WO2021249499A1 - 井筒分段作业方法和用于该方法的胶塞 - Google Patents
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Abstract
公开了一种井筒分段作业方法，包括以下步骤：在对井眼进行第一通井操作后下入管柱（100），其中，管柱（100）沿自下而上的方向依次包括浮箍（2）、胶塞座（7）、趾端滑套（3）以及压裂滑套（4）；进行固井操作，使得泵送到管柱（100）的内腔中的水泥浆通过胶塞座（7）和浮箍（2）进入到管柱与井眼之间的环空并形成水泥环，水泥环使趾端滑套（3）和压裂滑套（4）彼此隔离；进行第二通井操作，用于确保管柱（100）的趾端滑套（3）露出；进行管柱试压；进行分段压裂施工；还公开了一种适用于该井筒分段作业方法的胶塞（20）。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2020年6月12日提交的发明名称为“固井分段改造管柱和方法”中国专利申请CN202010534849.2、于2020年6月12日提交的发明名称为“单通道建井井筒作业准备方法”中国专利申请CN202010534828.0，以及于2020年6月28日提交的发明名称为“胶塞和包含其的用于油管固井的碰压工具”中国专利申请CN202010596721.9的优先权，这三件专利申请的全部内容通过引用结合于本文中。
本发明属于油气田生产的领域，具体涉及一种井筒分段作业方法，以及一种用于这种井筒分段作业方法的胶塞。
现有的油气藏，尤其是致密油气藏通常采用分段改造工艺来建井，通常包括固井、完井和压裂等作业步骤。常见的一种压裂模式为长水平段分段压裂，对应的完井方式主要有套管射孔分段完井和裸眼分段完井。
不论是套管射孔分段完井还是裸眼分段完井，它们都包括众多相关工序，需要下入多种设备并进行多种操作。例如，套管射孔分段完井包括完钻后下钻通井、套管固井、测声幅、通井、射孔、刮管、下分段完井管柱、替浆等工序，而裸眼分段完井包括完钻后水平段模拟通井、钻杆送放裸眼分段管柱、水平段替浆、投球座封封隔器、丢手、直井段替浆、提送放管柱、下回插管柱等工序。
上述的常规分段完井工艺的工序多，作业周期长，使用设备多。这就导致致密油气藏的建井成本高，开发效益低。因此，常规的完井工艺已难以满足生产需要。
发明内容
针对现有技术中所存在的上述技术问题中的一部分或者全部，本发明提出了一种井筒分段作业方法。通过该方法，能够一次性实现固井、完井和压裂操作， 其工序少、周期短，能够广泛应用于不同类型的油气藏。本发明还提出了一种用于这种井筒分段作业方法的胶塞。
根据本发明的第一方面，提供了一种井筒分段作业方法，包括如下步骤：在对井眼进行第一通井操作后下入管柱，其中，所述管柱沿自下而上的方向依次包括浮箍、胶塞座、趾端滑套以及压裂滑套；进行固井操作，使得泵送到所述管柱的内腔中的水泥浆通过所述胶塞座和浮箍进入到所述管柱与井眼之间的环空并形成水泥环，所述水泥环使所述趾端滑套和所述压裂滑套彼此隔离；进行第二通井操作，用于确保所述管柱的趾端滑套露出；进行管柱试压；以及进行分段压裂施工。
在一个优选的实施例中，所述进行固井操作的步骤包括：向所述管柱内泵送前置液，所述前置液通过所述胶塞座和浮箍进入所述管柱与井眼之间的环空以进行清洗；泵送水泥浆，使得所述水泥浆通过所述胶塞座和浮箍进入到所述管柱与井眼之间的环空内；投入胶塞并泵送顶替液，促动所述胶塞下移直至与所述胶塞座碰压；以及关井憋压，候凝。
在一个具体的实施例中，所述前置液的泵送量选择成使得在所述环空内形成长度为200-300米的液段。
在一个具体的实施例中，所述水泥浆的泵送量选择成使得水泥浆返高位于所述压裂滑套之上至少200m。
在一个具体的实施例中，所述关井憋压的选择成比液柱压差值高3-5MPa。
在一个优选的实施例中，所述进行第二通井操作的步骤包括：探塞操作，用于确定胶塞位置；以及判断所述胶塞位置是否位于所述趾端滑套的上方，如果是，则还进行扫塞操作。
在一个具体的实施例中，所述探塞操作利用连续油管连接探塞管串来进行，其中，所述连续油管的外径尺寸比所述管柱的内径尺寸小20-30mm，所述探塞管串的最大外径尺寸比所述管柱的内径小3-5mm，所述连续油管的下入速度为10-20m/min。
在一个优选的实施例中，如果在所述连续油管的下入过程中在某一位置处遇阻，则加压重复进行多次，如果遇阻位置不变，则所述遇阻位置为胶塞位置。
在一个具体的实施例中，所述扫塞操作利用连续油管连接扫塞管串来进行，其中，所述扫塞管串的最大外径比所述管柱的内径小6-8mm。
在一个具体的实施例中，钻塞至所述趾端滑套的底端面之下10-20m。
在一个具体的实施例中，通过泵入扫塞工作液并通过所述扫塞管串来驱动钻头以进行钻塞，其中，所述扫塞工作液的泵送排量为300-500L/min。
在一个优选的实施例中，在所述扫塞操作之后还进行替换管柱内的扫塞工作液的操作。
在一个优选的实施例中，向所述管柱内下入连续油管到胶塞处后上提，泵入建井工作液以替换管柱内的扫塞工作液。
在一个优选的实施例中，泵送建井工作液的泵送压力值阶梯式递减。
在一个优选的实施例中，所述建井工作液是能作用于所述管柱的滑套的反应液，其中在泵入所述建井工作液之前先泵入隔离液。
根据本发明的第二方面，提供了一种适用于如上所述的井筒分段作业方法的胶塞，包括：胶塞芯，其包括插入头、主体和连接尾，其中在所述插入头的外壁上设置有环形的安装槽；套设在所述连接尾的外壁上的皮碗；以及设置在所述安装槽处的锁定件。
在一个优选的实施例中，所述安装槽包括紧邻于所述胶塞芯的主体的第一直线段，以及与所述第一直线段相邻的第一斜面段，其中，所述第一斜面段构造成使得所述胶塞芯的插入头的外径逐渐增加。所述锁定件构造为C型棘齿环，所述C型棘齿环的内壁面包括处于上部的用于与所述第一直线段形成配合的第一直线对应段，以及处于下部的用于与所述第一斜面段形成配合第一斜面对应段。其中，所述C型棘齿环的上端面与所述胶塞芯的主体的下端面相抵接。
在一个优选的实施例中，所述胶塞芯的插入头包括与所述第一斜面段相连的第二直线段、与所述第二直线段相连的第二斜面段，以及与所述第二斜面段相连的导入段，其中，所述第二斜面段使得所述插入头在从上到下的方向上外径逐渐减小，并且所述导入段构造为球面。
在一个优选的实施例中，在所述胶塞芯的主体的外壁上设置有朝上的第一台阶面、朝下的第二台阶面和用于安装密封圈的密封槽，其中，所述第二台阶面位于所述第一台阶面之下，所述密封槽设置在所述第一台阶面和所述第二台阶面之间。
在一个优选的实施例中，在所述胶塞芯的主体的上端设置有外径尺寸相对增加的过渡段，并且所述皮碗的主体的外径与所述过渡段的外径相同。
下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中：
图1显示了根据本发明的一个实施例的作业管柱；
图2显示了根据本发明的另一个实施例的作业管柱；
图3显示了根据本发明的井筒分段作业方法的流程图；
图4显示了图3中步骤S320的子步骤的流程图；
图5显示了图3中步骤S330的子步骤的流程图；
图6显示了根据本发明的一个实施例的胶塞；
图7显示了图6所示胶塞中的胶塞芯；
图8显示了图6所示胶塞中的锁定件。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
下面将结合附图对本发明做进一步说明。在本文中，朝向井口的方位描述为“上方”、“上游”、“上端”或类似用语，而远离口的方位描述为“下方”、“下游”、“下端”或类似用语。另外，在周向上朝向地层的方位描述为“径向外侧”，而远离地层的方位描述为“径向内侧”。
图1显示了根据本发明的一个实施例的管柱100，其适用于斜井段。如图1所示，管柱100主要包括浮鞋1、浮箍2、胶塞座7、趾端滑套3、压裂滑套4、油管5和扶正器6。其中，浮鞋1设置在管柱100的末端，用于方便管柱100顺利下入到井眼中。
在浮鞋1的上端设有浮箍2，用于管柱100的顺利下入。同时，浮箍2用于在固井过程中，连通管柱100的内腔以及井眼之间的通道，以及用于承接后期下入到管柱100内腔中的胶塞(其将在正文中详细描述)。在本发明的一个未示出的实施例中，管柱100包括沿管柱的轴向间隔开设置的两个浮箍2，以用于提高使用安全性，保证固井等操作的顺利进行。
在浮箍2的上端设置有趾端滑套3，用于在固井完成后进行第一段的压裂操作。在本发明的一个优选的实施例中，趾端滑套3为压差式滑套，其通过压力差而打开。在如图1所示的实施例中，设置了两个趾端滑套3，它们沿管柱100的轴向间隔开地设置。作为一个非限制性的示例，趾端滑套3可以采用如专利文献CN110374571A或CN209261535U中所公开的滑套。
在趾端滑套3的上端设置有压裂滑套4，用于在固井完成后进行其它段的压 裂操作。尽管在图1中仅示意性地显示了两个压裂滑套4，然而可以理解，根据本发明的管柱100可包括多个沿管柱的轴向间隔开设置的压裂滑套4。优选地，压裂滑套4为全通径滑套，以实现无级操作。作为一个非限制性的示例，压裂滑套4可以采用如专利文献CN203603846U中所公开的滑套。
优选地，趾端滑套3和压裂滑套4的内径均与管柱100的油管5的内径相一致，用于保证后续胶塞的顺利通过。
根据本发明，管柱100还可包括扶正器6。该扶正器6用于起到扶正作用，并减小管柱100的下入摩擦阻力，保证管柱100的顺利下入。在本发明的一个优选的实施例中，在管柱100的轴向上可以依次设置多个扶正器6。最下端的扶正器6位于浮鞋1和浮箍2之间。优选地，相邻的扶正器6之间的距离可以设置为20-40m。
图2显示了根据本发明的另一个实施例的管柱100，其适用于水平井段。如图2所示的管柱100与图1所示的管柱的结构大致相同，因此这里略去对其的详细描述。图2尤其示出了沿管柱的轴向间隔开设置的多个压裂滑套4。
图3显示了根据本发明的井筒分段作业方法的流程图。该井筒分段作业方法优选地利用上述管柱100来进行。
首先进行步骤S310，其中在钻井作业结束之后进行第一通井作业，然后在井眼中下入管柱。第一通井作业可以采用通井管柱来进行，并通井到井眼的井底，用于使得井眼能满足管柱的下入要求。在下入期间，管柱的上端与井口装置固定连接。
在步骤S320中，进行固井操作，其中，泵送到管柱内腔中的水泥浆通过胶塞座和浮箍进入到管柱与井眼之间的环空并形成水泥环，所述水泥环使趾端滑套和压裂滑套彼此间隔开。
根据本发明的一个具体实施例，步骤S320可以包括一个预备步骤和四个子步骤。在预备步骤中，先将水泥车连接到井口装置，试压合格后，按照设计的固井程序向管柱内泵送相应的液体。这是本领域的技术人员所熟知的。
在子步骤S3201中，先向管柱内泵送前置液，使得前置液可通过胶塞座和浮箍进入管柱与井眼之间的环空中，以进行清洗。例如，该前置液为包括冲洗液和隔离液。泵送冲洗液的目的是为了冲洗井壁上的泥饼，使得钻井液容易流动。泵送用于隔离液的目的是使先泵送的冲洗液和后泵送的水泥浆彼此隔离开。这样，水泥浆不会与由前期泵送的冲洗液和泥饼所形成的泥浆混合而影响水泥的胶结 质量。根据本发明的一个优选的实施例，所泵送的前置液优选地使得在井眼内形成长度为200-300m的液段。
在子步骤S3202中，泵送水泥浆。所泵送的水泥浆例如为水泥、水和添加剂所形成的液体流体。在泵送过程中，水泥浆会通过胶塞座和浮箍进入到管柱与井眼之间的环空内，从而形成水泥环，所述水泥环使趾端滑套和压裂滑套(在设有多个压裂滑套时为最下端的那个压裂滑套)彼此间隔开。在泵送了足够量的水泥浆之后，结束子步骤S3202。
在子步骤S3203中，向管柱100内投入胶塞(其将在下文中结合图6到8来介绍)，然后泵送顶替液，以促动胶塞下移，直至与胶塞座形成碰压。顶替液泵送用于将管柱的内腔中的水泥浆完全挤入到管柱与井眼之间的环空中。
在子步骤S3204中，进行关井候凝。此时，胶塞已经与胶塞座形成碰压，并坐在胶塞座上。在一个优选的实施例中，关井憋压的压力依据液柱压差值选择，需要比液柱压差值大3-5MPa，以有效防止水泥浆回退。候凝期间，管柱外部的水泥浆逐渐凝固，从而在管柱100的外壁和地层井壁之间形成水泥环。该水泥环位于趾端滑套和压裂滑套(在设有多个压裂滑套时为最下端的那个压裂滑套)之间，起到了分段封隔效果。
在一个优选的实施例中，在固井过程中，水泥浆返高根据具体井况进行设计，但必须比最上面那个压裂滑套至少高200m。
在步骤S330中，进行第二通井作业，以保证管柱的至少一个趾端滑套露出。根据本发明的一个具体实施例，步骤S330可以包括以下多个子步骤。
在第二通井作业中，首先在子步骤S3301中进行探塞操作。在一个优选的实施例中，探塞操作可利用连续油管连接探塞管串来进行。其中，连续油管的外径尺寸可设置成比管柱的内径尺寸小20-30mm，而探塞管串的最大外径尺寸可设置成比管柱的内径小3-5mm。连续油管的下入速度优选为10-20m/min。在连续油管的下入过程中，如果连续油管在某一位置处遇阻，则加压3-6吨进行重复探塞多次。如果遇阻位置保持不变，则可判断遇阻位置即为胶塞位置。
之后，在子步骤S3302中判断胶塞位置是否处于趾端滑套3的下方。如果判断结果为“是”，即胶塞位置处于趾端滑套3的下方，则直接进入下一步骤S340。如果判断结果为“否”，即胶塞位置处于趾端滑套3的上方，这意味着趾端滑套无法顺利打开，则需要进行下一子步骤S3303。
在子步骤S3303中进行扫塞操作，以露出趾端滑套3。这样，趾端滑套3才 能顺利打开，进而保证第一段压裂可以顺利进行。在一个优选的实施例中，扫塞操作可利用上述连续油管连接扫塞管串来进行。其中，扫塞管串的最大外径可设置成比管柱的内径小6-8mm。这种设置可保证扫塞产生的水泥碎屑在扫塞管串与管柱之间的通过性最佳，有助于水泥碎屑顺利返排。通常来说，扫塞操作是对胶塞进行钻除作业，其可一直进行到趾端滑套3的底端面之下10-20m。这一操作能保证趾端滑套3的顺利开启，有助于满足分段压裂以及后期试气的要求。
在一个具体的实施例中，油管的内径为88.3mm。连续油管和扫塞管串的组件自上而下地包括直径为50.8mm的连续油管、直径为73mm的铆钉接头、直径为73mm的单流阀、直径为73mm的丢手、直径为73mm的螺杆，以及直径为80mm的钻头。在扫塞过程中，泵车从连续油管内泵入工作液，驱动螺杆带动钻头来旋转式地钻扫胶塞。所泵入的工作液可通过连续油管与管柱之间的间隙返至地面，而钻扫胶塞所产生的水泥碎屑通过工作液带回至地面。在钻扫水泥塞的期间，工作液的泵注排量可设置为300-500L/min，以便更好地控制钻扫水泥塞的速度。这样，在保证有效钻扫的同时，还可以保证水泥碎屑不会卡在连续油管与管柱之间的间隙内。
在子步骤S3304中，对管柱内的扫塞工作液进行替换，以防止泥浆状的扫塞工作液进入地层而造成污染，保证后续开采作业的顺利实施。在一个具体的实施例中，可以向管柱内下入连续油管，到胶塞表面后上提一段距离，然后以一定的排量泵入建井工作液，从而替换管柱内的扫塞工作液。上述上提距离和建井工作液的泵入排量应当选择成能够保证在建井工作液替换扫塞工作液的期间不会发生工作液混合的情况。在一个具体的例子中，上提距离例如为2m，建井工作液的泵入排量例如为250-350L/min。
优选地，建井工作液的泵送压力设置成阶梯式递减。这样便能够确定管柱内的建井工作液替换扫塞工作液处于正常作业，保证返排的顺利进行。此处需要说明的是，根据不同的需要，建井工作液可以是不同性质的工作液，例如清水。而在一些其它情况下，在压裂期间需要向管柱的内腔中泵送酸性反应液，用于实现滑套或者投入的滑套开启工具的溶解。在这种情况下，需要在泵送酸性反应液之前先泵送一定量的隔离液，用于杜绝或者减小酸性反应液与管柱内的已注入液体的混合，保证酸性反应液的作用效率，确保滑套或者投入的滑套开启工具的溶解。所泵入的隔离液以及酸性反应液的量可以根据井的不同而有调整。在一个具体的实施例中，油管的内径为88.3mm。建井工作液包括依次泵送的隔离液、反应液 和清水。其中，反应液为2-7％溶解剂，或者包含8-20％盐酸和2-7％溶解剂。在泵注隔离液1m
3之后，再泵注反应液6m
3，然后泵送清水直至替换出井筒内的扫塞工作液。在泵送过程中，排量可以为0.33m
3/min，而泵压由最初的36.0MPa逐渐阶梯式降到30.0MPa。
在步骤S340中，进行全井筒试压操作。利用泵车，从井口采气树向管柱100内注入例如清水，进行全井筒试压。可以采用阶梯加压方式进行，直至加压到预定极限强度值。例如，管柱强度值为100MPa，而该操作过程中的预定极限强度值经过计算为80MPa。在试压过程中，最初泵送30MPa的压力液，通过阶梯式加压，比如，依次为40MPa、50MPa、60MPa、70MPa、75Mpa、78Mpa、80MPa进行泵送。
在步骤S350中，进行分段压裂施工。先利用泵车加压至设计压力值，向管柱的内腔中泵送压力液，以打开趾端滑套。在打开相应的趾端滑套后，压力液促动其位置处的水泥环破裂，从而在该处建立管柱和地层的流动通道。再依据压裂设计进行该第一段的压裂施工。然后根据压裂滑套的结构，进行投入滑套开启工具的操作。滑套开启工具投入到位后，憋压开启最下端的压裂滑套并击碎该处水泥环。之后进行第二段压裂施工。之后，依次实现后续所有段的压裂施工。
压裂施工结束后，压裂设备撤出井场，开井进行压后排液，测试求产。最后，该管柱可以作为投产管柱直接进行投产。这均是本领域的技术人员所熟知的。
根据本发明的井筒分段作业方法，下入一趟作业管柱100便可以进行固井和完井操作。尤其是，根据本发明，利用固井过程中形成的水泥环来起到间隔的作用，以便为后续完井起到分段改造的功能。根据本发明的井筒分段作业方法，在固井后即可实施分段压裂施工，简化了现有技术中的固井和完井操作，提高了工作效率。同时，在结构上，根据本发明的作业管柱100的结构简单，根本不需要例如射孔枪、封隔器等便能完成固井和完井操作，极大地节省了设备资源，有效降低了建井成本。
在根据本发明的井筒分段作业方法中，胶塞的下入以及其与胶塞座形成碰压是一项重要的步骤。如果胶塞无法形成有效的碰压和锁定，则后续的步骤将受到严重的影响。因此，根据本发明的另一个方面，提供了一种适用于根据本发明的井筒分段作业方法的胶塞。
以下结合图6到8来详细说明根据本发明的胶塞20。如图6所示，胶塞20主要包括胶塞芯30、皮碗40和锁定件50。
如图7所示，胶塞芯30大致为棒状，起到骨架和支撑的作用。在沿从下到上的方向上，胶塞芯30具有依次固定连接的插入头32、主体35和连接尾38。在插入头30的外壁上设置有环形的安装槽25，用于安装锁定件50。皮碗40套设在连接尾38的外壁上，用于在顶替过程中与油管的内壁接触而刮除水泥浆。
根据本发明，在胶塞芯30的插入头32的外壁上设置安装槽25，锁定件50设置于其中。在固井水泥浆的注入完成之后，向油管内下入根据本发明的胶塞20。胶塞20下行至胶塞座7处时，锁定件50能与胶塞座7上的相应锁定件形成锁定配合。由于锁定件50限定在安装槽25内，因此胶塞芯30相对锁定件50固定，进而限定了胶塞20的位置。通过这种方式，能够有效地避免水泥浆回流，提高了油管固井质量，有助于保证后续完井工具下入的井筒质量。
在一个实施例中，如图7所示，安装槽25包括紧邻于胶塞芯30的主体35的第一直线段26，以及与第一直线段26相邻的第一斜面段21。在从上到下的方向上，第一斜面段21构造成使得插入头32的外径逐渐增加。
在一个实施例中，如图8所示，锁定件50构造为C型棘齿环。该C型棘齿环的内壁面包括处于上部的第一直线对应段51，用于与第一直线段26形成配合。此外，该C型棘齿环的内壁面还包括处于下部的第一斜面对应段52，用于与第一斜面段21形成配合。在安装到位后，C型棘齿环的上端面与胶塞芯30的主体35的下端面相抵接。这样，在锁定件50与胶塞座7上的相应锁定件形成锁定配合后，即便胶塞芯30受到水泥浆所施予的向上推力时，然而由于主体35的下端面对C型棘齿环的上端面的限位，同时第一斜面对应段52与第一斜面段21之间所形成的配合，能够有效地防止C型棘齿环脱落，从而保证了胶塞20的卡接的安全性和稳定性。
如图7所示，胶塞芯30的插入头32包括与第一斜面段21相连的第二直线段23。在第二直线段23的下方依次设置第二斜面段27和导入段29。第二斜面段27构造成使得插入头32在从上到下方向上外径逐渐减小。优选地，导入段29构造为球面的一部分。上述设置使得插入头32在第二直线段23位置处的外径尺寸最大。也就是说，该插入头32构造为中间的外径尺寸大而两端处的外径尺寸小，形成大体枣核的形状。这种设置方式除了能保证卡接锁定的稳定性之外，还具有很好的导向性，保证胶塞20的顺利下入，避免在管柱的任何台阶面处产生卡挂。
根据本发明，在主体35的外壁上设置至少一个密封槽33，用于安装密封圈 22，从而实现固井密封的作用。通过这种设置，密封圈22处于锁定件50的上方。这样，锁定件50在装配时不会通过密封槽33，从而不会与密封圈22发生接触而损坏密封面。优选地，在主体35的外壁上还设置朝向上的第一台阶面34，以及与第一台阶面34轴向间隔开的朝向下的第二台阶面36，其中第二台阶面36位于第一台阶面34之下。通过这种设置，在主体35的外壁上形成一个径向向外突出的凸出部。
在一个实施例中，密封槽33设置在第一台阶面34和第二台阶面36之间。这样，密封槽33就位于主体35的凸出部上。这种设置一方面使得主体35的处于第二台阶面36之下的外径尺寸相对减小，方便下入。另一方面，主体35在第一台阶面34和第二台阶面36之间的轴向尺寸相对较小，能够避免密封圈22的过度磨损。优选地，第一台阶面34与胶塞芯30的轴向之间的角度为130-140度，例如135度，而第二台阶面与胶塞芯30的轴向之间的角度为145-155度，例如150度。
优选地，在主体35的上端设置有外径尺寸增加的过渡段37。当皮碗40套接在胶塞芯30的连接尾38上之后，皮碗40的主体的外径与过渡段37的外径相同。另外，胶塞芯30为整体式结构，皮碗40通过硫化设置在胶塞芯30的连接尾38的外壁上。这种设置方式能保证胶塞芯30的整体强度，使得整个胶塞20上不存在薄弱环节，有助于提高安全性。同时，上述设置保证了皮碗40和胶塞芯30的稳定连接，保证了顶替质量。
根据一个优选的实施例，C型棘齿环由42CrMo的合金钢材质制成，从而提高了C型棘齿环的抗压差能力。这样，这种设计的C型棘齿环可在条件更为苛刻、固井压差更大的井中使用，例如压差达到60-70MPa的情况。为了保证皮碗40的耐磨性和耐温性，其可由丁腈橡胶、氟橡胶、天然橡胶等复配物制成。当然，还可以根据实际需要对皮碗40的各组分的比例进行适当的调制，以满足需要。
虽然在上文中已经参考示例性的实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，在不存在结构冲突的情况下，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (20)
- 一种井筒分段作业方法，包括如下步骤：在对井眼进行第一通井操作后下入管柱，其中，所述管柱沿自下而上的方向依次包括浮箍、胶塞座、趾端滑套以及压裂滑套；进行固井操作，使得泵送到所述管柱的内腔中的水泥浆通过所述胶塞座和浮箍进入到所述管柱与井眼之间的环空并形成水泥环，所述水泥环使所述趾端滑套和所述压裂滑套彼此隔离；进行第二通井操作，用于确保所述管柱的趾端滑套露出；进行管柱试压；以及进行分段压裂施工。
- 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行固井操作的步骤包括：向所述管柱内泵送前置液，所述前置液通过所述胶塞座和浮箍进入所述管柱与井眼之间的环空以进行清洗；泵送水泥浆，使得所述水泥浆通过所述胶塞座和浮箍进入到所述管柱与井眼之间的环空内；投入胶塞并泵送顶替液，促动所述胶塞下移直至与所述胶塞座碰压；关井憋压，候凝。
- 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述前置液的泵送量选择成使得在所述环空内形成长度为200-300米的液段。
- 根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述水泥浆的泵送量选择成使得水泥浆返高位于所述压裂滑套之上至少200m。
- 根据权利要求2到4中任一项所述的方法，其特征在于，所述关井憋压的选择成比液柱压差值高3-5MPa。
- 根据权利要求2到5中任一项所述的方法，其特征在于，所述进行第二通井作业的步骤包括：探塞操作，用于确定胶塞位置；以及判断所述胶塞位置是否位于所述趾端滑套的上方，如果是，则还进行扫塞操作。
- 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述探塞操作利用连续油管连接探塞管串来进行，其中，所述连续油管的外径尺寸比所述管柱的内径尺寸小20-30mm，所述探塞管串的最大外径尺寸比所述管柱的内径小3-5mm，所述连续油管的下入速度为10-20m/min。
- 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，如果在所述连续油管的下入过程中在某一位置处遇阻，则加压重复进行多次，如果遇阻位置不变，则所述遇阻位置为胶塞位置。
- 根据权利要求6到8中任一项所述的方法，其特征在于，所述扫塞操作利用连续油管连接扫塞管串来进行，其中，所述扫塞管串的最大外径比所述管柱的内径小6-8mm。
- 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述扫塞操作中，钻塞至所述趾端滑套的底端面之下10-20m。
- 根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，通过泵入扫塞工作液并通过所述扫塞管串来驱动钻头以进行钻塞，其中，所述扫塞工作液的泵送排量为300-500L/min。
- 根据权利要求6到11中任一项所述的方法，其特征在于，在所述扫塞操作之后还进行替换管柱内的扫塞工作液的操作。
- 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，向所述管柱内下入连续油管到胶塞处后上提，泵入建井工作液以替换管柱内的扫塞工作液。
- 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，泵送建井工作液的泵送压力值阶梯式递减。
- 根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述建井工作液是能作用于所述管柱的滑套的反应液，其中在泵入所述建井工作液之前先泵入隔离液。
- 一种适用于根据权利要求1到15中任一项所述的井筒分段作业方法的胶塞，包括：胶塞芯，其包括插入头、主体和连接尾，其中在所述插入头的外壁上设置有环形的安装槽；套设在所述连接尾的外壁上的皮碗；以及设置在所述安装槽处的锁定件。
- 根据权利要求16所述的胶塞，其特征在于，所述安装槽包括紧邻于所述胶塞芯的主体的第一直线段，以及与所述第一直线段相邻的第一斜面段，其中， 所述第一斜面段构造成使得所述胶塞芯的插入头的外径逐渐增加；所述锁定件构造为C型棘齿环，所述C型棘齿环的内壁面包括处于上部的用于与所述第一直线段形成配合的第一直线对应段，以及处于下部的用于与所述第一斜面段形成配合第一斜面对应段；其中，所述C型棘齿环的上端面与所述胶塞芯的主体的下端面相抵接。
- 根据权利要求17所述的胶塞，其特征在于，所述胶塞芯的插入头包括与所述第一斜面段相连的第二直线段、与所述第二直线段相连的第二斜面段，以及与所述第二斜面段相连的导入段，其中，所述第二斜面段使得所述插入头在从上到下的方向上外径逐渐减小，并且所述导入段构造为球面。
- 根据权利要求16到18中任一项所述的胶塞，其特征在于，在所述胶塞芯的主体的外壁上设置有朝上的第一台阶面、朝下的第二台阶面和用于安装密封圈的密封槽，其中，所述第二台阶面位于所述第一台阶面之下，所述密封槽设置在所述第一台阶面和所述第二台阶面之间。
- 根据权利要求16到19中任一项所述的胶塞，其特征在于，在所述胶塞芯的主体的上端设置有外径尺寸相对增加的过渡段，并且所述皮碗的主体的外径与所述过渡段的外径相同。
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