CN218030166U - 一种适用于小井眼的压裂管柱 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种适用于小井眼的压裂管柱，包括由上到下依次设置的上封隔组件和下封隔组件，上封隔组件包括自封压缩式封隔器，下封隔组件包括扩张式封隔器，自封压缩式封隔器的皮碗朝下设置，上封隔组件和下封隔组件之间连接第一油管。本申请提供的压裂管柱可有效降低小井眼工况下的卡钻事故率，有利于提高施工成功率。

Description

一种适用于小井眼的压裂管柱

技术领域

本申请涉及压裂管柱技术领域，特别是涉及一种适用于小井眼的压裂管柱。

背景技术

国内大多数油藏进入开发中后期，为充分发掘油藏潜力，在老井段侧钻新井眼成为一种更为经济有效的工艺技术。受老井段套管尺寸限制，侧钻获得的新井眼往往尺寸较小，对其进行压裂改造时，传统的压裂管柱受制于管柱结构、尺寸等因素，施工磨阻大、易卡钻，安全性较低。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种适用于小井眼的压裂管柱，可有效降低小井眼工况下的卡钻事故率，有利于提高施工成功率。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种适用于小井眼的压裂管柱，包括由上到下依次设置的上封隔组件和下封隔组件，所述上封隔组件包括自封压缩式封隔器，所述下封隔组件包括扩张式封隔器，所述自封压缩式封隔器的皮碗朝下设置，所述上封隔组件和所述下封隔组件之间连接第一油管。

可选地，在上述压裂管柱中，所述下封隔组件包括位于所述扩张式封隔器上方的滑套喷砂器，所述扩张式封隔器的中心管的上部管体内设置有用于与所述滑套喷砂器的滑套芯子配合的中心管台阶，所述上部管体的内壁开设有与所述扩张式封隔器连通的传压孔，所述传压孔位于所述中心管台阶的上方。

可选地，在上述压裂管柱中，所述下封隔组件包括位于所述扩张式封隔器的下方的第一水力锚和节流器，所述扩张式封隔器、所述第一水力锚和所述节流器依次连接。

可选地，在上述压裂管柱中，所述自封压缩式封隔器为ZY531型封隔器，所述扩张式封隔器为K344型封隔器。

可选地，在上述压裂管柱中，所述自封压缩式封隔器的上端连接第二水力锚。

可选地，在上述压裂管柱中，所述第二水力锚的上端连接第一丢手。

可选地，在上述压裂管柱中，所述上封隔组件的上端通过第二油管与安全接头组件连接，所述安全接头组件包括由上到下依次设置的第二丢手和第三水力锚。

可选地，在上述压裂管柱中，包括与所述第二油管通过所述安全接头组件连接的第三油管，所述第三油管、所述第二油管和所述第一油管的直径依次减小。

可选地，在上述压裂管柱中，所述第三油管、所述第二油管和所述第一油管的直径依次为三又二分之一英寸、二又八分之七英寸和二又八分之三英寸。

根据上述技术方案可知，本申请提供了一种适用于小井眼的压裂管柱，包括通过第一油管连接的上封隔组件和下封隔组件，上封隔组件和下封隔组件由上到下依次设置，上封隔组件包括自封压缩式封隔器，下封隔组件包括扩张式封隔器，而且，自封压缩式封隔器的皮碗朝下设置，这样，在下封隔组件的扩张式封隔器完成座封时，上封隔组件的自封压缩式封隔器能够仅皮碗伸出完成预封而胶筒不工作(即胶筒不压缩变形)，那么在第一段压裂施工时油套环空内来自上封隔组件上方的平衡压可以作用于下封隔组件处，实现了在压裂施工中有效监测套压的同时，使下封隔组件的封隔器胶筒承受较小的压差，确保了施工能够顺利完成。在施工完成后，上封隔组件和下封隔组件的封隔器均为自动解封，无需额外的解封操作，因此降低了管柱压后卡钻的风险，具有较高的使用安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的适用于小井眼的压裂管柱的使用状态示意图；

图2是图1中的下封隔组件1的结构示意图；

图3是图1中的上封隔组件3的结构示意图；

图4是图1中的安全接头组件5的结构示意图。

图中标记为：

A、上部套管；B、尾管悬挂器；C、侧钻井眼套管；D、第二地层；E、第一地层；

1、下封隔组件；101、滑套喷砂器；1011、滑套芯子；102、扩张式封隔器；1021、中心管台阶；1022、传压孔；103、第一水力锚；104、节流器；

2、第一油管；

3、上封隔组件；301、第一丢手；302、第二水力锚；303、自封压缩式封隔器；3031、皮碗；3032、胶筒；

4、第二油管；

5、安全接头组件；501、第二丢手；502、第三水力锚；

6、第三油管。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1～图4所示，本申请实施例提供了一种适用于小井眼的压裂管柱，包括由上到下依次设置的上封隔组件3和下封隔组件1，其中，上封隔组件3包括自封压缩式封隔器303，下封隔组件1包括扩张式封隔器102，上封隔组件3和下封隔组件1之间连接第一油管2，自封压缩式封隔器303的皮碗3031朝下设置，即皮碗3031的大端(或者说碗口)朝向下封隔组件1设置。下面以图1所示的侧钻小井眼为例，侧钻井眼套管C的上端通过尾管悬挂器B固定于上部套管A内，压裂管柱下入到侧钻井眼套管C后可对第一地层E和第二地层D两个油气层进行连续性施工(下入压裂管柱之前预先对各油气层进行射孔作业)。

压裂管柱下入到对应位置进行压裂时，在第一阶段，流过第一油管2的液体排量提高，下封隔组件1的扩张式封隔器102在节流压差作用下完成座封，与此同时，上封隔组件3的自封压缩式封隔器303的皮碗3031伸出完成预封，由于自封压缩式封隔器303仅完成了预封(即自封压缩式封隔器303的胶筒3032尚未工作)，而且皮碗3031朝下设置具有自下而上的单向密封功能，所以油套环空内来自上封隔组件3上方的平衡压可以作用于下封隔组件1处，保障了对第一地层E进行压裂改造时扩张式封隔器102的施工安全，即，扩张式封隔器102牢靠地保持座封状态。在第二阶段，也就是第一地层E压裂完成后，投球封堵下封隔组件1的中心通道，油套环空压力作用于皮碗3031使其向上移动，胶筒3032压缩变形完成座封，然后对第二地层D进行压裂改造。当全部压裂施工结束后，自封压缩式封隔器303的胶筒3032回弹皮碗3031完成解封，随后扩张式封隔器102由于内外压差平衡自动解封，均无需额外的解封操作，从而降低了管柱压后卡钻的风险，具有较高的使用安全性。

如图2所示，本实施例中，下封隔组件1包括位于扩张式封隔器102上方的滑套喷砂器101，扩张式封隔器102的中心管的上部管体内设置有用于与滑套喷砂器101的滑套芯子1011配合的中心管台阶1021，上部管体的内壁开设有与扩张式封隔器102连通的传压孔1022，传压孔1022位于中心管台阶1021的上方。在前述的第一阶段，即对第一地层E进行压裂改造时，滑套芯子1011位于滑套喷砂器101内，投球时钢球落于滑套芯子1011使滑套芯子1011下行至中心管台阶1021处，之后进入前述的第二阶段，即对第二地层D进行压裂改造。在第二阶段，液体经滑套芯子1011的外壁与中心管的内壁之间的缝隙流入传压孔1022，传压孔1022与扩张式封隔器102连通，因此液体压力使扩张式封隔器102保持座封状态。本申请将与滑套芯子1011配合的中心管台阶1021设置在扩张式封隔器102的中心管的上部管体，这样可使下封隔组件1能够做得更细，即下封隔组件1的外径更小。

为了进一步提高施工安全性，本申请可以令下封隔组件1包括位于扩张式封隔器102的下方的第一水力锚103和节流器104，扩张式封隔器102、第一水力锚103和节流器104依次连接。节流器104在前述的第一阶段形成节流压差，使扩张式封隔器102完成座封以及自封压缩式封隔器303完成预封。投球之后，第一水力锚103由于内外压差平衡自动失效，从而降低最终解封难度。

同样地，上封隔组件3也可以包括水力锚，如图3所示，本实施例令自封压缩式封隔器303的上端连接第二水力锚302。为了在压裂施工结束后取出管柱时应对上提吨位异常的情况，本申请优选令第二水力锚302的上端连接第一丢手301，如上提吨位异常，可正旋管柱使第一丢手301的接头完成丢手。

如图1所示，上封隔组件3的上端通过第二油管4与安全接头组件5连接，第二油管4通过安全接头组件5与第三油管6连接，即，本实施例的压裂管柱采用常规油管组合，属于不动管柱施工，与拖动管柱施工相比，无需使用连续油管或带压作业设备，因此作业成本更低。优选地，本申请令第三油管6、第二油管4和第一油管2的直径依次减小，例如，第三油管6、第二油管4和第一油管2的直径依次为三又二分之一英寸、二又八分之七英寸和二又八分之三英寸，安全接头组件5以上连接三又二分之一英寸油管可增加管柱抗拉能力、增大通径以降低磨阻，安全接头组件5与上封隔组件3之间连接二又八分之七英寸油管可以使管柱通过尾管悬挂器B下入侧钻小井眼内，上封隔组件3与下封隔组件1之间连接二又八分之三英寸油管可使喷砂器打开后获得更大的油套环空，降低施工磨阻。

如图4所示，本实施例中，安全接头组件5包括由上到下依次设置的第二丢手501和第三水力锚502，如果上提吨位异常且前述的第一丢手301出现异常，可投入钢球打压后再正旋使第二丢手501的接头完成丢手，其后进行打捞作业。

本申请的压裂管柱为可取式管柱，即施工前下入井内，压裂全部完成后取出，套管不受影响可在施工后继续保持全通径。压裂全部完成后如出现砂卡异常情况可进行反循环洗井，放喷后起出全部压裂管柱。

在一优选的实施方式中，本申请令自封压缩式封隔器303为ZY531型封隔器，扩张式封隔器102为K344型封隔器。需要说明的是，上述封隔器型号是按照分类代码、固定方式代号、坐封方式代号以及解封方式代号四个参数依次排列进行编制的，具体可参照以下表1和表2。

表1封隔器的分类代号说明

分类名称	自封式	压缩式	扩张式	组合式
					分类代号	Z	Y	K	用各式的分类代号组合表示

表2封隔器型号代号说明

代号

1

2

3

4

5

6

固定方式

尾管支撑

单向卡瓦

悬挂

双向卡瓦

锚瓦

—

坐封方式

提放管柱

转动管柱

自封

液压

下工具

热力

解封方式

提放管柱

转动管柱

钻洗

液压

下工具

热力

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种适用于小井眼的压裂管柱，其特征在于，包括由上到下依次设置的上封隔组件和下封隔组件，所述上封隔组件包括自封压缩式封隔器，所述下封隔组件包括扩张式封隔器，所述自封压缩式封隔器的皮碗朝下设置，所述上封隔组件和所述下封隔组件之间连接第一油管。

2.根据权利要求1所述的压裂管柱，其特征在于，所述下封隔组件包括位于所述扩张式封隔器上方的滑套喷砂器，所述扩张式封隔器的中心管的上部管体内设置有用于与所述滑套喷砂器的滑套芯子配合的中心管台阶，所述上部管体的内壁开设有与所述扩张式封隔器连通的传压孔，所述传压孔位于所述中心管台阶的上方。

3.根据权利要求2所述的压裂管柱，其特征在于，所述下封隔组件包括位于所述扩张式封隔器的下方的第一水力锚和节流器，所述扩张式封隔器、所述第一水力锚和所述节流器依次连接。

4.根据权利要求1所述的压裂管柱，其特征在于，所述自封压缩式封隔器为ZY531型封隔器，所述扩张式封隔器为K344型封隔器。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的压裂管柱，其特征在于，所述自封压缩式封隔器的上端连接第二水力锚。

6.根据权利要求5所述的压裂管柱，其特征在于，所述第二水力锚的上端连接第一丢手。

7.根据权利要求6所述的压裂管柱，其特征在于，所述上封隔组件的上端通过第二油管与安全接头组件连接，所述安全接头组件包括由上到下依次设置的第二丢手和第三水力锚。

8.根据权利要求7所述的压裂管柱，其特征在于，包括与所述第二油管通过所述安全接头组件连接的第三油管，所述第三油管、所述第二油管和所述第一油管的直径依次减小。

9.根据权利要求8所述的压裂管柱，其特征在于，所述第三油管、所述第二油管和所述第一油管的直径依次为三又二分之一英寸、二又八分之七英寸和二又八分之三英寸。

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