CN114508327A - 一种适用底部压裂充填工艺的带滑套筛管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油气藏开发装备领域，具体涉及一种适用底部压裂充填工艺的带滑套筛管，包括筛网部分、转换接头、挡环、滑套、单流装置、外套、棘爪球座、滑套本体以及短节。滑套本体上设有圆周分布的过流孔，滑套对过流孔实现一级密封，单流装置对过流孔实现二级密封。滑套采用可溶材料并涂层处理，充填时携砂液磨蚀滑套涂层，滑套可溶材料部分露出并接触流体开始溶解；单流装置充填方向流道关闭，反向流道开启。生产时，投球到棘爪球座打开滑套后，球落入下级筛管，可一球逐级打开全部筛管滑套。滑套、单流装置的二级密封结构以及棘爪球座的强制开启滑套结构保证筛管压裂充填及后期生产的可靠性。本发明减少了施工工序，降低了作业成本和风险。

Description

一种适用底部压裂充填工艺的带滑套筛管

技术领域

本发明涉及油气藏开发装备领域，具体涉及一种适用底部压裂充填工艺的带滑套筛管。

背景技术

在油田勘探开发和油气生产过程中，为了提高油气井产量和油田开发效果，需要对油气生产井储层进行压裂、防砂改造。在常规压裂充填作业时需要在筛管内部下入冲管作为充填服务管柱，其缺点在于，一是施工排量受内部服务管柱尺寸的限制，无法大排量压裂充填；二是如新疆油田部分区块存在压裂充填后地层压力高，无法移动服务管柱关闭充填工具，无法直接进行放喷，造成施工工序复杂，延长施工时间，增大了生产成本。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种适用底部压裂充填工艺的带滑套筛管。

本发明的技术方案是：

一种适用底部压裂充填工艺的带滑套筛管，包括竖直方向同轴的筛网部分、转换接头、滑套、单流装置、外套、棘爪球座、滑套本体和短节，所述筛网部分、外套、滑套本体和短节从上至下依次连接并与地层或套管形成第一环空，所述转换接头和滑套本体上至下依次连接套设于所述外套内并与所述外套形成第二环空，所述筛网部分、转换接头、滑套和棘爪球座从上至下依次连接形成内管直通空间，所述单流装置设置于第二环空内，第一环空与第二环空通过所述筛网部分连通，第二环空与内管直通空间通过所述滑套本体的过流孔连通。

所述滑套为可溶材质，所述滑套本体设有均匀圆周分布的过流孔，所述滑套与所述滑套本体的过流孔内侧配合构成一级密封结构，所述单流装置与所述滑套本体的过流孔外侧配合构成二级密封结构，所述滑套、滑套本体和单流装置配合构成滑套溶解控流结构。

优选的，所述筛网部分包括接箍、基管、上端环、过滤套、中间接头和对接插头，所述接箍、基管和转换接头从上至下依次丝扣连接，所述上端环、过滤套、中间接头和对接插头从上至下依次套设连接于所述基管的外部，所述对接插头的下部与所述外套丝扣连接。

优选的，所述单流装置包括主体、钢球、弹簧和底座，所述主体上圆周均匀分布有多个单向阀孔，所述主体的单向阀孔的第一开口和第二开口分别设置于所述主体的顶部和与所述滑套本体过流孔的对应位置，所述钢球和弹簧设置于所述主体的单向阀孔内，所述底座的内端与所述主体限位活动连接，所述底座与所述弹簧压紧连接并推动所述钢球与所述主体的单向阀孔的第一开口卡位密封连接。

优选的，第二环空内设置有挡环，所述挡环将所述单流装置定位在所述滑套本体的过流孔外侧。

优选的，所述棘爪球座与所述滑套通过销轴连接，所述滑套与所述滑套本体通过销轴连接，所述棘爪球座下端开缝形成棘爪并由所述滑套压紧。

优选的，所述滑套本体的过流孔可拆卸连接有多个控水阀。

优选的，所述滑套为可溶镁铝合金材料，所述滑套表面进行镀层处理，镀层工艺为环氧树脂或橡胶的不溶于油水的有机涂层。

本发明与现有技术相比较，具有以下优点：

本发明提供的一种适用底部压裂充填工艺的带滑套筛管可应用于直井、斜井、水平井的底部压裂、防砂改造，施工工序简单、时间短，降低生产成本。

1.滑套、单流装置暂时封闭筛管，可直接通过筛管进行压裂充填，无需下入充填服务管柱，施工工序简单，压裂完成后可直接放喷地层压力，缩短施工时间；筛管最小内径略小于API标准油套管，但远大于充填服务管柱的内径尺寸，可实现大排量压裂充填。

2.具有滑套、单流装置组成的双级密封结构：下入时，表面涂层保护滑套不溶解，实现密封可靠性；充填时，滑套内壁涂层被携砂液中的砂砾磨蚀，滑套可溶材料部分露出并接触流体开始溶解，此时滑套对过流孔作为一级（主要）密封，单流装置作为二级（辅助）密封，保证携砂液无法流经过流孔进入第二环空及基管外侧，确保筛管的可靠性；生产时，滑套完全溶解，地层原油推动钢球打开流道，原油流经过流孔进入筛管内部，通过筛管上部连接的工具及油套管到达地面实现生产。

3.具有滑套强开结构，投钢球或可溶球到棘爪球座，打压剪切第一销钉开启滑套；继续打压，棘爪球座剪切第二销钉后下移，棘爪失去支撑张开，球落入下方筛管的棘爪球座，实现一球逐级打开所有筛管滑套。

附图说明

图1为本发明的剖视图；

图2为单流装置的剖视图；

图3为棘爪球座的侧视图；

图中：100-筛网部分；200-转换接头；300-挡环；400-滑套；500-单流装置；600-外套；700-棘爪球座；800-滑套本体；900-短节；

110-接箍；120-基管；130-上端环；140-过滤套；150-中间接头；160-对接插头；

510-主体；520-钢球；530-弹簧；540-底座。

具体实施方式

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

实施例一

本发明提供一种适用底部压裂充填工艺的带滑套筛管，如图1所示，包括竖直方向同轴的筛网部分100、转换接头200、滑套400、单流装置500、外套600、棘爪球座700、滑套本体800和短节900，筛网部分100、外套600、滑套本体800和短节900从上至下依次连接并与地层或套管形成第一环空，转换接头200和滑套本体800上至下依次连接套设于外套600内并与外套600形成第二环空，筛网部分100、转换接头200、滑套400和棘爪球座700从上至下依次连接形成内管直通空间，单流装置500设置于第二环空内，第一环空与第二环空通过筛网部分100连通，第二环空与内管直通空间通过滑套本体800的过流孔连通。

滑套400为可溶材质，滑套本体800设有均匀圆周分布的过流孔，滑套400与滑套本体800的过流孔内侧配合构成一级密封结构，单流装置500与滑套本体800的过流孔外侧配合构成二级密封结构，滑套400、滑套本体800和单流装置500配合构成滑套400溶解控流结构。

本装置的最小内径仅小于API标准油套管8-14mm，可直接通过接箍110、基管120、滑套本体800、短节900进行大内径、大排量压裂充填。

本发明提供的一种适用底部压裂充填工艺的带滑套筛管可应用于直井、斜井、水平井的底部压裂、防砂改造，施工工序简单、时间短，降低生产成本。

实施例二

参照图1所示，与实施例一基本相同，所不同在于，筛网部分100包括接箍110、基管120、上端环130、过滤套140、中间接头150和对接插头160，接箍110、基管120和转换接头200从上至下依次丝扣连接，上端环130、过滤套140、中间接头150和对接插头160从上至下依次套设连接于基管120的外部，对接插头160的下部与外套600丝扣连接。

实施例三

参照图1和图2所示，与实施例一基本相同，所不同在于：单流装置500包括主体510、钢球520、弹簧530和底座540，主体510上圆周均匀分布有多个单向阀孔，主体510的单向阀孔的第一开口和第二开口分别设置于主体510的顶部和与滑套本体800过流孔的对应位置，钢球520和弹簧530设置于主体510的单向阀孔内，底座540的内端与主体510限位活动连接，底座540与弹簧530压紧连接并推动钢球520与主体510的单向阀孔的第一开口卡位密封连接。

单流装置500的作用是配合滑套400的溶解形成控流的结构，成为除了落球憋压控流方式的另一种控制流动的方式。

实施例四

参照图1、图2和图3所示，与实施例一基本相同，所不同在于：第二环空内设置有挡环300，挡环300将单流装置500定位在滑套本体800的过流孔外侧。

棘爪球座700与滑套400通过销轴连接，滑套400与滑套本体800通过销轴连接，棘爪球座700下端开缝形成棘爪并由滑套400压紧。投球打开滑套400后，棘爪球座700剪断销钉下移，底部棘爪失去支撑张开，球落入下方筛管棘爪球座700，实现一球逐级打开所有筛管的滑套400。

滑套本体800的过流孔可拆卸连接有多个控水阀。滑套400为可溶镁铝合金材料，在强矿化水环境下，材料溶解时间≥100h。滑套400表面进行涂层处理，涂层工艺为环氧树脂或橡胶的不溶于油水的有机涂层。

工作原理：

具体的，该发明的一种适用于底部压裂充填工艺的带滑套筛管在使用过程需配合底部充填工具，筛管按照先后顺序具有下入状态、压裂充填状态以及生产状态。下面将对这三个状态进行详细的描述。

1下入状态

在下入过程中，适用于底部压裂充填工艺的带滑套筛管如图1所示，筛管各部件处于初始位置。下入时，涂层处理后的滑套400通过橡胶涂层或O型圈密封滑套本体800的过流孔，此时筛管内部和上端环130、过滤套140、中间接头150、对接插头160、外套600、基管120、转换接头200、滑套本体800组成的第二环空完全隔绝。

2压裂充填状态

充填时，直接通过筛管进行压裂充填，滑套400为筛管的缩径位置，此时携砂液中的砂砾磨蚀滑套400内壁涂层，滑套400的可溶材料部分露出并接触流体开始溶解。滑套400堵塞密封滑套本体800的过流孔，承担一级主要密封作用，单流装置对过流孔承担二级辅助密封作用，筛管内部与第二环空仍处于隔绝状态，保证携砂液无法流经过流孔进入第二环空及基管外侧，最终携砂液由底部充填工具的充填口进行压裂充填。

3生产状态

生产时，若滑套400已溶解，滑套本体800的过流孔开启；地层原油流经过滤套140，从筛管与地层或套管形成第一环空进入第二环空，原油推动钢球520压缩弹簧530打开单流装置500的流道，原油经过流孔进入筛管内部，然后通过上部连接的工具及油套管最终到达地面。

生产时，若滑套400未溶解，可关井5-8天，镁铝合金材质的滑套400便完全溶解。若甲方要求立即投产，可由井口投入设计尺寸的钢球或可溶球，球落入棘爪球座700，打压剪切第一销钉开启滑套400。继续打压，单流装置500保证密封，当压力达到第二销钉的剪切值，棘爪球座700剪切第二销钉后下移，下端棘爪失去支撑，球落入下方筛管的棘爪球座700，实现一球逐级开启未溶解滑套400。

本发明并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种适用底部压裂充填工艺的带滑套筛管，包括竖直方向同轴的筛网部分、转换接头、滑套、单流装置、外套、棘爪球座、滑套本体和短节，其特征在于，所述筛网部分、外套、滑套本体和短节从上至下依次连接并与地层或套管形成第一环空，所述转换接头和滑套本体上至下依次连接套设于所述外套内并与所述外套形成第二环空，所述筛网部分、转换接头、滑套和棘爪球座从上至下依次连接形成内管直通空间，所述单流装置设置于第二环空内，第一环空与第二环空通过所述筛网部分连通，第二环空与内管直通空间通过所述滑套本体的过流孔连通；

所述滑套为可溶材质，所述滑套本体设有均匀圆周分布的过流孔，所述滑套与所述滑套本体的过流孔内侧配合构成一级密封结构，所述单流装置与所述滑套本体的过流孔外侧配合构成二级密封结构，所述滑套、滑套本体和单流装置配合构成滑套溶解控流结构。

2.根据权利要求1所述的一种适用底部压裂充填工艺的带滑套筛管，其特征在于：所述筛网部分包括接箍、基管、上端环、过滤套、中间接头和对接插头，所述接箍、基管和转换接头从上至下依次丝扣连接，所述上端环、过滤套、中间接头和对接插头从上至下依次套设连接于所述基管的外部，所述对接插头的下部与所述外套丝扣连接。

3.根据权利要求1所述的一种适用底部压裂充填工艺的带滑套筛管，其特征在于：所述单流装置包括主体、钢球、弹簧和底座，所述主体上圆周均匀分布有多个单向阀孔，所述主体的单向阀孔的第一开口和第二开口分别设置于所述主体的顶部和与所述滑套本体过流孔的对应位置，所述钢球和弹簧设置于所述主体的单向阀孔内，所述底座的内端与所述主体限位活动连接，所述底座与所述弹簧压紧连接并推动所述钢球与所述主体的单向阀孔的第一开口卡位密封连接。

4.根据权利要求1所述的一种适用底部压裂充填工艺的带滑套筛管，其特征在于：第二环空内设置有挡环，所述挡环将所述单流装置定位在所述滑套本体的过流孔外侧。

5.根据权利要求1所述的一种适用底部压裂充填工艺的带滑套筛管，其特征在于：所述棘爪球座与所述滑套通过销轴连接，所述滑套与所述滑套本体通过销轴连接，所述棘爪球座下端开缝形成棘爪并由所述滑套压紧。

6.根据权利要求1所述的一种适用底部压裂充填工艺的带滑套筛管，其特征在于：所述滑套本体的过流孔可拆卸连接有多个控水阀。

7.根据权利要求1所述的一种适用底部压裂充填工艺的带滑套筛管，其特征在于：所述滑套为可溶镁铝合金材料，所述滑套表面进行镀层处理，镀层工艺为环氧树脂或橡胶的不溶于油水的有机涂层。

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