一種可控型可溶球座多級壓裂滑套的製作方法
2023-06-18 01:39:26 1
一種可控型可溶球座多級壓裂滑套的製作方法
【專利摘要】本發明屬於石油工業井下控制工具【技術領域】，具體涉及一種可控型可溶球座多級壓裂滑套，包括外筒，設於外筒內的下滑套，所述下滑套的上端設有可溶球座，所述可溶球座外表面縱向設有兩道密封圈槽，所述兩道密封圈槽內均安裝有密封圈。本發明解決了壓後井筒變徑對生產、測井及後期作業工具下入帶來的問題。與現有技術相比，壓後球座可隨時間推移逐步溶解，溶解後井筒內可以形成較大全通徑，可最大程度地發揮油氣井產能，同時較大全通徑，減少了對後期正常測井、修井以及後期增產改造措施等井下作業的影響，而且避免了鑽磨球座的風險和成本。
【專利說明】一種可控型可溶球座多級壓裂滑套
【技術領域】
[0001]本發明屬於石油工業井下控制工具【技術領域】，具體涉及一種可控型可溶球座多級壓裂滑套。
【背景技術】
[0002]目前，國內多層多段壓裂改造方式多採用滑套類工具，各級滑套間採用級差式設計，需依次投入與所在級滑套對應的一些由小到大尺寸的密封球來完成各段滑套的開啟和與已改造段的隔離，壓後封堵球座的密封球通過放噴返排方式排出，滑套、球座留在井下，最終井筒內通徑較小，且常規的生產測井及後期井下作業工具下入存在風險大甚至無法下入預定設計位置的問題，若選擇鑽掉球座，則鑽磨過程風險大、周期長。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是克服現有油氣井多層多段壓裂改造滑套工具中存在的缺點。
[0004]為此，本發明提供了一種可控型可溶球座多級壓裂滑套，包括外筒，設於外筒內的下滑套，所述下滑套的上端設有可溶球座，所述可溶球座外表面縱向設有兩道密封圈槽，所述兩道密封圈槽內均安裝有密封圈。
[0005]所述兩道密封圈槽之間為環形可溶材料裸露帶，該環形可溶材料裸露帶的外表面鍍有鑰鶴合金。
[0006]所述兩道密封圈槽關於可溶球座中心對稱設置。
[0007]所述可溶球座入口端面為錐面。
[0008]所述可溶球座可承壓70MPa。
[0009]所述可溶球座和環形可溶材料裸露帶均為鋁合金材料，由重量百分數85%的鋁、5%的鎵-鋁合金、5%的Bi和5%的Cr組成。
[0010]本發明壓裂滑套工具除了具備目前油氣田在用的同類工具的性能之外，還具備如下優點:
1、壓後球座可隨時間推移逐步溶解，溶解後井筒內可以形成較大全通徑，可最大程度地發揮油氣井產能。
[0011]2、較大全通徑，減少了對後期正常測井、修井以及後期增產改造措施等井下作業的影響。
[0012]3、避免了鑽磨球座的風險和成本。
[0013]下面將結合附圖做進一步詳細說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為多級滑套的結構示意圖；
圖2為可控型可溶球座剖面圖；
圖3為可控型可溶球座多級壓裂滑套投密封球後打開狀態示意圖； 圖4為可控型可溶球座多級壓裂滑套球座溶解後狀態示意圖；
圖5為可控型可溶球座多級壓裂滑套與裸眼封隔器組成的壓裂管柱示意圖。
[0015]圖中:1、上接頭；2、外筒；3、下接頭；4、可溶球座；5、下滑套；6、防脫銷釘；7、密封圈槽；8、壓裂埠 ；9、環形可溶材料裸露帶；10、鎖定環；11、篩管；12、浮箍；13、壓差滑套；14、第二段裸眼封隔器；15、第段二可溶球座壓裂滑套；16、第三段裸眼封隔器；17、第三段可溶球座壓裂滑套；18、第四段裸眼封隔器；19、第四段可溶球座壓裂滑套；20、密封插入對接件；21、密封球；22、剪切銷釘。
【具體實施方式】
[0016]實施例1:
為了克服現有油氣井多層多段壓裂改造滑套工具中存在的缺點:壓後井筒內通徑較小，若鑽掉球座，則鑽磨過程風險大。本實施例提供了一種如圖1、2所示的可控型可溶球座4多級壓裂滑套，包括外筒2，設於外筒2內的下滑套5，下滑套5的上端設有可溶球座4;可溶球座4多級滑套的外筒2兩端分別與上接頭I和下接頭3通過螺紋連接，螺紋底部採用防脫銷釘6固定，兩道密封圈密封，外筒2上部筒壁設有壓裂埠 8，壓裂埠 8下方設有剪釘孔，裝有剪切銷釘22 ;下滑套5由剪切銷釘22與外筒2固定，用於封堵壓裂埠8，下滑套5下部設計有鎖定環10槽，裝有鎖定環10，用於防止滑套打開後再次復位。
[0017]可溶球座4緊貼下滑套5上端安裝，可溶球座4外表面縱向設有兩密封圈槽7，安裝兩道密封圈，可溶球座4用於座所在級對應的密封球21。當井口加壓時，密封球21推動下滑套5下移，打開壓裂埠 8。
[0018]本實施例的原理及工作過程如下:
向外筒2內投入密封球21，密封球21落在可溶球座4上，堵塞可溶球座4中心通道。在液壓作用下，剪切銷釘22被剪斷，可溶球座4在推力作用下，與滑套5、鎖定環10—起向下運動。當下滑套5被下接頭3擋住後，鎖定環10遇大徑彈出，將下滑套5鎖定在外筒2上。可溶球座4下移，移至大徑，逐漸接觸液體，遇水可溶，700C的水中，5小時內保證承壓及壓裂需求，15天內完全溶解，隨著溶解範圍逐漸擴大，可溶球座4散落，直至完全溶解，井內管柱形成較大全通徑。
[0019]實施例2:
在實施例1的基礎上，多級滑套的外筒2兩端分別與上接頭I和下接頭3通過螺紋連接，螺紋底部採用防脫銷釘6固定，兩道密封圈密封，外筒2上部筒壁設有壓裂埠 8，壓裂埠 8下方設有剪釘孔，裝有剪切銷釘22;下滑套5由剪切銷釘22與外筒2固定，用於封堵壓裂埠 8，下滑套5下部設計有鎖定環10槽，裝有鎖定環10，用於防止滑套打開後再次復位。
[0020]可溶球座4緊貼下滑套5上端安裝，可溶球座4外表面縱向設有兩密封圈槽7，安裝兩道密封圈，兩道密封圈槽7之間形成環形可溶材料裸露帶9，該環形可溶材料裸露帶9的外表面鍍有鑰鎢合金，可溶球座4入口端面錐面設計，用於座所在級對應的密封球21。當井口加壓時，密封球21推動下滑套5下移，打開壓裂埠 8。可溶材料裸露帶的外表面鍍有鑰鎢合金可進一步增加可溶球座4的強度及承壓能力，使滑套整體承壓70MPa以上。
[0021]壓裂前，環形可溶材料裸露帶9處於兩道密封圈之間，下滑套5下移，環形可溶材料裸露帶9移至大徑，逐漸接觸井液，開始溶解，溶解範圍逐漸擴大球座散落，直至完全溶解，井內管柱形成較大全通徑。
[0022]實施例3:
在實施例2的基礎上，兩道密封圈槽7關於可溶球座4中心對稱設置，使承壓受力平衡，同時球座溶解同步，保證更快實現較大全通徑。
[0023]如圖3所示，外筒2內投入密封球21，密封球21落在可溶球座4上，堵塞可溶球座4中心通道。在液壓作用下，剪切銷釘22被剪斷，可溶球座4在推力作用下，與滑套5、鎖定環10 —起向下運動。當下滑套5被下接頭3擋住後，鎖定環10遇大徑彈出，將下滑套5鎖定在外筒2上。可溶球座4下移，移至大徑，由於可溶球座4和環形可溶材料裸露帶9均為鋁合金材料，由重量百分數85%的鋁、5%的鎵-鋁合金、5%的Bi和5%的Cr組成，當逐漸接觸液體，遇水可溶,70°C的水中，5小時內保證承壓及壓裂需求，15天內完全溶解。如圖4所示，隨著溶解範圍逐漸擴大，可溶球座4散落，可溶球座4完全溶解，井內管柱形成較大全通徑。
[0024]圖5是可控型可溶球座4多級壓裂滑套使用的一種水平井裸眼封隔器四段分段壓裂管柱，根據壓裂設計需要可增加至更多段數或減少段數。按井底至井口順序依次由篩管
11、浮箍12、壓差滑套13、第二段裸眼封隔器14、第二段可溶球座壓裂滑套15、第三段裸眼封隔器16、第三段可溶球座壓裂滑套17、第四段裸眼封隔器18、第四段可溶球座壓裂滑套19和懸掛器與密封插入對接件20組成，密封插入對接件20從下至上依次由懸掛封隔器、回接筒、密封插管組成，懸掛封隔器與回接筒採用扣聯接，回接筒內部有馬牙扣，密封插管下端外部有馬牙扣、密封圈；密封插管下端插入回接筒內，通過馬牙扣相互鎖定，密封圈密封。懸掛封隔器、回接筒、密封插管均為現有部件。
[0025]當裸眼水平井鑽、完、通井後，用送入管柱(鑽杆)下入可溶球座4壓裂滑套分段壓裂工藝管柱，坐封裸眼封隔器、懸掛封隔器、管柱丟手後，將直井段的送入管柱(鑽杆)更換為壓裂管柱。在試壓合格後，井口投入不同大小的密封球21完成各層段的壓裂施工。
[0026]壓裂時，通過提高井口壓力打開壓差滑套13完成第一段壓裂，投入較小密封球21打開第二段可溶球座壓裂滑套15並封堵第一段完成第二段壓裂，投入與第三段配套的密封球21打開第三段可溶球座壓裂滑套17並封堵第一、第二段，完成第三段壓裂，依次類推完成多段壓裂施工。壓裂完成後，放噴返排直接生產，10天左右全井各級可溶球座4散落，15天完全溶解，井下管柱形成較大全通徑。
[0027]壓後可保持大通徑的裸眼封隔器配套用新型滑套不僅適用於裸眼封隔器水平井壓裂，也可用於其它滑套類不動管柱壓裂。
[0028]本發明解決了壓後井筒變徑對生產、測井及後期作業工具下入帶來的問題。與現有技術相比，壓後球座可隨時間推移逐步溶解，溶解後井筒內可以形成較大全通徑，可最大程度地發揮油氣井產能，同時較大全通徑，減少了對後期正常測井、修井以及後期增產改造措施等井下作業的影響，而且避免了鑽磨球座的風險和成本。
[0029]本實施例沒有詳細敘述的部件和結構屬本行業的公知部件和常用結構或常用手段，這裡不一一敘述。
[0030]以上例舉僅僅是對本發明的舉例說明，並不構成對本發明的保護範圍的限制，凡是與本發明相同或相似的設計均屬於本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種可控型可溶球座多級壓裂滑套，包括外筒(2)，設於外筒(2)內的下滑套(5)，其特徵在於:所述下滑套(5)的上端設有可溶球座(4)，所述可溶球座(4)外表面縱向設有兩道密封圈槽(7)，所述兩道密封圈槽(7)內均安裝有密封圈。
2.根據權利要求1所述的一種可控型可溶球座多級壓裂滑套，其特徵在於:所述兩道密封圈槽(7)之間為環形可溶材料裸露帶(9)，該環形可溶材料裸露帶(9)的外表面鍍有鑰祖A全灼口益O
3.根據權利要求2所述的一種可控型可溶球座多級壓裂滑套，其特徵在於:所述兩道密封圈槽(7)關於可溶球座(4)中心對稱設置。
4.根據權利要求1所述的一種可控型可溶球座多級壓裂滑套，其特徵在於:所述可溶球座(4)入口端面為錐面。
5.根據權利要求1所述的一種可控型可溶球座多級壓裂滑套，其特徵在於:所述可溶球座(4)可承壓70MPa。
6.根據權利要求2所述的一種可控型可溶球座多級壓裂滑套，其特徵在於:所述可溶球座(4)和環形可溶材料裸露帶(9)均為鋁合金材料，由重量百分數85%的鋁、5%的鎵-鋁合金、5%的Bi和5%的Cr組成。
【文檔編號】E21B43/26GK104453784SQ201410760692
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月12日 優先權日:2014年12月12日
【發明者】邵媛, 趙振峰, 付鋼旦, 王治國, 趙廣民, 王在強, 趙敏琦, 薛曉偉 申請人:中國石油天然氣股份有限公司