CN109469470A - 一种水平井裸眼分段压裂设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水平井裸眼分段压裂设备，包括：上短节，其上设置有安装孔；可伸缩的喷嘴机构，密封安装在安装孔内；内侧面上设置有卡接部的外套，其上端与上短节的下端相连接；滑套，可轴向移动地密封安装在上短节内、并封堵喷嘴机构；和弹性卡爪，其上端与滑套的下端相连接、下端位于卡接部的上方；压裂时，滑套和弹性卡爪一起向下移动，弹性卡爪的下端卡入卡接部上，滑套打开喷嘴机构，喷嘴机构向外伸出，应用于水平井裸眼分段压裂技术工艺中，实现层间定点压裂、多缝压裂的作用，以此来提升压裂方位精确性，解决压裂不精确、造缝少的问题，更好地建立层位油藏与井筒的沟通通道。

Description

一种水平井裸眼分段压裂设备

技术领域

本文涉及水平井裸眼分段压裂技术，尤指一种水平井裸眼分段压裂设备。

背景技术

目前，在水平井裸眼分段压裂工艺中，其建立油藏和井筒压裂通道的核心组件是滑套工具，国内外大部分采用常规投球滑套或者可钻式投球滑套，并取得了一些研究和应用成果，但是还存在许多问题有待研究解决，特别是表现在以下几点：

1、常规滑套由于球座缩径的限制，无法满足段内多级压裂；

2、由于常规滑套受到工艺的限制，无法实现多缝压裂，降低了泄流面积；

3、压裂时，滑套与裸眼有一定间隔，无法实现精确定点压裂。

上述的问题导致压裂方位不精确，使该层位油藏根本没有与井筒建立沟通通道；同时压裂后造缝单一，泄流面积小，导致采收率低下，无法达到预期设计产量。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少之一，本文提供了一种水平井裸眼分段压裂设备，能够解决压裂方位不精确、而使该层位油藏没有与井筒建立沟通通道的问题。

本发明实施例提供的水平井裸眼分段压裂设备，包括：上短节，其上设置有安装孔；可伸缩的喷嘴机构，密封安装在所述安装孔内；内侧面上设置有卡接部的外套，其上端与所述上短节的下端相连接；滑套，可轴向移动地密封安装在所述上短节内、并封堵所述喷嘴机构；和弹性卡爪，其上端与所述滑套的下端相连接、下端位于所述卡接部的上方，所述上短节、所述外套、所述滑套和所述弹性卡爪均为金属件；压裂时，所述滑套和所述弹性卡爪一起向下移动，所述弹性卡爪的下端卡入所述卡接部上，所述滑套打开所述喷嘴机构，所述喷嘴机构向外伸出。

可选地，所述喷嘴机构包括：外喷嘴，可径向移动地密封安装在所述安装孔内；和内喷嘴，可径向移动地密封安装在所述外喷嘴内，且所述外喷嘴与所述安装孔之间、以及所述内喷嘴与所述外喷嘴之间均设置有限位结构。

可选地，所述喷嘴机构还包括：锁套，固定在所述安装孔内，所述外喷嘴可径向移动地密封安装在所述锁套内，所述外喷嘴与所述安装孔之间的限位结构位于所述外喷嘴和所述锁套之间。

可选地，所述锁套和所述外喷嘴外端的内侧面上均设置有止挡凸台，所述外喷嘴和所述内喷嘴的内侧面上具设置有限位凸台，所述限位结构包括所述止挡凸台和所述限位凸台。

可选地，所述止挡凸台的台面处设置有锁紧钢丝。

可选地，所述喷嘴机构还包括：弹性压片，一端固定在所述上短节上、另一端压紧在所述外喷嘴的外端面上。

可选地，所述滑套的下端和所述弹性卡爪的上端通过锁块相连接。

可选地，所述安装孔和所述喷嘴机构包括周向上间隔设置的多组。

可选地，所述水平井裸眼分段压裂设备还包括：下短节，其上端与所述外套的下端相连接。

可选地，所述上短节与所述外套之间、以及所述外套和所述下短节之间均通过螺纹连接，且螺纹连接处均设置有防转螺钉。

与现有技术相比，本发明提供的水平井裸眼分段压裂设备，上短节上设置有安装孔，可伸缩的喷嘴机构密封安装在安装孔内；外套的上端与上短节的下端相连接，滑套可轴向移动地密封安装在上短节内、并封堵喷嘴机构，弹性卡爪的上端与滑套的下端相连接、下端位于卡接部的上方；压裂时，滑套和弹性卡爪一起向下移动，弹性卡爪的下端卡入外套内侧面上的卡接部上，而且滑套打开喷嘴机构，喷嘴机构向外伸出，应用于水平井裸眼分段压裂技术工艺中，实现层间定点压裂、多缝压裂的作用，以此来提升压裂方位精确性，解决压裂不精确、造缝少的问题，更好地建立层位油藏与井筒的沟通通道。

本文的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本文而了解。本文的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本文技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本文的技术方案，并不构成对本文技术方案的限制。

图1为本发明一个实施例所述的水平井裸眼分段压裂设备的主视结构剖视示意图；

图2为图1中的A部放大结构示意图，其中剖面线未示出；

图3为图1所示水平井裸眼分段压裂设备压裂时的主视结构剖视示意图；

图4为图3中的B部放大结构示意图，其中剖面线未示出。

其中，图1至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1上短节，2喷嘴机构，21外喷嘴，22内喷嘴，23锁套，24止挡凸台，25限位凸台，26弹性压片，3外套，31卡接部，4滑套，5弹性卡爪，6下短节，7防转螺钉，8锁块，9锁紧钢丝。

具体实施方式

为使本文的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本文的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本文，但是，本文还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本文的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明实施例提供的水平井裸眼分段压裂设备，如图1和图2所示，包括：上短节1，其上设置有安装孔；可伸缩的喷嘴机构2，密封安装在安装孔内；内侧面上设置有卡接部31的外套3，其上端与上短节1的下端相连接；滑套4，可轴向移动地密封安装在上短节1内、并封堵喷嘴机构2；和弹性卡爪5，其上端与滑套4的下端相连接、下端位于卡接部31的上方，上短节、外套、滑套和弹性卡爪均为金属件；如图3和图4所示，压裂时，滑套4和弹性卡爪5一起向下移动，弹性卡爪5的下端卡入卡接部31上，滑套4打开喷嘴机构2，喷嘴机构2向外伸出(即压裂时的打压的压力向外推动喷嘴机构2、使喷嘴机构2向外伸出)。

该水平井裸眼分段压裂设备，上短节1上设置有安装孔，可伸缩的喷嘴机构2密封安装在安装孔内；外套3的上端与上短节1的下端相连接，滑套4可轴向移动地密封安装在上短节1内、并封堵喷嘴机构2，弹性卡爪5的上端与滑套4的下端相连接、下端位于卡接部31的上方；压裂时，滑套4和弹性卡爪5一起向下移动，弹性卡爪5的下端卡入外套3内侧面上的卡接部31上，而且滑套4打开喷嘴机构2，喷嘴机构2向外伸出，应用于水平井裸眼分段压裂技术工艺中，实现层间定点压裂、多缝压裂的作用，以此来提升压裂方位精确性，解决压裂不精确、造缝少的问题，更好地建立层位油藏与井筒的沟通通道。

弹性卡爪5用于实现过球，卡接部31优选为卡槽，密封可以通过O形密封圈等结构实现。

其中，如图1至图4所示，喷嘴机构2包括：外喷嘴21，可径向移动地密封安装在安装孔内；和内喷嘴22，可径向移动地密封安装在外喷嘴21内，实现伸缩功能，并保证精确压裂；外喷嘴21与安装孔之间、以及内喷嘴22与外喷嘴21之间均设置有限位结构，限位结构阻止外喷嘴21向外脱出上短节1、以及阻止内喷嘴22向外脱出外喷嘴21。轴向移动和经向移动均以上短节1为参照。

再者，如图1至图4所示，喷嘴机构2还包括：锁套23，固定在安装孔内，外喷嘴21可径向移动地密封安装在锁套23内，外喷嘴21与安装孔之间的限位结构位于外喷嘴21和锁套23之间。锁套23可以是通过外螺纹旋紧等的方式固定在安装孔内。

具体地，如图1至图4所示，锁套23和外喷嘴21外端的内侧面上均设置有止挡凸台24，外喷嘴21和内喷嘴22的内侧面上具设置有限位凸台25，限位结构包括止挡凸台24和限位凸台25，止挡凸台24位于对应的限位凸台25的外侧，阻挡限位凸台25继续向外移动。其中，止挡凸台24的台面处设置有锁紧钢丝9。

具体地，如图1至图4所示，喷嘴机构2还包括：多个弹性压片26，一端通过螺钉固定在上短节1上、另一端压紧在外喷嘴21的外端面上，在压裂完成后，将外喷嘴21推回锁套23内。

具体地，滑套4的下端和弹性卡爪5的上端通过锁块8相连接，以将滑套4和弹性卡爪5连接在一起，其连接方式简单、方便。

具体地，安装孔和喷嘴机构2包括周向上间隔设置的多组，如两组、三组或四组等，均可实现本申请的目的，其宗旨未脱离本发明的设计思想，在此不再赘述，均应属于本申请的保护范围内。

可选地，如图1和图3所示，水平井裸眼分段压裂设备还包括：下短节6，其上端与外套3的下端相连接。

具体地，上短节1与外套3之间、以及外套3和下短节6之间均通过螺纹连接，且螺纹连接处均设置有防转螺钉7，用于防止螺纹结构回转而脱开。

该水平井裸眼分段压裂设备可通过依次连接成多级，实现一个同一尺寸的球开启多个压裂滑套4的目的。

在压裂时，上短节1打压推动弹性卡爪5和滑套4一起向下运动，弹性卡爪5下端坐落于外套3下端卡槽上，此时外喷嘴21和内喷嘴22均向外伸出至裸眼井壁上，实现定点压裂，可提升压裂方位精确性。并能够解决压裂后造缝单一，泄流面积小，导致采收率低下，无法达到预期设计产量的问题。

综上所述，本发明提供的水平井裸眼分段压裂设备，上短节上设置有安装孔，可伸缩的喷嘴机构密封安装在安装孔内；外套的上端与上短节的下端相连接，滑套可轴向移动地密封安装在上短节内、并封堵喷嘴机构，弹性卡爪的上端与滑套的下端相连接、下端位于卡接部的上方；压裂时，滑套和弹性卡爪一起向下移动，弹性卡爪的下端卡入外套内侧面上的卡接部上，而且滑套打开喷嘴机构，喷嘴机构向外伸出，应用于水平井裸眼分段压裂技术工艺中，实现层间定点压裂、多缝压裂的作用，以此来提升压裂方位精确性，解决压裂不精确、造缝少的问题，更好地建立层位油藏与井筒的沟通通道。

在本文的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本文的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

虽然本文所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本文而采用的实施方式，并非用以限定本文。任何本文所属领域内的技术人员，在不脱离本文所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本文的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种水平井裸眼分段压裂设备，其特征在于，包括：

上短节，其上设置有安装孔；

可伸缩的喷嘴机构，密封安装在所述安装孔内；

内侧面上设置有卡接部的外套，其上端与所述上短节的下端相连接；

滑套，可轴向移动地密封安装在所述上短节内、并封堵所述喷嘴机构；和

弹性卡爪，其上端与所述滑套的下端相连接、下端位于所述卡接部的上方，所述上短节、所述外套、所述滑套和所述弹性卡爪均为金属件；

压裂时，所述滑套和所述弹性卡爪一起向下移动，所述弹性卡爪的下端卡入所述卡接部上，所述滑套打开所述喷嘴机构，所述喷嘴机构向外伸出。

2.根据权利要求1所述的水平井裸眼分段压裂设备，其特征在于，所述喷嘴机构包括：

外喷嘴，可径向移动地密封安装在所述安装孔内；和

内喷嘴，可径向移动地密封安装在所述外喷嘴内，且所述外喷嘴与所述安装孔之间、以及所述内喷嘴与所述外喷嘴之间均设置有限位结构。

3.根据权利要求2所述的水平井裸眼分段压裂设备，其特征在于，所述喷嘴机构还包括：

锁套，固定在所述安装孔内，所述外喷嘴可径向移动地密封安装在所述锁套内，所述外喷嘴与所述安装孔之间的限位结构位于所述外喷嘴和所述锁套之间。

4.根据权利要求3所述的水平井裸眼分段压裂设备，其特征在于，所述锁套和所述外喷嘴外端的内侧面上均设置有止挡凸台，所述外喷嘴和所述内喷嘴的内侧面上具设置有限位凸台，所述限位结构包括所述止挡凸台和所述限位凸台。

5.根据权利要求4所述的水平井裸眼分段压裂设备，其特征在于，所述止挡凸台的台面处设置有锁紧钢丝。

6.根据权利要求2所述的水平井裸眼分段压裂设备，其特征在于，所述喷嘴机构还包括：

弹性压片，一端固定在所述上短节上、另一端压紧在所述外喷嘴的外端面上。

7.根据权利要求1所述的水平井裸眼分段压裂设备，其特征在于，所述滑套的下端和所述弹性卡爪的上端通过锁块相连接。

8.根据权利要求1所述的水平井裸眼分段压裂设备，其特征在于，所述安装孔和所述喷嘴机构包括周向上间隔设置的多组。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的水平井裸眼分段压裂设备，其特征在于，还包括：

下短节，其上端与所述外套的下端相连接。

10.根据权利要求9所述的水平井裸眼分段压裂设备，其特征在于，所述上短节与所述外套之间、以及所述外套和所述下短节之间均通过螺纹连接，且螺纹连接处均设置有防转螺钉。