可開關(guān)分層壓裂固井滑套及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種油氣井用井下工具，具體地說，是一種對油氣井進(jìn)行壓裂改造的可開關(guān)分層壓裂固井滑套及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在水平井開發(fā)過程中，形成了多種增產(chǎn)改造工藝方法，固井滑套分段壓裂、酸化技術(shù)是其中的一種，并在實際應(yīng)用中取得了良好的效果，成為水平井分段壓裂的最新發(fā)展趨勢之一。目前國內(nèi)外的固井滑套主要有兩種形式。
[0003]第一種是通過分級投球打開固井滑套并進(jìn)行分段壓裂作業(yè)，壓裂作業(yè)結(jié)束后，可根據(jù)生產(chǎn)需要保留或鉆掉球座。該固井滑套的弊端是壓裂結(jié)束后不能保證井筒的全通徑，若要保持全通徑需要額外下鉆鉆去球座，增加了工作量。
[0004]第二種固井滑套開和關(guān)都通過專用的開關(guān)工具實現(xiàn)，該固井滑套雖然保證了井筒的全通徑，但是要做到層間隔離，本層壓裂結(jié)束后需要及時關(guān)閉滑套才能開始下一層段的改造，最后選擇性的打開滑套進(jìn)行生產(chǎn)，增加了工作量。同時由于作業(yè)設(shè)備的提升能力限制和滑套開啟的信號顯示要求，滑套開啟和關(guān)閉有時會存在困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計了一種可開關(guān)分層壓裂固井滑套及其施工方法。
[0006]本發(fā)明的可開關(guān)分層壓裂固井滑套，包括外筒，外筒的上端和下端分別安裝有上接頭和下接頭，外筒上部側(cè)壁開有壓裂口，外筒內(nèi)安裝有上中心管、上連接套、下中心管和下連接套。
[0007]所述的上中心管上端與上接頭接觸，上中心管通過剪切銷釘與外筒固接，上中心管下端與上連接套上端固接。
[0008]所述的上連接套下部插接到下中心管中，并通過剪切銷釘與下中心管固接。
[0009]所述的下中心管下端與下連接套固接。
[0010]優(yōu)選的是，外筒上部外壁上設(shè)置有凸起，壓裂口位于凸起上。
[0011 ] 優(yōu)選的是，所述的凸起沿外筒外壁周向設(shè)置有多個，每個凸起上都設(shè)置有壓裂口。
[0012]優(yōu)選的是，所述壓裂口內(nèi)充滿密封脂。
[0013]優(yōu)選的是，上中心管內(nèi)壁上設(shè)置有開關(guān)槽。
[0014]優(yōu)選的是，上中心管和下中心管都通過設(shè)置的固定環(huán)槽分別套裝有第一彈性開口環(huán)和第二彈性開口環(huán)，外筒內(nèi)壁上設(shè)置有第一限位環(huán)槽和第二限位環(huán)槽。
[0015]優(yōu)選的是，第一彈性開口環(huán)位于第一限位環(huán)槽中，第二彈性開口環(huán)位于第二限位環(huán)槽的上方。
[0016]優(yōu)選的是，第二彈性開口環(huán)與第二限位環(huán)槽之間的距離大于上中心管與壓裂口下邊緣之間的距離。
[0017]優(yōu)選的是，第一限位環(huán)槽的槽口邊緣設(shè)置有倒角，第二限位環(huán)槽的槽口邊緣為直角。
[0018]一種可開關(guān)分層壓裂固井滑套的施工方法，包括下述步驟:
[0019]I將壓差開關(guān)滑套以及多個可開關(guān)分層固井滑套連接成管串，隨固井管柱下入到井中，坐封懸掛器后注入水泥固井；
[0020]2利用通井規(guī)進(jìn)行通井，清洗井筒；
[0021]3安裝分層壓裂的地面設(shè)備；
[0022]4井筒試壓合格后憋壓，打開位于最下端目的層的壓差開關(guān)滑套；
[0023]5從環(huán)空大排量的泵入壓裂液，對最下端目的層進(jìn)行壓裂改造；
[0024]6將多段壓裂工具管柱下入到井筒中，利用多段壓裂工具管柱設(shè)置的滑套定位器定位目的層的可開關(guān)分層固井滑套；
[0025]7通過連續(xù)油管下壓多段壓裂工具管柱中設(shè)置的底部封隔器，使底部封隔器坐封在上中心管或上連接套內(nèi)，向環(huán)空泵入少量基液打壓驗封；
[0026]8驗封合格后，增加環(huán)空壓力，開啟固井滑套；
[0027]9分別向環(huán)空和連續(xù)油管低排量泵入壓裂液，進(jìn)行試擠，擠開地層；
[0028]10地層擠開后，從環(huán)空大排量泵入壓裂液，同時保證向連續(xù)油管小排量泵注基液，對目的層進(jìn)行壓裂改造；
[0029]11解封底部封隔器，將管串上提到上方的下一個目的層，再次由步驟6開始依次進(jìn)行，對下一個目的層進(jìn)行壓裂改造。
[0030]優(yōu)選的是，在進(jìn)行步驟9時，若試擠失敗，通過連續(xù)油管泵入酸液，對目的層進(jìn)行腐蝕，降低地層破裂壓力后，再次進(jìn)行試擠。
[0031]優(yōu)選的是，關(guān)閉可開關(guān)分層固井滑套時，將開關(guān)工具管柱下入到管串中，開關(guān)工具管柱設(shè)置的開關(guān)器進(jìn)入到關(guān)閉槽中，然后上拉開關(guān)工具管柱，剪斷剪切銷釘，使上中心管上移，將壓裂口封死。
[0032]本發(fā)明的有益效果是:可開關(guān)分層壓裂固井滑套內(nèi)沒有球座，可保持內(nèi)壁的全通徑，能夠及時返排壓裂液，縮短施工周期。
[0033]通過底部封隔器坐封在上中心管內(nèi)，從環(huán)空或者連續(xù)油管打壓時，能夠產(chǎn)生足夠大的下推力，使上中心管克服對應(yīng)剪切銷釘?shù)募羟辛ο蛳乱苿樱瑢崿F(xiàn)固井滑套壓裂口的打開。
[0034]設(shè)置的第二開口環(huán)和第二限位環(huán)槽可使固井滑套打開后固定上中心管的位置，保證封隔器和定位器上移時，可穿過上中心管，而不使上中心管上移，避免了已經(jīng)打開的固井滑套因此被關(guān)閉，保證壓裂作業(yè)正常進(jìn)行。
[0035]第二開口環(huán)和第二限位環(huán)槽配合使開關(guān)工具管柱可向上拉動上連接套，使其克服對應(yīng)剪切銷釘?shù)募羟辛ο蛏弦苿樱瑥亩?qū)動上中心管上移，將壓裂口封死，實現(xiàn)固井滑套壓裂口的關(guān)閉。
[0036]外筒外壁設(shè)置的凸起可使相對位置管柱的固井水泥厚度較薄，便于壓裂作業(yè)時能夠有效壓穿水泥，建立壓裂通道，提高作業(yè)效率和效果。凸起周向設(shè)置多個，在凸起降低水泥厚度便于進(jìn)行壓裂的同時，相鄰兩個凸起之間的外筒與固井管柱之間的距離依然較大，保證了相應(yīng)部分水泥的厚度，保證了水泥管柱固井的效果。
[0037]壓裂口內(nèi)充滿密封脂，可在水泥固井時，避免水泥進(jìn)入壓裂口中，防止進(jìn)入壓裂口中的水泥將壓裂口完全封死，保證了固井滑套可正常工作。
[0038]第二彈性開口環(huán)位于第二限位環(huán)槽的上方，當(dāng)上中心管下移將壓裂口打開時，第二彈性開口環(huán)進(jìn)入到第二限位環(huán)槽中，通過固定下中心管使上中心管位置固定，保持壓裂口的打開狀態(tài)。上中心管與上接頭接觸，壓裂口處于關(guān)閉狀態(tài)時，第一彈性開口環(huán)位于第一限位環(huán)槽中，將上中心管的位置固定，使壓裂口保持關(guān)閉狀態(tài)。
[0039]第一限位環(huán)槽的槽口邊緣設(shè)置有倒角，第二限位環(huán)槽的槽口邊緣為直角，使第二彈性開口環(huán)脫離第二限位環(huán)槽的阻力遠(yuǎn)大于第一彈性開口環(huán)脫離第一限位環(huán)槽的阻力，在利用開關(guān)工具管柱關(guān)閉滑套時，可使下中心管依然與外筒固定，保證上連接套可克服剪切銷釘?shù)募羟辛Γ股线B接套與下中心管分離，正常的進(jìn)行壓裂口的關(guān)閉；在利用底部封隔器下壓上中心管時，下壓力能夠使第一彈性開口環(huán)從第一限位環(huán)槽中脫出，保證下中心管能夠正常下移，將壓裂口打開。
[0040]第二彈性開口環(huán)與第二限位環(huán)槽之間的距離大于上中心管與壓裂口下邊緣之間的距離，使上中心管的移動范圍能夠完全的打開壓裂口，保證壓裂作業(yè)效果。
【附圖說明】
[0041]附圖1為開關(guān)分層壓裂固井滑套的初始狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖；
[0042]附圖2為開關(guān)分層壓裂固井滑套的打開狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖；
[0043]附圖3為開關(guān)分層壓裂固井滑套的關(guān)閉狀態(tài)結(jié)構(gòu)圖；
[0044]附圖4為壓差開關(guān)滑套和可開關(guān)分層固井滑套組成的管串的結(jié)構(gòu)圖；
[0045]附圖5為多段壓裂工具管柱的結(jié)構(gòu)圖；
[0046]附圖6為開關(guān)工具管柱的結(jié)構(gòu)圖。
[0047]圖中，I一上接頭，2—外筒，3—上中心管，4一剪切銷釘，5—第一彈性開口環(huán)，6—上連接套，7—下中心管，8—剪切銷釘，9一下連接套，10—下接頭，11 一壓裂口，12—凸起，13—開關(guān)槽，15—第二彈性開口環(huán)，16—第一限位環(huán)槽，17—第二限位環(huán)槽，18—壓差開關(guān)滑套，19一可開關(guān)分層固井滑套，20—滑套定位器，21 —底部封隔器，22—滑套定位器，23-開關(guān)器。
【具體實施方式】
[0048]本發(fā)明的可開關(guān)分層壓裂固井滑套，如圖1至3所示，包括外筒2，外筒2的上端和下端分別安裝有上接頭I和下接頭10。
[0049]外筒2上部側(cè)壁開有壓裂口 11，外筒2上部外壁上設(shè)置有凸起12，凸起12沿外筒2外壁周向設(shè)置有多個，壓裂口 11都位于對應(yīng)的凸起12上，壓裂口 11內(nèi)都充滿密封脂，避免水泥進(jìn)入，堵塞壓裂口 11。
[0050]外筒2內(nèi)安裝有上中心管3、上連接套6、下中心管7和下連接套9。
[0051]上中心管3上端與上接頭I接觸，上中心管3通過剪切銷釘4與