CN205955717U - 分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱，包括自下而上依次设置的节流喷嘴、第一水力压差封隔器、第一传压托砂皮碗、第一喷砂滑套、第二水力压差封隔器、第二传压托砂皮碗、第二喷砂滑套、封隔器、水力锚、第三传压托砂皮碗(10)和滑套式水力喷射泵；该分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱不仅能够实现一趟管柱多层压裂，还能够在压裂后不动管柱进行水力泵排液求产，排液后可顺利将管柱起出井筒。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气井压裂技术领域，特别涉及一种分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱。
背景技术
现有防砂卡分层压裂管柱虽然能够实现多个层段的分层压裂功能，但压裂放喷结束后无法实现连续排液，需要压井更换排液管柱，不仅压井液会对地层造成次生污染，压裂液残液在地层长时间滞留也会降低压裂效果，同时延长了工期，增加了投资成本。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种一趟管柱即可实现多层压裂及水力泵排液求产的分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱。
为此，本实用新型技术方案如下：
一种分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱，包括自下而上依次设置的节流喷嘴、第一水力压差封隔器、第一传压托砂皮碗、第一喷砂滑套、第二水力压差封隔器、第二传压托砂皮碗、第二喷砂滑套、封隔器、水力锚、第三传压托砂皮碗和滑套式水力喷射泵，上述各部件之间均通过油管连接。
该一体化工艺管柱还包括分别与所述第一喷砂滑套和所述第二喷砂滑套配套的多个密封球。
所述水力锚为具有防砂卡功能的防砂水力锚；在液体压力的作用下防砂水力锚向外伸出并卡紧套管内壁，防止所述油管因温度变化产生的上下蠕动。
所述封隔器为一具有特别设计的自封压缩式封隔器。该自封压缩式封隔器的具体结构参见已公开专利CN104963652；在进行体化工艺管柱连接安装时，对自封压缩式封隔器底端内壁上的球座进行拆卸后再进行工艺管柱的连接。
所述滑套式水力喷射泵的力喷射泵泵芯在管住初始安装时未设置在所述滑套式水力喷射泵内，而是在后续排液作业时从地面投放设置在所述滑套式水力喷射泵内，实现排液。
所述第二水力压差封隔器、所述第二传压托砂皮碗、所述第二喷砂滑套、所述封隔器、所述水力锚、所述第三传压托砂皮碗和所述滑套式水力喷射泵在未设置泵芯状态下的最小内径均大于最大密封球的球径。
所述第二喷砂滑套的球座内径大于所述第一喷砂滑套的球座内径。
所述节流喷嘴的底端侧壁逐渐向内收缩成锥形，且所述节流喷嘴锥形处的最小内径小于所述第一喷砂滑套的外径，所述第一水力压差封隔器和所述第一传压托砂皮碗的最小内径均大于所述第一喷砂滑套的外径。
连接在所述第一喷砂滑套的上部的油管内壁上形成有限位环形台阶，所述限位环形台阶的内径小于所述第二喷砂滑套的外径，使所述第二喷砂滑套下行限位在所述限位环形台阶处；所述第二水力压差封隔器和所述第二传压托砂皮碗的最小内径均大于所述第一喷砂滑套的外径。
该分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱适用于油井分层压裂。
与现有技术相比，该分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱不仅能够实现一趟管柱多层压裂，还能够在压裂后不动管柱进行水力泵排液求产，排液后可顺利将管柱起出井筒。
附图说明
图1为本实用新型的分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。
该分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱适用于油井分层压裂；例如如图1所示，井下自浅到深依次包括第一待压裂层、第二待压裂层和第三待压裂层；套管下入井内且在套管侧壁上依次开设有分别与第一待压裂层、第二待压裂层和第三待压裂层形成连通的第一压裂作业通道、第二压裂作业通道和第三压裂作业通道。
该分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱，如图1所示，包括自下而上依次设置的节流喷嘴1、第一水力压差封隔器2、第一传压托砂皮碗3、第一喷砂滑套4、第二水力压差封隔器5、第二传压托砂皮碗6、第二喷砂滑套7、封隔器8、水力锚9、第三传压托砂皮碗10和滑套式水力喷射泵11，上述各部件之间均通过油管12连接；其中：
节流喷嘴1的底端侧壁逐渐向内收缩成锥形，且节流喷嘴1锥形处的最小内径小于第一喷砂滑套4的外径，第一水力压差封隔器2和第一传压托砂皮碗3的最小内径均大于第一喷砂滑套4的外径；
该一体化工艺管柱还包括分别与第一喷砂滑套4和第二喷砂滑套7配套的多个密封球；具体地，第二喷砂滑套7的球座内径大于第一喷砂滑套4的球座内径；
连接在第一喷砂滑套4的上部的油管12内壁上形成有限位环形台阶，限位环形台阶的内径小于第二喷砂滑套7的外径，使第二喷砂滑套7下行限位在限位环形台阶处；第二水力压差封隔器5和第二传压托砂皮碗6的最小内径均大于第一喷砂滑套7的外径；
封隔器8为底端内壁上未设置有球座的自封压缩式封隔器；
水力锚9为具有防砂卡功能的防砂水力锚；在液体压力的作用下防砂水力锚向外伸出并卡紧套管内壁，防止油管12因温度变化产生的上下蠕动；
滑套式水力喷射泵11的力喷射泵泵芯在管住初始安装时未设置在滑套式水力喷射泵11内，而是在后续排液作业时从地面投放设置在滑套式水力喷射泵11内，实现排液；
第二水力压差封隔器5、第二传压托砂皮碗6、第二喷砂滑套7、自封压缩式封隔器8、水力锚9、第三传压托砂皮碗10和滑套式水力喷射泵11在未设置泵芯状态下的最小内径均大于最大密封球的球径；
以下通过一具体实施例对该分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱的实施过程进行进一步说明：
按照附图1所示，将组装好的一体化工艺管柱下放至井内预定位置后安装好井口采油树，具体地，第一喷砂滑套4和第二喷砂滑套7分别对应第二待压裂层和第三待压裂层设置，节流喷嘴1的位置对应第一待压裂层。
压裂前打开套管13闸门，泵车从油管12注入压裂液，液体通过节流喷嘴1产生的压差大于2MPa后，第一水力压差封隔器2和第二水力压差封隔器5坐封，封住油管和套管的环空空间。继续泵注液体升压，液体通过节流喷嘴1内外产生的压差大于13MPa后，自封压缩式封隔器8的自封皮碗被释放，自封皮碗与套管内壁间形成初密封。油管12与套管第一通孔连通进行第一待压裂层的压裂
第一待压裂层压裂完毕后，投球，球落在第一喷砂滑套4上堵塞油管12，从油管12泵注液体升压，第一喷砂滑套4上下压差超过20MPa后，剪断第一喷砂滑套4的剪钉，第一喷砂滑套4打开，球和滑套落到节流喷嘴1上堵塞第一待压裂层，同时油管12与套管13的第二通孔连通。继续从油管12泵注液体升压，使第一喷砂滑套4内外产生大于2MPa压差，水力压差封隔器2和水力压差封隔器5坐封，实现双卡第二待压裂层，进行第二待压裂层压裂。
第二待压裂层压裂完毕后，再次投球，球落在第二喷砂滑套7上堵塞油管12，从油管12泵注液体升压，第二喷砂滑套7上下压差超过20MPa后，剪断第二喷砂滑套7的剪钉，第二喷砂滑套7打开，球和滑套落到第一喷砂滑套4上的所述油管12的环形台阶，堵塞第二待压裂层。继续泵注液体升压，使第二喷砂滑套7内外产生大于2MPa压差，水力压差封隔器5坐封，封住第三待压裂层下方的油套环空。继续从油管12泵注液体升压，压力通过第二喷砂滑套7作用在自封压缩式封隔器8下部的自封皮碗上，推动自封皮碗向上运动，压缩自封压缩式封隔器的胶筒，完成自封压缩式封隔器坐封，实现双卡第三待压裂层，进行第三待压裂层压裂。
每层压裂结束后，水力压差封隔器2和水力压差封隔器5的胶筒依靠自身弹性回缩，水力压差封隔器2和水力压差封隔器5自动解封。第二待压裂层压裂结束后，自封压缩式封隔器8仍然保持坐封状态。
放喷排液结束后，油套环空反打压至设计压力，水力喷射泵11的滑套打开。从油管12投入水力喷射泵芯至水力喷射泵11内即可实现水力泵排液功能。
综上所述，本实用新型的内容并不局限于上述的实施例，相同领域内的技术人员可以在本实用新型的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本实用新型的范围之内。
Claims (8)
1.一种分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱，其特征在于，包括自下而上依次设置的节流喷嘴(1)、第一水力压差封隔器(2)、第一传压托砂皮碗(3)、第一喷砂滑套(4)、第二水力压差封隔器(5)、第二传压托砂皮碗(6)、第二喷砂滑套(7)、封隔器(8)、水力锚(9)、第三传压托砂皮碗(10)和滑套式水力喷射泵(11)，上述各部件之间均通过油管(12)连接。
2.根据权利要求1所述的分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱，其特征在于，还包括分别与所述第一喷砂滑套(4)和所述第二喷砂滑套(7)配套的多个密封球。
3.根据权利要求1所述的分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱，其特征在于，所述水力锚(9)为具有防砂卡功能的防砂水力锚。
4.根据权利要求1所述的分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱，其特征在于，所述封隔器(8)为底端内壁上未设置有球座的自封压缩式封隔器。
5.根据权利要求2所述的分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱，其特征在于，所述第二水力压差封隔器(5)、所述第二传压托砂皮碗(6)、所述第二喷砂滑套(7)、所述封隔器(8)、所述水力锚(9)、所述第三传压托砂皮碗(10)和所述滑套式水力喷射泵(11)在未设置泵芯状态下的最小内径均大于最大密封球的球径。
6.根据权利要求1所述的分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱，其特征在于，所述第二喷砂滑套(7)的球座内径大于所述第一喷砂滑套(4)的球座内径。
7.根据权利要求1所述的分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱，其特征在于，所述节流喷嘴(1)的底端侧壁逐渐向内收缩成锥形，且所述节流喷嘴(1)锥形处的最小内径小于所述第一喷砂滑套(4)的外径，所述第一水力压差封隔器(2)和所述第一传压托砂皮碗(3)的最小内径均大于所述第一喷砂滑套(4)的外径。
8.根据权利要求1所述的分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱，其特征在于，连接在所述第一喷砂滑套(4)的上部的油管(12)内壁上形成有限位环形台阶，所述限位环形台阶的内径小于所述第二喷砂滑套(7)的外径，使所述第二喷砂滑套(7)下行限位在所述限位环形台阶处；所述第二水力压差封隔器(5)和所述第二传压托砂皮碗(6)的最小内径均大于所述第一喷砂滑套(7)的外径。
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| CN201620920702.6U CN205955717U (zh) | 2016-08-22 | 2016-08-22 | 分层压裂与水力泵排液一体化工艺管柱 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110397423A (zh) * | 2018-04-18 | 2019-11-01 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种三层试油管柱及试油方法 |
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2016
- 2016-08-22 CN CN201620920702.6U patent/CN205955717U/zh active Active
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