一種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱及其使用方法，本發(fā)明的壓裂管柱在壓裂施工時投一次球便能打開目標(biāo)施工層位對應(yīng)的配套使用的可控封隔器和噴砂器，使壓裂施工工藝更加簡單、方便；能夠?qū)崿F(xiàn)壓裂施工層位封隔器逐級坐封、未施工層位封隔器不坐封、已施工層位封隔器逐級解封，能夠有效的檢驗每一級封隔器的密封性，減少封隔器反復(fù)坐封解封的次數(shù)，提高了管柱所有封隔器的密封效率，壓裂施工結(jié)束后管柱易起出。
【專利說明】
一種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱及其使用方法，主要用于高溫高壓油氣井分段壓裂施工，屬于完井作業(yè)施工工具。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，油氣田壓裂技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，封隔器機(jī)械分層壓裂技術(shù)已經(jīng)成為提高油氣田單井產(chǎn)量的主體技術(shù)，然而在大量的現(xiàn)場壓裂施工過程中，存在一些問題；
[0003]1.常規(guī)多層分壓管柱使用多個封隔器與多個噴砂滑套相配合，在壓裂施工某一層時，所有的封隔器均坐封，無法有效檢驗出每一級封隔器的密封性能，容易導(dǎo)致竄層，影響壓裂施工效果；
[0004]2.高溫、高壓井，封隔器反復(fù)坐封、解封，膠筒密封性能降低，導(dǎo)致封隔器密封不嚴(yán)，降低了封隔器使用壽命；
[0005]3.壓裂施工結(jié)束后工具易砂埋、砂卡，整體管柱起出困難，導(dǎo)致后期措施無法進(jìn)行，
[0006]這些問題制約了該項技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展；因此急需提供一種性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)合理、能夠適應(yīng)高溫高壓環(huán)境、坐封解封可靠、回收成功率高的油氣井多級壓裂管柱。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]有鑒于此，針對高溫高壓油氣井壓裂施工特點，本發(fā)明的目的在于提供一種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱及其使用方法，其中可控封隔器的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得該可控封隔器的坐封狀態(tài)可控，實現(xiàn)了壓裂管柱各級可控封隔器逐級坐封、未施工層位可控封隔器不坐封、已施工層位可控封隔器逐級解封，能夠有效的檢驗每一級可控封隔器的密封性，減少可控封隔器反復(fù)坐封解封的次數(shù)，提高了管柱所有可控封隔器的密封效率。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0009]—種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱，所述壓裂管柱包含若干對上下設(shè)置并配套使用的可控封隔器和噴砂器，所述壓裂管柱由下至上順次連接有底閥、封隔器、若干對所述配套使用的可控封隔器和噴砂器、防砂水力錨、液壓安全接頭，上述各工具之間通過油管連接；
[0010]所述可控封隔器內(nèi)設(shè)有可相對可控封隔器主體下滑的內(nèi)滑套組件，所述內(nèi)滑套組件與所述可控封隔器主體間通過剪釘固定連接，所述內(nèi)滑套組件與所述可控封隔器主體間設(shè)有能打開的進(jìn)液口，所述進(jìn)液口與所述可控封隔器主體內(nèi)的液體坐封空間連通，所述內(nèi)滑套組件內(nèi)設(shè)有變徑球座，所述變徑球座隨所述內(nèi)滑套組件的下滑內(nèi)徑變大；
[0011]所述噴砂器內(nèi)設(shè)有可相對噴砂器主體下滑的滑套球座，所述滑套球座與所述噴砂器主體間通過剪釘固定連接，所述噴砂器主體上設(shè)有能通過所述滑套球座下滑而打開的噴砂口 ；
[0012]所述可控封隔器變徑前的變徑球座和與之配套使用的噴砂器的滑套球座的內(nèi)徑相同。
[0013]現(xiàn)有技術(shù)中，隨油管下入套管/裸眼內(nèi)的壓裂管串中若干封隔器一般是一次性全部坐封，當(dāng)需要對某施工層位進(jìn)行壓裂操作時，再用鋼球打開相應(yīng)層位的噴砂器，但是上述封隔器的坐封時間較長，甚至為了提高封隔器的密封性需要反復(fù)坐封，該坐封過程勢必影響封隔器的使用壽命；
[0014]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的壓裂管柱的壓裂過程如下:向油氣井中投入相應(yīng)大小的低密度球，落在相應(yīng)的可控封隔器的變徑球座上，然后向油管內(nèi)打壓，繼而憋壓剪斷剪釘，所述內(nèi)滑套組件相對所述可控封隔器主體下滑，在可控封隔器主體下滑的過程中變徑球座隨之下滑，且變徑球座內(nèi)徑擴(kuò)大，與此同時，內(nèi)滑套組件與可控封隔器主體間的進(jìn)液口打開，打壓液體通過進(jìn)液口進(jìn)入可控封隔器主體的液體坐封空間內(nèi)，膠筒繼而膨脹，實現(xiàn)坐封，并可對該可控封隔器的密封性進(jìn)行有針對性的檢測；
[0015]變徑球座內(nèi)徑擴(kuò)大后低密度球繼續(xù)下行至配套使用的噴砂器的滑套球座上，并憋壓剪斷剪釘，滑套球座下滑，噴砂器主體上的噴砂口打開，低密度球及滑套球座一起下行并坐落在下部封隔器/可控封隔器的下接頭處，從而封堵下面通道，壓裂液從噴砂口進(jìn)入對應(yīng)層段，進(jìn)行壓裂施工，對應(yīng)層段壓裂完畢后，不停栗的情況下投入尺寸較大的另一低密度球，如此重復(fù)上述步驟，使得壓裂管柱在完成目標(biāo)層段壓裂施工的同時，壓裂施工層位可控封隔器逐級坐封、未施工層位封隔器不坐封、已施工層位封隔器逐級解封，有效減少了可控封隔器的坐封時間，避免了因坐封時間過長而導(dǎo)致的膠筒損壞及密封性下降的問題，有利于延長可控封隔器的使用壽命；
[0016]另外，該可控封隔器與噴砂器配合使用，壓裂施工時投一次球便能打開某一施工層位對應(yīng)的可控封隔器和噴砂器，使壓裂工藝更加簡單、方便；
[0017]本發(fā)明使用的低密度球的當(dāng)量密度為1.5-1.6g/cm3，較鋼球的耐壓能力高，抗沖擊強度高，并以其低密度，質(zhì)量輕的有點能夠提高其在水平狀態(tài)下向前移動的能力，在壓裂施工結(jié)束后，因其密度低也易于返排，降低了時間成本的同時也降低了施工風(fēng)險。
[0018]壓裂施工時，防砂水力錨的錨爪張開卡在套管內(nèi)壁上，起固定管柱的作用；防砂水力錨上端設(shè)置有液壓安全接頭，施工出現(xiàn)砂堵、砂埋等應(yīng)急情況管柱無法安全起出時，投球打開液壓安全接頭，管柱從液壓安全接頭處脫開，起出上部管柱再實施對應(yīng)措施。
[0019]在一些實施例中，所述內(nèi)滑套組件包括套筒、變徑球座、導(dǎo)向筒、彈簧和端蓋；
[0020]所述套筒與所述可控封隔器主體間通過剪釘固定連接;所述套筒中部環(huán)向設(shè)有若干開窗，所述變徑球座為若干楔形塊，所述楔形塊由所述開窗插入，所述楔形塊的外圍與所述可控封隔器主體內(nèi)壁面接觸，所述楔形塊的一部分位于所述開窗內(nèi)，另一部分位于所述套筒內(nèi)，所述楔形塊位于所述套筒內(nèi)的部分下部設(shè)有斜面；
[0021]所述導(dǎo)向筒位于所述套筒內(nèi)部，并與所述套筒內(nèi)壁貼合，所述導(dǎo)向筒內(nèi)設(shè)有彈簧，所述導(dǎo)向筒的上端面由所述楔形塊的斜面抵接限位，所述端蓋與所述套筒下端部內(nèi)壁為螺紋連接，所述導(dǎo)向筒的下端面與所述端蓋的內(nèi)臺肩抵接，所述套筒的下端部與所述端蓋的外臺肩抵接，所述彈簧受到所述端蓋頂面的壓縮。
[0022]在一些實施例中，所述可控封隔器主體包括上接頭、膠筒組件、接觸控制套組件和下接頭；
[0023]所述上接頭密封固設(shè)于中心管的上端部；
[0024]所述膠筒組件密封套設(shè)于中心管的外圍，所述膠筒組件與所述中心管間形成液體坐封空間；
[0025]所述接觸控制套組件固設(shè)于中心管外圍下端部，所述接觸控制套組件內(nèi)部設(shè)有進(jìn)液通道；
[0026]所述內(nèi)滑套組件通過剪釘相對固設(shè)于接觸控制套組件上，所述內(nèi)滑套組件與所述接觸控制套組件間設(shè)有能打開的進(jìn)液口，所述進(jìn)液口與所述進(jìn)液通道及所述液體坐封空間連通；
[0027]所述下接頭密封固設(shè)于所述接觸控制套組件的下端部。
[0028]在一些實施例中，所述膠筒組件包括經(jīng)硫化連接為一體的上膠筒座、膠筒和下膠筒座。膠筒采用耐高溫高壓橡膠材料，并與鐵質(zhì)的上膠筒座與下膠筒座通過硫化鑄造而成為一體，能夠承受90MPa壓差和150°C高溫；
[0029]在一些實施例中，所述接觸控制套組件包括轉(zhuǎn)換接頭、鎖環(huán)、接觸套和連接筒；
[0030]所述轉(zhuǎn)換接頭上端部與中心管下端部外圍螺紋連接；
[0031]所述接觸套套設(shè)于所述內(nèi)滑套組件上端部的外圍，所述接觸套外圍設(shè)有第一圈槽，所述轉(zhuǎn)換接頭內(nèi)壁設(shè)有第二圈槽，所述鎖環(huán)位于所述第一圈槽與所述第二圈槽形成的鎖定空間內(nèi)，該鎖環(huán)用以將所述接觸套鎖定在所述轉(zhuǎn)換接頭上;所述接觸套內(nèi)設(shè)有第一進(jìn)液通道，所述轉(zhuǎn)換接頭內(nèi)設(shè)有第二進(jìn)液通道，所述鎖定空間位于所述第一進(jìn)液通道及所述第二進(jìn)液通道之間，并與二者相連通；即進(jìn)液通道由接觸套內(nèi)的第一進(jìn)液通道及轉(zhuǎn)換接頭內(nèi)的第二進(jìn)液通道構(gòu)成；
[0032]所述連接筒的上端部與所述下膠筒座的下端部相鄰，所述連接筒的上端部與所述轉(zhuǎn)換接頭的外圍螺紋連接，所述連接筒的下端部與所述下接頭的上端部螺紋連接。該連接筒用以連接接觸控制套組件及下接頭，并用以限制內(nèi)滑套組件內(nèi)各配件的位置，該設(shè)置使得接觸控制套組件、下接頭及內(nèi)滑套組件的位置更加穩(wěn)定可靠，也便于裝配。
[0033]其中，所述接觸套為割縫管結(jié)構(gòu)，所述割縫為線切割，所述第一進(jìn)液通道為若干所述割縫形成的液體容納空間；即該進(jìn)液通道采用0.1?0.2mm的線切割縫，防止壓裂砂進(jìn)入膠筒，降低可控封隔器砂卡風(fēng)險，另外，所述接觸套外圍設(shè)有多條割縫，能夠使膠筒快速膨脹或快速縮回，從而實現(xiàn)快速坐封或解封。
[0034]所述內(nèi)滑套組件包括套筒、變徑球座、導(dǎo)向筒、彈簧和端蓋；
[0035]所述套筒與所述連接筒間通過剪釘固定連接，所述套筒的上端部外圍與轉(zhuǎn)換接頭內(nèi)壁密封連接;所述套筒中部環(huán)向設(shè)有若干開窗，所述變徑球座為若干楔形塊，所述楔形塊由所述開窗插入，所述楔形塊的一部分位于所述開窗內(nèi)，另一部分位于所述套筒內(nèi)，所述楔形塊的外圍與所述連接筒內(nèi)壁面接觸，所述楔形塊位于所述套筒內(nèi)的部分下部設(shè)有斜面；
[0036]所述導(dǎo)向筒位于所述套筒內(nèi)部，并與所述套筒內(nèi)壁貼合，所述導(dǎo)向筒內(nèi)設(shè)有彈簧，所述導(dǎo)向筒的上端面由所述楔形塊的斜面抵接限位，所述端蓋與所述套筒下端部內(nèi)壁為螺紋連接，所述導(dǎo)向筒的下端面與所述端蓋的內(nèi)臺肩抵接，所述套筒的下端部與所述端蓋的外臺肩抵接，當(dāng)端蓋旋擰入套筒的過程中，所述彈簧受到所述端蓋頂面的壓力而逐漸壓縮，該彈簧的彈力通過導(dǎo)向筒傳遞給楔形塊下部的斜面，即楔形塊受到導(dǎo)向筒向上向外的彈力擠壓，另外，楔形塊還受到來自連接筒內(nèi)壁向內(nèi)的擠壓。
[0037]由此，在可控封隔器在初始狀態(tài)下，內(nèi)滑套組件通過剪釘固定在接觸控制套組件上，內(nèi)滑套組件內(nèi)的若干楔形塊在導(dǎo)向筒及連接筒的共同作用下形成固定變徑球座，且變徑球座與套筒間為彈性滑動式配合，有效減小了低密度球投入過程對變徑球座的沖擊力，即減少了投球過程對變徑球座的損傷；另外，所述剪釘設(shè)于連接筒與套筒間，屬于內(nèi)剪釘，較外剪釘?shù)墓潭ǚ绞礁煽?，防止可控封隔器在運輸或下管柱過程中剪釘在外力作用下出現(xiàn)松動脫落或剪斷而提前坐封的情況。
[0038]在一些實施例中，所述下接頭的上端部與所述連接筒下部外圍螺紋密封連接，所述下接頭內(nèi)壁與所述連接筒間設(shè)有空隙，該空隙用以容納隨內(nèi)滑套組件下滑后的變徑球座，即當(dāng)變徑球座下滑至該空隙處，變徑球座由開窗進(jìn)入該空隙內(nèi)，變徑球座的內(nèi)徑變大，從而鋼球可繼續(xù)下行用以打開下部配套使用的噴砂器的噴砂口。
[0039]在一些實施例中，所述上接頭上還設(shè)有調(diào)節(jié)環(huán)，所述調(diào)節(jié)環(huán)下端部與所述膠筒組件的上端部相鄰，所述調(diào)節(jié)環(huán)內(nèi)壁與所述上接頭外圍為螺紋連接。
[0040]在一些實施例中，所述膠筒組件上還設(shè)有用以阻止所述膠筒組件環(huán)向滑動的滑動擋環(huán)，所述滑動擋環(huán)與所述下膠筒座下端部內(nèi)壁螺紋連接，所述滑動擋環(huán)位于所述下膠筒座與所述轉(zhuǎn)換接頭間。
[0041 ]在一些實施例中，所述鎖環(huán)表面設(shè)有彈性橡膠層，方便接觸套插入轉(zhuǎn)換接頭中，并有利于接觸套與轉(zhuǎn)換接頭的相對固定。
[0042]在一些實施例中，所述的可控封隔器可能與井壁接觸的邊緣處均為圓角保護(hù)設(shè)計，另外所述螺紋連接處均設(shè)有頂絲予以固定，以確?？煽胤飧羝飨氯脒^程中不會由于磕碰井壁磨損剛體及膠筒結(jié)構(gòu)，并防止下井過程中出現(xiàn)的提前坐封現(xiàn)象。
[0043]另外，本發(fā)明的目的還在于保護(hù)一種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱的使用方法，包括下列順序步驟:
[0044](I)根據(jù)油氣井的儲層情況，準(zhǔn)備對應(yīng)數(shù)量的可控封隔器和噴砂器，將底閥、封隔器、對應(yīng)數(shù)量的所述配套使用的可控封隔器和噴砂器、防砂水力錨、液壓安全接頭在油管上進(jìn)行組裝，使其形成壓裂管柱；
[0045](2)將組裝好的壓裂管柱下入油氣井的井筒中，使每一級壓裂管柱的噴砂器的噴砂口與油氣井內(nèi)的儲層段位置對應(yīng)；
[0046](3)向油管中打液壓，封隔器坐封，封隔器上部的各可控封隔器未坐封，可通過底閥對儲層的最底部的零號層段進(jìn)行壓裂施工，零號層段壓裂施工結(jié)束后，油管內(nèi)的液體仍處于不停栗的打壓狀態(tài)，使得該封隔器仍處于坐封狀態(tài)；
[0047](4)通過井口的投球旋塞閥向油氣井中投入第一級低密度球，落在第一級可控封隔器的變徑球座上，因油管內(nèi)液體壓力作用繼而憋壓剪斷剪釘，所述內(nèi)滑套組件相對所述接觸控制套組件下滑，套筒下部的端蓋運行至下接頭內(nèi)凹處停止，此時變徑球座下行至下接頭與連接筒之間的空隙內(nèi)，若干楔形塊通過開窗向外張開，變徑球座內(nèi)徑擴(kuò)大，與此同時，套筒與接觸套間的進(jìn)液口打開，打壓液體通過進(jìn)液口進(jìn)入接觸套的第一進(jìn)液通道內(nèi)，并經(jīng)由鎖定空間進(jìn)入轉(zhuǎn)換接頭的第二進(jìn)液通道內(nèi)，繼而最終進(jìn)入膠筒與中心管間的液體坐封空間內(nèi)，膠筒膨脹，實現(xiàn)坐封；
[0048]變徑球座內(nèi)徑擴(kuò)大后第一級低密度球繼續(xù)下行至配套使用的噴砂器的滑套球座上，并憋壓剪斷剪釘，第一級低密度球與滑套球座一起下滑，噴砂器主體上的噴砂口打開，第一級低密度球與滑套球座一起繼續(xù)下滑至下部封隔器內(nèi)，并坐落在下部封隔器的下接頭處，從而封堵下面通道，此時底部封隔器及第一級可控封隔器均處于坐封狀態(tài)，壓裂液從噴砂口進(jìn)入一號層段，進(jìn)行壓裂施工，一號層段壓裂施工結(jié)束后，油管內(nèi)的液體仍處于不停栗的打壓狀態(tài)，使得該底部封隔器及第一級可控封隔器仍處于坐封狀態(tài)；
[0049](5)通過井口的投球旋塞閥向油氣井中投入直徑較大的第二級低密度球，重復(fù)步驟(4)，第二級低密度球可相繼使第二級可控封隔器坐封并進(jìn)而打開第二級噴砂器的噴砂口，第二級低密度球連同滑套球座一起繼續(xù)下滑至下部的第一級可控封隔器內(nèi)，并坐落在第一級可控封隔器套筒的端蓋處，從而封堵下面通道，底部封隔器繼而解封，第一級可控封隔器及第二級可控封隔器處于座封狀態(tài)，壓裂液從噴砂口進(jìn)入二號層段，進(jìn)行壓裂施工，二號層段壓裂施工結(jié)束后，油管內(nèi)的液體仍處于不停栗的打壓狀態(tài)，使得該第一級封隔器及第二級可控封隔器仍處于坐封狀態(tài)；
[0050](6)可對更多層段重復(fù)步驟(5)對其進(jìn)行壓裂施工作業(yè)，從而在完成壓裂管柱逐級壓裂施工的同時，實現(xiàn)封隔器及各可控封隔器的逐級坐封和逐級解封;例如，投入第三級低密度球后，第一級可控封隔器即可解封，第二級可控封隔器及第三級可控封隔器處于坐封狀態(tài)，從而方便對三號層段進(jìn)行壓裂施工。
[0051 ] 優(yōu)選的，所述封隔器為K344封隔器。
[0052]本發(fā)明的壓裂管柱在5l/2in套管內(nèi)最多能實現(xiàn)分7級壓裂。
[0053]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢:本發(fā)明的壓裂管柱在壓裂施工時投一次球便能打開目標(biāo)施工層位對應(yīng)的配套使用的可控封隔器和噴砂器，使壓裂施工工藝更加簡單、方便;能夠?qū)崿F(xiàn)壓裂施工層位封隔器逐級坐封、未施工層位封隔器不坐封、已施工層位封隔器逐級解封，能夠有效的檢驗每一級封隔器的密封性，減少封隔器反復(fù)坐封解封的次數(shù)，提高了管柱所有封隔器的密封效率。
【附圖說明】
[0054]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0055]圖1是本發(fā)明實施例中所述壓裂管柱的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056]圖2是本發(fā)明實施例中可控封隔器初始狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0057]圖3是本發(fā)明實施例中可控封隔器坐封狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058]圖4是本發(fā)明實施例中可控封隔器的內(nèi)滑套組件相對接觸控制套組件未下滑狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059]圖5是本發(fā)明實施例中可控封隔器的內(nèi)滑套組件相對接觸控制套組件下滑后狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0000]圖6是圖4的局部放大示意圖；
[0061]圖7是圖5的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖，并示意性的表明了可控封隔器坐封狀態(tài)打壓液體的流動軌跡；
[0062]圖8是本發(fā)明實施例中可控封隔器的套筒的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0063]圖9是圖8的A-A向截面示意圖。
[0064]附圖標(biāo)記說明:
[0065]A-底閥，B-K344封隔器，C-第一級可控封隔器，D-第一級噴砂器，E-第二級可控封隔器，F(xiàn)-第二級噴砂器，G-防砂水力錨，H-液壓安全接頭，1-油管；1-上接頭，11-調(diào)節(jié)環(huán)，2-膠筒組件，21-上膠筒座，22-膠筒，23-下膠筒座，24-滑動擋環(huán)，3-接觸控制套組件，31_轉(zhuǎn)換接頭，311-第二圈槽，32-鎖環(huán)，33-接觸套，331-第一圈槽，34-連接筒，4-內(nèi)滑套組件，41 -套筒，411-開窗，42-變徑球座，421-楔形塊，43-導(dǎo)向筒，44-彈簧，45-端蓋，46-剪釘，5-下接頭，51-空隙，6-中心管。
【具體實施方式】
[0066]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0067]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0068]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機(jī)械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以通過具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0069]在本發(fā)明的描述中，用語“初始狀態(tài)”是指封隔器或可控封隔器的非工作狀態(tài)。
[0070]本發(fā)明涉及的底閥、K344封隔器、噴砂器、防砂水力錨、液壓安全接頭及油管均為完井過程中的常用配件，市場有售。
[0071 ]下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0072]本發(fā)明的具體實施例:
[0073]實施例1
[0074]如圖1-9所示，本實施例的一種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱，所述壓裂管柱包含若干對上下設(shè)置并配套使用的可控封隔器和噴砂器，所述壓裂管柱由下至上順次連接有底閥A、封隔器B、若干對所述配套使用的可控封隔器和噴砂器、防砂水力錨G、液壓安全接頭H，上述各工具之間通過油管I連接；
[0075]所述可控封隔器內(nèi)設(shè)有可相對可控封隔器主體下滑的內(nèi)滑套組件4，所述內(nèi)滑套組件4與所述可控封隔器主體間通過剪釘46固定連接，所述內(nèi)滑套組件4與所述可控封隔器主體間設(shè)有能打開的進(jìn)液口，所述進(jìn)液口與所述可控封隔器主體內(nèi)的液體坐封空間連通，所述內(nèi)滑套組件內(nèi)設(shè)有變徑球座42，所述變徑球座42隨所述內(nèi)滑套組件4的下滑內(nèi)徑變大；
[0076]所述噴砂器內(nèi)設(shè)有可相對噴砂器主體下滑的滑套球座，所述滑套球座與所述噴砂器主體間通過剪釘固定連接，所述噴砂器主體上設(shè)有能通過所述滑套球座下滑而打開的噴砂口 ；
[0077]所述可控封隔器變徑前的變徑球座和與之配套使用的噴砂器的滑套球座的內(nèi)徑相同。
[0078]本實施例的壓裂管柱的使用方法如下:
[0079](I)根據(jù)油氣井的儲層情況，準(zhǔn)備對應(yīng)數(shù)量的可控封隔器和噴砂器，將底閥A、K344封隔器B、對應(yīng)數(shù)量的所述配套使用的可控封隔器和噴砂器、防砂水力錨G、液壓安全接頭H在油管I上進(jìn)行組裝，使其形成壓裂管柱；
[0080](2)將組裝好的壓裂管柱下入油氣井的井筒中，使每一級壓裂管柱的噴砂器的噴砂口與油氣井內(nèi)的儲層段位置對應(yīng)；
[0081 ] (3)向油管I中打液壓，K344封隔器B坐封，K344封隔器B上部的各可控封隔器未坐封，可通過底閥對儲層的最底部的零號層段進(jìn)行壓裂施工，零號層段壓裂施工結(jié)束后，油管I內(nèi)的液體仍處于不停栗的打壓狀態(tài)，使得該K344封隔器B仍處于坐封狀態(tài)；
[0082](4)通過井口的投球旋塞閥向油氣井中投入第一級低密度球，落在第一級可控封隔器C的變徑球座42上，因油管內(nèi)液體壓力作用繼而憋壓剪斷剪釘46，所述內(nèi)滑套組件4相對所述可控封隔器主體下滑，在可控封隔器主體下滑的過程中變徑球座42隨之下滑，且變徑球座42內(nèi)徑擴(kuò)大，與此同時，內(nèi)滑套組件4與可控封隔器主體間的進(jìn)液口打開，打壓液體通過進(jìn)液口進(jìn)入可控封隔器主體的液體坐封空間內(nèi)，膠筒繼而膨脹，實現(xiàn)坐封，并可對該可控封隔器的密封性進(jìn)行有針對性的檢測；
[0083]變徑球座42內(nèi)徑擴(kuò)大后第一級低密度球繼續(xù)下行至配套使用的第一級噴砂器D的滑套球座上，并憋壓剪斷剪釘，第一級低密度球連同滑套球座一起下滑，噴砂器主體上的噴砂口打開，第一級低密度球連同滑套球座一起繼續(xù)下滑進(jìn)入下部K344封隔器B內(nèi)，并坐落在下部K344封隔器的下接頭處，從而封堵下面通道，此時底部K344封隔器B及第一級可控封隔器C均處于坐封狀態(tài)，壓裂液從噴砂口進(jìn)入一號層段，進(jìn)行壓裂施工，一號層段壓裂施工結(jié)束后，油管I內(nèi)的液體仍處于不停栗的打壓狀態(tài)，使得該底部K344封隔器B及第一級可控封隔器C仍處于坐封狀態(tài)；
[0084](5)通過井口的投球旋塞閥向油氣井中投入直徑較大的第二級低密度球，重復(fù)步驟(4)，第二級低密度球可相繼使第二級可控封隔器E坐封并進(jìn)而打開第二級噴砂器F的噴砂口，第二級低密度球連同滑套球座繼續(xù)下滑進(jìn)入下部第一級可控封隔器C內(nèi)，并坐落在在第一級可控封隔器C下接頭處，從而封堵下面通道，底部K344封隔器B繼而解封，第一級可控封隔器C及第二級可控封隔器E處于座封狀態(tài)，壓裂液從噴砂口進(jìn)入二號層段，進(jìn)行壓裂施工，二號層段壓裂施工結(jié)束后，油管I內(nèi)的液體仍處于不停栗的打壓狀態(tài)，使得該第一級封隔器C及第二級可控封隔器E仍處于坐封狀態(tài)；
[0085](6)可對更多層段重復(fù)步驟(5)對其進(jìn)行壓裂施工作業(yè)，從而在完成壓裂管柱逐級壓裂施工的同時，實現(xiàn)封隔器及各可控封隔器的逐級坐封和逐級解封。
[0086]實施例2
[0087]如圖1-9所示，本實施例的一種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱，所述壓裂管柱包含若干對上下設(shè)置并配套使用的可控封隔器和噴砂器，所述壓裂管柱由下至上順次連接有底閥A、封隔器B、若干對所述配套使用的可控封隔器和噴砂器、防砂水力錨G、液壓安全接頭H，上述各工具之間通過油管I連接；
[0088]所述可控封隔器包括上接頭1、膠筒組件2、接觸控制套組件3、內(nèi)滑套組件4和下接頭5 ；
[0089]所述上接頭I密封固設(shè)于中心管6的上端部；
[0090]所述膠筒組件2密封套設(shè)于中心管6的外圍，所述膠筒組件2與所述中心管6間形成液體坐封空間；
[0091]所述接觸控制套組件3固設(shè)于中心管6外圍下端部，所述接觸控制套組件3內(nèi)部設(shè)有進(jìn)液通道；
[0092]所述內(nèi)滑套組件4通過剪釘46相對固設(shè)于接觸控制套組件3上，所述內(nèi)滑套組件4與所述接觸控制套組件3間設(shè)有能打開的進(jìn)液口，所述進(jìn)液口與所述進(jìn)液通道及所述液體坐封空間連通；
[0093 ] 所述內(nèi)滑套組件4包括套筒41、變徑球座42、導(dǎo)向筒43、彈簧44和端蓋45 ；
[0094]所述套筒41與所述接觸控制套組件3間通過剪釘46固定連接，所述套筒41的上端部外圍與接觸控制套組件3內(nèi)壁密封連接;所述套筒41中部環(huán)向設(shè)有6個開窗411，所述變徑球座42為6個楔形塊421，所述楔形塊421由所述開窗411插入，所述楔形塊421的一部分位于所述開窗411內(nèi)，另一部分位于所述套筒41內(nèi)，所述楔形塊421的外圍與所述連接筒34內(nèi)壁面接觸，所述楔形塊421位于所述套筒41內(nèi)的部分下部設(shè)有斜面；
[0095]所述導(dǎo)向筒43位于所述套筒41內(nèi)部，并與所述套筒41內(nèi)壁貼合，所述導(dǎo)向筒43內(nèi)設(shè)有彈簧44，所述導(dǎo)向筒43的上端面由所述楔形塊421的斜面抵接限位，所述端蓋45與所述套筒41下端部內(nèi)壁為螺紋連接，所述導(dǎo)向筒43的下端面與所述端蓋45的內(nèi)臺肩抵接，所述套筒41的下端部與所述端蓋45的外臺肩抵接，所述彈簧44受到所述端蓋頂面的壓縮。
[0096]所述下接頭5密封固設(shè)于所述接觸控制套組件3的下端部，所述下接頭5內(nèi)壁設(shè)有空隙51，當(dāng)所述內(nèi)滑套組件4相對所述接觸控制套組件3下滑后，所述楔形塊421位于所述空隙51內(nèi)。
[0097]所述噴砂器內(nèi)設(shè)有可相對噴砂器主體下滑的滑套球座，所述滑套球座與所述噴砂器主體間通過剪釘固定連接，所述噴砂器主體上設(shè)有能通過所述滑套球座下滑而打開的噴砂口 ；
[0098]所述可控封隔器變徑前的變徑球座和與之配套使用的噴砂器的滑套球座的內(nèi)徑相同。
[0099]本實施例的可控封隔器的本實施例的可控封隔器的組裝過程如下:
[0100](I)將上接頭I固定在臺鉗上；
[0101](2)安裝中心管6，上接頭I下端部與中心管6上端部螺紋連接，上接頭I與中心管6間通過密封圈密封；
[0102](3)安裝膠筒組件2，硫化后的膠筒組件2套裝在中心管6的外圍，膠筒組件2與上接頭I間通過密封圈密封；
[0103](4)安裝接觸控制套組件3，接觸控制套組件3上端部與中心管6下端部螺紋連接，接觸控制套組件3與中心管6間通過密封圈密封;接觸控制套組件3下端部與下接頭5上端部螺紋連接固定，接觸控制套組件3與下接頭5間通過密封圈密封；
[0104](5)組裝內(nèi)滑套組件4，將6個楔形塊421插入套筒41對應(yīng)的6個開窗411內(nèi)；將導(dǎo)向筒43插入套筒41，導(dǎo)向筒43的上端部與楔形塊421的斜面抵接，將彈簧44置于導(dǎo)向筒43內(nèi)，端蓋45與套筒41內(nèi)壁下端部螺紋連接，并由頂絲固定，在端蓋45螺紋旋擰入套筒41的過程中，端蓋45頂面壓縮彈簧44，該彈簧44的彈力通過導(dǎo)向筒43進(jìn)而抵住楔形塊421的斜面;將剪釘46固定在套筒41外圍環(huán)向設(shè)置的若干固定孔內(nèi)；
[0105](6)安裝步驟(5)組裝好的內(nèi)滑套組件4，將內(nèi)滑套組件4的上部插入接觸控制套組件3的下部，在插入的過程中，楔形塊421受到接觸控制套組件3內(nèi)壁環(huán)向向內(nèi)的壓力，即楔形塊421在導(dǎo)向筒43及接觸控制套組件3的共同作用下形成固定變徑球座；
[0106](7)安裝下接頭5，下接頭5上端部與連接控制套組件3下端部為螺紋連接，下接頭5與連接控制套組件3間通過密封圈密封。
[0107]本實施例的壓裂管柱的使用方法如下:
[0108](I)根據(jù)油氣井的儲層情況，準(zhǔn)備對應(yīng)數(shù)量的可控封隔器和噴砂器，將底閥A、K344封隔器B、對應(yīng)數(shù)量的所述配套使用的可控封隔器和噴砂器、防砂水力錨G、液壓安全接頭H在油管I上進(jìn)行組裝，使其形成壓裂管柱；
[0109](2)將組裝好的壓裂管柱下入油氣井的井筒中，使每一級壓裂管柱的噴砂器的噴砂口與油氣井內(nèi)的儲層段位置對應(yīng)；
[0110](3)向油管I中打液壓，K344封隔器B坐封，K344封隔器B上部的各可控封隔器未坐封，可通過底閥對儲層的最底部的零號層段進(jìn)行壓裂施工，零號層段壓裂施工結(jié)束后，油管I內(nèi)的液體仍處于不停栗的打壓狀態(tài)，使得該K344封隔器B仍處于坐封狀態(tài)；
[0111](4)通過井口的投球旋塞閥向油氣井中投入第一級低密度球，落在第一級可控封隔器C的變徑球座42上，因油管內(nèi)液體壓力作用繼而憋壓剪斷剪釘46，所述內(nèi)滑套組件4相對所述接觸控制套組件3下滑，套筒41下部的端蓋45運行至下接頭5內(nèi)凹處停止，此時變徑球座42下行至下接頭的空隙51內(nèi)，若干楔形塊421通過開窗411向外張開，變徑球座42內(nèi)徑擴(kuò)大；與此同時，套筒41與接觸控制套組件3間的進(jìn)液口打開，打壓液體通過進(jìn)液口進(jìn)入接觸控制套組件3的進(jìn)液通道內(nèi)，并最終進(jìn)入膠筒組件2與中心管6間的液體坐封空間內(nèi)，膠筒組件3繼而膨脹，實現(xiàn)坐封；
[0112]變徑球座42內(nèi)徑擴(kuò)大后第一級低密度球繼續(xù)下行至配套使用的第一級噴砂器D的滑套球座上，并憋壓剪斷剪釘，第一級低密度球連同滑套球座一起下滑，噴砂器主體上的噴砂口打開，第一級低密度球連同滑套球座一起繼續(xù)下滑進(jìn)入下部K344封隔器B內(nèi)，并坐落在下部K344封隔器的下接頭處，從而封堵下面通道，此時底部K344封隔器B及第一級可控封隔器C均處于坐封狀態(tài)，壓裂液從噴砂口進(jìn)入一號層段，進(jìn)行壓裂施工，一號層段壓裂施工結(jié)束后，油管I內(nèi)的液體仍處于不停栗的打壓狀態(tài)，使得該底部K344封隔器B及第一級可控封隔器C仍處于坐封狀態(tài)；
[0113](5)通過井口的投球旋塞閥向油氣井中投入直徑較大的第二級低密度球，重復(fù)步驟(4)，第二級低密度球可相繼使第二級可控封隔器E坐封并進(jìn)而打開第二級噴砂器F的噴砂口，第二級低密度球連同滑套球座繼續(xù)下滑進(jìn)入下部第一級可控封隔器C內(nèi)，并坐落在在第一級可控封隔器C套筒的端蓋45處，從而封堵下面通道，底部K344封隔器B繼而解封，第一級可控封隔器C及第二級可控封隔器E處于座封狀態(tài)，壓裂液從噴砂口進(jìn)入二號層段，進(jìn)行壓裂施工，二號層段壓裂施工結(jié)束后，油管I內(nèi)的液體仍處于不停栗的打壓狀態(tài)，使得該第一級封隔器C及第二級可控封隔器E仍處于坐封狀態(tài)；
[0114](6)可對更多層段重復(fù)步驟(5)對其進(jìn)行壓裂施工作業(yè)，從而在完成壓裂管柱逐級壓裂施工的同時，實現(xiàn)封隔器及各可控封隔器的逐級坐封和逐級解封。
[0115]實施例3
[0116]如圖1-9所示，本實施例的一種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱，所述壓裂管柱包含若干對上下設(shè)置并配套使用的可控封隔器和噴砂器，所述壓裂管柱由下至上順次連接有底閥A、封隔器B、若干對所述配套使用的可控封隔器和噴砂器、防砂水力錨G、液壓安全接頭H，上述各工具之間通過油管I連接；
[0117]所述可控封隔器包括上接頭1、膠筒組件2、接觸控制套組件3、內(nèi)滑套組件4和下接頭5 ；
[0118]其中，所述上接頭I密封固設(shè)于中心管6的上端部；
[0119]進(jìn)一步，所述上接頭I上還設(shè)有調(diào)節(jié)環(huán)11，所述調(diào)節(jié)環(huán)11下端部與所述膠筒組件2的上端部相鄰，所述調(diào)節(jié)環(huán)11內(nèi)壁與所述上接頭I外圍為螺紋連接。
[0120]其中，所述膠筒組件2包括經(jīng)硫化連接為一體的上膠筒座21、膠筒22和下膠筒座23ο
[0121]進(jìn)一步，所述膠筒組件2上還設(shè)有用以阻止所述膠筒組件環(huán)向滑動的滑動擋環(huán)24，所述滑動擋環(huán)24與所述下膠筒座23下端部內(nèi)壁螺紋連接，所述滑動擋環(huán)24位于所述下膠筒座23與所述接觸控制套組件3間。
[0122]其中，所述接觸控制套組件3包括轉(zhuǎn)換接頭31、鎖環(huán)32、接觸套33和連接筒34;
[0123]所述轉(zhuǎn)換接頭31上端部與中心管6下端部外圍螺紋連接；
[0124]所述接觸套33套設(shè)于所述內(nèi)滑套組件4上端部的外圍，所述接觸套33外圍設(shè)有第一圈槽331，所述轉(zhuǎn)換接頭31內(nèi)壁設(shè)有第二圈槽311，所述鎖環(huán)32位于所述第一圈槽331與所述第二圈槽311形成的鎖定空間內(nèi)，所述鎖環(huán)32表面設(shè)有彈性橡膠層，所述接觸套內(nèi)設(shè)有第一進(jìn)液通道，所述轉(zhuǎn)換接頭內(nèi)設(shè)有第二進(jìn)液通道，所述鎖定空間位于所述第一進(jìn)液通道及所述第二進(jìn)液通道之間，并與二者相連通。
[0125]所述連接筒34的上端部與所述下膠筒座23的下端部相鄰，所述連接筒34的上端部與所述轉(zhuǎn)換接頭31的外圍螺紋連接，所述連接筒34的下端部與所述下接頭5的上端部螺紋連接。
[0126]進(jìn)一步，所述接觸套33為割縫管結(jié)構(gòu)，所述割縫為線切割，所述第一進(jìn)液通道為若干所述割縫形成的液體容納空間。
[0127]其中，所述內(nèi)滑套組件4包括套筒41、變徑球座42、導(dǎo)向筒43、彈簧44和端蓋45;
[0128]所述套筒41與所述連接筒34間通過剪釘46固定連接，所述套筒41的上端部外圍與轉(zhuǎn)換接頭31內(nèi)壁密封連接;所述套筒41中部環(huán)向設(shè)有6個開窗411，所述變徑球座42為6個楔形塊421，所述楔形塊421由所述開窗411插入，所述楔形塊421的一部分位于所述開窗411內(nèi)，另一部分位于所述套筒41內(nèi)，所述楔形塊421的外圍與所述連接筒34內(nèi)壁面接觸，所述楔形塊421位于所述套筒41內(nèi)的部分下部設(shè)有斜面；
[0129]所述導(dǎo)向筒43位于所述套筒41內(nèi)部，并與所述套筒41內(nèi)壁貼合，所述導(dǎo)向筒43內(nèi)設(shè)有彈簧44，所述導(dǎo)向筒43的上端面由所述楔形塊421的斜面抵接限位，所述端蓋45與所述套筒41下端部內(nèi)壁為螺紋連接，所述導(dǎo)向筒43的下端面與所述端蓋45的內(nèi)臺肩抵接，所述套筒41的下端部與所述端蓋45的外臺肩抵接，所述彈簧44受到所述端蓋頂面的壓縮。
[0130]其中，所述下接頭5的上端部與所述連接筒34下部外圍螺紋密封連接，所述下接頭5內(nèi)壁與所述連接筒34間設(shè)有空隙51，當(dāng)所述內(nèi)滑套組件4相對所述接觸控制套組件3下滑后，所述楔形塊421位于所述空隙51內(nèi)。
[0131]本實施例中上述的螺紋連接處均設(shè)有頂絲予以固定。
[0132]本實施例的可控封隔器的組裝過程如下:
[0133](丨)將上接頭丨固定在臺鉗上；
[0134](2)安裝中心管6，上接頭I下端部與中心管6上端部螺紋連接，上接頭I與中心管6間通過密封圈密封；
[0135](3)安裝調(diào)節(jié)環(huán)11，調(diào)節(jié)環(huán)11與上接頭I為螺紋連接，并由頂絲固定；
[0136](4)安裝膠筒組件2，硫化后的膠筒組件2套裝在中心管6的外圍，上膠筒座21與上接頭I間通過密封圈密封；
[0137](5)安裝轉(zhuǎn)換接頭31，轉(zhuǎn)換接頭31的上端部與中心管6的下端部為螺紋連接，轉(zhuǎn)換接頭31與中心管6及下膠筒座23間均通過密封圈密封；
[0138](6)安裝滑動擋環(huán)24，滑動擋環(huán)24與下膠筒座23下端部間為螺紋連接，并由頂絲固定；
[0139](7)組裝套筒41、接觸套33、鎖環(huán)32、剪釘46及變徑球座42的組裝件，將接觸套33套裝于套筒41上端部外圍，將鎖環(huán)32固定在接觸套33上部的第一圈槽331處，將6個楔形塊421插入套筒41對應(yīng)的6個開窗411內(nèi)；將剪釘46固定在套筒41外圍環(huán)向設(shè)置的若干固定孔內(nèi)；
[0140](8)安裝步驟(6)的組裝件，將組裝件的套筒41上部插入轉(zhuǎn)換接頭31的下部，在插入的過程中，鎖環(huán)32受到轉(zhuǎn)換接頭31內(nèi)壁的擠壓，當(dāng)鎖環(huán)32插入至轉(zhuǎn)換接頭31及接觸套33間的鎖定空間時，鎖環(huán)32表面的橡膠層得到釋放，并使得轉(zhuǎn)換接頭31與接觸套33間相對固定；
[0141](9)安裝連接筒34，連接筒34的上端部與轉(zhuǎn)換接頭31外圍螺紋連接，并由頂絲固定，安裝過程中，楔形塊421受到連接筒34內(nèi)壁環(huán)向向內(nèi)的壓力；
[0142](10)安裝導(dǎo)向筒43、彈簧44及端蓋45，將導(dǎo)向筒43插入套筒41，導(dǎo)向筒43的上端部與楔形塊421的斜面抵接，將彈簧44置于導(dǎo)向筒43內(nèi)，端蓋45與套筒41內(nèi)壁下端部螺紋連接，并由頂絲固定，在端蓋45螺紋旋擰入套筒41的過程中，端蓋45頂面壓縮彈簧44，該彈簧44的彈力通過導(dǎo)向筒43進(jìn)而抵住楔形塊421的斜面；即楔形塊421在導(dǎo)向筒43及連接筒34的共同作用下形成固定變徑球座；
[0143](11)安裝下接頭5，下接頭5上端部與轉(zhuǎn)換接頭31下端部為螺紋連接，下接頭5與轉(zhuǎn)換接頭31間通過密封圈密封。
[0144]本實施例的壓裂管柱的使用方法如下:
[0145](I)根據(jù)油氣井的儲層情況，準(zhǔn)備對應(yīng)數(shù)量的可控封隔器和噴砂器，將底閥A、K344封隔器B、對應(yīng)數(shù)量的所述配套使用的可控封隔器和噴砂器、防砂水力錨G、液壓安全接頭H在油管I上進(jìn)行組裝，使其形成壓裂管柱；
[0146](2)將組裝好的壓裂管柱下入油氣井的井筒中，使每一級壓裂管柱的噴砂器的噴砂口與油氣井內(nèi)的儲層段位置對應(yīng)；
[0147](3)向油管I中打液壓，K344封隔器B坐封，K344封隔器B上部的各可控封隔器未坐封，可通過底閥對儲層的最底部的零號層段進(jìn)行壓裂施工，零號層段壓裂施工結(jié)束后，油管I內(nèi)的液體仍處于不停栗的打壓狀態(tài)，使得該K344封隔器B仍處于坐封狀態(tài)；
[0148](4)通過井口的投球旋塞閥向油氣井中投入第一級低密度球，落在第一級可控封隔器C的變徑球座42上，因油管內(nèi)液體壓力作用繼而憋壓剪斷剪釘46，所述內(nèi)滑套組件4相對所述接觸控制套組件3下滑，套筒41下部的端蓋45運行至下接頭5內(nèi)凹處停止，此時變徑球座42下行至下接頭5與連接筒34之間的空隙內(nèi)，若干楔形塊421通過開窗411向外張開，變徑球座42內(nèi)徑擴(kuò)大;與此同時，套筒41與接觸套33間的進(jìn)液口打開，打壓液體通過進(jìn)液口進(jìn)入接觸套33的第一進(jìn)液通道內(nèi)，并經(jīng)由鎖定空間進(jìn)入轉(zhuǎn)換接頭31的第二進(jìn)液通道內(nèi)，繼而最終進(jìn)入膠筒22與中心管6間的液體坐封空間內(nèi)，膠筒22繼而膨脹，實現(xiàn)坐封；
[0149]變徑球座42內(nèi)徑擴(kuò)大后第一級低密度球繼續(xù)下行至配套使用的第一級噴砂器D的滑套球座上，并憋壓剪斷剪釘，第一級低密度球連同滑套球座一起下滑，噴砂器主體上的噴砂口打開，第一級低密度球連同滑套球座一起繼續(xù)下滑進(jìn)入下部K344封隔器B內(nèi)，并坐落在下部K344封隔器B的下接頭處，從而封堵下面通道，此時底部K344封隔器B及第一級可控封隔器C均處于坐封狀態(tài)，壓裂液從噴砂口進(jìn)入一號層段，進(jìn)行壓裂施工，一號層段壓裂施工結(jié)束后，油管I內(nèi)的液體仍處于不停栗的打壓狀態(tài)，使得該底部K344封隔器B及第一級可控封隔器C仍處于坐封狀態(tài)；
[0150](5)通過井口的投球旋塞閥向油氣井中投入直徑較大的第二級低密度球，重復(fù)步驟(4)，第二級低密度球可相繼使第二級可控封隔器E坐封并進(jìn)而打開第二級噴砂器F的噴砂口，第二級低密度球連同滑套球座繼續(xù)下滑進(jìn)入下部第一級可控封隔器C內(nèi)，并坐落在在第一級可控封隔器C套筒的端蓋45處，從而封堵下面通道，底部K344封隔器B繼而解封，第一級可控封隔器C及第二級可控封隔器E處于座封狀態(tài)，壓裂液從噴砂口進(jìn)入二號層段，進(jìn)行壓裂施工，二號層段壓裂施工結(jié)束后，油管I內(nèi)的液體仍處于不停栗的打壓狀態(tài)，使得該第一級封隔器C及第二級可控封隔器E仍處于坐封狀態(tài)；
[0151](6)可對更多層段重復(fù)步驟(5)對其進(jìn)行壓裂施工作業(yè)，從而在完成壓裂管柱逐級壓裂施工的同時，實現(xiàn)封隔器及各可控封隔器的逐級坐封和逐級解封。
[0152]需要說明的是，以上各實施例中可控封隔器的組裝過程僅是針對本發(fā)明申請的可控封隔器的若干可行的組裝過程，并不用以限制發(fā)明，凡是符合實際需要的組裝過程，以及在該組裝過程中對其中的配件進(jìn)行的任何同等替換、改進(jìn)等，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0153]以上各實施例中壓裂管柱的使用方法僅是針對本發(fā)明申請的壓裂管柱的若干可行的壓裂施工工序的描述，并不用以限制發(fā)明，凡是符合實際需要的壓裂施工工序，以及在該壓裂施工過程中對其中的配件進(jìn)行的任何同等替換、改進(jìn)等，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0154]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱，其特征在于:所述壓裂管柱包含若干對上下設(shè)置并配套使用的可控封隔器和噴砂器，所述壓裂管柱由下至上順次連接有底閥、封隔器、若干對所述配套使用的可控封隔器和噴砂器、防砂水力錨、液壓安全接頭，上述各工具之間通過油管連接； 所述可控封隔器內(nèi)設(shè)有可相對可控封隔器主體下滑的內(nèi)滑套組件，所述內(nèi)滑套組件與所述可控封隔器主體間通過剪釘固定連接，所述內(nèi)滑套組件與所述可控封隔器主體間設(shè)有能打開的進(jìn)液口，所述進(jìn)液口與所述可控封隔器主體內(nèi)的液體坐封空間連通，所述內(nèi)滑套組件內(nèi)設(shè)有變徑球座，所述變徑球座隨所述內(nèi)滑套組件的下滑內(nèi)徑變大； 所述噴砂器內(nèi)設(shè)有可相對噴砂器主體下滑的滑套球座，所述滑套球座與所述噴砂器主體間通過剪釘固定連接，所述噴砂器主體上設(shè)有能通過所述滑套球座下滑而打開的噴砂P； 所述可控封隔器變徑前的變徑球座和與之配套使用的噴砂器的滑套球座的內(nèi)徑相同。2.如權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱，其特征在于:所述內(nèi)滑套組件包括套筒、變徑球座、導(dǎo)向筒、彈簧和端蓋； 所述套筒與所述可控封隔器主體間通過剪釘固定連接;所述套筒中部環(huán)向設(shè)有若干開窗，所述變徑球座為若干楔形塊，所述楔形塊由所述開窗插入，所述楔形塊的外圍與所述可控封隔器主體內(nèi)壁面接觸，所述楔形塊的一部分位于所述開窗內(nèi)，另一部分位于所述套筒內(nèi)，所述楔形塊位于所述套筒內(nèi)的部分下部設(shè)有斜面； 所述導(dǎo)向筒位于所述套筒內(nèi)部，并與所述套筒內(nèi)壁貼合，所述導(dǎo)向筒內(nèi)設(shè)有彈簧，所述導(dǎo)向筒的上端面由所述楔形塊的斜面抵接限位，所述端蓋與所述套筒下端部內(nèi)壁為螺紋連接，所述導(dǎo)向筒的下端面與所述端蓋的內(nèi)臺肩抵接，所述套筒的下端部與所述端蓋的外臺肩抵接，所述彈簧受到所述端蓋頂面的壓縮。3.如權(quán)利要求1所述的一種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱，其特征在于:所述可控封隔器主體包括上接頭、膠筒組件、接觸控制套組件和下接頭； 所述上接頭密封固設(shè)于中心管的上端部； 所述膠筒組件密封套設(shè)于中心管的外圍，所述膠筒組件與所述中心管間形成液體坐封空間； 所述接觸控制套組件固設(shè)于中心管外圍下端部，所述接觸控制套組件內(nèi)部設(shè)有進(jìn)液通道； 所述內(nèi)滑套組件通過剪釘相對固設(shè)于接觸控制套組件上，所述內(nèi)滑套組件與所述接觸控制套組件間設(shè)有能打開的進(jìn)液口，所述進(jìn)液口與所述進(jìn)液通道及所述液體坐封空間連通； 所述下接頭密封固設(shè)于所述接觸控制套組件的下端部。4.如權(quán)利要求3所述的一種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱，其特征在于，所述膠筒組件包括經(jīng)硫化連接為一體的上膠筒座、膠筒和下膠筒座。5.如權(quán)利要求3所述的一種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱，其特征在于，所述接觸控制套組件包括轉(zhuǎn)換接頭、鎖環(huán)、接觸套和連接筒； 所述轉(zhuǎn)換接頭上端部與中心管下端部外圍螺紋連接； 所述接觸套套設(shè)于所述內(nèi)滑套組件上端部的外圍，所述接觸套外圍設(shè)有第一圈槽，所述轉(zhuǎn)換接頭內(nèi)壁設(shè)有第二圈槽，所述鎖環(huán)位于所述第一圈槽與所述第二圈槽形成的鎖定空間內(nèi)，所述接觸套內(nèi)設(shè)有第一進(jìn)液通道，所述轉(zhuǎn)換接頭內(nèi)設(shè)有第二進(jìn)液通道，所述鎖定空間位于所述第一進(jìn)液通道及所述第二進(jìn)液通道之間，并與二者相連通； 所述連接筒的上端部與所述膠筒組件的下端部相鄰，所述連接筒的上端部與所述轉(zhuǎn)換接頭的外圍螺紋連接，所述連接筒的下端部與所述下接頭的上端部螺紋連接； 所述內(nèi)滑套組件包括套筒、變徑球座、導(dǎo)向筒、彈簧和端蓋； 所述套筒與所述連接筒間通過剪釘固定連接，所述套筒的上端部外圍與轉(zhuǎn)換接頭內(nèi)壁密封連接;所述套筒中部環(huán)向設(shè)有若干開窗，所述變徑球座為若干楔形塊，所述楔形塊由所述開窗插入，所述楔形塊的一部分位于所述開窗內(nèi)，另一部分位于所述套筒內(nèi)，所述楔形塊的外圍與所述連接筒內(nèi)壁面接觸，所述楔形塊位于所述套筒內(nèi)的部分下部設(shè)有斜面； 所述導(dǎo)向筒位于所述套筒內(nèi)部，并與所述套筒內(nèi)壁貼合，所述導(dǎo)向筒內(nèi)設(shè)有彈簧，所述導(dǎo)向筒的上端面由所述楔形塊的斜面抵接限位，所述端蓋與所述套筒下端部內(nèi)壁為螺紋連接，所述導(dǎo)向筒的下端面與所述端蓋的內(nèi)臺肩抵接，所述套筒的下端部與所述端蓋的外臺肩抵接，所述彈簧受到所述端蓋頂面的壓縮； 優(yōu)選的，所述鎖環(huán)表面設(shè)有彈性橡膠層。6.如權(quán)利要求5所述的一種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱，其特征在于，所述接觸套為割縫管結(jié)構(gòu)，所述割縫為線切割，所述第一進(jìn)液通道為若干所述割縫形成的液體容納空間。7.如權(quán)利要求5所述的一種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱，其特征在于，所述下接頭的上端部與所述連接筒下部外圍螺紋密封連接，所述下接頭內(nèi)壁與所述連接筒間設(shè)有空隙，當(dāng)所述內(nèi)滑套組件相對所述接觸控制套組件下滑后，所述楔形塊位于所述空隙內(nèi)。8.如權(quán)利要求5所述的一種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱，其特征在于，所述膠筒組件上還設(shè)有用以阻止所述膠筒組件環(huán)向滑動的滑動擋環(huán)，所述滑動擋環(huán)與所述下膠筒座下端部內(nèi)壁螺紋連接，所述滑動擋環(huán)位于所述下膠筒座與所述轉(zhuǎn)換接頭間。9.如權(quán)利要求3所述的一種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱，其特征在于，所述上接頭上還設(shè)有調(diào)節(jié)環(huán)，所述調(diào)節(jié)環(huán)下端部與所述膠筒組件的上端部相鄰，所述調(diào)節(jié)環(huán)內(nèi)壁與所述上接頭外圍為螺紋連接。10.如權(quán)利要求5、6、7、9任一所述的一種高溫高壓逐級坐封解封多級壓裂管柱的使用方法，包括下列順序步驟: (1)根據(jù)油氣井的儲層情況，準(zhǔn)備對應(yīng)數(shù)量的可控封隔器和噴砂器，將底閥、封隔器、對應(yīng)數(shù)量的所述配套使用的可控封隔器和噴砂器、防砂水力錨、液壓安全接頭在油管上進(jìn)行組裝，使其形成壓裂管柱； (2)將組裝好的壓裂管柱下入油氣井的井筒中，使每一級壓裂管柱的噴砂器的噴砂口與油氣井內(nèi)的儲層段位置對應(yīng)； (3)向油管中打液壓，封隔器坐封，封隔器上部的各可控封隔器未坐封，可通過底閥對儲層的最底部的零號層段進(jìn)行壓裂施工，零號層段壓裂施工結(jié)束后，油管內(nèi)的液體仍處于不停栗的打壓狀態(tài)，使得該封隔器仍處于坐封狀態(tài)； (4)通過井口的投球旋塞閥向油氣井中投入第一級低密度球，落在第一級可控封隔器的變徑球座上，因油管內(nèi)液體壓力作用繼而憋壓剪斷剪釘，所述內(nèi)滑套組件相對所述接觸控制套組件下滑，套筒下部的端蓋運行至下接頭內(nèi)凹處停止，此時變徑球座下行至下接頭與連接筒之間的空隙內(nèi)，若干楔形塊通過開窗向外張開，變徑球座內(nèi)徑擴(kuò)大，與此同時，套筒與接觸套間的進(jìn)液口打開，打壓液體通過進(jìn)液口進(jìn)入接觸套的第一進(jìn)液通道內(nèi)，并經(jīng)由鎖定空間進(jìn)入轉(zhuǎn)換接頭的第二進(jìn)液通道內(nèi)，繼而最終進(jìn)入膠筒與中心管間的液體坐封空間內(nèi)，膠筒膨脹，實現(xiàn)坐封； 變徑球座內(nèi)徑擴(kuò)大后第一級低密度球繼續(xù)下行至配套使用的噴砂器的滑套球座上，并憋壓剪斷剪釘，第一級低密度球與滑套球座一起下滑，噴砂器主體上的噴砂口打開，第一級低密度球與滑套球座一起繼續(xù)下滑至下部封隔器內(nèi)，并坐落在下部封隔器的下接頭處，從而封堵下面通道，此時底部封隔器及第一級可控封隔器均處于坐封狀態(tài)，壓裂液從噴砂口進(jìn)入一號層段，進(jìn)行壓裂施工，一號層段壓裂施工結(jié)束后，油管內(nèi)的液體仍處于不停栗的打壓狀態(tài)，使得該底部封隔器及第一級可控封隔器仍處于坐封狀態(tài)； (5)通過井口的投球旋塞閥向油氣井中投入直徑較大的第二級低密度球，重復(fù)步驟(4)，第二級低密度球可相繼使第二級可控封隔器坐封并進(jìn)而打開第二級噴砂器的噴砂口，第二級低密度球連同滑套球座一起繼續(xù)下滑至下部的第一級可控封隔器內(nèi)，并坐落在第一級可控封隔器套筒的端蓋處，從而封堵下面通道，底部封隔器繼而解封，第一級可控封隔器及第二級可控封隔器處于座封狀態(tài)，壓裂液從噴砂口進(jìn)入二號層段，進(jìn)行壓裂施工，二號層段壓裂施工結(jié)束后，油管內(nèi)的液體仍處于不停栗的打壓狀態(tài)，使得該第一級封隔器及第二級可控封隔器仍處于坐封狀態(tài)； (6)可對更多層段重復(fù)步驟(5)對其進(jìn)行壓裂施工作業(yè)，從而在完成壓裂管柱逐級壓裂施工的同時，實現(xiàn)封隔器及各可控封隔器的逐級坐封和逐級解封； 優(yōu)選的，所述封隔器為K344封隔器。
【文檔編號】E21B43/26GK105863594SQ201610292989
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】程智遠(yuǎn), 詹鴻運, 劉志斌, 張鵬, 王學(xué)正, 宗慶偉, 秦詩濤, 駱勁羽, 崔振錨, 韓永亮
【申請人】中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司