CN219299291U - 一种连续油管底封拖动压裂工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种连续油管底封拖动压裂工具，包括通井刮管工具串和压裂工具串，其特征在于：所述通井刮管工具串包括依序连接的外卡瓦接头、机械液压双作用丢手、扶正器、通径规、刮管器和引鞋；所述压裂工具串包括依序连接的外卡瓦接头、机械液压双作用丢手、扶正器、防反溅喷枪、平衡阀、底部封隔器、接箍定位器和引鞋。本实用新型通过连续油管内加携砂液通过防反溅喷枪进行射孔，环空大排量加砂进行压裂，底部封隔器坐封稳定可靠，解封转层快速，压裂后实现了快速返排，对储层的污染少。

Description

一种连续油管底封拖动压裂工具

技术领域

本实用新型涉及油气储层压裂改造技术领域，特别涉及一种连续油管底封拖动压裂工艺及工具。

背景技术

我国石油、天然气勘探开发逐渐向致密砂岩气、页岩油气等非常规油气藏领域深入，且存在多个产层，更多的为薄储层，提高单井产量成为目前开发的首要目标。多级压裂技术作为一种有针对性的压裂技术成为致密砂岩气藏、页岩气藏增产措施的有效手段。

目前国内外较新的分段压裂工艺，如体积压裂法，在压裂过程中采用大排量、大砂量、大液量、低砂比的注入方式使储层产生裂缝，但该工艺技术施工成本高，并不适用于薄储油气藏的开发。如连续油管喷射分段压裂法，从连续油管加砂喷砂射孔后，套管环空加砂压裂。压裂完一段后，在套管内留置一段砂塞作为隔离，拖动管柱到下一段进行喷砂射孔及压裂施工。这种方法弊端是砂塞作为分段隔离，需要较长的水平段，压裂完成后需要用连续油管将砂塞冲洗出井筒。该工艺存在着施工周期较长，压裂液返排不及时污染油层，填砂需要较长水平段，砂塞冲洗困难等问题。也不适用于薄储油气藏的开发。如油管拖动压裂法，压裂完一段后需进行起油管，起油管时需要开井口，会造成地层出砂，如果进行放喷压力，直到地层压力为零，造成施工周期长，效率低。

连续油管底封拖动压裂工具多以串接组合形式进行施工，因此各工具之间的可靠连接以及各工具自身结构性能是保证施工效率的前提。实践中，现有的连续油管底封拖动压裂工具主要存在的问题包括：外卡瓦接头与连续油管咬合不牢，连接性能不可靠；扶正器扶正效果不佳，使用寿命短；喷枪不具备防反溅功能，喷枪易冲蚀甚至发生断裂等风险，喷嘴射流效果差，射孔效率低；底部封隔器的悬挂性能不足，胶筒使用寿命短。

因此，提出一种结构优化的连续油管底封拖动压裂工具，是提高施工效率、降低施工成本、减少对储层污染的技术保障。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种连续油管底封拖动压裂工具,所述工具结构可满足致密砂岩储层、页岩油气储层的多级压裂和薄层分层压裂的需求。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种连续油管底封拖动压裂工具，包括通井刮管工具串和压裂工具串，其特殊之处在于：

所述通井刮管工具串包括依序连接的外卡瓦接头、机械液压双作用丢手、扶正器、通径规、刮管器和引鞋；

所述压裂工具串包括依序连接的外卡瓦接头、机械液压双作用丢手、扶正器、防反溅喷枪、平衡阀、底部封隔器、接箍定位器和引鞋。

所述外卡瓦接头包括卡瓦外套、卡瓦一、隔环、下接头、顶丝及密封件，所述卡瓦置于卡瓦外套内，二者之间通过锥面接触配合，卡瓦外套与下接头之间螺纹连接，隔环安装在卡瓦外套内的卡瓦一与下接头之间；顶丝安装于卡瓦外套外圆周开设的顶丝螺纹孔内；密封件置于下接头的内壁凹槽内；所述卡瓦外套的内孔处包含光滑的锥面，所述锥面的半锥角的角度范围为2-7.5°；所述卡瓦一内部齿形为锯齿状，所述锯齿状的齿形参数包含：齿形角β、齿形角θ、齿间距δ，所述锯齿状齿形角β范围60-90°、齿形角θ范围0-30°、齿间距δ范围2-4mm。

所述机械液压双作用丢手包括由剪钉连接在一起的丢手上主体和丢手下主体；所述丢手下主体包含表面光滑的喇叭口状过渡面，过渡面表面粗糙度Ra≤1.6，丢手上主体与丢手下主体之间设置有防转槽，丢手下主体内部包含一用于丢手后打捞的打捞槽；所述喇叭口状过渡面半锥角的角度范围为20-45°。

所述扶正器包括扶正器主体及均布在扶正器主体外周的若干扶正条，所述扶正条宽度为10-30mm，长度为80-150mm；所述扶正条外周喷涂有厚度为0.1-0.5mm、硬度不小于HRC60的硬质合金涂层或碳化钨涂层。

所述刮管器包括刮管器主体及设置于刮管器主体两端的刮削块，所述刮管器主体与刮削块间装有复位弹簧，所述刮削块外表面设置有多道凹槽。

所述引鞋一端为连接螺纹，用以与上部工具连接；另一端为具备良好引导性的球状半圆面，所述引鞋中心轴线处为两端贯穿的通孔，用于循环工作液。

所述防反溅喷枪包括喷枪本体、外保护壳、喷嘴、固定环和紧定螺钉；所述外保护壳通过固定环和紧定螺钉套装在喷枪本体上，喷嘴安装于喷枪本体和外保护壳对位重合的安装孔内，所述外保护壳内孔处设置有角度范围为15-45°的引入角，固定环套接于喷枪本体且位于外保护壳末端，紧定螺钉贯穿固定环的紧定螺钉孔安装于喷枪本体上；

所述喷嘴包含喷射流道、连接螺纹和喷嘴盖板，所述喷射流道包含射流圆柱段、过渡圆锥段和底部圆弧段，所述喷射流道形状是一种等变速流道，可减少流道动能损失；所述喷射流道的过渡圆锥段收缩角范围为5-25°，所述喷射流道底部圆弧段半径范围R2-5mm，所述喷嘴盖板圆周直径大于连接螺纹直径，可以减少反溅对连接螺纹的冲蚀；

所述平衡阀包括上接头、挡板、球、连接套、外筒、循环密封头、密封环、密封轴、转接头。所述上接头与上部工具连接，下部与循环密封头通过螺纹形式连接。所述上接头内部设置有光滑喇叭口状过渡面，过渡面表面粗糙度Ra≤1.6，所述喇叭口状过渡面半锥角的角度范围为20-45°，喇叭口状过渡面与球的外表面接触可起到密封效果。所述上接头内部设置有挡板、球。所述挡板与上接头内部喇叭口状过渡面共同作用，用于限制球在上接头内的移动距离。所述密封环套入密封轴外侧，通过密封环将密封轴与外筒件间形成密封。所述密封轴与循环密封头下端，通过螺纹形成连接。所述循环密封头、密封环、密封轴均在外筒内部，在上接头的带动下，可相对于外筒进行轴向移动。所述连接套与外筒上端通过螺纹形式连接，可用于限制上接头的轴向无限移动。所述转接头上端与外筒下端通过螺纹形式连接，转接头下端与下部工具连接。

所述底部封隔器包括中心管、挡环、胶筒、锥体、卡瓦二、卡瓦环、弹簧二、卡瓦座、换向环、换向销、卡瓦套、连接筒、限位套、摩擦块、拱形弹簧片、摩擦块座、摩擦块套。所述中心管内部设置有上下贯通的通孔，所述中心管外侧中部设置有Y型长短槽，所述Y型长短槽沿外周交替布置，所述换向销在Y型长短槽内沿轴向上下滑动，所述中心管两端均设置有螺纹，上端螺纹用于连接其他上部工具，下端螺纹用于连接限位套，所述限位套用于限制中心管在轴线上的相对无限移动。所述胶筒为可压缩膨胀的橡胶材质，所述胶筒外部包含有环形凹陷的三角形沟槽，所述三角形沟槽数量不少于两道，便于胶筒压缩时按既定三角形沟槽处变形，所述胶筒的内部设置有弹簧二，所述弹簧二设置在胶筒端部外周，用于保护胶筒。所述胶筒的两端分别为挡环和锥体，所述挡环、锥体与胶筒接触的平面外周设置有圆角，所述圆角半径范围一般为R2-5mm，当胶筒压缩膨胀时，用于保护胶筒。所述卡瓦二外周上部设置有多个锯齿状卡瓦牙，所述卡瓦牙处硬度较套管硬度高，硬度不低于HRC48，所述卡瓦牙上部为大引入斜面，引入斜面与轴线间的夹角范围15-30°。所述卡瓦二外周中部设置有凹槽，所述凹槽通过卡瓦环用于限制卡瓦二与卡瓦座间的相对移动。所述卡瓦二内部下部设置有4个盲孔，用于安装弹簧二，自由状态下，在弹簧二的作用下使卡瓦二的上部锯齿状卡瓦牙处于向轴线聚拢状态。所述摩擦块座圆周设置有均布的3-6条沿轴线方向内凹陷的槽，所述凹槽用于安装卡瓦二及拱形弹簧片。所述凹槽俯视看呈中字结构，其中部槽宽大于上下两端部槽宽。所述换向环圆周上设置有不少于2个的均布螺纹孔，所述螺纹孔内安装有换向销，所述换向销的长度大于换向环的厚度，所述换向销可沿中心管Y型长短槽滑动。所述摩擦块外圆周面上喷涂有硬质合金涂层或碳化钨涂层，所述涂层厚度为0.2-0.6mm，所述涂层硬度不小于HRC60。所述摩擦块外圆周面上设置有多道沿周向贯通的凹槽。所述摩擦块内部设置有向内凹陷的矩形槽，所述向内凹陷的矩形槽内安装有拱形弹簧片。

所述接箍定位器包括定位器主体、卡爪、拱形弹簧片、卡瓦套二。卡爪及拱形弹簧片安装在定位器主体圆周均布的凹槽内，所述卡爪外周凸起处上下两斜面与轴线的夹角不同，所述上斜面与轴线的锐夹角一大于下斜面与轴线的锐夹角二；所述锐夹角一的角度范围为50-65°，所述锐夹角二的角度范围为25-40°；所述卡爪外周凸起处包括上下两斜面上喷涂有硬质合金涂层或碳化钨涂层，所述涂层厚度为0.2-0.6mm，所述涂层硬度不小于HRC60。所述卡爪内部设置有向内凹陷的矩形槽，所述向内凹陷的矩形槽内安装有拱形弹簧片。所述卡瓦套通过螺纹方式安装在主体外圆处，用于限制卡爪。

与现有的技术相比，本实用新型的连续油管底封拖动压裂工具可以实现一趟管柱多级射孔及压裂，可实现带压作业，施工过程不间断射孔、压裂作业，施工效率高，且安全。连续油管内加携砂液通过防反溅喷枪进行射孔，环空大排量加砂进行压裂，底部封隔器坐封稳定可靠，解封转层快速，压裂后实现了快速返排，对储层的污染少。

附图说明

图1、连续油管底封拖动压裂通井、刮管工艺管串示意图；

图2、连续油管底封拖动压裂工艺管串示意图；

图3、外卡瓦接头工具示意图；

图4、机械液压双作用丢手工具示意图；

图5、扶正器工具示意图；

图6、刮管器工具示意图；

图7、防反溅喷枪工具示意图；

图8、平衡阀工具示意图；

图9、底部封隔器工具示意图；

图10、接箍定位器工具示意图；

图中，1、引鞋，2、通径规，3、外卡瓦接头，3-1、卡瓦外套，3-2、卡瓦一，3-201、贯通开口，3-202、非贯通开口，3-3、隔环，3-4、下接头，3-401、密封槽，3-5、顶丝，3-6、密封件，4、机械液压双作用丢手，4-1、丢手上主体，4-2、丢手下主体，4-001、防转机构，4-201、打捞槽，4-202、喇叭口状过渡面，4-3、剪钉，5、扶正器，5-1、扶正器主体，5-2、扶正条，6、刮管器，6-1、刮管器主体，6-2、刮削块，6-201、凹槽一，7、防反溅喷枪，7-1、喷枪本体，7-101、圆柱面，7-102、喷嘴安装孔，7-103、螺钉安装沉孔，7-2、外保护壳，7-201、引入角，7-3、喷嘴，7-301、射流圆柱段，7-302、过渡圆锥段，7-303底部圆弧段，7-304、连接螺纹，7-305、喷嘴盖板，7-306、拆装机构，7-3061、正多边形，7-3062、凹陷的其他异形结构，7-4、固定环，7-5、紧定螺钉，8、平衡阀，8-1、上接头，8-2、挡板，8-3、球，8-4、连接套，8-5、外筒，8-501、外筒流体通道，8-6、循环密封头，8-601、密封头流体通道，8-7、密封环，8-8、密封轴，8-9、转接头，9、底部封隔器，9-1、中心管，9-2、挡环，9-3、胶筒，9-301、沟槽，9-302、弹簧一， 9-4、锥体，9-5、卡瓦二，9-501、引入斜面，9-502、凹槽二， 9-503、盲孔，9-6、卡瓦环，9-7、弹簧二，9-8、卡瓦座，9-9、换向环，9-10、换向销，9-11、卡瓦套一，9-12、连接筒，9-13、限位套，9-14、摩擦块，9-15、拱形弹簧片，9-16、摩擦块座，9-17、摩擦块套，10、接箍定位器，10-1、定位器主体，10-2、卡爪，10-201、锐夹角一，10-202、锐夹角二，10-3、拱形弹簧片，10-4、卡瓦套二。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案进一步的详细说明，但本实用新型要求保护的范围并不局限于实例表述的范围。

实施例

结合现有设备的能力、现场解决施工问题，以2寸连续油管设备及配套工具进行实例表述。

一种连续油管底封拖动压裂施工工艺方法，施工过程如下：

S1、安装地面设备及井口连接。

S2、对地面设备进行试压。

S3、将通井刮管工具与连续油管连接。

S4、对连接的工具进行功能测试。

S5、通过连续油管将通井刮管工具串入井，入井过程注意悬重变化。

S6、通径规进行通井，刮管器进行刮套管内壁，开泵车进行循环洗井，清洁井筒。

S7、工具串入井深度要保证，确保将通井刮管工具串下入到目的层以下。

S8、将通井刮管工具串提出井口，过程中保持大排量泵注洗井液，充分清洁井筒。

S9、将通井刮管工具串更换为底封拖动压裂工具串。

S10、通过连续油管将底封拖动压裂工具串入井，下入到目的层位以下，入井过程注意悬重变化。

S11、上提连续油管，注意观察尤其接箍定位器经过接箍时的悬重变化，校准底部封隔器坐封位置。

S12、继续上提连续油管将底封拖动压裂工具串到达预定改造层位，下放连续油管将底封拖动压裂工具串中平衡阀关闭，进一步下压工具串，坐封底部封隔器。

S13、对底封拖动压裂工具串进行环空打压验封；从连续油管打压50Mpa，5min压降小于0 .1MPa则验封合格。

S14、通过泵车向连续油管内泵入携砂液，通过防反溅喷枪将携砂液喷出，对目的层位进行喷砂射孔，直至射穿套管；水力防反溅喷枪的喷射携砂液的射速为160m/s~220m/s，射孔时间10~20min，携砂液中的砂比为8%，砂粒大小40-100目。

S15、射孔完成后，停止加砂，继续通过泵车向连续油管内泵入压裂基液，将连续油管内的携砂液顶替至环空。

S16、向环空泵入压裂基液，压裂地层，如若压裂基液无法压入到底层，可通过向连续油管内泵入酸液，对射孔层位进行腐蚀，以达到降低地层破裂压力。

S17、地层压裂开后，向环空泵入压裂液，环空加砂压裂过程中，注入油套环空内的压裂液，同时注入连续油管内的压裂液保持与环空压力相同。对目的层进行压裂改造。

S18、该层位改造完后，通过上提连续油管，平衡阀的密封机构处于打开位置，底部封隔器通过内部通道上下连通，底部封隔器上下压力平衡，底部封隔器解封；

S19、继续上提连续油管，底部封隔器做挂装置解挂；

S20、上提连续油管到下一目的层，重复上述步骤S12至S19；

S21、完成整口油气井的多层位压裂改造。

一种用于上述施工工艺的连续油管底封拖动压裂工具，包括通井刮管工具串和压裂工具串，所述通井刮管工具串包括依序连接的外卡瓦接头3、机械液压双作用丢手4、扶正器5、通径规2、刮管器6和引鞋1；所述压裂工具串包括依序连接的外卡瓦接头3、机械液压双作用丢手4、扶正器5、防反溅喷枪7、平衡阀8、底部封隔器9、接箍定位器10和引鞋1。

以下分别对各工具的结构进行详细描述：

所述外卡瓦接头3由卡瓦外套3-1、卡瓦一3-2、隔环3-3、下接头3-4、顶丝3-5、密封件3-6组成。所述卡瓦外套3-1与卡瓦一3-2通过锥面与锥面配合的方式使得卡瓦一3-2咬紧连续油管外表面，实现外卡瓦接头与连续油管的连接。所述卡瓦外套3-1的内孔处包含光滑的锥面，所述锥面的半锥角α/2范围2-7.5°。所述卡瓦外套3-1内孔处包含内螺纹，所述内螺纹与下接头3-4外螺纹相连接。所述卡瓦外套3-1外圆周包含多个顶丝螺纹孔，所述顶丝螺纹孔用于安装顶丝3-5，用于限制外卡瓦套3-1与连续油管与下接头3-4的相对转动或相对轴向移动。所述卡瓦一3-2外表面为锥面，所述锥面的锥角范围与上述卡瓦外套3-1内锥面锥角相同。所述卡瓦一3-2圆周包含一个上下贯通的贯通开口3-201以及多个上下未贯通的非贯通开口3-202，所述非贯通开口3-202周向均布数量不少于2个。所述卡瓦一3-2内部齿形为锯齿状。所述锯齿状的齿形参数包含：齿形角β、齿形角θ、齿间距δ，所述齿形角β的角度范围为60-90°、齿形角θ的角度范围0-30°、齿间距δ为2-4mm 。所述下接头3-4上端经由外螺纹与卡瓦外套3-1内螺纹相连接。所述下接头3-4内部包含不少于2道的密封槽3-401，用于安装密封件3-6以密封连续油管外表面。本实施例卡瓦外套内孔锥面半锥角及卡瓦一内部锯齿状的齿形参数设计，保证了外卡瓦接头与连续油管的咬合，提升连接性能。

所述机械液压双作用丢手4由丢手上主体4-1、丢手下主体4-2、剪钉4-3组成。所述丢手下主体4-2外圆周包含多个剪钉螺纹孔。所述丢手上主体4-1与丢手下主体4-2多个剪钉螺纹孔在同一平面处设置有不少于一道剪钉凹槽。剪钉4-3通过剪钉螺纹孔、剪钉凹槽将丢手下主体4-2与丢手上主体4-1连接在一起。本实施例的机械液压双作用丢手，可通过施加一定的轴向力，将起连接作用的剪钉4-3剪切断，使得丢手上主体4-1与丢手下主体4-2分离，实现机械作用方式丢手。所述轴向力的大小通过安装不同数量的剪钉4-3进行调节。所述丢手下主体4-2包含表面光滑的喇叭口状过渡面4-202。所述喇叭口状过渡面4-202的表面粗糙度Ra≤1.6，所述喇叭口状过渡面半锥角γ/2的角度范围为20-45°，所述喇叭口状过渡面4-202用于投球时承托球，实现管内憋压，推动丢手上主体4-1与丢手下主体4-2相对移动，实现液压作用方式丢手。所述喇叭口状过渡面4-202的表面粗糙度及过渡面半锥角能够保证球与过渡面的有效接触，实现球与过渡面的密封。丢手上主体4-1与丢手下主体4-2通过防转机构4-001配合在一起，机械液压双作用丢手具备了一定的抗扭能力。所述防转机构4-001包含多个防转槽，一般设置为均布的2-4个。丢手下主体4-2内部包含一用于丢手后打捞的打捞槽4-201，所述打捞槽4-201径向上直径大于丢手下主体内孔直径，所述打捞槽4-201轴向上具有一定长度，便于配套打捞工具在内部卡入所述打捞槽4-201。所述打捞槽4-201轴向长度不小于10mm。

所述扶正器5由扶正器主体5-1、扶正条5-2组成。所述扶正器主体5-1与扶正条5-2通过焊接方式连接在一起或采用一体式结构。所述扶正条5-2均布设置在扶正器主体5-1外圆周处。所述扶正条5-2为多条。所述扶正条5-2设置在扶正器主体5-1一个截面处或多个截面处。所述扶正条5-2可设置在扶正器主体5-1多个截面处，每个截面的扶正条交错分布。所述扶正条宽度K的范围为10-30mm，长度L的范围为80-150mm。所述扶正条5-2及其圆周处喷涂有硬质合金涂层或碳化钨涂层，以增大扶正器的耐磨及耐冲蚀性，提高扶正器的使用寿命。所述涂层厚度为0.1-0.5mm，所述涂层硬度不小于HRC60。

优选的扶正器具有如下效果：

1、扶正条宽度、长度、数量优先保证了扶正器居中扶正的效果；

2、扶正器表面涂层厚度、硬度的优选，进一步提升了扶正器的使用寿命。

所述刮管器6包括刮管器主体6-1、刮削块6-2和复位弹簧。所述刮管器主体6-1外圆周处设置有多个刮削块凹槽，所述刮削块凹槽内安装有刮削块6-2，所述刮削块6-2外表面设置有多道凹槽一6-201，所述凹槽一6-201与刮削块横截面成一定角度，其夹角范围0-90°。所述刮管器主体6-1与刮削块6-2间装有复位弹簧。所述刮削块6-2可实现向轴线聚拢移动，在复位弹簧的作用下刮削块6-2可实现向远离轴线方向外扩。所述刮削块均匀布置在刮管器主体6-1近两端面处的两个截面。每个截面处均布有多个刮削块6-2，两个截面处刮削块圆周可实现360°包络。

所述引鞋1主要起引导作用，其一端为连接螺纹，与上部工具连接；另一端为球状半圆面，具备良好的引导性。所述引鞋的中心通孔用于循环工作液。

所述防反溅喷枪7包括喷枪本体7-1、外保护壳7-2、喷嘴7-3、固定环7-4和紧定螺钉7-5。所述外保护壳7-2套装在喷枪本体7-1右侧圆柱面7-101上。所述外保护壳7-2上有与喷枪本体7-1上的喷嘴安装孔7-102对应的圆孔，二者相对位置重合。所述外保护壳7-2端面内孔处设置有装入引入角7-201，所述引入角7-201的角度范围15-45°，便于外保护壳7-2套装在喷枪本体7-1的右侧圆柱面7-101上。所述外保护壳7-2圆孔外侧可设置低于外保护壳直径的平面，外保护壳7-2圆孔与所述平面呈垂直布置，在所述外保护壳平面与外保护壳最大外径处通过斜面过渡，过渡面的角度为10-90°。所述喷嘴7-3安装在喷枪本体7-1上的喷嘴安装孔7-102内，喷嘴7-3部分突出喷枪本体7-1外圆，处于外保护壳7-2圆孔内，但喷嘴7-3上端不超出外保护壳7-2外圆，保证外保护壳7-2与喷枪本体7-1轴向相对位置固定，不可相对旋转。所述固定环7-4上有与喷枪本体7-1上的紧定螺钉安装沉孔7-103对应的紧定螺钉安装螺纹孔，紧定螺钉7-5安装在固定环7-4的紧定螺钉安装螺纹孔内，但其下端部分突出固定环7-4内圆，突出部分处于喷枪本体7-1上的紧定螺钉安装沉孔7-103内。所述紧定螺钉7-5安装在喷枪本体7-1上的紧定螺钉安装沉孔7-103内，同时处于固定环7-4上的螺纹孔内，保证固定环7-4与喷枪本体7-1轴向、径向相对位置固定。从而固定住外保护壳7-2与喷枪本体7-1之间的轴向相对位置。保证喷嘴7-3不受外保护壳7-2的轴向推挤力。

所述喷嘴包含喷射流道、连接螺纹、喷嘴盖板、拆装机构。所述喷射流道形状是一种可减少流道动能损失的等变速流道，其包含射流圆柱段7-301、过渡圆锥段7-302、底部圆弧段7-303。所述喷射流道的过渡圆锥段7-302收缩角范围5-25°，此范围是根据喷嘴的长度、及圆柱段直径共同决定，用来减少流道动能损失；所述喷射流道底部圆弧段7-303的圆弧半径范围R2-5mm，此范围是根据喷嘴的长度、及圆柱段直径共同决定，用以减少流道动能损失。所述喷嘴盖板7-305圆周直径大于连接螺纹7-304直径，可以减少携砂液反溅对连接螺纹的冲蚀。所述喷嘴盖板与所述喷枪本体间可加装垫环或密封件或密封组合件，用于喷嘴螺纹与喷枪本体间螺纹的密封。所述喷嘴盖板7-305上表面设置有用于拆装的拆装机构7-306。所述拆装机构7-306为突起或凹陷的正多边形7-3061，或凹陷的其他异形结构7-3062。

优选的防反溅射喷枪具有如下效果：

1、外保护壳7-2与喷嘴7-3均由硬质合金加工而成，二者构成了超强的射孔防反溅保护面，提高了工具的防反溅性能，从而提高了喷枪的使用寿命；

2、固定环7-4通过紧定螺钉7-5固定住外保护壳7-2与喷枪本体7-1的轴向相对位置，从而确保喷嘴7-3不受外保护壳7-2的推挤力，保证喷嘴7-3不受额外损伤。

所述平衡阀8包括上接头8-1、挡板8-2、球8-3、连接套8-4、外筒8-5、循环密封头8-6、密封环8-7、密封轴8-8、转接头8-9。所述上接头内部设置有光滑喇叭口状过渡面，所述喇叭口状过渡面半锥角的角度范围为20-45°，喇叭口状过渡面与球的外表面接触可起到密封效果。所述密封环套入密封轴外侧，通过密封环将密封轴与外筒件间形成密封。所述密封轴与循环密封头下端，通过螺纹形成连接。所述循环密封头、密封环、密封轴均在外筒内部，在上接头的带动下，可相对于外筒进行轴向移动。平衡阀密封构件在轴向载荷作用下可往复轴向运动。根据连续油管底封拖动压裂工艺射孔阶段，所述平衡阀下部密封机构处于密封位置，球8-3与上接头8-1处于闭合密封状态，此时携砂液由工具内部向工具外部，即正循环，通过防反溅喷枪喷嘴射出。根据连续油管底封拖动压裂工艺解封阶段，所述平衡阀下部密封机构处于导通位置，通过平衡阀沟通底部封隔器胶筒上下压力。井筒中的液体可通过平衡阀流通道进入平衡阀内部，即反循环，可实现液体反向循环。所述挡板8-2上包含多个流体通道，反循环时，液体可通过挡板流道进入上部工具内部。所述连接套8-4用于限位密封构件在轴向移动距离。所述循环密封头8-6用于连接上接头8-1及密封轴8-8。所述循环密封头8-6包含密封头流体通道8-601，密封头流体通道8-601为多个周向均布通孔，其形状为圆形、腰形、矩形或其他形状。所述外筒8-5包含外筒流体通道8-501，外筒流体通道8-501为多个周向均布通孔，其形状为圆形、腰形、矩形或其他形状。所述圆形孔的直径范围不小于10mm，所述腰形、矩形的长度不小于30mm，宽度不小于10mm。所述外筒流体通道8-501可分布于两个或多个截面，每个截面的流道呈现交错布置或同一平面布置。

优选的平衡阀有如下效果：

1、上接头处球密封与密封环处密封优选的参数，可保障密封效果。

2、密封头流体通道8-601的数量及参数可提升平衡阀的循环效果。

所述底部封隔器9包括中心管9-1、挡环9-2、胶筒9-3、锥体9-4、卡瓦二9-5、卡瓦环9-6、弹簧二9-7、卡瓦座9-8、换向环9-9、换向销9-10、卡瓦套一9-11、连接筒9-12、限位套9-13、摩擦块9-14、拱形弹簧片9-15、摩擦块座9-16、摩擦块套9-17。底部封隔器按功能可分为上部密封机构、中部坐挂机构、下部摩擦机构。所述中心管9-1内部设置有上下贯通的通孔，所述中心管9-1外侧中部设置有Y型长短槽，所述Y型长短槽沿中心管外周交替布置，所述换向销9-10在Y型长短槽内沿轴向上下滑动，所述中心管9-1两端均设置有螺纹，上端螺纹用于连接其他上部工具，下端螺纹用于连接限位套9-13，所述限位套9-13用于限制中心管9-1在轴线上的相对无限移动。所述胶筒9-3为可压缩膨胀的橡胶材质，所述胶筒9-3外部包含有环形凹陷的三角形沟槽9-301，所述三角形沟槽9-301数量为不少于两道，便于胶筒9-3压缩时按既定三角形沟槽9-301处变形，所述胶筒9-3的内部设置有弹簧一9-302，所述弹簧一9-302设置在胶筒9-3端部外周，用于保护胶筒9-3。所述胶筒9-3的两端分别为挡环9-2和锥体9-4，所述挡环9-2、锥体9-4与胶筒9-3接触的平面外周设置有圆角，所述圆角半径范围一般为R2~5mm，当胶筒压缩膨胀时，用于保护胶筒9-3。所述卡瓦二9-5外周上部设置有多个锯齿状卡瓦牙，所述卡瓦牙处硬度较套管硬度高，硬度不低于HRC48，所述卡瓦牙上部为大引入斜面9-501，引入斜面9-501与轴线间的夹角范围15~30°。所述卡瓦二9-5外周中部设置有凹槽二9-502，所述凹槽二9-502通过卡瓦环9-6用于限制卡瓦二9-5与卡瓦座9-8间的相对移动。所述卡瓦二9-5内部下部设置有1-2个盲孔9-503，用于安装弹簧二9-7，自由状态下，在弹簧二9-7的作用下使卡瓦二9-5的上部锯齿状卡瓦牙处于向轴线聚拢状态。所述摩擦块座9-16圆周设置有均布的3~6条沿轴线方向内凹陷的槽，所述凹槽用于安装卡瓦二9-5及拱形弹簧片9-15。所述凹槽俯视看呈中字结构，其中部槽宽大于上下两端部槽宽。所述换向环9-9圆周上设置有不少于2个的均布螺纹孔，所述螺纹孔内安装有换向销9-10，所述换向销9-10的长度大于换向环9-9的厚度，所述换向销9-10可沿中心管9-1 Y型长短槽滑动。所述摩擦块9-14外圆周面上喷涂有硬质合金涂层或碳化钨涂层，所述涂层厚度为0.2-0.6mm，所述涂层硬度不小于HRC60。所述摩擦块9-14外圆周面上设置有多道沿周向贯通的凹槽。所述摩擦块9-14内部设置有向内凹陷的矩形槽，所述向内凹陷的矩形槽内安装有拱形弹簧片9-15。

优选的底部封隔器具有如下效果：

1、胶筒9-3的外在形状及优选的参数，可获得多次压缩、恢复，并能提升胶筒的密封性能和寿命。

2、卡瓦二9-5的参数及表面处理方式，使得卡瓦二9-5更容易咬入套管内壁，提升底部封隔器的悬挂性能。

3、中心管9-1、换向环9-9、换向销9-10结构设置可巧妙实现换向，提升换向能力。

4、摩擦块9-14的参数及表面处理方式提高了耐磨性能，进一步提高了底部封隔器使用寿命。

所述接箍定位器包括定位器主体10-1、卡爪10-2、拱形弹簧片10-3、卡瓦套二10-4组成。所述定位器主体10-1圆周均布3-6条沿轴线方向内凹陷的槽，所述凹槽用于安装卡爪10-2及拱形弹簧片10-3。所述凹槽俯视看呈中字结构，其中部槽宽大于上下两端部槽宽。所述卡爪10-2外周凸起处上下两斜面与轴线的夹角不同，所述上斜面与轴线的锐夹角一10-201大于下斜面与轴线的锐夹角二10-202。所述上斜面与轴线的锐夹角一10-201范围50~65°，所述下斜面与轴线的锐夹角二10-202范围25~40°。所述卡爪10-2，外周凸起处包括上下两斜面上喷涂有硬质合金涂层或碳化钨涂层，所述涂层厚度为0.2-0.6mm，所述涂层硬度不小于HRC60。所述卡爪10-2内部设置有向内凹陷的矩形槽，所述向内凹陷的矩形槽内安装有拱形弹簧片10-3。所述卡瓦套二10-4通过螺纹方式安装在主体10-1外圆处，用于限制卡爪10-2。

优选的接箍定位器具有如下效果：

1、卡爪10-2上下两处斜面不同夹角，保证了接箍定位器性能。

2、卡爪10-2的表面处理方式，提高了耐磨性能，进一步提高了接箍定位器使用寿命。

以上事实案例均只代表本实用新型技术方案，而不是对实验进行限制，虽然我们对实验方案进行了改进，但是同领域的科研人员仍然可以对前面叙述的实验方案进行进一步的改善或者对实验环节进行科学等同替换，这些变动并不使相应技术解决方案的实质偏离本实用新型要求保护的技术解决方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种连续油管底封拖动压裂工具，包括通井刮管工具串和压裂工具串，其特征在于：

所述通井刮管工具串包括依序连接的外卡瓦接头、机械液压双作用丢手、扶正器、通径规、刮管器和引鞋；

所述压裂工具串包括依序连接的外卡瓦接头、机械液压双作用丢手、扶正器、防反溅喷枪、平衡阀、底部封隔器、接箍定位器和引鞋。

2.如权利要求1所述的一种连续油管底封拖动压裂工具，其特征在于，

所述外卡瓦接头包括卡瓦外套、卡瓦一、隔环、下接头、顶丝及密封件，所述卡瓦置于卡瓦外套内，二者之间通过锥面接触配合，卡瓦外套与下接头之间螺纹连接，隔环安装在卡瓦外套内的卡瓦一与下接头之间；顶丝安装于卡瓦外套外圆周开设的顶丝螺纹孔内；密封件置于下接头的内壁凹槽内；所述卡瓦外套的内孔处包含光滑的锥面，所述锥面的半锥角的角度范围为2-7.5°；所述卡瓦一内部齿形为锯齿状，所述锯齿状的齿形参数包含：齿形角β、齿形角θ、齿间距δ，所述锯齿状齿形角β范围60-90°、齿形角θ范围0-30°、齿间距δ范围2-4mm。

3.如权利要求1所述的一种连续油管底封拖动压裂工具，其特征在于，

所述机械液压双作用丢手包括由剪钉连接在一起的丢手上主体和丢手下主体；所述丢手下主体包含表面光滑的喇叭口状过渡面，过渡面表面粗糙度Ra≤1.6，丢手上主体与丢手下主体之间设置有防转槽，丢手下主体内部包含一用于丢手后打捞的打捞槽；所述喇叭口状过渡面半锥角的角度范围为20-45°。

4.如权利要求1所述的一种连续油管底封拖动压裂工具，其特征在于，

所述扶正器包括扶正器主体及均布在扶正器主体外周的若干扶正条，所述扶正条宽度为10-30mm，长度为80-150mm；所述扶正条外周喷涂有厚度为0.1-0.5mm、硬度不小于HRC60的硬质合金涂层或碳化钨涂层。

5.如权利要求1所述的一种连续油管底封拖动压裂工具，其特征在于，

所述刮管器包括刮管器主体及设置于刮管器主体两端的刮削块，所述刮管器主体与刮削块间装有复位弹簧，所述刮削块外表面设置有多道凹槽。

6.如权利要求1所述的一种连续油管底封拖动压裂工具，其特征在于，

所述防反溅喷枪包括喷枪本体、外保护壳、喷嘴、固定环和紧定螺钉；所述外保护壳通过固定环和紧定螺钉套装在喷枪本体上，喷嘴安装于喷枪本体和外保护壳对位重合的安装孔内，所述外保护壳内孔处设置有角度范围为15-45°的引入角，固定环套接于喷枪本体且位于外保护壳末端，紧定螺钉贯穿固定环的紧定螺钉孔安装于喷枪本体上。

7.如权利要求6所述的一种连续油管底封拖动压裂工具，其特征在于，

所述喷嘴包含喷射流道、连接螺纹和喷嘴盖板，所述喷射流道包含射流圆柱段、过渡圆锥段和底部圆弧段，所述喷射流道形状是一种等变速流道，可减少流道动能损失；所述喷射流道的过渡圆锥段收缩角范围为5-25°，所述喷射流道底部圆弧段半径范围R2-5mm，所述喷嘴盖板圆周直径大于连接螺纹直径。

8.如权利要求1所述的一种连续油管底封拖动压裂工具，其特征在于，

所述平衡阀包括上接头、挡板、球、连接套、外筒、循环密封头、密封环、密封轴、转接头；所述上接头与上部工具连接，下部与循环密封头通过螺纹形式连接；所述上接头内部设置有光滑喇叭口状过渡面，过渡面表面粗糙度Ra≤1.6，所述喇叭口状过渡面半锥角的角度范围为20-45°，所述上接头内部设置有挡板、球；所述挡板与上接头内部喇叭口状过渡面共同作用，用于限制球在上接头内的移动距离；所述密封环套入密封轴外侧，通过密封环将密封轴与外筒件间形成密封；所述密封轴与循环密封头下端通过螺纹形成连接；所述循环密封头、密封环、密封轴均在外筒内部，在上接头的带动下，能相对于外筒进行轴向移动；所述连接套与外筒上端通过螺纹形式连接，所述转接头上端与外筒下端通过螺纹形式连接，转接头下端与下部工具连接。

9.如权利要求1所述的一种连续油管底封拖动压裂工具，其特征在于，

所述底部封隔器包括中心管、挡环、胶筒、锥体、卡瓦二、卡瓦环、弹簧二、卡瓦座、换向环、换向销、卡瓦套、连接筒、限位套、摩擦块、拱形弹簧片、摩擦块座、摩擦块套；所述中心管外侧中部设置有Y型长短槽，所述Y型长短槽沿外周交替布置，所述换向销在Y型长短槽内沿轴向上下滑动，所述中心管两端均设置有螺纹，上端螺纹用于连接其他上部工具，下端螺纹用于连接限位套，所述胶筒为可压缩膨胀的橡胶材质，所述胶筒外部包含有环形凹陷的三角形沟槽，所述弹簧二设置在胶筒端部外周，所述胶筒的两端分别为挡环和锥体，所述挡环、锥体与胶筒接触的平面外周设置有圆角，所述圆角半径范围为R2-5mm，所述卡瓦二外周上部设置有硬度不低于HRC48的锯齿状卡瓦牙，所述卡瓦牙上部为大引入斜面，引入斜面与轴线间的夹角范围15-30°；所述摩擦块座圆周均布3-6条沿轴线方向内凹陷的槽，所述槽用于安装卡瓦二及拱形弹簧片；所述换向环圆周上设置有换向销，所述摩擦块外圆周面上喷涂有厚度为0.2-0.6mm、硬度不小于HRC60的硬质合金涂层或碳化钨涂层。

10.如权利要求1所述的一种连续油管底封拖动压裂工具，其特征在于，

所述接箍定位器包括定位器主体、卡爪、拱形弹簧片、卡瓦套二；卡爪及拱形弹簧片安装在定位器主体圆周均布的凹槽内，所述卡爪外周凸起处上下两斜面与轴线的夹角不同，所述上斜面与轴线的锐夹角一大于下斜面与轴线的锐夹角二；所述锐夹角一的角度范围为50-65°，所述锐夹角二的角度范围为25-40°；所述卡爪外周凸起处包括上下两斜面上喷涂有厚度为0.2-0.6mm、硬度不小于HRC60的硬质合金涂层或碳化钨涂层；所述卡爪内部设置有向内凹陷的矩形槽，所述向内凹陷的矩形槽内安装有拱形弹簧片；所述卡瓦套通过螺纹方式安装在主体外圆处，用于限制卡爪。

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