《安置可控阀的固井分段压裂完井管柱及液控开关管柱.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《安置可控阀的固井分段压裂完井管柱及液控开关管柱.pdf（10页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN102410009A43申请公布日20120411CN102410009ACN102410009A21申请号201110291721922申请日20110930E21B43/26200601E21B34/1420060171申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司采油工艺研究院72发明人吕玮王增林张全胜李玉宝张峰郝金克贾庆升吴柏志任家敏张建74专利代理机构东营双桥专利代理有限责任公司37107代理人周京兰54发明名称安置可控阀的固井分段压裂完井管柱及液控开关管柱57摘要本发明是安置可控阀的固井分段。
2、压裂完井管柱及液控开关管柱，适用于水平井及直井的完井工艺，下入一趟液控开关管柱启闭安置可控阀的固井分段压裂完井管柱，实现多层段的压裂完井施工，满足低渗透油藏和非常规油气资源的开发需要。本管柱使用套管自上而下依次连接液控开关工具滞留筒、可开关控制阀以及在两端连接的液压套管扶正器、碰压坐落阀和底部循环阀；在本管柱中至少配置一组可开关控制阀以及在两端连接的液压套管扶正器。本液控开关管柱包括液控开关工具和连续油管，把一套液控开关工具连接在连续油管底部。可开关控制阀采用相同尺寸的内通径，可对地层采用套管加砂压裂完井，满足大排量、大规模压裂改造的需要。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明。
3、专利申请权利要求书2页说明书4页附图3页CN102410015A1/2页21安置可控阀的固井分段压裂完井管柱，其特征是，使用套管1自上而下依次连接液控开关工具滞留筒2、可开关控制阀4以及在两端连接的液压套管扶正器3、碰压坐落阀6和底部循环阀7。2根据权利要求1所述的安置可控阀的固井分段压裂完井管柱，其特征是，所述可开关控制阀4包括外套筒43和内滑套47，外套筒43上设有液流通道46，内滑套47装于外套筒43内，外套筒43两端连接上接头41和下接头49。3根据权利要求2所述的安置可控阀的固井分段压裂完井管柱，其特征是，所述内滑套47顶部筒体的内圆设有开启用钩挂台肩44，其上部筒体设有定位筋，其下。
4、部筒体内圆设有关闭用钩挂台肩48，定位筋的外侧设有定位凸台410；在外套筒43的液流通道46上方的筒体内圆设有开启用定位凹槽42和关闭用定位凹槽411，开启用定位凹槽42和关闭用定位凹槽411均与内滑套47的定位凸台410配合。4根据权利要求3所述的安置可控阀的固井分段压裂完井管柱，其特征是，所述外套筒43内圆中上接头41至液流通道46上部端口的距离大于或等于内滑套47的筒体长度；在外套筒43的液流通道46的两侧、上接头41和下接头49的连接处均设有密封件。5根据权利要求1所述的安置可控阀的固井分段压裂完井管柱，其特征是，所述液控开关工具滞留筒2是一个两端设有连接丝扣的筒状体，其内径大于液控开。
5、关管柱上的液控开关工具10的外径，其环空过流面积等于配套套管的过流面积。6用于启闭权利要求1所述的安置可控阀的固井分段压裂完井管柱的液控开关管柱，其特征是包括液控开关工具10和连续油管9，把一套液控开关工具连接在连续油管9底部。7根据权利要求6所述的液控开关管柱，其特征是，所述液控开关工具10包括上接头101、调节环102、驱动筒105、启闭机构、中心管108、活塞109和下接头1011，上接头101、中心管108和下接头1011依次连接，在其外部依次连接调节环102、启闭机构、驱动筒105和活塞109，在活塞109与驱动筒105之间安装挡环106和弹簧107；中心管108的管体上设有进液孔与。
6、活塞109的内腔对应。8根据权利要求7所述的液控开关管柱，其特征是，所述启闭机构包括启闭操作块103和驱动块104，启闭操作块103与驱动块104铰链配接；启闭操作块103的一端为解锁坡，其外侧设有钩挂卡槽，该钩挂卡槽与可开关控制阀4中内滑套47的开启用钩挂台肩44配合或者与关闭用钩挂台肩48配合，驱动块104的外侧为弧形；启闭操作块103的非解锁坡端与驱动块104的一端铰链配接，启闭操作块103的解锁坡端与驱动块104的另一端分别与上接头101的上部和驱动筒105的上端铰链配接；该启闭机构至少设有三套，轴向设置在上接头101与驱动筒105之间。9根据权利要求8所述的液控开关管柱，其特征是，所。
7、述启闭操作块103的钩挂卡槽一边是直角边，另一边是斜边。10根据权利要求6所述的液控开关管柱，其特征是，所述使用连续油管在其底部连接一套液控开关工具，是在一个液控开关管柱中连接两个液控开关工具10，两个液控开关权利要求书CN102410009ACN102410015A2/2页3工具10在管柱上的连接方向相反或者相对。权利要求书CN102410009ACN102410015A1/4页4安置可控阀的固井分段压裂完井管柱及液控开关管柱技术领域0001本发明涉及石油工业的完井装置，特别是安置可控阀的固井分段压裂完井管柱及液控开关管柱，适用于水平井及直井的完井工艺，下入一趟液控开关管柱启闭安置可控阀的固。
8、井分段压裂完井管柱，实现多层段的压裂完井施工，满足低渗透油藏和非常规油气资源的开发需要。背景技术0002目前，利用水平井分段压裂改造技术来提高低渗透油藏以及页岩油气等非常规资源开发应用规模逐步加大。但目前常用的水平井裸眼封隔器分段完井工艺，如申请号为2009202489799的水平井完井压裂一体化管柱，通过投球逐级打开滑套分段压裂技术，为了让投入的球能够通过、到达最下方的压裂完井层段，最下方的球座内径必须小于上一级的球座内径，受球座尺寸分级排列的影响，其分段数量和压裂规模都受到很大限制，影响了改造效果；并且该滑套是投球滑套，球投入后使滑套打开，后期生产时无法再关闭。如后期要进行选择性生产或多次。
9、的重复压裂改造时，需关闭滑套，该一体化管柱整体将无法使用。只能重新在该管柱内下入油管压裂管柱，进行小规模的管内分段压裂，因此在完井以后的后续施工中不能满足使用需求。同时该实用新型完井压裂一体化管柱的结构相对复杂，容易出现操作故障。在低渗透油藏和非常规油气资源的开发中，针对多段压裂的直井，特别是管柱结构复杂、技术要求高的水平井还没有一种套管压裂完井方法可以解决上述难题，制约着低渗透油藏和非常规油气资源的开发。发明内容0003本发明的目的是提供安置可控阀的固井分段压裂完井管柱及液控开关管柱，解决目前套管分段压裂完井施工中，通过投球逐级打开滑套的分段压裂技术受球座内径分级排列影响，分段数量和压裂规模。
10、受到限制的问题，提高地层的改造效果，提高压裂规模和效率。0004本发明技术方案可达上述目的安置可控阀的固井分段压裂完井管柱使用套管1自上而下依次连接液控开关工具滞留筒2、可开关控制阀4以及在两端连接的液压套管扶正器3、碰压坐落阀6和底部循环阀7；在本管柱中至少配置一组可开关控制阀4以及在两端连接的液压套管扶正器3。当对多段地层进行压裂完井时，需要在管柱中配置多组可开关控制阀4以及在两端连接的液压套管扶正器3。0005用于启闭安置可控阀的固井分段压裂完井管柱的液控开关管柱包括液控开关工具10和连续油管9，把一套液控开关工具10连接在连续油管9底部。液控开关工具10包括上接头101、调节环102、。
11、驱动筒105、启闭机构、中心管108、活塞109和下接头1011，上接头101、中心管108和下接头1011依次连接，在其外部依次连接调节环102、启闭机构、驱动筒105和活塞109，在活塞109与驱动筒105之间安装挡环106和弹簧说明书CN102410009ACN102410015A2/4页5107；中心管108的管体上设有进液孔与活塞109的内腔对应。0006本发明具有以下显著的效果和进步1、在本发明的压裂完井管柱中，可开关控制阀采用相同尺寸的内通径，不使用投球法，不存在内通径必须逐级缩小的问题，可以保证各压裂完井层段均使用最大内径的可开关控制阀实施套管压裂完井。可对地层采用套管加砂压裂。
12、完井，满足大排量、大规模压裂改造的需要，增加裂缝长度、裂缝数量及导流能力，有效提高产能和采收率。00072、在水平井的水平段或直井的多个压裂完井层段，可根据需要在固井分段压裂完井管柱中放置多个可开关控制阀，其可开关控制阀的设计规格统一、内通径大，可使用同一套液控开关工具完成多个压裂完井用可开关控制阀的启闭，压裂分级数量不受限制，满足大排量、大规模压裂改造的需要。00083、多个压裂层段的压裂施工可连续完成，无需将液控开关管柱提出地面，操作方便，提高了压裂效率，节约压裂费用且完井工艺简单、安全可靠，大大降低了施工成本。00094、无需射孔，节省了射孔作业费用和作业时间。00105、后期生产中可以。
13、使用液控开关工具，下入到压裂完井管柱中选择性地打开或关闭任意一个压裂完井用的可开关控制阀，满足选择性生产以及重复压裂改造的要求，解决了现有技术压裂完井管柱不能被重复开启、关闭，不能选择性生产和重复压裂的难题，具有显著的经济效益和社会效益。附图说明0011图1是本发明中可开关控制阀的结构示意图。0012图2是本发明中液控开关工具的结构示意图。0013图3是本发明中液控开关工具打开压裂完井管柱中可开关控制阀时的工作状态示意图。0014图4是本发明中液控开关工具关闭压裂完井管柱中可开关控制阀时的工作状态示意图。0015图5是本发明中安置可控阀的固井分段压裂完井管柱的结构示意图。0016图6是本发明中。
14、液控开关管柱的结构示意图。具体实施方式0017以下结合附图对本发明做进一步的详述安置可控阀的固井分段压裂完井管柱使用套管1自上而下依次连接液控开关工具滞留筒2、可开关控制阀4以及在两端连接的液压套管扶正器3、碰压坐落阀6和底部循环阀7；在本管柱中至少配置一组可开关控制阀4以及在两端连接的液压套管扶正器3。当对多段地层进行压裂完井时，需要在管柱中配置多组可开关控制阀4以及在两端连接的液压套管扶正器3。0018可开关控制阀4包括外套筒43和内滑套47，外套筒43上设有液流通道46，内滑套47装于外套筒43内，外套筒43两端连接上接头41和下接头49。内滑套47的顶部筒体的内圆设有开启用钩挂台肩44。
15、，其上部筒体设有定位筋，其下部筒体内圆设有关闭用钩挂台肩48；定位筋的外侧设有定位凸台410。在外套筒43的液流通道46上说明书CN102410009ACN102410015A3/4页6方筒体内圆上设有开启用定位凹槽42和关闭用定位凹槽411，开启用定位凹槽42和关闭用定位凹槽411均与内滑套47的定位凸台410配合定位。当使用液控开关工具10的启闭机构打开或关闭可开关控制阀4时，内滑套47的定位凸台410落入开启用定位凹槽42或关闭用定位凹槽411中，使打开或关闭后的内滑套47定位。外套筒43内圆中上接头41至液流通道46上部端口的距离大于或等于内滑套47的筒体长度，避免内滑套47的筒体遮挡。
16、液流通道46。在外套筒43的液流通道46的两侧、上接头41和下接头49的连接处均设有密封件，图中以密封件45表示。0019液控开关工具滞留筒2是一个两端设有连接丝扣的筒状体，其内径大于液控开关管柱上的液控开关工具10的外径，其环空过流面积等于配套套管的过流面积。当上提液控开关管柱进行压裂完井作业时，液控开关工具10可以滞留在液控开关工具滞留筒2中减少节流压差，避免工具磨损。0020用于启闭安置可控阀的固井分段压裂完井管柱的液控开关管柱包括液控开关工具10和连续油管9，把一套液控开关工具10连接在连续油管9底部。液控开关工具10包括上接头101、调节环102、驱动筒105、启闭机构、中心管108。
17、、活塞109和下接头1011，上接头101、中心管108和下接头1011依次连接，在其外部依次连接调节环102、启闭机构、驱动筒105和活塞109，在活塞109与驱动筒105之间安装挡环106和弹簧107；中心管108的管体上设有进液孔与活塞109的内腔对应。启闭机构包括启闭操作块103和驱动块104，启闭操作块103与驱动块104铰链配接；启闭操作块103的一端为解锁坡，其外侧设有钩挂卡槽，该钩挂卡槽与可开关控制阀中内滑套47的开启用钩挂台肩44配合或者与关闭用钩挂台肩48配合，驱动块104的外侧为弧形；启闭操作块103的非解锁坡端与驱动块104的一端铰链配接，启闭操作块103的解锁坡端与驱。
18、动块104的另一端分别与上接头101的上部和驱动筒105的上端铰链配接；该启闭机构至少设有三套，轴向设置在上接头101与驱动筒105之间。在下接头1011和活塞109的密封连接处设有密封圈，在图2中以密封圈1010表示。打开或关闭可开关控制阀4时的液控开关工具10的工作状态示意图由图3和图4表示。图3和图4中B表示装有可开关控制阀4的压裂完井管柱；A表示液控开关管柱。0021使用连续油管在其底部连接一套液控开关工具，是在一套液控开关管柱中连接两个液控开关工具10，一个用于打开可开关控制阀4，另一个用于关闭可开关控制阀4。两个液控开关工具10在管柱上的连接方向相反或者相对，使两个液控开关工具10。
19、的启闭操作块103的安装方向相反或者相对。0022以水平井中施工为例的具体施工方法首先根据地层需要配置可开关控制阀4的数量并将连接好的固井分段压裂完井管柱下入井内，具体工艺如下1、本工艺管柱在确定分段压裂级数和压裂完井用可开关滑套4安装位置后进行完井管柱的配接，将配接好的完井管柱下入井内泵入固井水泥8固井，投入长翼固井胶塞5泵入顶替液，长翼固井胶塞5到达井底并与碰压坐落阀6碰压后继续稳压，使液压套管扶正器3开始工作，保证水平段套管居中，提高固井质量和分段效果。00232、固井完井后，安装可密封连续油管9的井口装置，参见图6配接液控开关管柱。0024当需要分段压裂完井时，各井段的套管压裂施工过程。
20、如下说明书CN102410009ACN102410015A4/4页7A为液控开关管柱打液压，液压从连续油管9进入液控开关工具10的中心管108内，从管体上的进液孔进入活塞109内，推动活塞109压缩弹簧107，同时活塞109推动驱动筒105，从而驱动驱动块104，使启闭操作块103伸出，卡住可开关控制阀4的内滑套47上的开启用钩挂台肩44，通过液控开关工具10打开固井分段压裂完井管柱中目的层段的可开关控制阀4；B为液控开关管柱卸压，使液控开关工具10的启闭操作块103与可开关控制阀4的开启用钩挂台肩44脱离；C上提液控开关管柱，使两个液控开关工具10都进入液控开关工具滞留筒2中，从井口压裂完井。
21、管柱中进行压裂，完成该段的套管压裂施工；D下放液控开关管柱，为液控开关管柱打液压，液压从连续油管9进入中心管108内，从管体上的进液孔进入活塞109内，推动活塞109压缩弹簧107，同时活塞109推动驱动筒105，从而驱动驱动块104使启闭操作块103伸出时卡住可开关控制阀4的内滑套47上的关闭用钩挂台肩48,封堵液流通道46，通过液控开关工具10关闭固井分段压裂完井管柱中目的层段的可开关控制阀4；E为液控开关管柱卸压，使液控开关工具10的启闭操作块103与可开关控制阀4的关闭用钩挂台肩48脱离；F上提或下放液控开关管柱至新的目的层段重复上述工序继续施工；或者把液控开关管柱提至地面，正常进行后续施工。说明书CN102410009ACN102410015A1/3页8图1图2图3说明书附图CN102410009ACN102410015A2/3页9图4图5说明书附图CN102410009ACN102410015A3/3页10图6说明书附图CN102410009A。