CN201924884U - 一种大通径水平井压裂完井用开启滑套及其一体化管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大通径水平井压裂完井用开启滑套及其一体化管柱，包括：水平压裂管柱，由多段压裂管柱组成，所述压裂管柱之间通过连接套管固定连接，所述压裂管柱包括裸眼封隔器和开启滑套，所述裸眼封隔器通过连接套管同所述开启滑套可拆卸连接；悬挂管柱，包括悬挂器和连接管柱，所述连接管柱的一端同所述悬挂器可拆卸连接，其另一端同所述水平压裂管柱中的裸眼封隔器可拆卸连接；循环阀，其通过连接套管同所述水平压裂管柱中的开启滑套可拆卸连接，所述开启滑套采用大通径无堵塞管柱，不仅解决现有水平井压裂完井中的管柱在压裂时受到开启滑套结构的限制，难以进行多段压裂的技术问题，而且解决了压后难以进行冲砂，测试的缺陷。

Description

一种大通径水平井压裂完井用开启滑套及其一体化管柱

技术领域

本实用新型涉及油田开发中的水平井压裂技术领域，更具体地讲，涉及一种大通径水平井压裂完井用开启滑套及其一体化管柱。

背景技术

国外对于低渗透水平井多采用裸眼封隔器，在完井阶段，依据分段压裂要求将裸眼封隔器套置于套管上，然后将套管放置于水平井内，通过裸眼封隔器的密封作用将整个套管分割成密封的多段，这项技术也是目前国外低渗透水平井主体完井的方式，即：分段完井、分段压裂一体化，在这项技术中主要分为两类：一类是采用液压压缩式裸眼封隔器，另一类是采用油敏膨胀封隔器。

在多级滑套技术方面，国外已经研制出智能开关，可以根据需要即开即关，最大分段能力可达17级，现场应用最大分段达到9级，这种完井管柱不但对投产后的分段压裂、分段酸化带来的极大的便利，同时，对投产后的分段注水、分段采油等工艺措施的应用也提供了较大的选择空间，也是近年来国内在低渗透水平井完井方式方面的发展趋势。

目前，国内使用的压裂完井技术主要引进国外的技术，该管柱的主要特点是液压压缩式裸眼封隔器卡封，多级滑套分段打开逐层压裂。多级滑套的内部是由球座构成，这造成了该完井管柱一方面受球座级数的限制，使其压裂段数也受限制。另一方面由于球座的存在，势必造成套管内形成台阶，从而套管的流道变得忽大忽小，这给压后投产测试、冲砂、分采等工艺措施带来极大困难。

实用新型内容

为此，本实用新型目的是提供一种大通径水平井压裂完井用开启滑套，解决现有水平井压裂完井中的管柱在压裂时受到开启滑套结构的限制，难以进行多段压裂的技术问题，且压后难以进行冲砂，测试。

为解决上述技术问题本实用新型采用的技术方案如下：一种大通径水平井压裂完井用开启滑套，包括中心管柱和滑扣，所述滑扣套置于所述中心管柱外圆面上并同所述中心管柱密封连接；

所述中心管柱的外圆面上成型有限位凸起和定位凸起，所述滑扣置于所述定位凸起和限位凸起之间；

所述定位凸起的外周面上成型有环形凹槽，所述滑扣的内侧面同所述环形凹槽密封连接，所述滑扣的一端通过剪切连接件固定于所述环形凹槽内，

所述环形凹槽的外周面上设有同所述中心管柱的内腔相连通的堵球孔，所述环状凸起的侧面同所述滑扣、中心管柱之间形成一环隙，所述环隙通过设置于所述中心管柱上的进液孔同所述中心管柱的内腔连通；

当所述中心管柱打入压力时，所述液压通过进液孔进入所述环隙，并推动所述滑扣向所述限位凸起方向移动，当所述滑扣的端部同所述限位凸起的侧面接触时，所述堵球孔完全开启。

所述滑扣为两个，并分别固定于所述定位凸起两端成型的环形凹槽内，所述定位凸起的两端分别设有用于两滑扣限位的限位凸起。

所述限位凸起设置于所述中心管柱的端部，并同所述中心管柱螺纹连接。

所述中心管柱的过流面积同所述连接套管的过流面积相同。

本实用新型还提供了一种包含上述开启滑套的水平井压裂完井一体化管柱，包括：

水平压裂管柱，由多段压裂管柱组成，所述压裂管柱之间通过连接套管固定连接，所述压裂管柱包括裸眼封隔器和开启滑套，所述裸眼封隔器通过连接套管同所述开启滑套可拆卸连接；

悬挂管柱，包括悬挂器和连接管柱，所述连接管柱的一端同所述悬挂器可拆卸连接，其另一端同所述水平压裂管柱中的裸眼封隔器可拆卸连接；

循环阀，其通过连接套管同所述水平压裂管柱中的开启滑套可拆卸连接，所述开启滑套通过连接套管同相邻压裂管柱中的裸眼封隔器可拆卸连接。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型中的开启滑套采用大通径无堵塞结构，其堵球孔设置在中心管柱的侧面，因此，由开启滑套所组成的多段压裂管柱的过流截面不会受到任何影响，实现了水平井多段压裂工艺过程，由于中心管柱和连接套管均是采用大通径的管道，为压后的投产带来测试、冲砂、分采极大便利。同时，多段压裂管柱采用一体化可拆卸方式，减少了经济成本，为油田进入中后期阶段的增产提供经济可靠的保证。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型的一体化管柱结构示意图；

图2为图1中开启滑套结构图；

图3是图1中悬挂器结构图；

图4是图1中的裸眼封隔器结构图；

图5是图1中的循环阀结构图。

图中附图标记表示为：

1、插入管2、悬挂器3、连接管柱4、开启滑套5、裸眼封隔器6、循环阀7、堵球8、裸眼9、限位凸起、10、中心管、11、滑扣、12、剪钉13、定位凸起14、堵球孔15、环隙16、环形凹槽17、上卡瓦座18、剪钉19、锁簧20、卡瓦21、锥体22、锥体剪钉23、外护圈24、内护圈25、胶筒26、中心管27、弹簧28、下卡瓦座29、防转钉30、下短接31、下接头32、接箍33、剪钉34、防转销钉35、背帽36、锁紧环37、挡环38、缸套39、活塞40、中心管41、胶筒42、壳体43、球座44、限位钉45、底端堵球46、弹簧47、弹簧座。

具体实施方式

图1为水平井压裂完井一体化管柱结构示意图，包括水平压裂管柱，由多段压裂管柱组成，压裂管柱之间通过连接套管固定连接，压裂管柱包括裸眼封隔器和开启滑套，所述裸眼封隔器通过连接套管同所述开启滑套可拆卸连接；

悬挂管柱，包括悬挂器和连接管柱，连接管柱的一端同悬挂器可拆卸连接，其另一端同水平压裂管柱中的裸眼封隔器可拆卸连接；

循环阀，其通过连接套管同水平压裂管柱中的开启滑套可拆卸连接，开启滑套通过连接套管同相邻压裂管柱中的裸眼封隔器可拆卸连接。

其中的开启滑套如图2所示，包括中心管柱和滑扣，其中的滑扣为两个，分别套置于中心管柱外圆面上并同中心管柱密封连接；中心管柱的外圆面上成型有限位凸起和定位凸起，滑扣置于定位凸起和限位凸起之间，其中定位凸起设置在中心管柱的中部，限位凸起设置在中心管柱的两端，并同中心管柱的端部螺纹连接；定位凸起的两端对称成型有环形凹槽，滑扣的内侧面同环形凹槽密封连接，滑扣的一端通过剪切连接件固定于环形凹槽内，用于限制了两滑扣的相向移动，进而只能使滑扣向着沿中心管柱向两端的限位凸起方向移动；在环形凹槽的外周面上设有同中心管柱的内腔相连通的堵球孔，环状凸起的侧面同所述滑扣、中心管柱之间形成一环隙，环隙通过设置于中心管柱上的进液孔同中心管柱的内腔连通。

当向中心管柱打入压力时，高压液体通过进液孔进入环隙，当液压达到一定值时，剪断剪钉并推动滑扣向限位凸起方向移动，当滑扣的端部同限位凸起的侧面接触时，堵球孔将完全开启，开始为本段施工。中心管柱的过流面积同连接套管的过流面积相同。

图3为悬挂器结构图，主要由上卡瓦座、剪钉、锁簧、卡瓦、锥体、锥体剪钉、外护圈、内护圈、胶筒、中心管、弹簧、下卡瓦座、防转钉、下短接、下接头等主要部件组成。

现场施工时该悬挂器通过中心管上部的左旋丝扣与座封工具相连，管柱下入到达设计预定位置后，通过油管内部打压，压力到达一定值时，由座封工具产生的座封力作用在上卡瓦座上，剪断剪钉，推动卡瓦剪断剪钉向下运动，步进锁簧跟进将卡瓦座与中心管锁定，压缩胶筒膨胀封隔油套环空，进而压缩下卡瓦使之张开卡住套管。通过上提、下放油管若干重量，最终完成悬挂器座封，确认悬挂器座封良好后，正转油管柱，悬挂器中心管上部的左旋丝扣与座封工具脱开，提出座封工具以上的丢手管柱，由此将悬挂器以下的管柱留在井内。

压裂施工时，按照设计由油管连接插入密封器插入回接筒总成为压裂管柱，为压裂施工提供流道。

图4是裸眼封隔器结构图，该裸眼封隔器由接箍、剪钉、防转销钉、背帽、锁紧环、挡环、缸套、活塞胶筒等部件组成。

当管柱下到预定位置后，投入端部循环阀的堵球，油管进行打压，一定压力作用下，缸套与活塞产生相对位移，剪断剪钉，分别压缩两只胶筒，步进锁环将缸套与活塞锁止，避免缸套、活塞坐封后相对运动，致使胶筒解封。封隔器密封环套空间，管柱中多组裸眼封隔器配合使用，结合开启滑套将裸眼水平段分成若干段，进行分段压裂酸化施工。

图5为压裂管柱端部的循环阀结构图，由壳体、球座、限位钉、底端堵球、弹簧、弹簧座等部件组成，该循环阀将底部的球座与端部堵球的球座整合为一体，结构紧凑，循环阀内置底端堵球，配置于管柱的最底部，防止下入途中地层液进入压裂管柱；管柱下入到预定位置，坐封前，可进行小排量洗井，洗井液推开底部堵球，在一定压力作用下，进行正循环洗井替液。循环阀的球座上面为端部球座，投入堵球后，为封隔器、悬挂器提供坐封压力。

施工时起出原井管柱，悬挂器坐封位置反复刮削2-3遍，刮削、清洗，裸眼段清洗、通井，施工准备，管柱结构及间距设计，下管柱入到位后，油管打压，裸眼封隔器初步坐封，坐封悬挂器坐封，悬挂器丢手，起出丢手管柱，下入回接密封总成并调整井口油管短节，开启水力滑套喷砂口并压裂施工第一层。待第一层施工结束后，投入相应的堵球将第一层对应的开启滑套的堵球孔堵塞，打开其它开启滑套，进入下一层施工。依此类推投入相应的堵球打开下一层对应的开启滑套进入下层施工，同时将上一层开启滑套中的堵球孔堵塞。全部施工结束，低密球可随返排液排出井筒。根据施工需要，起出插入密封器以上管柱，下入生产管柱进行抽吸生产。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种大通径水平井压裂完井用开启滑套，包括中心管柱和滑扣，其特征在于：

所述滑扣套置于所述中心管柱的外圆面并同所述中心管柱密封连接；

所述中心管柱的外圆面上成型有限位凸起和定位凸起，所述滑扣置于所述定位凸起和限位凸起之间；

所述定位凸起的外周面上成型有环形凹槽，所述滑扣的内侧面同所述环形凹槽密封连接，所述滑扣的一端通过剪切连接件固定于所述环形凹槽内，

所述环形凹槽的外周面上设有同所述中心管柱的内腔相连通的堵球孔，所述环状凸起的侧面同所述滑扣、中心管柱之间形成一环隙，所述环隙通过设置于所述中心管柱上的进液孔同所述中心管柱的内腔连通；

当所述中心管柱打入压力时，所述液压通过进液孔进入所述环隙，并推动所述滑扣向所述限位凸起方向移动，当所述滑扣的端部同所述限位凸起的侧面接触时，所述堵球孔完全开启。

2.根据权利要求1所述的开启滑套，其特征在于：

所述滑扣为两个，并分别固定于所述定位凸起两端成型的环形凹槽内，所述定位凸起的两端分别设有用于两滑扣限位的限位凸起。

3.根据权利要求2所述的开启滑套，其特征在于：

所述限位凸起设置于所述中心管柱的端部，并同所述中心管柱螺纹连接。

4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的开启滑套，其特征在于：

所述中心管柱的过流面积同所述连接套管的过流面积相同。

5.一种大通径水平井压裂完井一体化管柱，包括：

水平压裂管柱，由多段压裂管柱组成，所述压裂管柱之间通过连接套管固定连接，所述压裂管柱包括裸眼封隔器和开启滑套，所述裸眼封隔器通过连接套管同所述开启滑套可拆卸连接；

悬挂管柱，包括悬挂器和连接管柱，所述连接管柱的一端同所述悬 挂器可拆卸连接，其另一端同所述水平压裂管柱中的裸眼封隔器可拆卸连接；

循环阀，其通过连接套管同所述水平压裂管柱中的开启滑套可拆卸连接，其特征在于：

所述开启滑套包括权利要求1-4任一所述的开启滑套，所述开启滑套通过连接套管同相邻压裂管柱中的裸眼封隔器可拆卸连接。 

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