一種連續油管開啟水平井噴砂孔的密封裝置的製作方法
2023-04-27 08:00:26 1
專利名稱：一種連續油管開啟水平井噴砂孔的密封裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油天然氣勘探及開發領域，具體是在水平井多封隔器多級滑套分段壓裂改造工藝中採用連續油管開啟噴砂孔的密封裝置。
背景技術：
隨著石油天然氣鑽井行業的發展，為了有效提高低滲、薄層氣藏水平井的單井產量，一般採用多封隔器多級滑套分段壓裂的改造工藝，利用一趟管串實現對水平井多層段的同步開採。如圖I所示，在分段壓裂管柱中，油管2下方依次連接有噴砂筒4、下接頭5及封隔器6，採用封隔器6將各層段a h分隔開，對應各層段a h噴砂筒4上設置噴砂孔，噴砂筒4內部設置有滑套將各層段a h的噴砂孔關閉。為了分級開啟層段a h的噴砂孔，從管柱底部M由下至上每層段滑套的內徑和對應鋼球3的直徑依次增大。在壓裂作業 時，首先投入層段a的對應鋼球3將層段a的滑套下推至下接頭5，從而打開層段a的噴砂孔，完成該層段的壓裂作業。待層段a壓裂改造後，投入層段b對應的鋼球3將層段b的噴砂孔打開，如此，依次完成所有層段a h的壓裂作業。但是，現有技術的壓裂方法，在水平井多封隔器多級滑套分段壓裂改造工藝存在以下問題因水平井泥漿沉澱壓井引起井底堵塞或地層不進液、水平井井段長、管串複雜、縮徑變徑多等影響，導致鋼球3不能準確到達滑套並對滑套進行有效密封，從而無法推動滑套打開噴砂筒4上的噴砂孔，造成水平井多級分段工藝無法實施的嚴重後果。
發明內容本實用新型的目的是提供一種連續油管開啟水平井噴砂孔的密封裝置，有效解決水平井滑套不能通過常規方法開啟的難題。本實用新型採用技術方案是一種連續油管開啟水平井噴砂孔的密封裝置，在水平井多段壓裂改造管柱中噴砂筒上設置有噴砂孔，噴砂孔經滑套密封，壓裂改造前應先將噴砂孔打開，然後才能實施壓裂改造作業，所述該密封裝置是一根中空套管，由上至下依次為接頭和密封頭，接頭連接在連續油管末端，密封頭密封滑套前端，密封頭的底部、沿中空套管的中心線設置有噴嘴。所述密封頭呈球形、其外徑最寬處大於滑套內徑，密封頭與滑套的密封是線密封。所述密封頭與滑套的密封位置設置有密封圈。所述接頭的外側沿軸向設置有連接連續油管的凹槽。所述密封頭末端外表面上均勻分布有噴孔，該噴孔與中空套管內部相連。本實用新型具有如下優點本實用新型的連續油管開啟水平井噴砂孔的密封裝置，使得連續油管開啟水平井噴砂孔得以實現，能及時有效的解決水平常規方法無能開啟的難題，且填補了國內連續油管水平井開滑套的技術空白，為水平井多封隔器多級滑套分段改造工藝提供了新的解決途徑，有效保障多封隔器多級滑套分段壓裂工藝在水平井的順利實施。本發明結構原理簡單，施工成本低，能有效密封了滑套，通過環空打壓保障了噴砂孔的正常開啟。此外，在採用連續油管下入密封頭時，還可以對油管進行衝砂、洗井等作業。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
圖I是現有技術開啟水平井噴砂孔方法的結構示意圖；圖2是本實用新型開啟水平井噴砂孔方法的結構示意圖；圖3是連續油管開啟水平井噴砂孔的密封裝置的結構示意圖；圖4是圖3的A-A視圖；圖中標號表示1-套管、2-油管、3-鋼球、4-噴砂筒、5-下接頭、6-封隔器、7-連續 油管、8-密封裝置、9-安裝槽、10-密封圈、11-噴嘴、12-噴孔；L-井口、M-管柱底部、N-人工井底、a_層段a、b_層段b、c_層段c、d_層段d、e_層段e、f-層段f、g-層段g、h_層段h0
具體實施方式
如圖I 4所示，本實用新型是一種採用連續油管7開啟水平井噴砂孔的密封裝置8。在水平井多段壓裂改造管柱中噴砂筒上設置有噴砂孔，噴砂孔經滑套密封，壓裂改造前應先將噴砂孔打開，然後才能實施壓裂改造作業。油管2下方依次連接有多組噴砂筒4、下接頭5及封隔器6，並採用封隔器6將各層段a h分隔開。在連續油管7的末端設置本實用新型的密封裝置8，密封裝置8的末端形狀對應噴砂筒4形狀，兩者結合時，密封裝置8可將噴砂筒4前端密封。將連續油管7與密封裝置8安裝完畢後，在井口 L處下放連續油管7，直至連續油管7的底部到達層段a處的噴砂筒4前端，密封裝置8對應噴砂筒4接觸密封，為了確保密封效果，通過連續油管7給密封裝置8施加鑽壓。由於連續油管7具有一定撓度，密封裝置8與噴砂筒4密封時，連續油管7在油管2內呈彎曲緊繃狀態。使得連續油管7與油管2間的環空形成密閉空間，通過連續油管7與油管2間的環空內打開，導致噴砂筒4的滑套上下形成壓差，從而使得噴砂筒4與滑套之間的銷釘瞬間剪斷，彎曲緊繃的連續油管推動滑套滑動、露出噴砂筒4上的噴砂孔，滑套推至下接頭的鎖緊裝置處鎖緊。密封裝置8是一根中空套管，由上至下分為兩部分、依次為接頭和密封頭。由於連續油管7的內壁沿軸線具有一整條凸起，所以在密封裝置8接頭外側沿軸向設置有安裝槽9，將連續油管7的凸起對應設置在其中，通過焊接、卡箍或其他的連接方式，將密封裝置8固定安裝在連續油管7底部。密封頭密封噴砂筒4前端，密封頭的形狀對應噴砂筒4設置，由於噴砂筒4前端是一個內徑逐漸減小的內錐面，密封頭的形狀可以採用錐形結構、弧形結構等。本具體實施方式
中，密封裝置8採用球形密封頭、其外徑最寬處大於噴砂筒4的內徑，，該球形密封頭與噴砂筒4的密封是線密封。在井下操作時，球形密封頭可以方便地座入噴砂筒4，其任意一個面均能與噴砂筒4密封，定位效果最好。為加強密封頭與噴砂筒4的密封，在密封頭的密封位置設置有密封圈10。密封頭的底部、沿中空套管的中心線設置有噴嘴11，該噴嘴11通過套管中空聯通連續油管7，如此設計，可以通過連續油管7向噴砂筒4內部注入液體、衝砂或完成其他工作。為加強其噴力，密封頭末端外表面上均勻分布有噴孔12，該噴孔12與中空套管內部相連，本具體實施方式
採用4個噴孔12四等分設置，噴孔12的中心線與中 空套管軸線均呈45°夾角。
權利要求1.一種連續油管開啟水平井噴砂孔的密封裝置，在水平井多段壓裂改造管柱中噴砂筒上設置有噴砂孔，噴砂孔經滑套密封，壓裂改造前應先將噴砂孔打開，然後才能實施壓裂改造作業；其特徵在於所述該密封裝置是一根中空套管，由上至下依次為接頭和密封頭，接頭連接在連續油管末端，密封頭密封滑套前端，密封頭的底部、沿中空套管的中心線設置有噴嘴。
2.根據權利要求I所述的連續油管開啟水平井噴砂孔的密封裝置，其特徵在於所述密封頭呈球形、其外徑最寬處大於滑套內徑，密封頭與滑套的密封是線密封。
3.根據權利要求2所述的連續油管開啟水平井噴砂孔的密封裝置，其特徵在於所述密封頭與滑套的密封位置設置有密封圈。
4.根據權利要求I所述的連續油管開啟水平井噴砂孔的密封裝置，其特徵在於所述接頭的外側沿軸向設置有連接連續油管的凹槽。
5.根據權利要求I所述的連續油管開啟水平井噴砂孔的密封裝置，其特徵在於所述密封頭末端外表面上均勻分布有噴孔，該噴孔與中空套管內部相連。
專利摘要本實用新型提供了一種連續油管開啟水平井噴砂孔的密封裝置，水平井內的油管上噴砂孔位置設置有單向滑動的滑套，所述該密封裝置是一根中空套管，由上至下依次為接頭和密封頭，接頭連接在連續油管末端，密封頭密封滑套前端，密封頭的底部、沿中空套管的中心線設置有噴嘴。本實用新型使得連續油管開啟水平井噴砂孔得以實現，能及時有效的解決常規方法無能開啟的難題，且彌補了技術空白，提供了新的解決途徑，有效保障多封隔器多級滑套分段壓裂工藝在水平井的順利實施；結構原理簡單，施工成本低，有效密封了滑套，還能進行小範圍的衝砂作業，既提高了施工效率，又節省了人力、物力、財力，應用前景相當廣闊。
文檔編號E21B33/122GK202690004SQ20122035414
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月20日 優先權日2012年7月20日
發明者吳方益, 曹學軍, 張明江, 傅偉, 曾曉建, 劉華傑, 蔣春光, 陳介驕, 周贇, 李小波, 王翔, 劉振興, 易祖坤, 劉丹婷, 張智強 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石化集團西南石油局