一種井下分層壓裂工藝管柱及其可鑽式封隔器的製作方法
2023-05-28 01:06:11 1
專利名稱：一種井下分層壓裂工藝管柱及其可鑽式封隔器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於油田井下開採技術領域，確切的說是涉及一種井下分層壓裂工藝管柱及該管柱上使用的可鑽式封隔器。
背景技術：
對於低孔低滲非均質油藏而言，壓裂是提高油井產量的主要措施手段之一，對於多層段非均質油藏，一趟管柱壓裂多個層段，是提高壓裂時效和減少壓裂成本的重要手段。 目前國內分層壓裂管柱有水力錨+Ylll封隔器+滑套噴砂器+水力錨+Y221封隔器、水力錨+Y241封隔器+滑套噴砂器+水力錨+Y241封隔器+滑套坐封器等各種分層壓裂管柱， 從這些管柱結構上分析，無論各級封隔器解封性能多好，總存在砂卡封隔器的問題，從本質上沒有消除砂卡問題，仍造成起不出管柱上大修作業井下事故，這樣就制約著分層壓裂管柱應用規模。中國專利公開文件CN201031679Y公開了一種深層氣井分層壓裂工具串，該工具串是在油管下端依次連接安全接頭、防磨保護器、水力錨、壓縮式封隔器、節流嘴、緩變徑裝置、滑套噴砂器、可鑽封隔器、插入密封段及延伸工具筒，其中，可鑽封隔器採用常規的 Y443型封隔器，施工時，先用油管攜帶W43型可鑽封隔器及專用坐封工具下到井下預定位置，讓W43型可鑽封隔器坐封並實現丟手，然後用油管攜帶由安全接頭、防磨保護器、水力錨、壓縮式封隔器、節流嘴、緩變徑裝置、滑套噴砂器、可鑽封隔器、插入密封段組成的管柱下井，插入密封段插入到W43型可鑽封隔器中進行壓裂作業。作業完後根據情況起出管柱，將W43型可鑽封隔器留在井下。如果需要對油井進行其它作業，則需要下平底磨鞋將該W43型可鑽封隔器鑽磨掉。但W43型可鑽封隔器的結構較為複雜、製造和使用成本較高，而且在該W43型可鑽封隔器在其卡瓦下部還軸向延伸設有一段較長的用於插入密封段插入的插孔段，其在鑽磨該料43型可鑽封隔器時，當W43型可鑽封隔器的卡瓦被鑽磨掉後，位於卡瓦下方的的插孔段會因為失去卡瓦的支撐而掉落到井底，對掉落的這部分插孔段的打撈非常困難，如果對該油井進行多次分層壓裂作業，最底部的W43型可鑽封隔器被鑽磨後掉落的插孔段日積月累會逐漸增多，從而阻擋管柱下井造成油井報廢。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種井下分層壓裂工藝管柱，以解決現有分層壓裂管柱底部的可鑽封隔器無法全部鑽磨掉的問題。本實用新型的井下分層壓裂工藝管柱的技術方案是一種井下分層壓裂工藝管柱，包括油管、高壓水力錨、壓裂封隔器、滑套噴砂器、密封插入器及可鑽封隔器，所述的可鑽封隔器包括中心管，中心管內設有與密封插入器的插入端密封配合的插孔，在中心管的中部外壁上滑動套裝有中間膠筒，在位於中間膠筒的兩端的中心管外壁上分別滑動套裝有上錐套及下椎體，所述的上、下錐套分別設有由相對靠近的基部向對應的端部逐漸縮小的環錐面，在上、下錐套上分別通過其上的環錐面滑動套裝有上、下卡瓦，所述的上、下椎體及對應套裝的上、下卡瓦分設於中心管的兩端，在中心管下端的外壁上還固定套裝有與下卡瓦的底面擋止配合的擋環。所述的上、下錐套分別通過對應設置用於在坐封時被剪斷的定位銷釘固定在中心管外壁上，所述中間膠筒的上下兩端分別被對應的上、下錐套夾持固定。在所述上、下卡瓦的周向外表面上分別設有用於與套管內壁咬合的斜齒，上、下卡瓦之間的斜齒朝向相背設置。本實用新型同時還提供了一種可鑽封隔器，該可鑽封隔器的技術方案是一種可鑽封隔器，包括中心管，中心管內設有與密封插入器的插入端密封配合的插孔，在中心管的中部外壁上滑動套裝有中間膠筒，在位於中間膠筒的兩端的中心管外壁上分別滑動套裝有上錐套及下椎體，所述的上、下錐套分別設有由相對靠近的基部向對應的端部逐漸縮小的環錐面，在上、下錐套上分別通過其上的環錐面滑動套裝有上、下卡瓦，所述的上、下椎體及對應套裝的上、下卡瓦分設於中心管的兩端，在中心管下端的外壁上還固定套裝有與下卡瓦的底面擋止配合的擋環。所述的上、下錐套分別通過對應設置用於在坐封時被剪斷的定位銷釘固定在中心管外壁上，所述中間膠筒的上下兩端分別被對應的上、下錐套夾持固定。在所述上、下卡瓦的周向外表面上分別設有用於與套管內壁咬合的斜齒，上、下卡瓦之間的斜齒朝向相背設置。本實用新型的分層壓裂管柱中採用的可鑽封隔器的結構簡單，製造成本低廉，其將用於與套管卡接的上下卡瓦分設在其兩端，使得其在鑽磨過程中，下卡瓦可對封隔器提供有效的支撐，從而保證了該可鑽封隔器基本上能夠被平底磨鞋鑽磨完，鑽磨後經過洗井即可將封隔器碎屑清洗出去，從而克服了現有技術的缺陷。
圖1為本實用新型中井下分層壓裂工藝管柱具體實施例的結構示意簡圖；圖2為本實用新型中可鑽封隔器的結構示意圖；圖3為本實用新型中可鑽封隔器坐封時的結構示意圖；圖4為本實用新型中可鑽封隔器坐封后的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型中井下分層壓裂工藝管柱的具體實施例如圖1所示，其主要由依次串接在油管100上的高壓水力錨101、上層壓裂封隔器102、滑套噴砂器103、密封插入器105 及可鑽封隔器104組成，其中，上層壓裂封隔器採用Ylll型封隔器，該Ylll型封隔器與高壓水力錨101、滑套噴砂器103及密封插入器105均為現有技術，此處不再贅述。可鑽封隔器104的具體結構如圖2所示，該可鑽封隔器104由上卡瓦1、上錐套2、中間膠筒4、中心管 5、下錐套6、下卡瓦8及擋環9組成，其中，中心管5內軸向開設有與密封插入器105的插入端密封配合的插孔，中間膠筒5滑動套裝在中心管5的外壁中部，上錐套2及下錐套6分別滑動裝配在中間膠筒4上下方的中心管5外壁上並與中間膠筒4的兩端面接觸配合，同時。上下錐套2、6分別被對應穿設的定位銷釘3、7定位固定在中心管5的外壁上，上下錐套2、6的外表面上分別設有由相互靠近的基部向其端部逐漸縮小的環錐面，在上錐套2的上部通過對應設置的環錐面滑動套裝有上卡瓦1，在下錐套6的下部通過對應設置的環錐面滑動套裝有下卡瓦8，在中心管5的下端外壁上還通過外螺紋旋裝固定有與下卡瓦8底面擋止配合的擋環9。施工時，先下坐封管柱，如圖3所示，首先將坐封工具與可鑽封隔器連接好，再將拉斷環10與坐封工具連接好，隨油管一起下入套管100裡，可鑽封隔器到達設定位置後，向油管內投鋼球到坐封工具裡，再向油管裡打壓16Ma，坐封工具的零件13向下推上卡瓦1，上卡瓦2沿上錐套2的環錐面滑動漲開並同時推動上錐套2剪斷定位銷釘3向下滑動，擠壓中間膠筒4，中間膠筒4在上錐套2推動下向下移動推動下錐套6，下錐套6剪斷定位銷釘7 後向下滑動通過環錐面擠開下卡瓦8，坐封工具零件12通過中心杆11拉住拉斷環10保持靜止不動，當上卡瓦1、上錐套2、中間膠筒4、中心管5、下錐套6及下卡瓦8被擋環9阻擋後開設壓縮中間膠筒4，同時上卡瓦1、下卡瓦8脹咬在套管100的內壁上，實現可鑽封隔器的坐封，繼續提高油管壓力至25Ma，使拉斷環10被拉斷，完成丟手，起出油管及坐封工具， 將可鑽封隔器留在井下，如圖4所示。第二趟下施工管柱根據具體設計位置將依次串接在油管下的高壓水力錨101、 Ylll壓裂封隔器102、滑套噴砂器103、密封插入器105連接在一起組成施工管柱下入井下， 施工管柱下到位置後，將密封插入器105的插入端插到可鑽封隔器104的中心管5內，向下加壓8噸負荷，座好壓裂井口等待施工。施工時，先壓裂下層，下層壓裂結束後，通過投球打開滑套噴砂器103的滑套，再壓裂上層。壓裂結束停噴後，直接上提油管將水力錨101、Y111 壓裂封隔器102、滑套噴砂器103、密封插入器105起出地面，而可鑽封隔器104留在井裡 (如圖4)，再下平底磨鞋，將可鑽封隔器104的磨掉，最後經過洗井將碎屑從井內清理出去。本實用新型的可鑽封隔器的具體結構在上述實施例中已有詳細描述，此處不再贅述。
權利要求1.一種井下分層壓裂工藝管柱，包括油管、高壓水力錨、壓裂封隔器、滑套噴砂器、密封插入器及可鑽封隔器，所述的可鑽封隔器包括中心管，中心管內設有與密封插入器的插入端密封配合的插孔，在中心管的中部外壁上滑動套裝有中間膠筒，在位於中間膠筒的兩端的中心管外壁上分別滑動套裝有上錐套及下椎體，所述的上、下錐套分別設有由相對靠近的基部向對應的端部逐漸縮小的環錐面，在上、下錐套上分別通過其上的環錐面滑動套裝有上、下卡瓦，其特徵在於，所述的上、下椎體及對應套裝的上、下卡瓦分設於中心管的兩端，在中心管下端的外壁上還固定套裝有與下卡瓦的底面擋止配合的擋環。
2.根據權利要求1所述的井下分層壓裂工藝管柱，其特徵在於，所述的上、下錐套分別通過對應設置用於在坐封時被剪斷的定位銷釘固定在中心管外壁上，所述中間膠筒的上下兩端分別被對應的上、下錐套夾持固定。
3.根據權利要求1所述的井下分層壓裂工藝管柱，其特徵在於，在所述上、下卡瓦的周向外表面上分別設有用於與套管內壁咬合的斜齒，上、下卡瓦之間的斜齒朝向相背設置。
4.一種可鑽封隔器，包括中心管，中心管內設有與密封插入器的插入端密封配合的插孔，在中心管的中部外壁上滑動套裝有中間膠筒，在位於中間膠筒的兩端的中心管外壁上分別滑動套裝有上錐套及下椎體，所述的上、下錐套分別設有由相對靠近的基部向對應的端部逐漸縮小的環錐面，在上、下錐套上分別通過其上的環錐面滑動套裝有上、下卡瓦，其特徵在於，所述的上、下椎體及對應套裝的上、下卡瓦分設於中心管的兩端，在中心管下端的外壁上還固定套裝有與下卡瓦的底面擋止配合的擋環。
5.根據權利要求4所述的可鑽封隔器，其特徵在於，所述的上、下錐套分別通過對應設置用於在坐封時被剪斷的定位銷釘固定在中心管外壁上，所述中間膠筒的上下兩端分別被對應的上、下錐套夾持固定。
6.根據權利要求4所述的可鑽封隔器，其特徵在於，在所述上、下卡瓦的周向外表面上分別設有用於與套管內壁咬合的斜齒，上、下卡瓦之間的斜齒朝向相背設置。
專利摘要本實用新型公開了一種井下分層壓裂工藝管柱及其可鑽封隔器，該可鑽封隔器包括中心管，中心管內設有與密封插入器的插入端密封配合的插孔，在中心管的中部外壁上滑動套裝有中間膠筒，在位於中間膠筒的兩端的中心管外壁上分別滑動套裝有上錐套及下椎體，上、下錐套分別設有由相對靠近的基部向對應的端部逐漸縮小的環錐面，在上、下錐套上分別通過其上的環錐面滑動套裝有上、下卡瓦，上、下椎體及對應套裝的上、下卡瓦分設於中心管的兩端，在中心管下端的外壁上還固定套裝有與下卡瓦的底面擋止配合的擋環。本實用新型結構簡單，製造成本低廉，保證了該可鑽封隔器能夠被平底磨鞋鑽磨完，克服了現有技術的缺陷。
文檔編號E21B33/129GK202250018SQ20112039704
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月18日 優先權日2011年10月18日
發明者喬榮娜, 彭元東, 李家明, 秦世群, 蘇建棟 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河南油田分公司石油工程技術研究院