CN218493590U - 一种免射孔压裂管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种免射孔压裂管柱，属于石油天然气工程井下设备制造技术领域。包括压裂管体，压裂管体的一端设置有母扣，压裂管体的另一端设置有用于与另一根压裂管体上母扣配合的公扣，压裂管体上沿自身长度方向间隔开设有若干个贯穿压裂管体外壁的压裂孔，压裂孔内填充设置有能溶解于压裂液中的封堵部。通过向压裂管体内泵入压裂液，由压裂液将封堵部溶解后，压裂液从压裂孔处喷出并对周围地面进行压裂处理。具有降低成本、降低施工风险、易加工等效果。

Description

一种免射孔压裂管柱

技术领域

本实用新型涉及石油天然气工程井下设备制造技术领域，尤其涉及一种免射孔压裂管柱。

背景技术

在石油天然气的完井和压裂工程中，尤其是页岩气、致密气、致密油的开采过程中，完井以及压裂时，需要先在井中下入生产套管，在生产套管的底部接上可延时打开的趾端滑套。在压裂作业的时候，在地面通过生产套管内的工作液(完井液或者压裂液)施加高压，将趾端滑套打开，进行压力测试，然后在延时结束趾端滑套彻底打开之后，让工作液进入地层进行第一段的压裂，之后使用射孔枪工具在生产套管上陆续射穿套管并逐段将工作液压进地层，直到所有需要压裂的地层都压开，地层中的工作液、石油和天然气再通过趾端滑套的孔和生产套管上射穿的孔流入井筒内，到达地面。

趾端滑套价格比较昂贵，如果提前打开，则试压作业不能完成。如果发生打不开的情况，则需要在滑套上补射孔形成通道。目前无论是页岩气还是致密气、致密油的埋藏深度都比较深，射孔时需要使用的作业机难以达到这个深度。随着深层石油和天然气的发现，开采和石油天然气又要求必须能够达到这个深度，就会形成工程难题。

同时，射孔作业需要使用到的射孔弹属于火工品，运输风险以及使用风险比较大，社会管理成本比较高。在生产套管上通过火工品爆炸射出来的孔道形状不规则，在压裂液通过该孔道进出地层，以及石油、天然气通过该孔道进入井筒时，都将形成额外的阻力，不利于增加单井的石油天然气产量。

实用新型内容

鉴于以上问题，本实用新型提供一种免射孔压裂管柱。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：

提供一种免射孔压裂管柱，包括压裂管体，压裂管体的一端设置有母扣，压裂管体的另一端设置有用于与另一根压裂管体上母扣配合的公扣，压裂管体上沿自身长度方向间隔开设有若干个贯穿压裂管体外壁的压裂孔，压裂孔内填充设置有能溶解于压裂液中的封堵部。

进一步地，若干个压裂孔呈螺旋排列在设置在压裂管体的外壁上。

进一步地，封堵部包括孔外部、填充部和孔内部，填充部填充在压裂孔内，孔外部位于压裂管体的外侧，孔外部的一侧表面与压裂管体外壁相贴合，孔外部的另一侧表面与压裂管体的外壁形状相适配，孔内部位于压裂管体的内部，孔内部的一侧表面与压裂管体内壁相贴合，孔内部的另一侧表面与压裂管体的内壁形状相适配。

进一步地，封堵部的内部空心，封堵部的内部形成网格支撑结构。

进一步地，封堵部采用可溶镁铝合金。

进一步地，压裂管体的内壁上开设有限位环槽，限位环槽沿压裂管体的长度方向间隔设置有多条，多条限位环槽与压裂管体上的压裂孔一一对应，限位环槽位于每个压裂孔靠近地面的一侧。

进一步地，限位环槽的内壁上沿压裂管体的周向设置有止水环，限位环槽内设置有若干个止水环，止水环远离限位环槽的边缘与压裂管体的内壁齐平。

本实用新型的有益效果为：

1，节约了昂贵的趾端滑套采购费用以及射孔施工费用，降低了火工品管理的社会成本，降低了施工风险。

2，形成的压裂孔孔道规则，有利于降低压裂施工时的阻力，有利于石油和天然气流入井筒，增加单井的产量。

3，加工孔道简便易行，常规的机加工厂家即可加工孔道。

4，封堵材料易于寻找，有利于降低成本。

5，本管柱未改变石油管柱的结构，与石油工程中目前使用的管柱能够连接，并且在车间中易于加工。

附图说明

图1为本申请实施例1的压裂管柱的整体结构示意图。

图2为本申请实施例1的封堵部的整体结构示意图。

图3为本申请实施例2的压裂管柱的剖视结构示意图。

图4为本申请实施例2的封堵部的剖视结构示意图。

其中，1、压裂管体；11、母扣；12、公扣；13、限位环槽；14、止水环；2、压裂孔；3、封堵部；31、孔外部；32、填充部；33、孔内部。

具体实施方式

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

实施例1

本申请实施例公开一种免射孔压裂管柱。参照图1，包括压裂管体1，压裂管体1的一端设有母扣11，另一端设有公扣12，压裂管体1的外壁上开设有贯穿压裂管体1的压裂孔2，压裂孔2内填充有能溶解于压裂液中的封堵部3。

其中，压裂管体1上的公扣12与母扣11型号适配，在进行石油天然气的完井和压裂过程中，可以采用多根压裂管体1依次排列，相邻压裂管体1之间通过公扣12、母扣11连接为一体。在本申请实施例中，公扣12为压裂管体1一端同轴凸出的筒体，筒体的外壁上设有外螺纹，母扣11为压裂管体1另一端同轴内凹的凹槽，凹槽的内壁上设有内螺纹，公扣12与母扣11之间采用螺纹连接。在其他实施例中，公扣12与母扣11还可以为快插接头快速卡接连接。

在本申请实施例中，压裂管体1外壁上的压裂孔2呈螺旋排列在压裂管体1的外壁上。采用螺旋排列的压裂孔2可以对地下压裂管体1周围的岩石等均匀压裂，使得在完井和压裂过程中井下结构稳定，并且可以均匀收集压裂管体1周围的石油、天然气等燃料，提高收集效率。

参照图2，在本申请实施例中，封堵部3具体可采用可溶金属材料，具体可采用可溶美铝合金。根据封堵部3生产工艺的调整，可以调节封堵部3的溶解时间。封堵部3包括孔外部31、填充部32和孔内部33，填充部32与压裂孔2适配，并填充满压裂孔2，孔外部31和孔内部33分别位于填充部32的两端，并且孔外部31与孔内部33的外径尺寸均大于压裂孔2的直径。孔外部31位于压裂管体1的外侧，孔内部33位于压裂管体1的内侧，孔外部31的一侧表面与压裂管体1外壁相贴合，另一侧表面与压裂管体1的外壁形状相适配，孔内部33的一侧表面与压裂管体1内壁相贴合，另一侧表面与压裂管体1的内壁形状相适配。通过孔外部31与孔内部33，可使得封堵部3能稳定卡接在压裂管体1的压裂孔2位置。

在采用本申请实施例提出的一种免射孔压裂管柱进行完井和压裂操作时，采用了如下步骤：

第一步，准备所需要的压裂管体1，并将压裂管体1之间以及压裂管体1与其他管子连接起来，将压裂管体1置于原计划使用趾端滑套的位置以及需要射孔的位置。将整个管串下入井中，泵入水泥浆，之后泵入完井液将水泥浆顶替到位，等待水泥浆凝固，将管串固定在井内。

第二步，按照原计划进行试压作业，向管串中泵入完井液，以完成试压作业。试压完成后，将油管(尺寸小于本申请实施例中压裂管体1内径)下部安装皮碗，下到压裂管体1底部压裂孔2上方的位置，泵入适量压裂液，带封堵部3溶解入压裂液中，压裂孔2的孔道打开。

第三步，利用第二部形成的孔道进行压第一段的裂作业，将压裂液压入地层。

第四步，下入可溶桥塞或者泵入压裂支撑剂封隔第一段。

第五步，将带皮碗的油管下入原计划射孔的压裂段之上，泵入适量压裂液，等待该计划射孔的压裂段中的封堵部3溶解，压裂管体1上的压裂孔2孔道打开，将压裂液通过孔道压入地层，下入可溶桥塞或者泵入压裂支撑剂封隔已经压裂的段。

第六步，重复第五步，直到完成所有段的压裂作业。

第七步，起出所有油管，将工作液、石油和天然气排出井筒。

实施例2

参照图3，实施例2与实施例1区别在于，封堵部3的内部结构不同，以及在压裂管体1的内壁上开设有限位环槽13。

参照图4，在本申请实施例中，封堵部3的内部呈空心设置，封堵部3的内部形成有网格支撑结构。封堵部3内部的网格支撑结构采用于封堵部3相同材质制成。通过将封堵部3内部设置为空心，可有效减少封堵部3完全溶解所需时间，提高完井和压裂操作效率，而封堵部3内部的支撑结构可以较好地维持封堵部3整体结构强度，以使得封堵部3能深入低下并维持形态。

在本申请实施例中，压裂管体的内壁上开设有限位环槽，限位环槽沿压裂管体的长度方向间隔设置有多条，多条限位环槽与压裂管体上的压裂孔一一对应，限位环槽位于每个压裂孔靠近地面的一侧。通过设置限位环槽，在油管插入压裂管体中，并且注入压裂液进行压裂操作时，压裂液反推皮碗膨胀，可以使皮碗紧密贴合在限位环槽中，有效防止皮碗膨胀时造成压裂管体鼓胀，提高压裂管体结构稳定性。

进一步地，在限位环槽的内壁上沿压裂管体的周向还设置有止水环，每个限位环槽内均设有若干个止水环，每个止水环远离限位环槽的边缘均与压裂管体的内壁齐平。在皮碗贴合向限位环槽时，皮碗依次与多层止水环接触，提高皮碗与限位环槽的接触面积，有效防止压裂液向上溢过皮碗，进而皮高皮碗的密封效果。

本领域内的技术人员应明白，尽管已经描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性的概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围内的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种免射孔压裂管柱，其特征在于：包括压裂管体(1)，所述压裂管体(1)的一端设置有母扣(11)，所述压裂管体(1)的另一端设置有用于与另一根压裂管体(1)上母扣(11)配合的公扣(12)，所述压裂管体(1)上沿自身长度方向间隔开设有若干个贯穿压裂管体(1)外壁的压裂孔(2)，所述压裂孔(2)内填充设置有能溶解于压裂液中的封堵部(3)。

2.根据权利要求1所述的一种免射孔压裂管柱，其特征在于，若干个所述压裂孔(2)呈螺旋排列在设置在压裂管体(1)的外壁上。

3.根据权利要求1所述的一种免射孔压裂管柱，其特征在于，所述封堵部(3)包括孔外部(31)、填充部(32)和孔内部(33)，所述填充部(32)填充在压裂孔(2)内，所述孔外部(31)位于压裂管体(1)的外侧，所述孔外部(31)的一侧表面与压裂管体(1)外壁相贴合，所述孔外部(31)的另一侧表面与压裂管体(1)的外壁形状相适配，所述孔内部(33)位于压裂管体(1)的内部，所述孔内部(33)的一侧表面与压裂管体(1)内壁相贴合，所述孔内部(33)的另一侧表面与压裂管体(1)的内壁形状相适配。

4.根据权利要求3所述的一种免射孔压裂管柱，其特征在于，所述封堵部(3)的内部空心，所述封堵部(3)的内部形成网格支撑结构。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种免射孔压裂管柱，其特征在于，封堵部(3)采用可溶镁铝合金。

6.根据权利要求5所述的一种免射孔压裂管柱，其特征在于，所述压裂管体(1)的内壁上开设有限位环槽(13)，所述限位环槽(13)沿压裂管体(1)的长度方向间隔设置有多条，多条所述限位环槽(13)与压裂管体(1)上的压裂孔(2)一一对应，所述限位环槽(13)位于每个压裂孔(2)靠近地面的一侧。

7.根据权利要求6所述的一种免射孔压裂管柱，其特征在于，所述限位环槽(13)的内壁上沿压裂管体(1)的周向设置有止水环(14)，所述限位环槽(13)内设置有若干个止水环(14)，所述止水环(14)远离限位环槽(13)的边缘与压裂管体(1)的内壁齐平。

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