CN213016310U - 一种多功能完井压裂一体化管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多功能完井压裂一体化管柱，小油管设置在技术套管内，在技术套管的首端设置油管挂，在小油管的首端与油管挂相连，在小油管上由上至下依次设置井下安全阀、固定式气举阀、第一油管携带式封隔器、生产滑套、第二油管携带式封隔器和定位/插入密封，小油管的尾端设置引鞋，小油管的尾端通过引鞋和定位/插入密封与压裂预置管柱的首端相连；定位/插入密封和引鞋插入回插密封筒内，在回插密封筒的下方设置尾管悬挂器，大油管的首端与尾管悬挂器相连，大油管设置在水平井筒内，沿着大油管的延伸方向依次设置分层采油装置，在大油管的尾端依次设置球座和浮鞋。该管柱实现气举、分采、自主诱喷及裸眼分段压裂等功能。

Description

一种多功能完井压裂一体化管柱

技术领域

本实用新型涉及油气田完井压裂技术领域，更具体地说涉及一种多功能完井压裂一体化管柱。

背景技术

低孔渗油气藏实施压裂改造过程中，需解决多个问题并考虑多方面因素，包括水平井段完井方式、完井后能否试生产、压裂段数选择、大斜度井管柱下入困难、压裂施工过程中管柱的安全性、能否多层分采、是否具备气举功能、后期起管柱等，为解决上述多项问题，通过完井压裂工具优选、组合，理论计算及软件模拟，设计出了一套兼具气举、分采、自主诱喷、裸眼水平井分段压裂的多功能完井压裂生产一体化管柱。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术中的不足，低孔渗油气藏实施压裂改造过程中，存在现有完井压裂管柱技术不足的问题，提供了一种多功能完井压裂一体化管柱，通过将固定式气举阀、油管携带式封隔器、生产滑套、插入密封、尾管悬挂器、裸眼封隔器、压裂滑套、压差滑套及井筒隔离阀，按照逻辑顺序进行系统的组合连接，最终实现完井压裂管柱兼具气举、分采、自主诱喷及裸眼分段压裂等多种功能，解决了现有完井压裂管柱技术不足的问题。

本实用新型的目的通过下述技术方案予以实现。

一种多功能完井压裂一体化管柱，包括生产管柱和压裂预置管柱，

所述生产管柱包括油管挂、小油管、井下安全阀、固定式气举阀、第一油管携带式封隔器、生产滑套、第二油管携带式封隔器、定位/插入密封和引鞋，所述小油管设置在技术套管内，在所述技术套管的首端设置所述油管挂，在所述小油管的首端与所述油管挂相连，在所述小油管上由上至下依次设置所述井下安全阀、所述固定式气举阀、所述第一油管携带式封隔器、所述生产滑套、所述第二油管携带式封隔器和所述定位/插入密封，所述小油管的尾端设置所述引鞋，所述小油管的尾端通过引鞋和定位/插入密封与所述压裂预置管柱的首端相连；

所述压裂预置管柱包括回插密封筒、尾管悬挂器、大油管、分层采油装置、球座和浮鞋，所述定位/插入密封和所述引鞋插入所述回插密封筒内，在所述回插密封筒的下方设置所述尾管悬挂器，所述大油管的首端与所述尾管悬挂器相连，所述大油管设置在水平井筒内，沿着所述大油管的延伸方向依次设置所述分层采油装置，在所述大油管的尾端依次设置所述球座和所述浮鞋，压裂预置管柱下到位后，能够投球至球座，通过向压裂预置管柱的正加压，以实现尾管悬挂器的坐封。

所述分层采油装置包括第一裸眼封隔器、压裂滑套和第二裸眼封隔器，所述第一裸眼封隔器和所述第二裸眼封隔器套接在所述大油管的外壁上，所述第一裸眼封隔器和所述第二裸眼封隔器用于将大油管和水平井筒之间的环空进行压裂分段，并对水平井筒进行支撑，在所述第一裸眼封隔器和所述第二裸眼封隔器之间的大油管上设置所述压裂滑套。

所述分层采油装置的数量为2-4个。

在所述分层采油装置和所述球座之间的大油管上设置有压差滑套，裸眼封隔器和压差滑套相配合，以实现对水平井筒的支撑和压裂分段。

在所述压差滑套和所述球座之间的大油管上还设置有井筒隔离阀，井筒隔离阀能够实现压裂预置管柱下入过程中井液的隔离，实现正循环，保证水平井筒内杂质不会进入压裂预置管柱内。

在所述油管挂通过短节与所述小油管的首端相连。

在所述第二油管携带式封隔器和所述定位/插入密封之间的小油管上设置有工作筒，生产管柱下到位后，投堵塞器至工作筒处，向生产管柱正打压用于坐封第一油管携带式封隔器和第二油管携带式封隔器。

固定式气举阀通过向技术套管和小油管之间的环空注入气体，达到一定压力后，固定式气举阀开启，以实现环空注气气举功能。

第一油管携带式封隔器、生产滑套和第二油管携带式封隔器三者共同作用，以实现对技术套管中对应产层的卡封。

本实用新型的有益效果为：本实用新型可满足裸眼水平井分段压裂的需求，裸眼段无需下套管，亦无需套管内射孔完井；本实用新型可利用固定式气举阀，环空注气气举，辅助压后返排，亦可满足气举生产；本实用新型可实现压裂层与其他产层的分层开采，压裂层后期产能不足时，可利用上部产层自主诱喷。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中：1为油管挂；2为短节；3为小油管；4为井下安全阀；5为固定式气举阀；6 为第一油管携带式封隔器；7为生产滑套；8为第二油管携带式封隔器；9为工作筒；10 为定位/插入密封；11为引鞋；12为技术套管；

A为回插密封筒；B为尾管悬挂器；C为大油管；D为第一裸眼封隔器；E为第一压裂滑套；F为第二裸眼封隔器；G为第二压裂滑套；H为第三裸眼封隔器；I为第三压裂滑套；J为第四裸眼封隔器；K为压差滑套；L为井筒隔离阀；M为球座；N为浮鞋；O 为水平井筒。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。

实施例一

一种多功能完井压裂一体化管柱，包括生产管柱和压裂预置管柱，

生产管柱包括油管挂1、小油管3、井下安全阀4、固定式气举阀5、第一油管携带式封隔器6、生产滑套7、第二油管携带式封隔器8、定位/插入密封10和引鞋11，小油管3设置在技术套管12内，在技术套管12的首端设置油管挂1，在小油管3的首端与油管挂1相连，在小油管3上由上至下依次设置井下安全阀4、固定式气举阀5、第一油管携带式封隔器6、生产滑套7、第二油管携带式封隔器8和定位/插入密封10，小油管3 的尾端设置引鞋11，小油管3的尾端通过引鞋11和定位/插入密封10与压裂预置管柱的首端相连；

压裂预置管柱包括回插密封筒A、尾管悬挂器B、大油管C、分层采油装置、球座 M和浮鞋N，定位/插入密封10和引鞋11插入回插密封筒A内，在回插密封筒A的下方设置尾管悬挂器B，大油管C的首端与尾管悬挂器B相连，大油管C设置在水平井筒 O内，沿着大油管C的延伸方向依次设置分层采油装置，在大油管C的尾端依次设置球座M和浮鞋N，压裂预置管柱下到位后，能够投球至球座M，通过向压裂预置管柱的正加压，以实现尾管悬挂器B的坐封。

固定式气举阀5通过向技术套管12和小油管3之间的环空注入气体，达到一定压力后，固定式气举阀5开启，以实现环空注气气举功能。

第一油管携带式封隔器6、生产滑套7和第二油管携带式封隔器8三者共同作用，以实现对技术套管12中对应产层的卡封。

实施例二

在实施例一的基础上，分层采油装置包括第一裸眼封隔器D、压裂滑套和第二裸眼封隔器F，第一裸眼封隔器D和第二裸眼封隔器F套接在大油管C的外壁上，第一裸眼封隔器D和第二裸眼封隔器F用于将大油管C和水平井筒O之间的环空进行压裂分段，并对水平井筒O进行支撑，在第一裸眼封隔器D和第二裸眼封隔器F之间的大油管上设置压裂滑套。

分层采油装置的数量为2-4个。

分层采油装置的数量为3个时，第一裸眼封隔器D、第一压裂滑套E、第二裸眼封隔器F、第二压裂滑套G、第三裸眼封隔器H、第三压裂滑套I和第四裸眼封隔器J，在所述大油管的外侧依次设置有第一裸眼封隔器D、第二裸眼封隔器F、第三裸眼封隔器H 和第四裸眼封隔器J，在第一裸眼封隔器D和第二裸眼封隔器F之间的大油管上设置第一压裂滑套E，第二裸眼封隔器F和第三裸眼封隔器H之间的大油管上设置第二压裂滑套G，在第三裸眼封隔器H和第四裸眼封隔器J之间的大油管上设置第三压裂滑套I。

实施例三

在实施例二的基础上，在分层采油装置和球座M之间的大油管C上设置有压差滑套K，裸眼封隔器和压差滑套K相配合，以实现对水平井筒O的支撑和压裂分段。

在压差滑套K和球座M之间的大油管C上还设置有井筒隔离阀L，井筒隔离阀L 能够实现压裂预置管柱下入过程中井液的隔离，实现正循环，保证水平井筒O内杂质不会进入压裂预置管柱内。

在油管挂1通过短节2与小油管3的首端相连。

在第二油管携带式封隔器8和定位/插入密封10之间的小油管上设置有工作筒9，生产管柱下到位后，投堵塞器至工作筒处，向生产管柱正打压用于坐封第一油管携带式封隔器6和第二油管携带式封隔器8。

一种多功能完井压裂一体化管柱的安装方法，按照下述步骤进行：

A.下入压裂预置管柱

步骤1，按照压裂预置管柱组合将各个组件和工具进行连接，得到压裂预置管柱；

步骤2，下入压裂预置管柱过程中，需要向水平井筒内灌浆，每下入5根小油管用灌浆一次，连接钻杆至尾管悬挂器的座封工具顶部后，灌浆满并小排量打通，记录排量泵压，停泵测上提下放悬重；

步骤3，继续下钻进入水平井筒，控制压裂预置管柱的下放速度，在下入过程中禁止左转，如果需要旋转下入，扭矩不能超过尾管悬挂器连接最小扭矩值，如果右转，须缓慢释放扭矩；

步骤4，下钻到位，测上提下放悬重，投隔离球，用工作液送球至井筒隔离阀，控制循环排量；

步骤5，隔离球到位后，逐级打压坐封裸眼封隔器：首先，打压关闭井筒隔离阀，并同时启动尾管悬挂器和裸眼封隔器，过提验尾管悬挂器胶皮；

步骤6，下压压裂预置管柱使尾管悬挂器送入服务工具处于受压状态，压裂预置管柱内加压脱手服务工具，起钻；

B.下入生产管柱

步骤1，按照生产管柱将各个组件和工具进行连接，得到生产管柱；

步骤2，下入生产管柱期间，每隔500-1000米，利用钢丝作业下入SIM工具对小油管进行试压；

步骤3，待下至井下安全阀时，将控制管线与井下安全阀接口进行连接，对井下安全阀进行功能测试及试压；

步骤4，小油管下入到位后，定位/插入密封试插入至回插密封筒，最大下压不超过50kN，根据试插入结果配长；

步骤5，将油管挂与小油管进行连接，钢丝下入SIM工具，对小油管试压；

步骤6，连接提升小油管，做液控管线穿越，并对液控管线试压，缓慢下放油管挂至采油树油管四通内。

施工的注意事项：灌浆选用钻井泥浆，确保井眼规则、井壁稳定；优化井眼轨迹设计，井斜及狗腿控制在合理范围内；对井眼进行处理及通井，模拟压裂预置管柱的下入，确保井眼顺畅；结合测井径及电测数据，优化裸眼封隔器及压裂滑套位置；悬挂器下至井斜较小的位置，便于后续的回插。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种多功能完井压裂一体化管柱，其特征在于：包括生产管柱和压裂预置管柱，

所述生产管柱包括油管挂、小油管、井下安全阀、固定式气举阀、第一油管携带式封隔器、生产滑套、第二油管携带式封隔器、定位/插入密封和引鞋，所述小油管设置在技术套管内，在所述技术套管的首端设置所述油管挂，在所述小油管的首端与所述油管挂相连，在所述小油管上由上至下依次设置所述井下安全阀、所述固定式气举阀、所述第一油管携带式封隔器、所述生产滑套、所述第二油管携带式封隔器和所述定位/插入密封，所述小油管的尾端设置所述引鞋，所述小油管的尾端通过引鞋和定位/插入密封与所述压裂预置管柱的首端相连；

所述压裂预置管柱包括回插密封筒、尾管悬挂器、大油管、分层采油装置、球座和浮鞋，所述定位/插入密封和所述引鞋插入所述回插密封筒内，在所述回插密封筒的下方设置所述尾管悬挂器，所述大油管的首端与所述尾管悬挂器相连，所述大油管设置在水平井筒内，沿着所述大油管的延伸方向依次设置所述分层采油装置，在所述大油管的尾端依次设置所述球座和所述浮鞋。

2.根据权利要求1所述的一种多功能完井压裂一体化管柱，其特征在于：所述分层采油装置包括第一裸眼封隔器、压裂滑套和第二裸眼封隔器，所述第一裸眼封隔器和所述第二裸眼封隔器套接在所述大油管的外壁上，所述第一裸眼封隔器和所述第二裸眼封隔器用于将大油管和水平井筒之间的环空进行压裂分段，并对水平井筒进行支撑，在所述第一裸眼封隔器和所述第二裸眼封隔器之间的大油管上设置所述压裂滑套。

3.根据权利要求2所述的一种多功能完井压裂一体化管柱，其特征在于：所述分层采油装置的数量为2-4个。

4.根据权利要求2所述的一种多功能完井压裂一体化管柱，其特征在于：在所述分层采油装置和所述球座之间的大油管上设置有压差滑套。

5.根据权利要求2所述的一种多功能完井压裂一体化管柱，其特征在于：在所述压裂滑套和所述球座之间的大油管上还设置有井筒隔离阀。

6.根据权利要求2所述的一种多功能完井压裂一体化管柱，其特征在于：在所述油管挂通过短节与所述小油管的首端相连。

7.根据权利要求2所述的一种多功能完井压裂一体化管柱，其特征在于：在所述第二油管携带式封隔器和所述定位/插入密封之间的小油管上设置有工作筒。

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