CN112483059A - 一种喷砂滑套装置和包含其的完井管柱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种喷砂滑套装置和包含其的完井管柱，所述喷砂滑套装置包括上接头和设置在上接头的下端的下接头，在下接头的外壁上设置有内外连通的第一喷砂孔，其中，在第一状态下，第一喷砂孔能被封堵，在第二状态下，第一喷砂孔能露出用于进行压裂作业，在第三状态下，第一喷砂孔能被封堵，该喷砂滑套装置应用在完井管柱中，在因为卡砂等原因导致的喷射滑套的下部完井管柱无办法起出时，可以关闭喷砂孔进行环空反洗作业，从而井完井管柱的下部沉砂洗出，进而使得完井管柱顺利提出。

Description

一种喷砂滑套装置和包含其的完井管柱

技术领域

本发明涉及油气勘探开发过程中的完井工具技术领域，主要涉及喷砂滑套装置和包含其的完井管柱。

背景技术

机械分压技术是固井后一次射开两段或者更多段。施工中，下入分层改造完井管柱进行逐层压裂，通过封隔器的封隔及井下喷砂滑套的开启来实现自下往上逐层改造。该工艺可实现不动管柱连续分层压裂，并进行压裂后合层开采，简化了压裂工艺、降低了生产成本、缩短了压裂周期，并最大限度降低压裂液在储层中的停留时间，从而减少对地层的伤害。

但是，在实际施工过程中，常常出现后期完井管柱没办法提出的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种喷砂滑套装置和包含其的完井管柱。该喷砂滑套装置应用在完井管柱中，在因为卡砂等原因导致的喷射滑套的下部完井管柱无办法起出时，可以关闭喷砂孔进行环空反洗作业，从而井完井管柱的下部沉砂洗出，进而使得完井管柱顺利提出。

根据本发明的一方面，提供一种喷砂滑套装置，包括：

上接头

设置在上接头的下端的下接头，在下接头的外壁上设置有内外连通的第一喷砂孔，

其中，在第一状态下，第一喷砂孔能被封堵，在第二状态下，第一喷砂孔能露出用于进行压裂作业，在第三状态下，第一喷砂孔能被封堵。

在一个实施例中，在下接头的内腔中设置有滑套，在第一状态下，滑套通过第一剪切销固定在下接头上以用于封堵第一喷砂孔，在第二状态下，滑套相对于下接头下移以露出第一喷砂孔。

在一个实施例中，在上接头的下端固定设置保护套，该保护套套设在下接头的外壁上，且在保护套的壁上设置有内外连通的第二喷砂孔，在第二状态下，第二喷砂孔与第一喷砂孔连通，而在第三状态下，保护套与上接头相对于下接头上移而封堵第一喷砂孔。

在一个实施例中，在上接头与下接头之间设置锁定件，保护套的下端轴向向下延伸到下接头的外壁上，并通过第二剪切销固定保护套和下接头，

其中，在第一状态下，锁定件运作以固定上接头和下接头，在第二状态下，锁定件解锁，以使得在第三状态下，上提上接头剪断第二剪切销后保护套相对于下接头向上运动而使第一喷射孔和第二喷射孔彼此不连通。

在一个实施例中，锁定件包括：

筒状的本体，

设置在本体的下端的周向间隔的多个弹性爪，

凸出式设置在弹性爪的外壁上的锁定凸起，

在第一状态下，锁定件能被滑套限定而嵌入到形成在上接头和下接头之间的容纳槽中且凸起与下接头形成卡接。

在一个实施例中，锁定凸起的外壁面和上端面之间设置倒角，且该倒角的延伸方向与轴向所形成的夹角为40-60度。

在一个实施例中，在保护套的内壁上固定设置滑移键，在下接头的壁上设置轴线延伸的能与滑移键配合的滑移槽。

在一个实施例中，在滑套的内壁上设置有承接球座。

在一个实施例中，第一喷砂孔构造为外侧口位于内侧口之上的斜孔，并且斜孔的延伸方向与轴向所形成的夹角为70-80度。

根据本发明的第二方面，提供一种完井管柱，包括上述的喷砂滑套装置。

在一个实施例中，在轴向上设置多个喷砂滑套装置以进行分层压裂，并在各层的喷砂滑套装置的下端设置有扶正器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：该在下入井筒或者喷砂前，该喷砂滑套装置的第一喷砂孔被封堵，以保证装置安全；在喷砂前，使得第一喷砂孔能被露出，从而可以进行压裂作用；在喷砂射孔后，为了防止出现卡砂而使得完井管柱提不出的问题，关闭第一喷砂孔后可以进行反洗循环，从而保证完井管柱能顺利的提出。

附图说明

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：

图1示意性地显示了根据本发明的一个实施例的喷砂滑套装置；

图2示意性地显示了根据本发明的一个实施例的喷砂滑套装置的锁定件；

图3示意性地显示了根据本发明的一个实施例的完井管柱。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

图1显示了根据本发明的喷砂滑套装置100。如图1所示，喷砂滑套装置100包括上接头1和下接头2。其中，上接头1为筒状，主要起到连接作用。下接头2设置在上接头1的下端。在下接头2的外壁上设置有内外连通的第一喷砂孔21，用于在压裂过程中，作为喷砂的出口。在装置100下入井筒或者喷砂前(也就是，第一状态下)，第一喷砂孔21被封堵，以保证装置100安全。在喷砂前(也就是，第二状态下)，使得第一喷砂孔21能被露出，从而可以进行压裂作用。在喷砂射孔后(也就是，第三状态下)，如果出现卡砂而使得完井管柱200提不出的问题，可以关闭第一喷砂孔21之后进行反洗循环，以清洁堆积的砂，有助于完井管柱200能顺利的提出。

在完井施工过程中，意外发现完井管柱200难以提出大多是由于卡砂造成的。从而，可以采用反向循环冲砂的方式进行清洁。但是，如果卡砂发生在喷砂滑套装置100之下，由于第一喷砂孔21开放，而使得环空反洗作业在该处出现短路，下部的沉砂无法冲洗处。而关闭第一喷砂孔21后，环空反洗可以将装置100之下的沉砂冲洗处，之后可解除卡砂，则正常起出完井管柱200。也由此，该装置100尤其适用于水平井。

优选地，第一喷砂孔21构造为外侧口位于内侧口之上的斜孔。该斜孔的延伸方向与轴向所形成的夹角为70-80度，例如75度。这种设置方式有助于避免喷砂的堆积，进而有助于顺利起出完井管柱200。

在一个实施例中，在下接头2的内腔中设置有滑套3。滑套3通过第一剪切销4固定在下接头2上，以在初始状态下封堵第一喷砂孔21。而在需要进行压裂作用时，可以剪断第一剪切销4后促动滑套3相对于下接头2下移以露出第一喷砂孔21。这种结构简单，能很容易地实现第一喷砂孔21的封堵和露出。

优选地，在滑套3的内壁上设置有承接球座31，用于承接球而封堵该装置100的内腔，进而使得可以通过泵送压力液的方式，促动第一剪切销4剪断以及滑套3下移。例如，该承接球座31可以构造为由滑套3的内壁径向向内突出的凸台32，以限定球的进一步下移。进一步优选地，凸台32的上端面构造为在从外到内方向上向下倾斜的倾斜面，且包括直斜面段33和设置在直斜面段33下方的曲斜面段34。直斜面段33主要起到了收容下落球的作用。而曲斜面段34能与球紧密配合，从而保证球的坐落安全以及滑套3的内腔的密封。

在一个实施例中，在上接头1的下端设置保护套5。该保护套5的上端与上接头1固定连接，而下端向下延伸套设在下接头2的外壁上。在保护套5的壁上设置有内外连通的第二喷砂孔52。在初始状态下，第二喷砂孔52与第一喷砂孔21连通，以使得在压裂喷砂过程中，压裂液依次通过第一喷砂孔21和第二喷砂孔52后向地层延伸。在喷砂完成后，需要反洗循环的情况下，该保护套5与上接头1相对于下接头2上移而封堵第一喷砂孔21，以在反洗循环中不在该处形成短路。

在上接头1与下接头2之间设置锁定件6。在一个实施例中，如图2所示，锁定件6包括筒状的本体61、弹性爪62和锁定凸起63。其中，弹性爪62设置在本体61的下端，并为周向间隔的多个。锁定凸起63凸出式设置在弹性爪62的外壁上，用于限定上接头1和下接头2的位置。在初始状态下，锁定件6能被滑套3径向限定，嵌入到形成在上接头1和下接头2之间的容纳槽7之间，且凸起63与下接头2形成卡接。也就是，在初始状态下，通过上述设置能限定上接头1和下接头2之间的位置，防止下接头2相对于上接头1相对下移，保证装置100的下入安全。

在保护套5的下端与下接头2之间设置第二剪切销8，以用于限定两者之间的初始位置。在下入过程中，主要通过锁定件6使得上接头1提拉下接头2，以防止第二剪切销8意外剪断。而在滑套3下移后，锁定件6失去了径向限定，弹性爪62回弹而解锁了锁定凸起63与下接头2的卡接。此时上提上接头1，而下接头2在卡砂不动的情况下，上接头1可以相对于下接头2轴向向上移动。

优选地，锁定凸起63的外壁面和上端面之间设置倒角64。该倒角64的延伸方向与轴向所形成的夹角为40-60度，例如50度。在滑套3下移后，上述设置能保证锁定件6与下接头2的卡接结构顺利脱开。

在保护套5的内壁上固定设置滑移键51。在下接头2的壁上设置轴线延伸的滑移槽22。该滑移键51能延伸到滑移槽22内，以限定上接头1和下接头2之间的位置。在上提上接头1的时候，第二剪切销8被剪断，上接头1带动保护套5相对于下接头2上移，而保护套5带动滑移键51在滑移槽22内移动，直至滑移键51抵接到滑移槽22的上端面。此时，保护套5可以封堵第一喷砂孔21，以为反洗循环做准备。进而，在进一步上提上接头1的情况下，还能使得上接头1提拉下接头2并一起提出井筒。

本申请还涉及完井管柱200。如图3所示，完井管柱200中包括多个上述的喷砂滑套装置100，各装置100与压裂所分的层相对，以用于分层压裂。在图3中以具有两层进行示例性说明。优选地，在各层的喷砂滑套装置100的下端设置有扶正器300，以避免或减小堵砂的发生。不仅在完井管柱200的上端设置有水力锚400，而且在第一级中，喷砂滑套装置100的上面设置有水力锚400。这种设置就可以避免完井管柱200的上部承受较大的上顶力，保证完井管柱200的安全。例如，水力锚400可以采用现有技术中三排爪结构的，以便于回收。

下面根据图1到3详细说明喷砂滑套装置100和完井管柱200的工作过程。

首先，将完井管柱200下入到预定位置。

然后，自下而上，逐级投入球进行压裂。在各级中，投入的球坐在滑套3的承接球座31上，以封堵内腔。泵入压力液进行憋压，剪断第一剪切销4，压力促动滑套3下移，该第一喷砂孔21被打开。则可以进行压裂生产，压裂液通过第一喷砂孔21和第二喷砂孔52进入到地层。

接着，逐级压裂完成后，需将完井管柱200提出。如遇到提不出时，上提完井管柱200，使得卡砂之上的装置100的第二剪切销8被剪断。该级的上接头1相对于下接头2上移，第一喷砂孔21与第二喷砂孔52错位，且保护套5其它部分封堵第一喷砂孔21。在进行环空反洗以冲洗出沉砂，解除该处卡砂。直至，完井管柱200提出。

本申请中，方位术语“上”和“下”均以喷砂滑套装置100的工作状态为参照。

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。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。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 (11)

1.一种喷砂滑套装置，其特征在于，包括：

上接头

设置在所述上接头的下端的下接头，在所述下接头的外壁上设置有内外连通的第一喷砂孔，

其中，在第一状态下，所述第一喷砂孔能被封堵，在第二状态下，所述第一喷砂孔能露出用于进行压裂作业，在第三状态下，所述第一喷砂孔能被封堵。

2.根据权利要求1所述的喷砂滑套装置，其特征在于，在所述下接头的内腔中设置有滑套，在第一状态下，所述滑套通过第一剪切销固定在所述下接头上以用于封堵所述第一喷砂孔，在第二状态下，所述滑套相对于所述下接头下移以露出所述第一喷砂孔。

3.根据权利要求2所述的喷砂滑套装置，其特征在于，在所述上接头的下端固定设置保护套，该所述保护套套设在所述下接头的外壁上，且在所述保护套的壁上设置有内外连通的第二喷砂孔，在第二状态下，所述第二喷砂孔与所述第一喷砂孔连通，而在第三状态下，所述保护套与所述上接头相对于所述下接头上移而封堵所述第一喷砂孔。

4.根据权利要求3所述的喷砂滑套装置，其特征在于，在所述上接头与所述下接头之间设置锁定件，所述保护套的下端轴向向下延伸到所述下接头的外壁上，并通过第二剪切销固定所述保护套和所述下接头，

其中，在第一状态下，所述锁定件运作以固定所述上接头和所述下接头，在第二状态下，所述锁定件解锁，以使得在第三状态下，上提所述上接头剪断所述第二剪切销后所述保护套相对于所述下接头向上运动而使所述第一喷射孔和所述第二喷射孔彼此不连通。

5.根据权利要求4所述的喷砂滑套装置，其特征在于，所述锁定件包括：

筒状的本体，

设置在所述本体的下端的周向间隔的多个弹性爪，

凸出式设置在所述弹性爪的外壁上的锁定凸起，

在第一状态下，所述锁定件能被所述滑套限定而嵌入到形成在所述上接头和所述下接头之间的容纳槽中且所述凸起与所述下接头形成卡接。

6.根据权利要求5所述的喷砂滑套装置，其特征在于，所述锁定凸起的外壁面和上端面之间设置倒角，且该所述倒角的延伸方向与轴向所形成的夹角为40-60度。

7.根据权利要求4到6中任一项所述的喷砂滑套装置，其特征在于，在所述保护套的内壁上固定设置滑移键，在所述下接头的壁上设置轴线延伸的能与所述滑移键配合的滑移槽。

8.根据权利要求2所述的喷砂滑套装置，其特征在于，在所述滑套的内壁上设置有承接球座。

9.根据权利要求1到8中任一项所述的喷砂滑套装置，其特征在于，所述第一喷砂孔构造为外侧口位于内侧口之上的斜孔，并且所述斜孔的延伸方向与轴向所形成的夹角为70-80度。

10.一种完井管柱，其特征在于，包括根据权利要求1到9中任一项所述的喷砂滑套装置。

11.根据权利要求10所述的完井管柱，其特征在于，在轴向上设置多个所述喷砂滑套装置以进行分层压裂，并在各层的所述喷砂滑套装置的下端设置有扶正器。

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