逐級坐封多級分段壓裂管柱的制作方法
【專利摘要】一種逐級坐封多級分段壓裂管柱，包括多個封隔器和壓裂滑套，每個封隔器對應(yīng)一個壓裂滑套，封隔器通過連接油管與壓裂滑套連接，封隔器和壓裂滑套為成對配套使用，成對配套使用的封隔器坐封傳壓通道通過傳壓管連接在壓裂滑套的傳壓孔上，壓裂滑套在開啟之前，壓裂滑套上的傳壓孔被壓裂滑套的滑套內(nèi)筒封堵，無壓力傳至封隔器的坐封傳壓通道內(nèi)，封隔器不發(fā)生坐封，壓裂滑套在開啟之后，壓裂滑套的滑套內(nèi)筒下滑，露出壓裂滑套上的傳壓孔，壓力經(jīng)傳壓管傳至封隔器的坐封傳壓通道內(nèi)，封隔器發(fā)生坐封。它能夠可靠、有效地對坐封的每一級封隔器進行坐封檢驗，從而可靠、有效地掌握各級封隔器的坐封資料，有效保障壓裂管柱上所有封隔器坐封的密封性。
【專利說明】 逐級坐封多級分段壓裂管柱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及壓裂管柱，具體是一種逐級坐封多級分段壓裂管柱。
【背景技術(shù)】
[0002]封隔器是油氣井完井改造作業(yè)中常用的一種井下工具，其與壓裂滑套組合使用可實現(xiàn)油氣井多級分段壓裂改造。當封隔器與壓裂滑套組合使用時，將組合好的壓裂管柱下入油氣井內(nèi)，保持壓裂滑套關(guān)閉，投球至壓裂管柱底端的坐封球座上，再往油管內(nèi)打壓，油管內(nèi)壓力通過與封隔器的中心管連通的小孔進行傳壓，進而使封隔器的活塞進行運動壓縮，封隔器的膠筒在活塞運動壓縮的過程中產(chǎn)生變形膨脹，進而使壓裂管柱上的所有封隔器同時實現(xiàn)坐封，再依次自下而上投球開啟壓裂滑套，進行多級分段壓裂施工。這種壓裂管柱的缺點在于:壓裂管柱上的所有封隔器是一次性、同時坐封的，在進行封隔器的坐封密封性檢驗時，只能進行最上一級的封隔器坐封驗封，其余封隔器的坐封驗封是無法實現(xiàn)的，也就是說，除最上一級封隔器以外，其余封隔器的坐封資料是無法獲取的，進而不能有效保障壓裂管柱上除最上一級封隔器以外的其余封隔器坐封密封性，從而導(dǎo)致在壓裂施工過程中存在較大的封隔器坐封失效的隱患，不利于油氣井的壓裂施工作業(yè)正常、可靠的進行，嚴重影響油氣井整體開發(fā)水平和開發(fā)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于:針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠逐級坐封、多級分段壓裂、且能對每一級封隔器的坐封效果進行可靠有效檢驗的逐級坐封多級分段壓裂管柱。
[0004]本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種逐級坐封多級分段壓裂管柱，所述壓裂管柱包括多個封隔器和壓裂滑套，每個封隔器對應(yīng)一個壓裂滑套，封隔器通過連接油管與壓裂滑套連接，封隔器和壓裂滑套為成對配套使用，所述成對配套使用的封隔器坐封傳壓通道通過傳壓管連接在壓裂滑套的傳壓孔上，壓裂滑套在開啟之前，壓裂滑套上的傳壓孔被壓裂滑套的滑套內(nèi)筒封堵，無壓力傳至封隔器的坐封傳壓通道內(nèi)，封隔器不發(fā)生坐封，壓裂滑套在開啟之后，壓裂滑套的滑套內(nèi)筒下滑，露出壓裂滑套上的傳壓孔，壓力經(jīng)傳壓管傳至封隔器的坐封傳壓通道內(nèi)，封隔器發(fā)生坐封。
[0005]所述封隔器主要由封隔器上接頭、中心管、雙層管和封隔器下接頭構(gòu)成；所述封隔器上接頭的上端與油管連接，封隔器上接頭的下端內(nèi)壁與中心管連接，封隔器上接頭的下端外壁與鎖套連接；所述中心管的下端與設(shè)有傳壓通道的缸座連接，在中心管上套裝有膠筒心管和活塞，活塞的下端與缸座的上端之間形成環(huán)空間隙，膠筒心管的上端與鎖套下端連接，膠筒心管的下端與活塞上端，在鎖套與活塞之間的膠筒心管上套裝有膠筒，活塞的外壁上連接有缸套，缸套的下端連接有棘齒外管；所述雙層管的上端與缸座下端連接，雙層管的環(huán)空與缸座上的傳壓通道對接，雙層管的下端與封隔器下接頭連接，雙層管的外壁上套裝棘齒卡簧和棘齒外管，棘齒外管的下端外壁與裝配在封隔器下接頭上端的剪銷座連接；所述封隔器下接頭上套裝有尾座，尾座處在剪銷座下方，在封隔器下接頭上設(shè)有傳壓通道，封隔器下接頭的傳壓通道與雙層管的環(huán)空對接，封隔器下接頭的下端與連接油管連接。
[0006]所述壓裂滑套主要由滑套上接頭、滑套外筒和滑套內(nèi)筒構(gòu)成；所述滑套上接頭的上端與連接油管連接，滑套上接頭的外壁與滑套外筒連接；所述滑套外筒上從上到下設(shè)有傳壓孔和滑套泄流通道；所述滑套內(nèi)筒由滑套外筒上從上到下的滑套一級銷釘和滑套二級銷釘裝配在滑套外筒內(nèi)，滑套二級銷釘插裝在滑套內(nèi)筒外壁上的滑槽內(nèi)，滑套二級銷釘與滑槽頂部的距離等于或大于滑套內(nèi)筒上端端部與滑套外筒上傳壓孔之間的距離。
[0007]所述膠筒為多節(jié)，各節(jié)膠筒之間設(shè)有隔環(huán)。
[0008]所述活塞與膠筒心管之間、與中心管之間、與缸套之間分別設(shè)有密封圈。
[0009]所述棘齒卡簧由通過剪切銷固定在雙層管上的止退環(huán)限位。
[0010]所述缸座與缸套之間、與雙層管之間分別設(shè)有密封圈。
[0011]所述滑套外筒與滑套上接頭之間、與滑套內(nèi)筒之間分別設(shè)有密封圈。
[0012]本實用新型的有益效果是:將封隔器坐封用的傳壓通道進壓口從封隔器中心管處改變至壓裂滑套處，利用壓裂滑套的滑套內(nèi)筒閉啟動作來控制封隔器上傳壓通道進壓口的閉啟，從而使壓裂管柱達到逐級坐封、多級分段壓裂的目的，這種逐級坐封能夠可靠、有效地對坐封的每一級封隔器進行坐封密封性檢驗，從而可靠、有效地掌握壓裂管柱上各級封隔器的坐封資料，有效保障壓裂管柱上所有封隔器坐封的密封性，利于油氣井的壓裂施工作業(yè)正常、可靠的進行，從而提高油氣井整體開發(fā)水平和開發(fā)效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0014]圖1是本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本實用新型封隔器的一種結(jié)構(gòu)示意圖(由于封隔器的長柱狀結(jié)構(gòu)，為了使其清楚，將其分成兩段)。
[0016]圖3是本實用新型壓裂滑套的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中代號含義:1 一封隔器上接頭；2—鎖套；3 —中心管；4一膠筒心管；5—隔環(huán)；6—I父筒；7—密封圈；8—活塞；9一缸套；10—缸座；11 一雙層管；12—棘齒卡黃；13—止退環(huán)；14一到切銷；15—棘齒外管；16—到銷座；17—尾座；18—封隔器下接頭；19—傳壓管；20—滑套上接頭；21—滑套外筒；22—滑套泄流通道；23—滑套一級銷釘；24—滑套二級銷釘；25—滑套內(nèi)筒；26—封隔器；27—連接油管；28—油管；29—壓裂滑套。
【具體實施方式】
[0018]參見圖1:本實用新型包括兩個封隔器26和兩個壓裂滑套29，每個封隔器26對應(yīng)一個壓裂滑套29，封隔器26通過連接油管27與壓裂滑套29連接，封隔器26和壓裂滑套29為成對配套使用，成對配套使用的封隔器26坐封傳壓通道通過傳壓管19連接在壓裂滑套29的傳壓孔上。兩副成對配套使用的封隔器26和壓裂滑套29軸向串裝組裝成一根兩級的壓裂管柱。
[0019]參見圖2:上述封隔器26主要由封隔器上接頭1、中心管3、雙層管11和封隔器下接頭18構(gòu)成。其中，封隔器上接頭I的上端用作與油管28連接，封隔器上接頭I的下端內(nèi)壁通過螺紋與中心管3的上端外壁連接，封隔器上接頭I的下端外壁通過螺紋與鎖套2的上端內(nèi)壁連接。中心管3的下端外壁通過螺紋與設(shè)有傳壓通道的缸座10上端內(nèi)壁連接；在中心管3上由上到下分別套裝有膠筒心管4和活塞8，膠筒心管4的上端外壁與鎖套2的下端內(nèi)壁形成套接，膠筒心管4的下端外壁通過螺紋與活塞8上端內(nèi)壁，且膠筒心管4的下端外壁與活塞8的上端內(nèi)壁之間設(shè)有密封圈7 ;活塞8的下端與缸座10的上端之間形成環(huán)空間隙，活塞8與中心管3之間設(shè)有密封圈7，活塞8的外壁上通過螺紋連接有缸套9，活塞8與缸套9之間設(shè)有密封圈7，缸套9的下端內(nèi)壁通過螺紋連接有棘齒外管15 ;在鎖套2與活塞8之間的膠筒心管4上套裝有膠筒6，該膠筒6為三節(jié)，相鄰兩節(jié)膠筒6之間設(shè)有隔環(huán)
5。雙層管11的上端通過密封圈7與缸座10下端形成抵觸連接，雙層管11的環(huán)空與缸座10上的傳壓通道對接，缸座10與缸套9之間設(shè)有密封圈7，雙層管11的下端與封隔器下接頭18的上端形成抵觸連接，雙層管11的外壁上套裝棘齒卡簧12和棘齒外管15 ;棘齒卡簧12由通過剪切銷14固定在雙層管11上的止退環(huán)13限位，棘齒卡簧12處在雙層管11的外壁臺階面與止退環(huán)13之間；棘齒外管15的下端外壁通過螺紋與裝配在封隔器下接頭18上端的剪銷座16內(nèi)壁連接。封隔器下接頭18上套裝有尾座17，尾座17處在剪銷座16下方，在封隔器下接頭18的上部設(shè)有傳壓通道，傳壓通道的上端與雙層管11的環(huán)空對接，封隔器下接頭18的傳壓通道下端端口處在封隔器下接頭18中部的外壁上(尾座17下方)，該傳壓通道端口用作連接傳壓管19的上端；封隔器下接頭18的下端用作與連接油管27連接。
[0020]參見圖3:上述壓裂滑套29主要由滑套上接頭20、滑套外筒21和滑套內(nèi)筒25構(gòu)成。其中，滑套上接頭20的上端用作與連接油管27連接，滑套上接頭20的外壁通過螺紋與滑套外筒21連接，在滑套上接頭20與滑套外筒21之間設(shè)有密封圈7?；淄馔?1上從上到下設(shè)有傳壓孔和滑套泄流通道22，傳壓孔用作連接傳壓管19的下端?；變?nèi)筒25由滑套外筒21上從上到下的滑套一級銷釘23和滑套二級銷釘24裝配在滑套外筒21內(nèi)，滑套內(nèi)筒25與滑套外筒21之間設(shè)有密封圈7，滑套內(nèi)筒25的上端與滑套上接頭20的下端形成抵接，在滑套內(nèi)筒25的外壁上設(shè)有插裝滑套二級銷釘24的滑槽，滑套二級銷釘24插裝在滑套內(nèi)筒25外壁上的滑槽內(nèi)，當滑套內(nèi)筒25未被開啟之前，滑套二級銷釘24與滑槽頂部的距離等于(也可以是大于)滑套內(nèi)筒25上端端部與滑套外筒21上傳壓孔之間的距離(但不能大于滑套內(nèi)筒25上端端部與滑套外筒21上滑套泄流通道22之間的距離)。
[0021]以上述的封隔器26和壓裂滑套29結(jié)構(gòu)，當壓裂滑套29在開啟之前，壓裂滑套29上的傳壓孔被壓裂滑套29的滑套內(nèi)筒25封堵，無壓力傳至封隔器26的坐封傳壓通道內(nèi)，封隔器26不發(fā)生坐封；當壓裂滑套29在開啟之后，壓裂滑套29的滑套內(nèi)筒25下滑，露出壓裂滑套29上的傳壓孔，井筒內(nèi)的壓力經(jīng)壓裂滑套29上的傳壓孔、傳壓管19傳至封隔器26的坐封傳壓通道(即封隔器下接頭18上的傳壓通道、雙層管11的環(huán)空、缸座10上的傳壓通道)內(nèi)，活塞8在壓力推動下發(fā)生上行運動，膠筒心管4隨著活塞8 一同上行，活塞8擠壓膠筒6，使膠筒6發(fā)生變形膨脹，進而使封隔器26發(fā)生坐封。
[0022]上述兩副成對配套使用的封隔器26和壓裂滑套29組裝成的壓裂管柱(共兩級)使用方法，包括下列順序步驟:
[0023]I).根據(jù)油氣井的儲層井況，準備對應(yīng)數(shù)量的封隔器和壓裂滑套(即兩個封隔器26和兩個壓裂滑套29);將每個封隔器和對應(yīng)的壓裂滑套進行組裝(即封隔器26的坐封傳壓通道通過傳壓管19與壓裂滑套29上的傳壓孔進行連接)，使其形成成對配套的壓裂管柱；
[0024]2).將組裝好的壓裂管柱下入油氣井的井筒中，使每一級壓裂管柱的壓裂滑套上滑套泄流通道與油氣井內(nèi)的儲層段位置形成對應(yīng)；
[0025]3).在油氣井內(nèi)投放啟動鑰匙(例如啟動球)，使啟動鑰匙到達對應(yīng)壓裂管柱的壓裂滑套內(nèi)，啟動鑰匙將壓裂滑套的滑套內(nèi)筒打開，滑套內(nèi)筒在滑套外筒內(nèi)下滑，露出滑套外筒上的傳壓孔，油氣井內(nèi)的壓力經(jīng)傳壓孔、傳壓管傳至封隔器的坐封傳壓通道內(nèi)，封隔器發(fā)生坐封；從環(huán)空打壓驗封，當壓力達到預(yù)定要求時，則表明封隔器坐封成功；
[0026]4).提高壓裂管柱的油管內(nèi)壓力，在油管內(nèi)壓力作用下，將壓裂滑套的滑套內(nèi)筒繼續(xù)打開，滑套內(nèi)筒在滑套外筒內(nèi)繼續(xù)下滑，露出滑套外筒上的滑套泄流通道，實施壓裂施工；
[0027]5).按照從下往上(井底方向為下、井口方向為上)的坐封、壓裂順序，重復(fù)步驟3)和步驟4)，將油氣井內(nèi)的各級壓裂管柱進行逐級投放啟動鑰匙，開啟每一級壓裂管柱的壓裂滑套，進行相應(yīng)級次封隔器的坐封和驗封，并進行相應(yīng)級次的壓裂施工，直到完成最后一級(即最靠近井口的一級)壓裂施工。壓裂完成后，即可開井排液，進入投產(chǎn)。
[0028]上述封隔器和壓裂滑套的數(shù)量僅為示例，而非特定值，除此之外還可以是其它值，例如五個封隔器和壓裂滑套、八個封隔器和壓裂滑套等。
【權(quán)利要求】
1.一種逐級坐封多級分段壓裂管柱，其特征在于:所述壓裂管柱包括多個封隔器(26)和壓裂滑套(29)，每個封隔器(26)對應(yīng)一個壓裂滑套(29)，封隔器(26)通過連接油管(27)與壓裂滑套(29)連接，封隔器(26)和壓裂滑套(29)為成對配套使用，所述成對配套使用的封隔器(26)坐封傳壓通道通過傳壓管(19)連接在壓裂滑套(29)的傳壓孔上，壓裂滑套(29 )在開啟之前，壓裂滑套(29 )上的傳壓孔被壓裂滑套(29 )的滑套內(nèi)筒(25 )封堵，無壓力傳至封隔器(26)的坐封傳壓通道內(nèi)，封隔器(26)不發(fā)生坐封，壓裂滑套(29)在開啟之后，壓裂滑套(29)的滑套內(nèi)筒(25)下滑，露出壓裂滑套(29)上的傳壓孔，壓力經(jīng)傳壓管(19)傳至封隔器(26)的坐封傳壓通道內(nèi)，封隔器(26)發(fā)生坐封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述逐級坐封多級分段壓裂管柱，其特征在于:所述封隔器(26)主要由封隔器上接頭(I)、中心管(3)、雙層管(11)和封隔器下接頭(18)構(gòu)成；所述封隔器上接頭(I)的上端與油管(28)連接，封隔器上接頭(I)的下端內(nèi)壁與中心管(3)連接，封隔器上接頭(I)的下端外壁與鎖套(2)連接；所述中心管(3)的下端與設(shè)有傳壓通道的缸座(10)連接，在中心管(3)上套裝有膠筒心管(4)和活塞(8)，活塞(8)的下端與缸座(10)的上端之間形成環(huán)空間隙，膠筒心管(4)的上端與鎖套(2)下端連接，膠筒心管(4)的下端與活塞(8 )上端，在鎖套(2 )與活塞(8 )之間的膠筒心管(4)上套裝有膠筒(6 )，活塞(8 )的外壁上連接有缸套(9 )，缸套(9 )的下端連接有棘齒外管(15 );所述雙層管(11)的上端與缸座(10 )下端連接，雙層管(11)的環(huán)空與缸座(10 )上的傳壓通道對接，雙層管(11)的下端與封隔器下接頭(18)連接，雙層管(11)的外壁上套裝棘齒卡簧(12)和棘齒外管(15)，棘齒外管(15)的下端外壁與裝配在封隔器下接頭(18)上端的剪銷座(16)連接；所述封隔器下接頭(18)上套裝有尾座(17)，尾座(17)處在剪銷座(16)下方，在封隔器下接頭(18)上設(shè)有傳壓通道，封隔器下接頭(18)的傳壓通道與雙層管(11)的環(huán)空對接，封隔器下接頭(18)的下端與連接油管(27)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述逐級坐封多級分段壓裂管柱，其特征在于:所述壓裂滑套(29)主要由滑套上接頭(20)、滑套外筒(21)和滑套內(nèi)筒(25)構(gòu)成；所述滑套上接頭(20)的上端與連接油管(27)連接，滑套上接頭(20)的外壁與滑套外筒(21)連接；所述滑套外筒(21)上從上到下設(shè)有傳壓孔和滑套泄流通道(22);所述滑套內(nèi)筒(25)由滑套外筒(21)上從上到下的滑套一級銷釘(23)和滑套二級銷釘(24)裝配在滑套外筒(21)內(nèi)，滑套二級銷釘(24)插裝在滑套內(nèi)筒(25)外壁上的滑槽內(nèi)，滑套二級銷釘(24)與滑槽頂部的距離等于或大于滑套內(nèi)筒(25)上端端部與滑套外筒(21)上傳壓孔之間的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述逐級坐封多級分段壓裂管柱，其特征在于:所述膠筒(6)為多節(jié)，各節(jié)膠筒(6)之間設(shè)有隔環(huán)(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述逐級坐封多級分段壓裂管柱，其特征在于:所述活塞(8)與膠筒心管(4 )之間、與中心管(3 )之間、與缸套(9 )之間分別設(shè)有密封圈(7 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述逐級坐封多級分段壓裂管柱，其特征在于:所述棘齒卡簧(12)由通過剪切銷(14)固定在雙層管(11)上的止退環(huán)(13)限位。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述逐級坐封多級分段壓裂管柱，其特征在于:所述缸座(10)與缸套(9)之間、與雙層管(11)之間分別設(shè)有密封圈(7)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述逐級坐封多級分段壓裂管柱，其特征在于:所述滑套外筒(21)與滑套上接頭(20 )之間、與滑套內(nèi)筒(25 )之間分別設(shè)有密封圈(7 )。
【文檔編號】E21B43/26GK203374262SQ201320385615
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月1日
【發(fā)明者】甘振維, 任山, 劉林, 黃禹忠, 林立世, 胡順渠, 蘭芳, 侯治民, 劉濤, 藤紋江, 趙偉 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司西南油氣分公司