述挡板构件；

(v)从所述井管中取出所述输送工具；

(vi)使插塞构件下降或流入所述井管，并使所述插塞构件与所述挡板构件的最上面的部分抵靠，以防止加压流体朝向井底通过所述挡板构件；

(vii)将加压流体注入所述井管中，并使所述加压流体通过所述井管中的射孔而流入所述油气层，所述射孔位于所述最下面的联顶接头和处于其中的插塞构件附近和上方；

(viii)使所述插塞构件从所述井管中被移除；

(ix)重复步骤(ii)至(viii)，除了以下之外：每次重复中，所述挡板构件具有宽度较小的筒夹指状突起，并且在每次重复中，筒夹指状突起分别接合所述多个联顶接头中的每一个联顶接头中逐渐更朝向井口的环形凹槽，这些更朝向井口的环形凹槽每个同样具有相应较小的宽度，直至所述油气层已经被压裂或处理。

在另一个实施例中，这种方法包括以下步骤：

(i)将井管插入在所述油气层内钻出的井中，该井管具有多个沿其间隔开的联顶接头，每个所述联顶接头在其中具有多个环形凹槽，所述多个环形凹槽在所述联顶接头内纵向间隔开，并且具有对于每个联顶接头而言唯一的唯一间距；

(ii)经由易碎装置，将第一挡板构件固附到输送工具的最朝向井底的端部上，该第一挡板构件在其上具有向外偏置的筒夹指状突起，该筒夹指状突起具有适于与所述联顶接头中的最下面的联顶接头中的所述环形凹槽匹配地接合的间距；

(iii)将所述输送工具和挡板构件朝向井底插入所述井管中，直至所述筒夹指状突起接合所述联顶接头中的最下面的联顶接头中的所述环形凹槽；

(iv)在所述输送工具上朝向井口拉动，并使其上的所述易碎装置剪切，从而从所述输送工具上松开所述挡板构件；

(v)从所述井管中取出所述输送工具；

(vi)使插塞构件下降或流入所述井管，并使所述插塞构件与所述挡板构件的最上面的部分抵靠，以防止加压流体朝向井底通过所述挡板构件；

(vii)将加压流体注入所述井管中，并使所述加压流体通过所述井管中的射孔而流入所述油气层，所述射孔位于所述最下面的联顶接头和处于其中的插塞构件附近和上方；

(viii)使所述插塞构件从所述井管中被移除；

(ix)重复步骤(ii)至(viii)，除了以下之外：在每次重复中，所述挡板构件具有间距唯一的筒夹指状突起，所述筒夹指状突起分别接合所述多个联顶接头中的每一个联顶接头中逐渐更朝向井口的环形凹槽，直至所述油气层已被压裂或处理。

在上述两种方法的一个优选实施例中，环形凹槽在其朝向井口侧边缘上和/或所述筒夹指状突起在其朝向井口侧上具有倒角部分，以允许用其取出指状突起。

在上述方法的一个改进中，在步骤(viii)之后可以插入以下步骤，即：

-使具有径向延伸的挡块的收回工具在所述井管中朝向井底下降，使得所述挡块下降经过所述挡板构件；

-径向向外地致动所述收回工具上的所述挡块；和

-在所述收回工具上朝向井口拉动，并且从所述井管内取出所述收回工具和所述挡板构件。

在上述方法的另一种替代改进中，在步骤(ix)之后可以添加以下步骤，即：

-使具有径向延伸的挡块的收回工具在所述井管中朝向井底下降，使得所述挡块下降通过所述挡板构件中的最下面的挡板构件；

-径向向外地致动所述收回工具上的所述挡块；和

-在所述收回工具上朝向井口拉动，并且同时从所述井管内朝向井口取出所述收回工具和所有的所述挡板构件。

在上述方法的进一步改进中，该方法进一步包括在步骤(iii)之后并且在所述环形的挡板构件已经配合地接合在所述联顶接头的最下面的联顶接头内之后的步骤：

点燃所述输送工具上的炸药，该炸药紧挨着所述多个联顶接头中的所述最下面的联顶接头上方，以及引爆所述炸药，以便在紧挨着所述最下面的联顶接头上方对井管进行射孔。

本发明的以上概述内容并不是一定描述本发明的所有特征。为了完整描述本发明，将必须进一步参考附图以及与权利要求书一起阅读的一些优选实施例的详细描述。

附图说明

本发明的其他优点和其他实施例现在将从以上内容连同以下结合附图对本发明的各种特定实施例的详细描述中显现，附图中的每一张都旨在是非限制性的，在附图中：

图1是构成本发明的系统的一部分的挡板构件的侧透视图；

图2是图1的沿平面A-A截取的挡板构件的横截面；

图3是用于在本发明的系统中使用的另一个挡板构件的侧透视图；

图4是图3的挡板构件的横截面；

图5是用于在本发明的系统中使用的另一个挡板构件的侧透视图；

图6是根据本发明的另一个实施例的图5的挡板构件在匹配地接合联顶接头时的横截面；

图7-14示出了本发明的系统和方法的操作的连续视图，其中：

图7描绘了将第一挡板构件向下引导至井管中的输送工具，显示出井管中的最下面的两个联顶接头(未按比例绘制)；

图8是本发明的操作方法的后续视图，其中，输送工具已将挡板构件输送到了最下面的联顶接头，并且挡板构件上的筒夹指状突起已经接合该联顶接头中的具有相应尺寸的环形凹槽；

图9是本发明的操作方法的后续视图，其中，已经向输送工具施加向上的力，结果，将挡板构件固附到输送工具上的剪切销已经变得被剪切，并且输送工具正在被朝向井口移除；

图10是本发明的操作方法的后续视图，其中，输送工具已经从井管中被移除；

图11是本发明的操作方法的后续视图，其中，可溶解的球已经朝向井底流动并且已经座置于挡板构件中的球座中，从而现在防止了加压流体朝向井底流动，并且其中，现在可以使这种加压流体在球和该特定的联顶接头流过井管中的朝向井口方向的射孔；

图12是本发明的操作方法的后续视图，其中，经由井管中的射孔将流体注入油气层中已经完成，球已经溶解，并且挡板收回工具正被朝向井底插入到井管中，以收回挡板构件；

图13是本发明的操作方法的后续视图，其中，收回工具已被定位，允许其挡块扩张；和

图14是本发明的操作方法的后续视图，其中，收回工具和挡板构件正在朝向井口取出；

图15是用于输送工具和用于将输送工具引导到期望的联顶接头的方法的替代性构造，其中，输送工具附接到带螺纹的管子(或者替代性地为盘管)上；和

图16是用于输送工具和用于沿着井管引导输送工具的方法的替代性构造，其中，输送工具附接到钢丝绳(未示出)并由钢丝绳输送。

附图说明

在以下描述中，各个附图中的类似部件用对应的相同附图标记标识。

除非明确说明，否则以单数形式引用元件，例如通过使用冠词“一”或“一个”并不意图指“一个且仅一个”，而是“一个或多个”。

对相对术语“上”、“最上”、“上方”、“下方”、“最下”或“底部”的引用参考的是竖直的井管内的部件的位置。

“朝向井底”始终意指朝向井或井管的端部，而不管这样的井或井管是竖直的，还是水平的或偏斜的，如在斜井中出现的那样。

在附图中，采用以下惯例，即井眼或井管内的朝向井底对于竖向构图的附图是朝向页面的底部，而对于横向构图的附图是页面的右侧。

图7-14显示了本发明的挡板系统的一个实施例10和方法，其用于在具有沿着井管12纵向间隔开的多个联顶接头14a、14b的井管12中使用。

具体而言，图7-14示出了本发明的挡板系统的一个实施例10，以连续的操作和实施步骤的形式。

预先存在的射孔(未示出)可以设置在井管12中，但是优选地是，射孔是在紧接在沿着井管压裂油气层的一个区域之前以本文所述的方式在井管12中产生的。

正如可以看出的，在沿着井管12的间隔的位置上设置有通过标准的螺纹联接而螺纹联接在一起18以形成一体井管12的联顶接头14a、14b，每个联顶接头14a、14b在其中具有至少一个环形凹槽16。最下面的联顶接头14a中的环形凹槽16'具有最大的长度(宽度)“a”，并且随后的更朝向井口的联顶接头，诸如联顶接头14b在其中具有对应的环形凹槽16"，其具有逐渐减小的宽度“b”，如图7中所示。

重要的是，每个环形凹槽16在其朝向井底的侧边缘上设置有肩部17，一旦所述挡板构件以下面所述的方式变成与相应的环形凹槽16配合接合，该肩部17就阻止挡板构件30进一步朝向井底运动。在一个优选实施例中，每个环形凹槽上的肩部17是“背面铣削出来的”，并且类似地配合地接合挡板构件30上的肩部53，该挡板构件上的肩部也是类似地被“背面铣削出来的”，如图4、6和9-11中最佳显示出来的那样，从而有助于确保一旦挡板构件的突起50匹配地接合在相应的环形凹部16中，肩部17就防止挡板构件30进一步在井管12中朝向井底通过。

为了开始压裂操作，如图7所示，与输送头22相关联的输送工具20(其可以包括贝克型#20设定工具)首先在井管12中朝向井底输送挡板构件30。输送头22将前述挡板构件30与其联接起来。这种挡板构件30的实施例在图1-6中最清楚地示出。

在图7所示的实施例中，输送头22通过螺纹28螺纹联接到输送工具20。在图8所示的实施例中，输送工具22仅联接到管状输送工具22或被管状输送工具20迫使朝向井底。

如图7-8所示，输送头22在其中具有旁路端口24，以允许当输送头22在所述井管12中下降时允许流体从中通过。在一个实施例中包括输送头22的输送工具20可以通过钢丝绳或通过盘管(未示出)在井管12中朝向井底输送。

如上所述，输送头22在其下端处以易卸的方式固定到挡板构件30的上部内部32。通过剪切螺钉26，挡板构件30与输送工具20的输送头22的这种固定(联接)是易碎连接。本领域的技术人员现在将会想到将挡板构件30以易卸的方式固定到输送头22上的其他装置，诸如使用形成可破碎/可剪切的焊接接头的点焊(tack welding)或通过可剪切的摩擦配合剪切销(未示出)，并且在本发明的范围内明确考虑了每个所述替代性的易碎装置。

如从图1-6中的挡板构件30的各个实施例中最佳看到的那样，挡板构件30能够插入井管12内。挡板构件30的最朝向井口的端部具有内部安置表面34，该内部安置表面34构造用以给插塞构件40(参考图11)、诸如可溶解的球或标杆当在井管12中朝向井底掉落时提供安置表面34，插塞构件40可以抵靠于该安座表面34，从而当加压流体被注入井管12中以压裂挡板30和相应的联顶接头14a上方的油气层时，防止在井管12内朝向井底注入的加压流体经过插塞构件40。一个或多个周向密封37可以位于挡板构件30上的突起50的上方和/或下方，以便当插塞构件40安置在挡板构件30中时，帮助防止任何加压流体从相应的联顶接头14朝向井底行进，其中相应的挡板构件30配合地接合在该相应的联顶接头14内。

挡板构件30设置有多个径向向外偏置的筒夹指状突起50，其优选的是位于挡板构件30的中点处(参见图1-6)，但可以位于其远(即，朝向井底)端(未示出)。具有宽度“a”的凸起50a围绕挡板构件30(图1)的周界定位，具有宽度“b”的凸起50b围绕挡板构件30'的周界定位(图3)，具有相应的宽度“c”和“d”的凸起50c和50d围绕挡板构件30”的周界定位(图5)。

具体地说，图1-2中所示的挡板构件30用于接合联顶接头14中的最下面的联顶接头14a，并且具有围绕挡板构件30的周界的单组径向向外偏置的筒夹指状突起50a，每个突起具有长度(宽度)“a”。突起50a适合于匹配地接合最下面的联顶接头14a的具有相等或更大的相应宽度的环形凹部16'。

图3-4中示出的适合于与在联顶接头14a的朝向井口方向上位于井管中的联顶接头14b中的环形凹槽16"接合的挡板构件30'在其上具有长度(宽度)“b”的筒夹指状突起50b，用于与倒数第二联顶接头14b中的环形凹槽16”匹配地接合，环形凹槽16"的长度(宽度)小于最下面的联顶接头14a中的环形凹槽16'，使得第一挡板构件30将仅与最下面的联顶接头14a中的最下面的环形凹槽16'接合。在井管12中朝向井底输送的相继的朝向井口的挡板构件30在其上类似地设置有突起50，但每个突起的长度(宽度)逐渐变小。

图5-6示出了用于在本发明中使用的挡板构件30"的替代性构造。在这一例子中，挡板构件30"在其周界上设有一对柔性的径向向外偏置的筒夹指状突起组50c，50d，其可以具有变化的长度(宽度)“c”、“d”，并且/或者其之间的间距“s”可以变化，这取决于井管12内希望进行接合的具体联顶接头14。这样的突起50c、50d适合于仅与最下面的联顶接头14a中的类似尺寸和间隔的环形凹槽16'匹配地接合。上面具有不同长度和之间的分离距离“s”的突起50的另外的挡板构件30在落入井管12中时与唯一的朝向井口的联顶接头14中的类似的唯一尺寸的环形凹槽16"配合地接合，从而使得挡板构件30可逐渐地配合地接合到在井管12中朝向井口行进的连续的联顶接头14，并且每个挡板构件30提供用于插塞构件40的安置表面34，以允许在插塞构件40的朝向井口方向上压裂油气层。

在所有的挡板构件30、30'、30"和30”'上的径向向外偏置的筒夹指状突起50、50a、50b、50c、50d中的每一个可以在其朝向井口的侧边缘处具有倒角部70。可替代地或另外地是，每个环形凹槽16'，16"等可以在其朝向井口的侧边缘处同样具有类似的倒角部72。

突起50、50a、50b、50c、50d和/或环形凹槽16、16'的朝向井口侧边缘上的倒角部70和/或72的目的分别是这样的，即：当向上(即，朝向井口)的力施加到挡板构件30、30'、30"和30”'的最下端时(通过下文中描述的收回工具90)，这将导致其上的筒夹指状突起50、50a、50b、50c、50d的朝向井口侧边缘“骑上”相应的环形凹槽16、16'的由相应的筒夹指状突起50、50a、50b、50c、50d接合的朝向井口(倒角的)侧边缘72并由此引起筒夹指状突起50、50a、50b、50c、50d被径向向内压缩且因此变成从与相应的环形凹槽16、16'和16"的配合接合中脱离，从而允许相应的挡板构件30、30'、30"、30”'然后从相应的联顶接头14a、14b中取出并且进一步从井管12中取出。

每个筒夹指状突起50、50a、50b、50c、50d在其朝向井底的侧边缘上优选地具有肩部53，当所述突起与相应的环形凹槽16'、16"配合地接合时，肩部53防止挡板构件30在井管12内的进一步的朝向井底移动。

挡板构件30在其最上面部分绕其内周界口34具有向内倒角部100。挡板构件30上的向内腔室100允许收回工具90上的径向向外延伸的挡块92(参见图12-14以及如下面更全面地描述的那样)被径向压缩，从而允许收回工具90通过挡板构件30。

挡板构件30的最下面的部分设置有肩部39，该肩部允许所述径向向外延伸的挡块92在已经朝向井底通过挡板构件30并且在然后允许径向向外延伸时抵接肩部39，以允许收回工具90当被朝向井口拉动时另外也朝向井口拉动挡板构件30，如图12-14中顺序所示的那样。

这种肩部30可以是倾斜的，如图2、图4和图6中最清楚地示出的那样。

在优选实施例中，在输送工具20上提供(一个或多个)炸药142，并且如图8和9中所示，优选地是在其输送头22的朝向井底侧上提供。这种炸药142提供了本发明的所要实现的系统/方法10的进一步优点，即：允许在邻近并且紧挨着配合地接合的挡板构件30上方的区域和深度上对井管12进行精确射孔，从而避免需要另外的或其他定位器工具来沿着井管12定位炸药140，并且进一步避免射孔炸药140沿着井管12的深度位置不准确。

在这样的优选实施例中，在挡板构件30已经下降并且分别变成与特定的联顶接头14中的环形凹部16匹配地接合之后，经由输送头22所联接的钢丝绳或盘管而施加到输送头22的向上的力剪切剪切销26并由此将输送头22与挡板构件30分离。此后，联接头22和其上的炸药140可以一起在井管12中被朝向井口微微升高至挡板构件30和相应的联顶接头14上方的所需距离，并且其上的一个或多个炸药140可以被引爆，以在沿着井管12的这样的期望位置处在井管12中产生射孔142。

输送工具20和引爆的炸药140然后可以从井管12内升起。

然后，可以在井管12中将一插塞构件40下降，该插塞构件40(通常为球构件)然后搁置在挡板构件30上的密封表面34上，从而将井管12的处在已装定的挡板构件30下方的区域隔离。如果期望的话，则封隔器构件(未示出)可以朝向井底下降，并且与球构件40朝向井口相距一段距离致动该封隔器构件，以隔离封隔器上方的井管12。然而，这样的封隔器构件不是必需的，如下所述的那样。然后，加压的压裂流体可以在封隔器构件(未示出)和球构件40中间的区域中注入井管12中，从而在该期望的位置压裂油气层。

附图中的图15示出了本发明的实施例10'，其中挡板构件30被朝向井底输送，以经由输送工具20接合特定的联顶接头14，所述输送工具20包括如所示的管件(诸如盘管)。实施例10'可以用在偏斜的井管中，其中，盘管可以将输送工具20和输送头22推到井管12的期望区域和和期望的联顶接头14。

图16示出了本发明的实施例10"，其中挡板构件30被朝向井底输送，以经由上面具有输送头22的输送工具20接合特定的联顶接头14，该输送工具20简单地螺纹联接到钢丝绳并且从钢丝绳上悬挂下来。实施例10"可以在竖井中采用，其中输送头22和所联接的挡板构件30的重量允许它们在井管12内直接竖直下降。

本发明的优选实施例的操作

为了实现本发明的某些期望的优点，下面描述优选实施例和方法的操作，以从期望的压裂区域中的井管12的最远端开始来选择性地并且连续地对地层的特定区域进行射孔和压裂。

首先，沿井管12间隔的多个联顶接头14位于在油气层中钻出的井中。

每个联顶接头14在其中具有一个或多个环形凹槽16，从井眼的最远端朝向井口方向行进，该环形凹槽具有逐渐减小的宽度。在所要压裂的区域中的最下面的联顶接头14具有宽度最大的环形凹槽16。替代性地是，每个联顶接头14可以具有多个环形凹槽16，该多个环形凹槽具有唯一的但变化的宽度和/或之间的间距，以允许仅具有类似构造的筒夹指状突起50的单个挡板构件30唯一地接合该多个环形凹槽。

第一(初始)挡板构件30通过诸如剪切销26之类的易碎装置而固附到输送工具20的朝向井底的端部上。挡板构件30在其上具有径向向外偏置的筒夹指状突起50，其构造用以仅配合地接合在所要压裂的区域中的井管12的最下面的联顶接头14内的所述唯一的(一个或多个)环形凹槽16。

之后，输送工具20和以易卸的方式联接的第一挡板构件30一起在井管12中朝向井底下降，直至挡板构件30上的所述筒夹指状突起50配合地接合在所要压裂的这样的井筒的区域中的最下面的联顶接头14a中的环形凹部16。

此后，通过与输送工具20联接的钢丝绳或盘管向输送工具20施加朝向井口方向的力，从而剪切剪切销26并将挡板构件30与输送工具20分离。

然后，输送工具在井管20内略微升高至紧挨着挡板构件30上方的位置，并且在联接头22的最下面的部分上的炸药140被引爆，由此在井管12中紧挨着最下面的联顶接头14上方产生射孔142。

然后，将输送工具从井管12中取出，并使插塞构件40沿着井管12向下流动。然后，使插塞构件40就位于挡板构件30上的密封表面34中，从而将井眼的进一步朝向井底的部分隔离并且使所述插塞构件40抵靠于所述挡板构件30的最上面部分，以防止加压流体朝向井底通过挡板构件30。

然后，可以将盘管上的封隔器构件朝向井底插入，并且在射孔142上方致动，从而隔离封隔器上方的井管12的区域，并且可以将加压流体注入到盘管中，以压裂封隔器和插塞构件40中间的区域内的井管12。然而，不需要使用封隔器构件(未示出)来将井管12的处在挡板构件30上方的部分隔离，这是因为井管12未以其他方式在该井管中已产生的射孔142上方进行射孔，并且因此将不会发生加压流体流入井管12的其他的朝向井口区域而损失掉。

然后，使插塞构件40从井管12中被移除。这是通过插塞构件40优选地是可溶解的球来完成的，该可溶解的球然后在与这种加压流体接触之后溶解，该流体通常为酸或酸性流体，然后可以朝向井底注入，以溶解插塞构件40。替代性地是，插塞构件40可以仅仅在钢丝绳上下降，并且在完成压裂操作之后可以被拉到地面。

上述步骤分别通过第二和另外的挡板构件30进行重复。在每次重复中，挡板构件30在其上具有宽度较小或间距不同的筒夹指状突起50，该突起允许分别接合上述多个联顶接头14中的每一个联顶接头内的逐渐更朝向井口的环形凹槽16，直至所述油气层已经完全被压裂或处理。

在压裂操作的顶点，在上面具有压力致动的径向延伸的挡块92的收回工具90朝向井底下降到最下面的挡板构件30的下方，该挡板构件30在井管12内配合地接合至相应的联顶接头14，如图12和13中顺序所示的那样。

具有压力致动的径向向外延伸的挡块92的收回工具90对于本领域技术人员来说是公知的并且容易在市场上得到。因此，收回工具90(为了这些目的而特别合适的版本在图12-14中示出)在这里不再进一步描述。

如图14中所示，当致动收回工具90上的径向向外延伸的挡块92时，这些挡块92与最下面的挡板构件30的最下面部分上的肩部39接合。施加在收回工具90和相关的最下面的挡板构件30上的向上的力导致突起50的倒角的朝向井口的边缘70骑在环形凹槽16'的倒角的朝向井口的边缘72上，从而导致突起50与环形凹槽16'脱离，并且允许收回工具90和最下面的挡板构件30朝向井口取出，如图14中所示。

施加到收回工具90上的另外向上的力引起相继的朝向井口的挡板构件30与相应的联顶接头14类似地脱离，由此另外并且有利地允许这些另外的朝向井口的挡板构件30同时从井管12中取出，并且仅通过单个收回工具90取出。

有利的是，井管12因此已经从其上移除了所有的致动和隔离工具，由此保持其最大直径并最大程度地减小井管12中的任何流动限制。这种消除流动限制从而减少了沿着这样的井管12的任何压降，并且因此对于给定的泵送马力，最大化可以然后被泵送到地面的烃的量。

以这种方式，进入井管12中已产生的射孔142的烃然后能够在具有最大直径的井管12中流动，从而最大程度地最大化当生产这种烃到地面时烃通过井管12的流量。

提供本发明的一些实施例的以上描述是为了使本领域技术人员能够制造或使用本发明。

对于本发明的完整定义及其预期范围，将参考发明内容和所附权利要求书连同有关其目的性解释的本文的详细描述和附图一起阅读并考虑。

Claims (19)

1.一种用于在井管中使用的挡板系统，所述井管具有沿所述井管纵向间隔开的多个联顶接头，以便经由所述井管中现有的或已产生的射孔使压裂或处理流体注入油气层，所述系统包括：

环形中空挡板构件，能够插入所述井管内，具有

(i)安置面，所述安置面被构造用以向在所述井管中朝向井底掉落的插塞构件提供安置面，所述插塞构件能够抵靠于所述安置面，从而防止在所述井管中朝向井底注入的加压流体流经所述插塞构件并且通过所述环形中空挡板构件并因而到井底；

(ii)在所述环形中空挡板构件的外部上的径向向外偏置的筒夹指状突起，所述筒夹指状突起被构造用以在所述井管内与所述多个联顶接头中的特定一个联顶接头内的相应尺寸的环形凹槽匹配地接合；

(iii)内孔，其尺寸被设置成允许其上具有可径向向外延伸的挡块的收回工具在其上的所述可径向向外延伸的挡块缩回时穿过所述内孔；

所述多个联顶接头中的每个联顶接头内的所述相应尺寸的环形凹槽在其朝向井底的侧边缘上具有肩部部分，所述肩部部分防止所述环形中空挡板构件在所述环形中空挡板构件上的所述筒夹指状突起与所述联顶接头上的所述相应尺寸的环形凹槽接合时在所述联顶接头内进一步朝向井底移动；并且

所述相应尺寸的环形凹槽和/或所述筒夹指状突起在其朝向井口的侧边缘处具有倒角部，所述倒角部被构造成使得施加到所述环形中空挡板构件的向上的力导致所述筒夹指状突起的径向压缩并且导致所述筒夹指状突起与所述相应尺寸的环形凹槽脱离，并且因而松开所述环形中空挡板构件与所述相应尺寸的环形凹槽的配合接合，以允许当所述环形中空挡板构件被所述收回工具的所述可径向向外延伸的挡块接合并且所述收回工具朝向井口拉动时所述环形中空挡板构件经由所述收回工具在所述井管中朝向井口取出。

2.根据权利要求1所述的挡板系统，

其中，所述环形中空挡板构件在最上部分处绕其内周界口具有倒角部，以允许所述收回工具上的所述可径向向外延伸的挡块在所述收回工具被插入到所述环形中空挡板构件的所述内周界口中时被径向压缩并由此允许所述收回工具通过所述环形中空挡板构件；并且

其中，所述环形中空挡板构件具有肩部，以允许所述可径向向外延伸的挡块在已经进入或通过所述环形中空挡板构件并随后径向向外延伸之后抵靠于所述肩部，并且允许所述收回工具在被朝向井口拉动时由此朝向井口拉动所述环形中空挡板构件。

3.根据权利要求1所述的挡板系统，还具有多个环形凹槽，所述多个环形凹槽分别位于沿着所述井管彼此间隔开的对应的多个所述联顶接头内，所述联顶接头中的最朝向井底的联顶接头和其中的所述环形凹槽具有所述多个环形凹槽中的最大的环形宽度，而所述多个环形凹槽中的其余的朝向井口的环形凹槽在沿着所述井管朝向井口行进时具有逐渐变窄的宽度。

4.根据权利要求1所述的挡板系统，还具有多个环形凹槽，所述多个环形凹槽分别位于所述多个联顶接头中的每个联顶接头内，所述多个环形凹槽在所述联顶接头中的每个联顶接头中彼此隔开唯一距离，并且所述多个环形凹槽被构造成由在其上具有相应地间隔开的多个筒夹指状突起的所述环形中空挡板构件所接合。

5.根据权利要求1所述的挡板系统，还包括输送工具，用于将所述环形中空挡板构件初始定位在所述井管中，其中所述输送工具的最下端被固附或联接到所述环形中空挡板构件。

6.根据权利要求5所述的挡板系统，其中，所述输送工具具有用于在特定的期望位置上对所述井管进行射孔的电致动炸药。

7.根据权利要求6所述的挡板系统，还具有分别位于所述多个联顶接头中的每个联顶接头内的多个环形凹槽，每个联顶接头在其中具有所述多个环形凹槽中相应的一个环形凹槽，其中，所述环形中空挡板构件在配合地接合在所述联顶接头中的相应的一个联顶接头时由此将所述炸药紧挨着定位在所述多个联顶接头的所述相应的联顶接头上方，以使得在所述炸药在被引爆时紧挨着所述多个联顶接头中所述相应的一个联顶接头上方对所述井管进行射孔。

8.根据权利要求1所述的挡板系统，其中，所述径向向外偏置的筒夹指状突起位于所述环形中空挡板构件上的中点上，在位于所述环形中空挡板构件的彼此相对的端部处的外周界上的环形密封件中间。

9.根据权利要求7所述的挡板系统，其中，所述输送工具在所述环形中空挡板构件上的所述径向向外偏置的筒夹指状突起的朝向井口方向上以易卸的方式固附到所述环形中空挡板构件上。

10.根据权利要求7所述的挡板系统，其中，所述输送工具在其中具有旁路端口，以允许流体在使所述输送工具和环形中空挡板构件在所述井管中下降时流过其中。

11.一种用于压裂或处理油气层的方法，所述油气层具有定位于其中的井管，所述井管具有沿着所述井管间隔开的多个联顶接头，所述方法从所述井管的最远端或朝向井底的区域开始并且沿着所述井管朝向井口行进，直至所述油气层的所有区域都已被压裂或处理，所述方法包括以下步骤：

(i)将井管和沿其间隔开的多个联顶接头插入在所述油气层内钻出的井中，所述联顶接头中的每个联顶接头在其中具有环形凹槽，所述环形凹槽具有沿所述井管朝向井底行进的逐渐增大的宽度；

(ii)将输送工具的最朝向井底的端部固附于环形中空挡板构件的内部，所述环形中空挡板构件在其上具有径向向外偏置的筒夹指状突起，其宽度适合于与所述多个联顶接头中的相应的一个联顶接头匹配地接合；

(iii)将所述输送工具和所述环形中空挡板构件朝向井底插入所述井管中，直至所述径向向外偏置的筒夹指状突起接合所述环形凹槽中的所述相应的一个环形凹槽；

(iv)向上拉动并使所述环形中空挡板构件从所述输送工具上释放；在所述输送工具上朝向井口拉动并使所述环形中空挡板构件从所述输送工具上松开；

(v)从所述井管取出所述输送工具；

(vi)使插塞构件下降或流入所述井管，并使所述插塞构件与所述环形中空挡板构件的最上面的部分抵靠，以防止加压流体朝向井底通过所述环形中空挡板构件；

(vii)将加压流体注入所述井管中，并使所述加压流体经由所述井管中的射孔流入所述油气层，所述射孔位于所述环形中空挡板构件中的所述插塞构件附近和上方；

(viii)使所述插塞构件从所述井管中被移除；

(ix)在逐渐更朝向井口的联顶接头处重复步骤(ii)至(viii)，除了以下之外：在每次重复中，所述环形中空挡板构件每个均具有宽度唯一且较小的径向向外偏置的筒夹指状突起，其分别接合所述多个联顶接头中的每个联顶接头中逐渐更朝向井口的环形凹槽，所述更朝向井口的环形凹槽每个同样具有相应较小的宽度，其中所述环形凹槽在其朝向井口的侧边缘上和/或所述筒夹指状突起在其朝向井口的侧边缘上具有倒角部分以在向所述环形中空挡板构件施加朝向井口的力时迫使所述筒夹指状突起与所述环形凹槽松开，直至所述油气层已经被压裂或处理；

(x)在所述井管中使在其上具有可径向向外延伸的挡块的收回工具朝向井底下降，并且使所述收回工具连续地穿过所述环形中空挡板构件中的每个环形中空挡板构件的内部中空孔，直至到达所述环形中空挡板构件中的最朝向井底的环形中空挡板构件；

(xi)致动在所述收回工具上的所述可径向向外延伸的挡块并使其径向向外延伸，以便接触所述环形中空挡板构件中的所述最朝向井底的环形中空挡板构件上的肩部；和

(xii)在所述收回工具上向上拉动并使所述筒夹指状突起径向向内压下，以便允许拉动所述环形中空挡板构件中的所述最朝向井底的环形中空挡板构件和所有剩余的朝向井口的环形中空挡板构件与所述多个联顶接头中相应的联顶接头脱离接合并使得所述环形中空挡板构件中的所有环形中空挡板构件朝向井口拉动并从所述井中取出。

12.根据权利要求11所述的方法，在步骤(iii)之后且在所述环形中空挡板构件已经匹配地接合所述联顶接头中的所述相应的一个联顶接头之后，还包括以下步骤：

点燃所述输送工具上的炸药，所述炸药紧挨着所述多个联顶接头中的所述最下面的联顶接头上方，和

引爆所述炸药，以便紧挨着所述多个联顶接头中的所述相应的一个联顶接头上方对所述井管进行射孔。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述输送工具在其朝向井口的端部处联接到钢丝绳上，并且所述步骤(iii)还包括以下步骤：使所述输送工具和所述环形中空挡板构件经由所述钢丝绳一起朝向井底下降。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述输送工具在其朝向井口的端部处联接到盘管上，并且所述步骤(iii)还包括以下步骤：使所述输送工具和环形中空挡板构件经由所述盘管一起朝向井底下降。

15.一种用于压裂或处理油气层的方法，所述油气层具有位于其中的井管，所述井管具有沿着所述井管间隔开的多个联顶接头，所述方法从所述井管的最远端或最下面的区域开始并沿所述井管朝向井口行进，直至所述油气层的所有区域都已被压裂或处理，所述方法包括以下步骤：

(i)将井管和沿其间隔开的多个联顶接头插入在所述油气层内钻出的井中，所述联顶接头中的每个联顶接头在其中具有多个环形凹槽，所述环形凹槽在所述联顶接头内纵向间隔开并且具有对于每个联顶接头均独特的唯一间距；

(ii)经由易碎装置将第一环形中空挡板构件固附于输送工具的最朝向井底的端部上，所述第一环形中空挡板构件在其上具有向外偏置的筒夹指状突起，所述筒夹指状突起具有适于配合地接合所述联顶接头中的最下面的联顶接头中的所述环形凹槽的间距；

(iii)将所述输送工具和所述第一环形中空挡板构件朝向井底插入所述井管中，直至所述筒夹指状突起接合所述联顶接头中的所述最下面的联顶接头中的所述环形凹槽；

(iv)在所述输送工具上朝向井口拉动并使其上的所述易碎装置剪切，从而从所述输送工具上松开所述第一环形中空挡板构件；

(v)从所述井管中取出所述输送工具；

(vi)使插塞构件下降或流入所述井管，并使所述插塞构件与所述第一环形中空挡板构件的最上面的部分抵靠，以防止加压流体朝向井底通过所述第一环形中空挡板构件；

(vii)将加压流体注入所述井管中，并使所述加压流体经由所述井管中的射孔流入所述油气层，所述射孔位于所述最下面的联顶接头和处于其中的插塞构件附近和上方；

(viii)使所述插塞构件从所述井管中被移除；

(ix)迭代地重复步骤(ii)至(viii)，在每次重复中使用唯一的环形中空挡板构件，每个唯一的环形中空挡板构件具有多个筒夹指状突起，所述筒夹指状突起之间的间距唯一，所述唯一的环形中空挡板构件在每次重复中分别接合在所述多个联顶接头中的相应的联顶接头中的相继更朝向井口的环形凹槽，其中，所述环形凹槽在其朝向井口的侧边缘上和/或所述筒夹指状突起在其朝向井口侧边缘上具有倒角部分，以迫使所述筒夹指状突起与所述环形凹槽在朝向井口的力施加到所述环形中空挡板构件上时松开，直至所述油气层已经被压裂或处理；

(x)在所述井管中使具有可径向向外延伸的挡块的收回工具朝向井底下降，并且使所述收回工具和所述可径向向外延伸的挡块穿过所述唯一的环形中空挡板构件中的每个环形中空挡板构件的内孔，并最终进入或穿过所述第一环形中空挡板构件的内孔；

(xi)致动在所述收回工具上的所述可径向向外延伸的挡块并使其径向向外延伸，以便接触所述第一环形中空挡板构件上的肩部；和

(xii)在所述收回工具上向上拉动并使所述筒夹指状突起径向向内压下，以便允许拉动所述第一环形中空挡板构件与所述多个联顶接头中所述最下面的联顶接头脱离接合并在所述收回工具和第一环形中空挡板构件上继续向上拉动，以便使得所述第一环形中空挡板构件和所述唯一的环形中空挡板构件中的所有环形中空挡板构件朝向井口拉动并从所述井中取出。

16.根据权利要求15所述的方法，在步骤(iii)之后且在所述第一环形中空挡板构件已经匹配地接合所述联顶接头中的所述最下面的联顶接头之后，还包括以下步骤：

点燃所述输送工具上的炸药，所述炸药紧挨着所述多个联顶接头中的所述最下面的联顶接头上方，和

引爆所述炸药，以便紧挨着所述最下面的联顶接头上方对所述井管进行射孔。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述输送工具在其朝向井口的端部处联接到钢丝绳上，并且所述步骤(iii)还包括以下步骤：使所述输送工具和所述第一环形中空挡板构件经由所述钢丝绳一起朝向井底下降。

18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述输送工具在其朝向井口的端部处联接到盘管上，并且所述步骤(iii)还包括以下步骤：使所述输送工具和第一环形中空挡板构件经由所述盘管一起朝向井底下降。

19.一种用于压裂或处理油气层的方法，所述油气层具有位于其中的井管，所述井管具有沿着所述井管间隔开的多个联顶接头，所述方法从所述井管的最远端或朝向井底的区域开始并沿所述井管朝向井口行进，直至所述油气层的所有区域都已被压裂或处理，所述方法包括以下步骤：

(i)将井管和沿其间隔开的多个联顶接头插入在所述油气层内钻出的井中，所述联顶接头中的每个联顶接头在其中具有环形凹槽，所述环形凹槽具有沿所述井管朝向井底行进的逐渐增大的宽度；

(ii)将诸如球的插塞构件插入环形中空挡板构件上的安置面中，所述环形中空挡板构件上具有径向向外偏置的筒夹指状突起，其宽度适于配合地接合所述多个联顶接头中的相应的一个联顶接头；

(iii)使所述环形中空挡板构件和插塞构件在所述井管内朝向井底流动，直到所述径向向外偏置的筒夹指状突起与所述环形凹槽中的所述相应的一个环形凹槽接合；

(vii)将加压流体注入所述井管中，并使所述加压流体经由所述井管中的射孔流入所述油气层，所述射孔位于所述环形中空挡板构件中的所述插塞构件附近和上方；

(viii)使所述插塞构件从所述井管中被移除；

(ix)在逐渐更朝向井口的联顶接头处重复步骤(ii)至(viii)，除了以下之外：在每次重复中，所述环形中空挡板构件每个均具有宽度唯一且较小的径向向外偏置的筒夹指状突起，其分别接合所述多个联顶接头中的每个联顶接头中逐渐更朝向井口的环形凹槽，所述更朝向井口的环形凹槽每个同样具有相应较小的宽度，其中所述环形凹槽在其朝向井口的侧边缘上和/或所述筒夹指状突起在其朝向井口的侧边缘上具有倒角部分以在向所述环形中空挡板构件施加朝向井口的力时迫使所述筒夹指状突起与所述环形凹槽松开，直至所述油气层已经被压裂或处理；

(x)在所述井管中使在其上具有可径向向外延伸的挡块的收回工具朝向井底下降，并且使所述收回工具连续地穿过所述环形中空挡板构件中的每个环形中空挡板构件的内部中空孔，直至到达所述环形中空挡板构件中的最朝向井底的环形中空挡板构件；

(xi)致动在所述收回工具上的所述可径向向外延伸的挡块并使其径向向外延伸，以便接触所述环形中空挡板构件中的所述最朝向井底的环形中空挡板构件上的肩部；和

(xii)在所述收回工具上向上拉动并使所述筒夹指状突起径向向内压下，以便允许拉动所述环形中空挡板构件中的所述最朝向井底的环形中空挡板构件和所有剩余的朝向井口的环形中空挡板构件与所述多个联顶接头中相应的联顶接头脱离接合并使得所述环形中空挡板构件中的所有环形中空挡板构件朝向井口拉动并从所述井中取出。

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