專利名稱：變長(zhǎng)度分級(jí)滑套分層壓裂工藝技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油天然氣行業(yè)，涉及一種分級(jí)滑套技術(shù)，特別涉及壓裂工藝的一種變長(zhǎng)度分級(jí)滑套分層壓裂工藝技術(shù)，替代原來施工管柱上的變直徑分級(jí)滑套技術(shù)。
背景技術(shù)：
機(jī)械分層壓裂施工工藝當(dāng)中，有一種不動(dòng)管柱壓裂工藝技術(shù)，即變直徑分級(jí)壓裂的工藝方法，當(dāng)每壓完一個(gè)層后，只需要從井口依次投入直徑逐級(jí)增大的鋼球，打開每個(gè)層位的分級(jí)壓裂滑套，鋼球堵住滑套的下部通道后，壓裂砂液通過滑套出口進(jìn)入新的層位，進(jìn)行連續(xù)分層壓裂。其缺點(diǎn)是隨著水平井的水平段越來越長(zhǎng)，甚至達(dá)到1000-2000米，而變直徑分級(jí)壓裂的工藝方法的每個(gè)施工段的長(zhǎng)度不能超過100米，因此，要一趟管柱進(jìn)行分層壓裂10級(jí)到20級(jí)以上時(shí)，由于管柱的內(nèi)徑受到限制，最大為76mm，鋼球最小直徑為30mm， 每個(gè)鋼球的最小級(jí)差為4mm，目前最多只能達(dá)到10級(jí)，采用變直徑分級(jí)壓裂的工藝方法已不能滿足水平井多級(jí)壓裂施工工藝技術(shù)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種變長(zhǎng)度分級(jí)滑套分層壓裂工藝技術(shù)，該工藝技術(shù)是在各級(jí)變長(zhǎng)度分級(jí)滑套的滑套塞閥直徑不變的情況下，只要改變每級(jí)滑套凹槽及滑套塞閥牙塊的長(zhǎng)度，就可以實(shí)現(xiàn)10級(jí)以上的分級(jí)打滑套技術(shù)，進(jìn)行分層壓裂。本發(fā)明的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種變長(zhǎng)度分級(jí)滑套分層壓裂工藝技術(shù)，該工藝技術(shù)是在各級(jí)變長(zhǎng)度分級(jí)滑套的滑套塞閥直徑不變的情況下，通過改變每級(jí)滑套凹槽及滑套塞閥牙塊的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)10級(jí)以上的分級(jí)打滑套技術(shù)，進(jìn)行分層壓裂。所述的變長(zhǎng)度分級(jí)滑套是由滑套塞閥和滑套閥座總成組成，所述的滑套塞閥包括打撈頭、密封膠皮、上壓帽、0型密封圈、彈簧、本體、牙塊、鋼球、箍簧、芯軸、膠皮蓋板; 在本體上有可活動(dòng)的牙塊，牙塊的兩端分別通過箍簧將其箍緊在本體內(nèi)；密封膠皮在上壓帽上，合為一體，上壓帽與本體一端絲扣連接，其內(nèi)孔有0型密封圈；芯軸設(shè)置在本體內(nèi)，芯軸上端用絲扣連接打撈頭；彈簧的一端設(shè)置在上壓帽上，另一端設(shè)置在芯軸的凸臺(tái)上，彈簧套在芯軸上；芯軸與牙塊相對(duì)應(yīng)的部分形狀為兩個(gè)相連的錐形體，其方向一致，大頭對(duì)著打撈頭；牙塊內(nèi)側(cè)有兩個(gè)凹槽，每個(gè)凹槽對(duì)應(yīng)芯軸一個(gè)錐形體部分，在它們之間設(shè)置有鋼球； 所述的滑套閥座總成由上接頭、止動(dòng)螺釘、密封圈、噴射孔、外殼、剪釘、滑套閥座組成，由上接頭絲扣連接外殼，外殼依次有止動(dòng)螺釘及噴射孔和剪釘；上接頭上有密封圈I ；內(nèi)壁帶有滑套凹槽的滑套閥座設(shè)置在外殼內(nèi)，通過剪釘與外殼固定；所述的滑套閥座的兩端有密封圈II和密封圈III ；所述的牙塊和滑套閥座上的滑套凹槽相對(duì)應(yīng)。變長(zhǎng)度分級(jí)滑套分層壓裂工藝技術(shù)，具體方法如下
1)根據(jù)施工層數(shù)，確定變長(zhǎng)度分級(jí)滑套的數(shù)量，其數(shù)量比施工層數(shù)少1，管柱上連接的下封隔器為Y344結(jié)構(gòu)的水力壓差式壓縮封隔器；施工時(shí)是從下到上進(jìn)行逐級(jí)分層壓裂，而泵送的滑套塞閥的長(zhǎng)度必須從長(zhǎng)到短，逐級(jí)縮短，且牙塊的長(zhǎng)度L < H滑套凹槽長(zhǎng)度；每個(gè)下一級(jí)的滑套閥座總成的滑套凹槽長(zhǎng)度Hl大于上一級(jí)的滑套凹槽長(zhǎng)度H2，滑套塞閥上的牙塊的長(zhǎng)度L也是每個(gè)下一級(jí)的長(zhǎng)度Ll大于上一級(jí)的L2 ；
2)所述的滑套塞閥在自由狀態(tài)時(shí)，由于其上彈簧作用芯軸上的錐面，錐面再推動(dòng)鋼球， 將彈簧施加在錐面上的軸向力轉(zhuǎn)化為鋼球推動(dòng)牙塊的徑向力，牙塊就會(huì)向外伸出，此時(shí)牙塊的外徑大于管串內(nèi)通徑；向外拉出芯軸，壓縮彈簧復(fù)位，牙塊在箍簧的作用下縮回滑套塞閥本體內(nèi)，此時(shí)滑套塞閥的最大外徑小于管串通道的內(nèi)徑3-4mm，放置在井口頂部的油管短節(jié)中，向管串中泵送；
3)滑套塞閥在液流的泵送作用下，當(dāng)滑套塞閥到達(dá)滑套閥座總成的滑套凹槽處時(shí)，當(dāng)牙塊的長(zhǎng)度L>H凹槽的長(zhǎng)度時(shí)，通過該級(jí)滑套閥座總成，再向下運(yùn)行；當(dāng)遇到下一級(jí)滑套閥座總成，在牙塊的長(zhǎng)度L < H凹槽的長(zhǎng)度時(shí)，牙塊在彈簧的作用下彈出，嵌入滑套凹槽處， 停止下行；在泵送液流的作用下，密封膠皮就會(huì)坐封，將液流封堵在滑套塞閥上部，在其上部形成高壓，當(dāng)壓力達(dá)到5-lOMPa時(shí)，就會(huì)將剪釘剪斷，滑套閥座和滑套塞閥一起向下運(yùn)行到滑套閥座總成的底部；將其阻擋在該處，停止下行，達(dá)到打開滑套，進(jìn)行分層壓裂的工藝要求。所述的牙塊為2-6個(gè)，以芯軸為軸心勻布。所述的凹槽的寬度與鋼球直徑相同。所述的滑套凹槽和牙塊是一系列長(zhǎng)度不同的規(guī)格。所述的滑套閥座總成和滑套塞閥的材質(zhì)為高強(qiáng)度的合金鋼。所述的高強(qiáng)度的合金鋼為鉻鉬合金鋼。所述的打撈頭材質(zhì)為球墨鑄鐵。本發(fā)明的有益效果是1)在各級(jí)滑套塞閥直徑不變的情況下，只要改變每級(jí)滑套凹槽及牙塊的長(zhǎng)度，就可以實(shí)現(xiàn)10級(jí)以上的分級(jí)打滑套技術(shù)，進(jìn)行分層壓裂。2)滑套塞閥上的牙塊具有平行伸出功能牙塊兩端有等直徑的鋼球支撐，且牙塊的厚度相等，使牙塊在伸出或收縮時(shí)相互之間保持平行，牙塊會(huì)始終貼著管串內(nèi)壁平行向下運(yùn)動(dòng)，且不會(huì)因牙塊傾斜，而卡在油管的接箍上，造成投送不到位，使分層施工失敗。3)鎖定功能當(dāng)芯軸下行時(shí)，鋼球處在芯軸的最大外徑處，芯軸上的打撈頭會(huì)坐在上壓帽上，阻擋芯軸再不下行，將芯軸固定，使滑套塞閥牙塊不再回收，其外徑再不發(fā)生變化，達(dá)到了鎖定滑套塞閥外徑的作用，起到可靠的嵌入作用。4)過變徑節(jié)箍的功能滑套塞閥的芯軸上有兩個(gè)錐形面，當(dāng)鋼球處于錐表面上端與下端之間位置，也就是錐面上時(shí)，滑套塞閥可以在液流的泵送下，通過變徑節(jié)箍，其能通過的最大直徑略小于滑套塞閥的最大外徑，能通過的最小直徑略大于滑套塞閥的本體的外徑，其變化范圍就是芯軸最大直徑和最小直徑的差值。5)防沖蝕功能及鉆磨功能所述的滑套閥座總成和滑套塞閥的材質(zhì)為高強(qiáng)度的合金鋼能夠防沖蝕；打撈頭采用球墨鑄鐵制做，使其具有很高的硬度，并且具有鉆磨功能。6)返排功能，施工后地層具有一定的能量，在井口控制放噴排量達(dá)到300-400L/min時(shí)，會(huì)在滑套塞閥的下部形成較大的節(jié)流壓差，能夠克服彈簧的壓縮力，使芯軸上行，牙塊回縮；進(jìn)而使滑套塞閥在放噴形成的節(jié)流壓差作用下，被井內(nèi)返出的液流沖出井外。7)打撈功能，使芯軸克力彈簧的壓縮彈力上行，從而使鋼球進(jìn)入芯軸的凹細(xì)處，起到牙塊自動(dòng)回縮的作用。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定 圖1是變直徑滑套分層壓裂管串結(jié)構(gòu)示意圖D2 < Dl ；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例的滑套閥座總成結(jié)構(gòu)原理說明圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例的滑套塞閥處于自由狀態(tài)時(shí)； 圖4是圖3滑套塞閥處于自由狀態(tài)時(shí)的A向剖圖； 圖5是本發(fā)明實(shí)施例的滑套塞閥處于管串內(nèi)泵送狀態(tài)時(shí)； 圖6是圖5滑套塞閥處于管串內(nèi)泵送狀態(tài)時(shí)的A向剖圖； 圖7是當(dāng)L>H時(shí)，滑套塞閥與滑套閥座總成之間的關(guān)系； 圖8是當(dāng)L彡H時(shí)的投放工況； 圖9是噴射孔5打開工況；
圖10是本發(fā)明實(shí)施例變長(zhǎng)度分級(jí)滑套管串結(jié)構(gòu)示意圖H2>H1。圖中，1、上接頭；2、止動(dòng)螺釘；3、密封圈I ;4、密封圈；5、噴射孔；6、外殼；7、剪釘；8、滑套閥座；9、滑套凹槽；10、密封圈III ；11、打撈頭；12、密封膠皮；13、上壓帽；14、0型密封圈；15、彈簧；16、本體；17、牙塊；18、凹槽；19、鋼球；20、箍簧；21、芯軸；22、膠皮蓋板； 23、水力錨；24、K344封隔器；25、直徑為Dl的變直徑分級(jí)滑套；26、上雙公球座；27、直徑為 D2的變直徑分級(jí)滑套；28、下雙公球座；29、喇叭口 ；30、施工上層位；31、施工中層位；32、 施工下層位；33、變長(zhǎng)度分級(jí)滑套II ；343344封隔器；35、變長(zhǎng)度分級(jí)滑套I ；其中，圖中的 H為滑套凹槽9的長(zhǎng)度，D為滑套直徑；L為牙塊17的長(zhǎng)度。
具體實(shí)施例方式在實(shí)施例中沒有詳細(xì)敘述到的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的已知結(jié)構(gòu)相同。圖1為變直徑滑套分層壓裂管串結(jié)構(gòu)示意圖D2 < Dl
如圖1所示，施工層分施工上層位30、施工中層位31 ；施工下層位32 ；施工管串是按以下順序進(jìn)行串接水力錨23、Κ344封隔器Μ、直徑為Dl的變直徑分級(jí)滑套25、Κ344封隔器對(duì)、上雙公球座沈、水力錨23、直徑為D2的變直徑分級(jí)滑套27、Κ344封隔器Μ、下雙公球座觀，末端為喇叭口四。該施工管串是一種不動(dòng)管柱壓裂工藝技術(shù)，采用變直徑分級(jí)滑套技術(shù)，水力錨23每下一級(jí)的滑套直徑要小于上一級(jí)的滑套直徑，每?jī)蓚€(gè)滑套內(nèi)徑的級(jí)差最小為4mm，對(duì)于372"內(nèi)徑的油管，最多可實(shí)現(xiàn)10級(jí)的分層壓裂施工。因該工藝采用K344封隔器，為了保證分層壓裂時(shí)封隔器的坐封分層效果，當(dāng)每壓完一個(gè)層后，從井口依次投入直徑逐級(jí)增大的鋼球，打開每個(gè)層位的分級(jí)壓裂滑套后，鋼球要繼續(xù)下移到每個(gè)下封隔器的下端部，堵住封隔器下部通道后，使封隔器承受鋼球上部的內(nèi)外壓差，確保坐封良好，壓裂砂液通過滑套出口進(jìn)入新的層位，進(jìn)行連續(xù)分層壓裂。實(shí)施例1
變長(zhǎng)度分級(jí)滑套分層壓裂工藝技術(shù)在各級(jí)變長(zhǎng)度分級(jí)滑套的滑套塞閥直徑不變的情況下，通過改變每級(jí)滑套凹槽9及滑套塞閥牙塊17的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)10級(jí)以上的分級(jí)打滑套技術(shù)，進(jìn)行分層壓裂。所述的變長(zhǎng)度分級(jí)滑套是由滑套塞閥和滑套閥座總成組成，所述的滑套塞閥包括打撈頭11、密封膠皮12、上壓帽13、0型密封圈14、彈簧15、本體16、牙塊17、鋼球19、箍簧20、芯軸21、膠皮蓋板22，在本體16上有可活動(dòng)的牙塊17，牙塊17的兩端分別通過箍簧20將其箍緊在本體16內(nèi)；密封膠皮12在上壓帽13上，合為一體，上壓帽13與本
6體16 —端絲扣連接，其內(nèi)孔有0型密封圈14 ；芯軸21設(shè)置在本體16內(nèi)，芯軸21上端用絲扣連接打撈頭11，彈簧15的一端設(shè)置在上壓帽13上，另一端設(shè)置在芯軸21的凸臺(tái)上，彈簧 15的簧套在芯軸21上；芯軸21與牙塊17相對(duì)應(yīng)的部分形狀為兩個(gè)相連的錐形體，其方向一致，大頭對(duì)著打撈頭11 ；牙塊17內(nèi)側(cè)有兩個(gè)凹槽18，每個(gè)凹槽18對(duì)應(yīng)芯軸21 —個(gè)錐形體部分，在它們之間設(shè)置有鋼球19 ；所述的滑套閥座總成由上接頭1、止動(dòng)螺釘2、密封圈、 噴射孔5、外殼6、剪釘7、滑套閥座8組成，由上接頭1絲扣連接外殼6，外殼6依次有止動(dòng)螺釘2及噴射孔5和剪釘7 ；上接頭1上有密封圈I 3 ；內(nèi)壁帶有滑套凹槽9的滑套閥座 8設(shè)置在外殼6內(nèi)，通過剪釘7與外殼6固定；所述的滑套閥座8的兩端有密封圈II 4和密封圈III 10 ；所述的牙塊17和滑套塞座8上的滑套凹槽9相對(duì)應(yīng)。實(shí)施例2
實(shí)施例2和實(shí)施例1基本相同，不同之處是所述的變長(zhǎng)度分級(jí)滑套分層壓裂工藝技術(shù)，具體方法如下
1)根據(jù)施工層數(shù)，確定變長(zhǎng)度分級(jí)滑套的數(shù)量，其數(shù)量比施工層數(shù)少1，管柱上連接的下封隔器為Y344結(jié)構(gòu)的水力壓差式壓縮封隔器；施工時(shí)是從下到上進(jìn)行逐級(jí)分層壓裂，而泵送的滑套塞閥的長(zhǎng)度必須從長(zhǎng)到短，逐級(jí)縮短，且牙塊的長(zhǎng)度17L < H滑套凹槽9長(zhǎng)度； 每個(gè)下一級(jí)的滑套閥座總成的滑套凹槽長(zhǎng)度Hl大于上一級(jí)的滑套凹槽長(zhǎng)度H2，滑套塞閥上的牙塊17的長(zhǎng)度L也是每個(gè)下一級(jí)的長(zhǎng)度Ll大于上一級(jí)的L2 ；
2)所述的滑套塞閥在自由狀態(tài)時(shí)，由于其上彈簧5作用芯軸21上的錐面，錐面再推動(dòng)鋼球19，將彈簧5施加在錐面上的軸向力轉(zhuǎn)化為鋼球19推動(dòng)牙塊17的徑向力，牙塊17就會(huì)向外伸出，此時(shí)牙塊17的外徑大于管串內(nèi)通徑；向外拉出芯軸21，壓縮彈簧5復(fù)位，牙塊 17在箍簧20的作用下縮回滑套塞閥本體16內(nèi)，此時(shí)滑套塞閥的最大外徑小于管串通道的內(nèi)徑3-4mm，放置在井口頂部的油管短節(jié)中，向管串中泵送；
3)滑套塞閥在液流的泵送作用下，當(dāng)滑套塞閥到達(dá)滑套閥座總成的滑套凹槽9處時(shí)， 當(dāng)牙塊17的長(zhǎng)度L>H凹槽的長(zhǎng)度時(shí)，通過該級(jí)滑套閥座總成，再向下運(yùn)行；當(dāng)遇到下一級(jí)滑套閥座總成，在牙塊17的長(zhǎng)度L < H凹槽的長(zhǎng)度時(shí)，牙塊17在彈簧5的作用下彈出， 嵌入滑套凹槽9處，停止下行；在泵送液流的作用下，密封膠皮12就會(huì)坐封，將液流封堵在滑套塞閥上部，在其上部形成高壓，當(dāng)壓力達(dá)到5-lOMPa時(shí)，就會(huì)將剪釘7剪斷，滑套閥座8 和滑套塞閥一起向下運(yùn)行到滑套閥座總成的底部；將其阻擋在該處，停止下行，達(dá)到打開滑套，進(jìn)行分層壓裂的工藝要求。實(shí)施例3
同實(shí)施例2基本相同，不同之處是所述的牙塊17為6個(gè)，(2-6個(gè)均可)，以芯軸21為軸心勻布；或所述的凹槽18的寬度與鋼球19直徑相同；或所述的滑套凹槽9和牙塊17是一系列長(zhǎng)度不同的規(guī)格；或所述的滑套閥座總成和滑套塞閥的材質(zhì)為鉻鉬合金鋼；或所述的打撈頭11材質(zhì)為球墨鑄鐵；本發(fā)明的工藝技術(shù)，可以是上述的特征的一種或幾種的組合。實(shí)施例4
變長(zhǎng)度分級(jí)滑套是由滑套塞閥和滑套閥座總成組成，如圖2所示，滑套座總成由上接頭1、止動(dòng)螺釘2、密封圈、噴射孔5、外殼6、剪釘7、滑套閥座8組成，由上接頭1絲扣連接外殼6，外殼6依次有止動(dòng)螺釘2及噴射孔5和剪釘7 ；上接頭1上有密封圈I 3 ；內(nèi)壁帶有滑套凹槽9的滑套閥座8設(shè)置在外殼6內(nèi)，通過剪釘7與外殼6固定；所述的滑套閥座8的兩端有密封圈II 4和密封圈III10。如圖5所示，滑套塞閥包括打撈頭11、密封膠皮12、上壓帽13、0型密封圈14、 彈簧15、本體16、牙塊17、鋼球19、箍簧20、芯軸21、膠皮蓋板22，在本體16上有可活動(dòng)的牙塊17，牙塊17的兩端分別通過箍簧20將其箍緊在本體16內(nèi)；密封膠皮12在上壓帽13 上，合為一體，上壓帽13與本體16 —端絲扣連接，其內(nèi)孔有0型密封圈14 ；芯軸21設(shè)置在本體16內(nèi)，芯軸21上端用絲扣連接打撈頭11，彈簧15的一端設(shè)置在上壓帽13上，另一端設(shè)置在芯軸21的凸臺(tái)上，彈簧15的簧套在芯軸21上；芯軸21與牙塊17相對(duì)應(yīng)的部分形狀為兩個(gè)相連的錐形體，其方向一致，大頭對(duì)著打撈頭11 ；牙塊17內(nèi)側(cè)有兩個(gè)凹槽18，每個(gè)凹槽18對(duì)應(yīng)芯軸21 —個(gè)錐形體部分，在它們之間設(shè)置有鋼球19。所述的牙塊17和滑套閥座8上的滑套凹槽9相對(duì)應(yīng)。根據(jù)壓裂施工的層段數(shù)來確定連接在管柱上的滑套個(gè)數(shù)，其滑套的總數(shù)比施工層次的總數(shù)少1個(gè)。根據(jù)壓裂施工的層段數(shù)來確定滑套凹槽9和牙塊17的規(guī)格，它們可以是一系列長(zhǎng)度不同的規(guī)格。所述的牙塊17為5個(gè)，以芯軸21為軸心勻布(圖6)；所述的凹槽18的寬度與鋼球19直徑相同；所述的滑套閥座總成和滑套塞閥的材質(zhì)為鉻鉬合金鋼，也可以是其它高強(qiáng)度的合金鋼；所述的打撈頭11材質(zhì)為球墨鑄鐵。如圖3和圖4所示，處于自由狀態(tài)的滑套塞閥，在彈簧15的軸向力對(duì)芯軸21的作用下，通過芯軸21上的錐形面壓迫鋼球，將芯軸21所受的軸向力轉(zhuǎn)化為鋼球19推動(dòng)牙塊 17，使牙塊17向外凸出的徑向力；因牙塊兩端有鋼球19支撐，牙塊17會(huì)始終貼著管串內(nèi)壁向下運(yùn)動(dòng)，使牙塊17之間保持平行，不會(huì)因牙塊17傾斜，而卡在油管的接箍上，造成投送不到位，使分層施工失敗。如圖5、圖6所示，處于滑套塞閥處于管串內(nèi)泵送狀態(tài)時(shí)，各級(jí)滑套座總成都有一個(gè)相對(duì)應(yīng)的滑套塞閥，根據(jù)滑套塞閥上牙塊17的長(zhǎng)度L與滑套閥座總成中滑套凹槽9長(zhǎng)度 H相對(duì)應(yīng)，只有當(dāng)LS H時(shí)，滑套塞閥上的牙塊17才能嵌入滑套閥座總成上的滑套凹槽9 內(nèi)，起到打開滑套閥座8的作用。圖7為當(dāng)L>H時(shí)，滑套塞閥與滑套閥座總成之間的關(guān)系，當(dāng)L > H時(shí)，從管串中泵送滑套塞閥，進(jìn)行打滑套開關(guān)分層壓裂，若牙塊17的長(zhǎng)度L大于滑套凹槽9的長(zhǎng)度時(shí)，牙塊 17不能嵌入滑套凹槽9，會(huì)通過滑套凹槽9繼續(xù)向下運(yùn)行，能順利通過L>H的滑套閥座總成，再向下一級(jí)運(yùn)行。圖8為當(dāng)L < H時(shí)的投放工況，當(dāng)在管串中泵送滑套塞下行時(shí)，若牙塊17的長(zhǎng)度 L小于或等于滑套凹槽9的長(zhǎng)度H時(shí)，牙塊17才能嵌入滑套凹槽9，此時(shí)，會(huì)在泵送液流的作用下，密封膠皮12就會(huì)坐封，將液流封堵在滑套塞上部，在其上部形成高壓，當(dāng)壓力達(dá)到 5-lOMPa時(shí)，就會(huì)將銷釘剪斷，滑套閥座8和滑套塞閥一起向下運(yùn)行到滑套閥座總成的底部。圖9為噴射孔5打開工況，此時(shí)將噴射孔打開，滑套塞閥將下部液流通道堵住，壓裂液從已打開的噴射孔5排出，即可對(duì)相應(yīng)的新層段進(jìn)行壓裂施工。圖10為變長(zhǎng)度分級(jí)滑套管串結(jié)構(gòu)示意圖H2>H1時(shí)，施工層分施工上層位30、施工中層位31、施工下層位32 ；施工管串是按以下順序進(jìn)行串接水力錨23、K344封隔器24、 變長(zhǎng)度分級(jí)滑套II 33的滑套閥座總成、Y344封隔器34、變長(zhǎng)度分級(jí)滑套I 35的滑套閥座
8總成、Y344封隔器34、末端為喇叭口四。所述的變長(zhǎng)度分級(jí)滑套II的滑套凹槽長(zhǎng)度為H2，變長(zhǎng)度分級(jí)滑套I的滑套凹槽長(zhǎng)度為HI。首先不投滑套塞進(jìn)行施工下層位32的壓裂；該層施工完后，投放變長(zhǎng)度分級(jí)滑套 I的滑套塞閥，進(jìn)行施工層位31的壓裂；再投放變長(zhǎng)度分級(jí)滑套II的滑套塞閥，進(jìn)行施工上層位30的壓裂；剩余其它層的分層壓裂時(shí)，都是在下一層施工完后再投放滑套塞閥，每次泵送的滑套塞閥的長(zhǎng)度，均要比前一級(jí)短3-4mm;各級(jí)滑套凹槽長(zhǎng)度H都不相等，每下一級(jí)滑套凹槽H都比上一級(jí)長(zhǎng)2-4mm，自上而下各級(jí)滑套凹槽長(zhǎng)度是逐級(jí)變長(zhǎng)的。只有最上部的封隔器采用常規(guī)的水力錨和K344封隔器，以下各級(jí)封隔器均采用TO44封隔器。重復(fù)以上的步驟，將所有施工層段，進(jìn)行分層壓裂。當(dāng)所有施工層位完成以后，按要求進(jìn)行關(guān)井；利用該井內(nèi)的壓力，釋放井內(nèi)液體， 控制排量達(dá)到300-400L/min，將滑套塞閥從井內(nèi)返沖出來；若滑套塞閥噴不出來時(shí)，可采用打撈的方式，下入打撈器將滑套塞閥打撈來，保證施工管柱內(nèi)暢通；當(dāng)打撈不出來時(shí)，采用鉆磨方式將滑套塞鉆磨掉，確保施工管柱暢通。本發(fā)明的變長(zhǎng)度分級(jí)滑套分層壓裂工藝技術(shù)不僅限于上述實(shí)施例，只要是在各級(jí)變長(zhǎng)度分級(jí)滑套的滑套塞閥直徑不變的情況下，通過改變每級(jí)滑套凹槽9及滑套塞閥牙塊 17的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)10級(jí)以上的分級(jí)打滑套技術(shù)，進(jìn)行分層壓裂的工藝技術(shù)均可。
權(quán)利要求
1.變長(zhǎng)度分級(jí)滑套分層壓裂工藝技術(shù)，其特征是該工藝技術(shù)是在各級(jí)變長(zhǎng)度分級(jí)滑套的滑套塞閥直徑不變的情況下，通過改變每級(jí)滑套凹槽(9)及滑套塞閥牙塊(17)的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)10級(jí)以上的分級(jí)打滑套技術(shù)，進(jìn)行分層壓裂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變長(zhǎng)度分級(jí)滑套分層壓裂工藝技術(shù)，其特征是所述的變長(zhǎng)度分級(jí)滑套是由滑套塞閥和滑套閥座總成組成，所述的滑套塞閥包括打撈頭(11)、密封膠皮(12)、上壓帽(13)、0型密封圈(14)、彈簧(15)、本體(16)、牙塊(17)、鋼球(19)、箍簧 (20)、芯軸(21)、膠皮蓋板(22)；在本體(16)上有可活動(dòng)的牙塊(17)，牙塊(17)的兩端分別通過箍簧(20)將其箍緊在本體(16)內(nèi)；密封膠皮(12)在上壓帽(13)上，合為一體，上壓帽(13)與本體(16)—端絲扣連接，其內(nèi)孔有0型密封圈(14)；芯軸(21)設(shè)置在本體(16) 內(nèi)，芯軸(21)上端用絲扣連接打撈頭(11)；彈簧(15)的一端設(shè)置在上壓帽(13)上，另一端設(shè)置在芯軸(21)的凸臺(tái)上，彈簧(15)套在芯軸(21)上；芯軸(21)與牙塊(17)相對(duì)應(yīng)的部分形狀為兩個(gè)相連的錐形體，其方向一致，大頭對(duì)著打撈頭(11);牙塊(17)內(nèi)側(cè)有兩個(gè)凹槽 (18)，每個(gè)凹槽(18)對(duì)應(yīng)芯軸(21) —個(gè)錐形體部分，在它們之間設(shè)置有鋼球(19);所述的滑套閥座總成由上接頭(1)、止動(dòng)螺釘(2)、密封圈、噴射孔(5)、外殼(6)、剪釘(7)、滑套閥座(8)組成，由上接頭(1)絲扣連接外殼(6)，外殼(6)依次有止動(dòng)螺釘(2)及噴射孔(5)和剪釘(7);上接頭(1)上有密封圈I (3);內(nèi)壁帶有滑套凹槽(9)的滑套閥座(8)設(shè)置在外殼(6)內(nèi)，通過剪釘(7)與外殼(6)固定；所述的滑套閥座(8)的兩端有密封圈II (4)和密封圈III (10)；所述的牙塊(17)和滑塞閥座(8)上的滑套凹槽(9)相對(duì)應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變長(zhǎng)度分級(jí)滑套分層壓裂工藝技術(shù)，具體方法如下1)根據(jù)施工層數(shù)，確定變長(zhǎng)度分級(jí)滑套的數(shù)量，其數(shù)量比施工層數(shù)少1，管柱上連接的下封隔器為Y344結(jié)構(gòu)的水力壓差式壓縮封隔器；施工時(shí)是從下到上進(jìn)行逐級(jí)分層壓裂，而泵送的滑套塞閥的長(zhǎng)度必須從長(zhǎng)到短，逐級(jí)縮短，且牙塊的長(zhǎng)度(17)L < H滑套凹槽(9)長(zhǎng)度；每個(gè)下一級(jí)的滑套閥座總成的滑套凹槽長(zhǎng)度Hl大于上一級(jí)的滑套凹槽長(zhǎng)度H2，滑套塞閥上的牙塊(17)的長(zhǎng)度L也是每個(gè)下一級(jí)的長(zhǎng)度Ll大于上一級(jí)的L2 ；2)所述的滑套塞閥在自由狀態(tài)時(shí)，由于其上彈簧(5)作用芯軸(21)上的錐面，錐面再推動(dòng)鋼球(19)，將彈簧(5)施加在錐面上的軸向力轉(zhuǎn)化為鋼球(19)推動(dòng)牙塊(17)的徑向力，牙塊(17)就會(huì)向外伸出，此時(shí)牙塊(17)的外徑大于管串內(nèi)通徑；向外拉出芯軸(21)，壓縮彈簧(5)復(fù)位，牙塊(17)在箍簧(20)的作用下縮回滑套塞閥本體(16)內(nèi)，此時(shí)滑套塞閥的最大外徑小于管串通道的內(nèi)徑3-4mm，放置在井口頂部的油管短節(jié)中，向管串中泵送；3)滑套塞閥在液流的泵送作用下，當(dāng)滑套塞閥到達(dá)滑套閥座總成的滑套凹槽(9)處時(shí)， 當(dāng)牙塊(17)的長(zhǎng)度L>H凹槽的長(zhǎng)度時(shí)，通過該級(jí)滑套閥座總成，再向下運(yùn)行；當(dāng)遇到下一級(jí)滑套閥座總成，在牙塊(17)的長(zhǎng)度L SH凹槽的長(zhǎng)度時(shí)，牙塊(17)在彈簧(5)的作用下彈出，嵌入滑套凹槽(9)處，停止下行；在泵送液流的作用下，密封膠皮(12)就會(huì)坐封，將液流封堵在滑套塞閥上部，在其上部形成高壓，當(dāng)壓力達(dá)到5-lOMI^a時(shí)，就會(huì)將剪釘(7)剪斷， 滑套閥座(8)和滑套塞閥一起向下運(yùn)行到滑套閥座總成的底部；將其阻擋在該處，停止下行，達(dá)到打開滑套，進(jìn)行分層壓裂的工藝要求。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變長(zhǎng)度分級(jí)滑套分層壓裂工藝技術(shù)，其特征是所述的牙塊 (17)為2-6個(gè)，以芯軸(21)為軸心勻布。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變長(zhǎng)度分級(jí)滑套，其特征是所述的凹槽(18)的寬度與鋼球(19)直徑相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變長(zhǎng)度分級(jí)滑套分層壓裂工藝技術(shù)，其特征是所述的滑套凹槽(9)和牙塊(17)是一系列長(zhǎng)度不同的規(guī)格。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變長(zhǎng)度分級(jí)滑套分層壓裂工藝技術(shù)，其特征是所述的滑套閥座總成和滑套塞閥的材質(zhì)為高強(qiáng)度的合金鋼。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變長(zhǎng)度分級(jí)滑套分層壓裂工藝技術(shù)，其特征是所述的高強(qiáng)度的合金鋼為鉻鉬合金鋼。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變長(zhǎng)度分級(jí)滑套分層壓裂工藝技術(shù)，其特征是所述的打撈頭(11)材質(zhì)為球墨鑄鐵。
全文摘要
本發(fā)明公開一種變長(zhǎng)度分級(jí)滑套分層壓裂工藝技術(shù)，該工藝技術(shù)是在各級(jí)變長(zhǎng)度分級(jí)滑套的滑套塞閥直徑不變的情況下，通過改變每級(jí)滑套凹槽及滑套塞閥牙塊的長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)10級(jí)以上的分級(jí)打滑套技術(shù)，進(jìn)行分層壓裂。所述的變長(zhǎng)度分級(jí)滑套它是由滑套塞閥和滑套閥座總成組成，所述滑套塞閥的本體上有可活動(dòng)的牙塊，牙塊的兩端分別通過箍簧將其箍緊在本體內(nèi)；所述的滑套閥座總成由上接頭、止動(dòng)螺釘、密封圈、噴射孔、外殼、剪釘、滑套閥座組成，內(nèi)壁帶有滑套凹槽的滑套閥座設(shè)置在外殼內(nèi)，通過剪釘與外殼固定；所述的牙塊和滑套閥座上的滑套凹槽相對(duì)應(yīng)。
文檔編號(hào)E21B43/26GK102182438SQ20111014833
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者劉培潤, 周豐, 孫虎, 張冕, 張敏, 蘇敏文, 趙小充, 鄧小強(qiáng), 鄧?yán)^學(xué), 高紅平, 魏建榮 申請(qǐng)人:中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司長(zhǎng)慶井下技術(shù)作業(yè)公司