定時(shí)滑套壓裂管柱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是解決分段壓裂首段壓裂通道建立和壓裂后的鉆塞問題，定時(shí)滑套壓裂管柱，由定時(shí)管柱和高強(qiáng)度水解橋塞封堵管柱兩部分構(gòu)成。定時(shí)管柱由套管和定時(shí)滑套組成，高強(qiáng)度水解橋塞封堵管柱，包括電纜、電纜頭、射孔槍、電纜送塞工具、高強(qiáng)度水解橋塞，油氣井分段壓裂施工全部完畢后，油氣井投入生產(chǎn)狀態(tài)，井筒內(nèi)部坐封的全部高強(qiáng)度水解橋塞將經(jīng)過一定的時(shí)間，自動(dòng)降解分散溶解于井筒內(nèi)水中，免除鉆塞施工。
【專利說明】
定時(shí)滑套壓裂管柱
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及油田勘探開發(fā)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及井下工具高強(qiáng)度可水解橋塞、定時(shí)滑套，以及設(shè)置該裝置的分段壓裂管柱。
【背景技術(shù)】
[0002]1、橋塞技術(shù)現(xiàn)狀與存在的問題
[0003]在油田的勘探開發(fā)過程中，由于油、氣、水井的產(chǎn)層因分層試油、分層段壓裂或分層段試采等技術(shù)需要，必須采取一種臨時(shí)性封堵工藝，把當(dāng)前的生產(chǎn)層封堵掉，切斷生產(chǎn)層在井筒內(nèi)的流動(dòng)通道，以便于對其它產(chǎn)層實(shí)施工藝措施，待工藝完成后，再解除臨時(shí)封堵，建立生產(chǎn)層與井筒的流動(dòng)通道，實(shí)現(xiàn)對油氣井的采油氣生產(chǎn)。由于橋塞封堵是目前最經(jīng)濟(jì)有效的井筒封堵工藝，也是在井筒作業(yè)、措施改造和試油試采技術(shù)中應(yīng)用范圍較廣的工藝方法，困此，成為油田在勘探與開發(fā)生產(chǎn)過程中應(yīng)用最廣的工藝之一。但是，在橋塞封堵技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用中，都存在著不同的缺陷，一是中途坐封問題影響正常使用，不論是國外的產(chǎn)品和國內(nèi)的產(chǎn)品，由于橋塞送入工具與橋塞丟手設(shè)置的自由運(yùn)動(dòng)態(tài)勢，在橋塞送入過程中容易出現(xiàn)中途坐封問題，一旦出現(xiàn)中途坐封問題，就需要進(jìn)行回收或鉆除處理，影響工期和成本；二是回收或鉆塞成本高、難度大，鉆塞過程中受井筒內(nèi)條件的限制(如沉砂、落物、井壁結(jié)垢等)，使得鉆塞難度加大，需要進(jìn)行其它工藝提前處理井筒，造成了施工成本增加，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致井筒復(fù)雜情況出現(xiàn)，影響油氣井的正常生產(chǎn)；同時(shí)，在鉆塞過程中，不論是可鉆橋塞還是復(fù)合材料易鉆橋塞，一方面橋塞本身鉆除需要地面動(dòng)力系統(tǒng)，施工成本高，同時(shí)橋塞自身的卡瓦采用高強(qiáng)度材質(zhì)制造，鉆磨性能極差，成為鉆塞的最大難點(diǎn)，卡瓦塊還容易形成鉆塞管柱遇卡問題，使整個(gè)鉆塞工藝的成本大幅度上升；三是井筒內(nèi)采用多級橋塞封堵時(shí)，下落的橋塞和碎塊沉積于下級橋塞上，鉆除的難度進(jìn)一步增大，人們希望用降解材料制作橋塞，但是應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活之中的降解紙、降解塑料和仿金屬降解材料等，由于這些材料自身存在應(yīng)用范圍和條件限制，強(qiáng)度大都很低，只能達(dá)到普通碳鋼金屬材料30-40%的強(qiáng)度，該種材料制造的橋塞在礦場應(yīng)用中，無法滿足于高抗壓強(qiáng)度的應(yīng)用環(huán)境。
[0004]2、定時(shí)管柱現(xiàn)狀與問題
[0005]油氣井套管分段壓裂是目前國內(nèi)外應(yīng)用最廣的增產(chǎn)措施，壓裂施工時(shí)需要井筒與地層建立連通的通道，對于套管完成的井眼，這些通道的形成主要是通過打開壓裂噴砂滑套的側(cè)噴砂孔或?qū)μ坠苓M(jìn)行射孔來實(shí)現(xiàn)，而井筒最未端的通道，一般采取壓差式滑套或套管射孔方式實(shí)現(xiàn)。這種建立通道的套管壓裂管柱都存在著一定的缺陷。以射孔為完井方式的分段壓裂管柱，射孔作業(yè)工藝復(fù)雜，作業(yè)成本高，特別是水平井進(jìn)行射孔作業(yè)的難度更大；同時(shí)，套管在射孔成孔過程中，由于受到高溫高壓聚能核的沖擊，孔眼周邊的不規(guī)則變形損壞，使套管的強(qiáng)度降低，經(jīng)過長時(shí)間的生產(chǎn)后，容易導(dǎo)致射孔段套管損壞。采用壓差滑套或控制滑套的管柱，地層與井筒的通道只有噴砂孔一個(gè)位置，井筒內(nèi)的泄油氣面積小，生產(chǎn)過程中近井帶不完善導(dǎo)致的壓降較大，直接影響到油氣井的產(chǎn)能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是解決分段壓裂首段壓裂通道建立和壓裂后的鉆塞問題，定時(shí)滑套壓裂管柱(附圖4)，由定時(shí)管柱和高強(qiáng)度水解橋塞封堵管柱兩部分構(gòu)成。定時(shí)管柱由套管42、定時(shí)滑套47組成。高強(qiáng)度水解橋塞封堵管柱，包括電纜41、電纜頭43、射孔槍44、電纜送塞工具45、高強(qiáng)度水解橋塞46。
[0007]油氣井完鉆后下入套管完井時(shí)，根據(jù)分段壓裂段數(shù)和各段施工總時(shí)間，設(shè)置定時(shí)滑套48開啟時(shí)間。固井時(shí)，由于定時(shí)滑套沒有開啟，固井水泥按傳統(tǒng)方式頂替至設(shè)計(jì)位置，定時(shí)滑套將按設(shè)置的時(shí)間開啟，將井筒內(nèi)與地層間建立通道，地面根據(jù)各開啟時(shí)間，進(jìn)行分段壓裂施工作業(yè)。
[0008]所述高強(qiáng)度水解橋塞封堵管柱，當(dāng)分段的第一段壓裂施工完成后，將高強(qiáng)度水解橋塞封堵管柱下入井筒內(nèi)設(shè)計(jì)封堵位置，點(diǎn)火燃爆火藥柱使其送塞工具活塞產(chǎn)生推動(dòng)力，高強(qiáng)度水解橋塞46坐封封堵井筒中，達(dá)到臨時(shí)封堵井筒目的；
[0009]拖動(dòng)射孔槍44到射孔位置射孔、實(shí)施壓裂施工，壓裂完成后依據(jù)上述方法再次進(jìn)行封堵、射孔、壓裂至全部層段壓裂完成。
[0010]所述定時(shí)滑套壓裂管柱，在油氣井分段壓裂施工全部結(jié)束后，油氣井投入生產(chǎn)狀態(tài)，井筒內(nèi)部坐封的全部高強(qiáng)度水解橋塞將經(jīng)過一定的降解時(shí)間，自動(dòng)降解分散溶解于井筒內(nèi)水中。
[0011]基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例至少可以產(chǎn)生如下技術(shù)效果:
[0012]由于本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對油氣井定時(shí)開啟流體通道、臨時(shí)封堵操作、分段壓裂施工及施工后高強(qiáng)度水解橋塞自然降解，克服了鉆塞及壓差滑套等存在的缺陷，且實(shí)施的通道封堵效果完全滿足于高壓施工的抗壓需要和油氣生產(chǎn)需要，采用本發(fā)明提供的高強(qiáng)度水解橋塞對油氣井進(jìn)行臨時(shí)封堵后的解除方式，與現(xiàn)有技術(shù)提供的橋塞封堵方法相比，無需應(yīng)用修井機(jī)或連續(xù)油管車等大型設(shè)備，把橋塞從井筒內(nèi)打撈出來或鉆除掉建立生產(chǎn)通道，其它工藝施工完畢后橋塞能夠自動(dòng)的降解分散溶于水井，故而克服了現(xiàn)有技術(shù)提供的橋塞封堵方法所存在的諸多缺陷，操作難度大為降低，耗費(fèi)的成本也更少，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在鉆塞操作難度大、成本高的技術(shù)問題。
[0013]定時(shí)滑套壓裂管柱所述高強(qiáng)度水解橋塞(附圖1)，包括丟手接頭1、單流閥2、擠壓環(huán)3、上復(fù)合卡瓦塊4、卡環(huán)5、上卡瓦體6、上復(fù)式變徑支撐環(huán)7、密封膠筒8、下復(fù)式變徑支撐環(huán)9、下復(fù)合卡瓦10、下卡瓦體11、鎖定接頭12，導(dǎo)流通道13其中:丟手接頭I內(nèi)部設(shè)置有單流閥2，所述單流閥2為錐體結(jié)構(gòu)組件，設(shè)置于丟手接頭I頂部內(nèi)流道處，依靠閥外錐面和丟手接頭I頂部內(nèi)錐面控制流道的向上流向開啟與向下流向關(guān)閉。
[0014]所述丟手接頭I頂部由丟手鎖銷21將其與連接短節(jié)22連接，所述丟手接頭I呈筒狀且所述連接短節(jié)22的筒壁上設(shè)置有所述鎖銷孔和安裝的鎖銷；所述丟手短節(jié)丟手方式依賴于連接短節(jié)承拉力后剪斷鎖銷使兩者脫離連接狀態(tài)。
[0015]所述擠壓環(huán)3呈筒狀套裝于丟手接頭I上臺階與上復(fù)合卡瓦塊4之間，筒體上有定位剪銷孔和安裝定位剪銷進(jìn)行固定；所述擠壓環(huán)3受到外部擠壓力時(shí)，剪斷筒體上的定位剪銷向下運(yùn)動(dòng)，繼而推動(dòng)下部的上復(fù)式卡瓦塊向下運(yùn)動(dòng)。
[0016]所述上復(fù)合卡瓦塊4呈弧線塊狀結(jié)構(gòu)，采用高強(qiáng)度降解材料基座和高強(qiáng)度陶瓷錨牙復(fù)合構(gòu)建，底面呈斜面，上復(fù)合卡瓦塊4由外側(cè)的卡環(huán)5固定。所述上復(fù)合卡瓦塊4受到向下推力時(shí)，上復(fù)合卡瓦塊4底斜面與上卡瓦體6斜面形成滑動(dòng)擴(kuò)展力向外擴(kuò)展，使上復(fù)合卡瓦塊4的錨牙擴(kuò)展錨定。
[0017]所述上卡瓦體6設(shè)置在上復(fù)合卡瓦下部，呈斜面向上的錐體結(jié)構(gòu)；所述上卡瓦體下端外園處設(shè)置有25度倒角斜面，與上復(fù)式變徑支撐環(huán)7緊密配合，形成對復(fù)式變徑支撐環(huán)7的支撐力。
[0018]所述上復(fù)式變徑支撐環(huán)套7設(shè)置于上卡瓦體6下方，呈多層片狀交錯(cuò)結(jié)構(gòu)，外園呈向下30度斜面，緊貼于密封膠筒8上部。所述上復(fù)式變徑支撐環(huán)7受到推力時(shí)擠壓變徑擴(kuò)展，變徑后外園側(cè)的上部支撐于上卡瓦體倒角斜面上，復(fù)式結(jié)構(gòu)使變徑擴(kuò)展后形成無縫隙金屬托盤支撐膠筒。
[0019]所述密封膠筒8呈筒狀結(jié)構(gòu)設(shè)置于上下復(fù)式變徑支撐環(huán)之間。所述密封膠筒8與上下復(fù)式變徑支撐環(huán)共同構(gòu)成高抗壓密封系統(tǒng)，受到擠壓式壓縮擴(kuò)展切斷流體通道。由可水解橡膠構(gòu)建的膠筒，能夠降解溶于水中。
[0020]所述下復(fù)式變徑支撐環(huán)9設(shè)置于密封膠筒8下方，呈多層片狀交錯(cuò)結(jié)構(gòu)，外園呈向上30度斜面，緊貼于密封膠筒8下部。所述下復(fù)式變徑支撐環(huán)9受到推力時(shí)擠壓變徑擴(kuò)展，變徑后外園側(cè)的下部支撐于下卡瓦體10倒角斜面上，復(fù)式結(jié)構(gòu)使變徑擴(kuò)展后形成無縫隙金屬托盤支撐膠筒。
[0021]所述下卡瓦體10設(shè)置在下復(fù)式變徑支撐環(huán)9下端，呈斜面向下的錐體結(jié)構(gòu)；所述下卡瓦體10上端外園處設(shè)置有25度倒角斜面，與下復(fù)式變徑支撐環(huán)9緊密配合，形成對復(fù)式變徑支撐環(huán)9的支撐力。
[0022]所述下復(fù)合卡瓦塊11呈弧線塊狀結(jié)構(gòu)，采用高強(qiáng)度降解材料基座和高強(qiáng)度陶瓷錨牙復(fù)合構(gòu)建，底面呈斜面，下復(fù)合卡瓦塊11由外側(cè)的卡環(huán)5固定。所述下復(fù)合卡瓦塊11受到向下推力時(shí)，下復(fù)合卡瓦塊11底斜面與下卡瓦體斜面形成滑動(dòng)擴(kuò)展力向外擴(kuò)展，使下復(fù)合卡瓦塊11錨牙擴(kuò)展錨定。
[0023]所述鎖緊接頭12設(shè)置于下端，與丟手接頭I螺紋連接在一起。所述鎖緊接頭12固定與承受錨定件的載荷。
[0024]所述鎖緊接頭12設(shè)置于下端，與丟手接頭I螺紋連接在一起后在下端面上開有弧形或方形導(dǎo)流通道13，該通道可以是一條或多條。
[0025]所述高強(qiáng)度水解橋塞安裝到位后鉆銷釘孔，將各零件與丟手接頭I用一個(gè)或多個(gè)直徑3mm銷釘可靠固定；
[0026]所述高強(qiáng)度水解橋塞各零部件均采用高強(qiáng)度配方生成的高強(qiáng)度可水解材料制造，設(shè)計(jì)滿足降解后最小殘留物要求。
[0027]所述高強(qiáng)度水解材料，是一種水解性的合成材料，外觀呈合金鋼金屬色，無味無毒，降解時(shí)不產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)和氣體，制成的橋塞能夠滿足120MPa以下壓力的壓裂施工要求，
[0028]所述高強(qiáng)度水解橋塞的工作機(jī)理(附圖2):送塞時(shí)，送塞工具的心軸24與連接短節(jié)連接，外筒下部頂死至擠壓環(huán)位置，當(dāng)送至設(shè)計(jì)位置時(shí)，通過地面打液壓或點(diǎn)燃電纜送塞工具藥柱時(shí)，液力或高能氣體推動(dòng)送塞工具外筒23下行，給高強(qiáng)度水解橋塞的擠壓環(huán)施加一個(gè)向下的推力，擠壓環(huán)推動(dòng)上復(fù)合卡瓦塊下行，并通過上卡瓦體、上復(fù)式變徑支撐環(huán)、膠筒、下復(fù)式變徑支撐環(huán)的動(dòng)力傳遞，同步推動(dòng)下卡瓦體下行，迫使上復(fù)合卡瓦塊和下復(fù)合卡瓦塊向外擴(kuò)展錨定于套管，擠壓膠筒擴(kuò)展后密封套管的流道；送塞工具外筒23繼續(xù)下行時(shí)，橋塞的上下復(fù)合卡瓦塊已經(jīng)錨定后，運(yùn)動(dòng)受到限制，當(dāng)推力達(dá)到連接短節(jié)22上的剪銷剪切力時(shí)，剪銷21被剪斷，連接短節(jié)22與高強(qiáng)度水解橋塞分離丟手，完成對井筒流道的封堵和送塞工具與高強(qiáng)度水解橋塞間的丟手，導(dǎo)流通道13設(shè)置在橋塞底部端面，該設(shè)計(jì)在流程過程中是至關(guān)重要的。
[0029]定時(shí)滑套壓裂管柱所述的定時(shí)滑套，解決壓裂需要射孔的問題。固井時(shí)定時(shí)滑套隨套管固定在壓裂的位置上，進(jìn)行壓裂時(shí)之前，堵在定時(shí)滑套開孔內(nèi)的定時(shí)材料會降解消失，自動(dòng)給壓裂留出壓裂孔道。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:
[0030]所述的定時(shí)滑套(附圖3)是一種定時(shí)開孔設(shè)計(jì)的滑套特例，不限于實(shí)例所述的結(jié)構(gòu)，該特例所述定時(shí)滑套是其定時(shí)開孔方法應(yīng)用的特例，以說明定時(shí)滑套的結(jié)構(gòu)原理?；卣髟谟?
[0031]本發(fā)明所述定時(shí)滑套包括上螺紋接頭32、外筒31、下螺紋接頭33定時(shí)器34組成。
[0032]所述上螺紋接頭32、下螺紋接頭33設(shè)有API標(biāo)準(zhǔn)套管螺紋和錐管螺紋，目的是提供與套管連接接口。
[0033]所述外筒31設(shè)置有多個(gè)開孔，所述定時(shí)器34設(shè)置于外筒開孔位置，螺紋連接于外筒孔內(nèi)，開孔在外筒布局方式按壓裂要求分布，所述定時(shí)器34采用高強(qiáng)度水解材料制作，所述定時(shí)器采用不同降解時(shí)間配比的材料控制水解開孔時(shí)間，內(nèi)盲孔也是定時(shí)核心，不同的盲孔結(jié)構(gòu)與深度降解開孔的時(shí)間不同。
[0034]所述定時(shí)滑套的工作機(jī)理:下入套管完井時(shí)，根據(jù)計(jì)劃施工總時(shí)間，設(shè)置為定時(shí)滑套的開啟時(shí)間，固井時(shí)，由于定時(shí)滑套沒有開啟，固井水泥按傳統(tǒng)方式頂替至設(shè)計(jì)位置，固井及其它準(zhǔn)備工作完成后，定時(shí)滑套將按設(shè)置的開啟時(shí)間開啟，將井筒內(nèi)與地層間建立通道。
【附圖說明】
[0035]附圖1高強(qiáng)度水解橋塞
[0036]圖中1-丟手接頭、2-單流閥、3-擠壓環(huán)、4-上復(fù)合卡瓦塊、5-卡環(huán)、6-上卡瓦體、7-上復(fù)式變徑支撐環(huán)、8-密封膠筒、9-下復(fù)式變徑支撐環(huán)、10-下復(fù)合卡瓦、11-下卡瓦體、12-鎖定接頭，13-導(dǎo)流通道
[0037]附圖2高強(qiáng)度水解橋塞的工作機(jī)理
[0038]圖中21-剪銷、22連接短節(jié)、23工具外筒、24-心軸
[0039]附圖3定時(shí)滑套
[0040]圖中31-外筒、32-上螺紋接頭、33-下螺紋接頭、34-定時(shí)器
[0041]附圖4定時(shí)滑套壓裂管柱
[0042]圖中41-電纜、42-套管、43-電纜頭、44-射孔槍、45-電纜送塞工具、46-高強(qiáng)度水解橋塞、47-定時(shí)滑套
【具體實(shí)施方式】
[0043]本發(fā)明所述高強(qiáng)度水解橋塞及油氣井定時(shí)管柱與定時(shí)滑套，主要包括有定時(shí)管柱和高強(qiáng)度水解橋塞封堵管柱兩部分構(gòu)成。定時(shí)管柱作用是為壓裂提供流體栗入通道和定時(shí)建立分段壓裂流體向地層注入的通道；高強(qiáng)度可水解橋塞的作用是壓裂施工時(shí)臨時(shí)封堵管內(nèi)流體向已經(jīng)壓裂完成段的流入，并在壓裂完成后為油氣生產(chǎn)提供生產(chǎn)流道。
[0044]所述定時(shí)管柱，由套管與定時(shí)滑套組成。油氣井完鉆后下入套管完井時(shí)，根據(jù)分段壓裂段數(shù)和各段施工總時(shí)間，確定各段與地層連通需要的開啟時(shí)間，設(shè)置定時(shí)滑套開啟時(shí)間完全不同的定時(shí)滑套組，并按照開啟時(shí)間前后順序?qū)⒍〞r(shí)滑套組裝于完井套管各生產(chǎn)段建立定時(shí)管柱。固井時(shí)，由于定時(shí)滑套沒有開啟，固井水泥按傳統(tǒng)方式頂替至設(shè)計(jì)位置，固井及其它準(zhǔn)備工作完成后，定時(shí)滑套將按設(shè)置的開啟時(shí)間分段開啟，將井筒內(nèi)與地層間建立通道，地面根據(jù)各段的開啟時(shí)間，進(jìn)行分段壓裂施工作業(yè)。
[0045]所述高強(qiáng)度水解橋塞封堵管柱，包括電纜、電纜送塞工具、高強(qiáng)度可水解橋塞組成。當(dāng)分段的一段壓裂施工完成后，將所述高強(qiáng)度可水解橋塞管柱下入井筒內(nèi)設(shè)計(jì)封堵位置，點(diǎn)火燃爆火藥柱使其送塞工具活塞產(chǎn)生推動(dòng)力，作用于所述高強(qiáng)度可水解橋塞坐封封堵井筒流道，達(dá)到臨時(shí)封堵目的。
[0046]所述高強(qiáng)度水解橋塞坐封完成后，所述定時(shí)管柱的定時(shí)滑套開啟，對上部層段實(shí)施壓裂施工，壓裂完成后依據(jù)上述方法再次進(jìn)行封堵，至全部層段壓裂完成。
[0047]所述高強(qiáng)度水解橋塞及定時(shí)管柱與定時(shí)滑套，在油氣井分段壓裂施工全部完畢后，油氣井投入生產(chǎn)狀態(tài)，井筒內(nèi)部坐封的全部高強(qiáng)度水解橋塞將經(jīng)過一定的降解時(shí)間，自動(dòng)降解分散溶解于井筒內(nèi)水中。
[0048]基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例至少可以產(chǎn)生如下技術(shù)效果:
[0049]由于本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對油氣井定時(shí)開啟流體通道、臨時(shí)封堵操作、分段壓裂施工及施工后高強(qiáng)度可水解橋塞自然降解，克服了射孔、鉆塞及壓差滑套等存在的缺陷，且實(shí)施的通道、封堵效果完全滿足于高壓施工的抗壓需要和油氣生產(chǎn)需要，局部結(jié)構(gòu)與部件改變后與現(xiàn)有其它技術(shù)具有較好的繼承性。同時(shí)，采用本發(fā)明提供的高強(qiáng)度水解橋塞對油氣井進(jìn)行臨時(shí)封堵后的解除方式，與現(xiàn)有技術(shù)提供的橋塞封堵方法相比，無需應(yīng)用修井機(jī)或連續(xù)油管車等大型設(shè)備，把橋塞從井筒內(nèi)打撈出來或鉆除掉建立生產(chǎn)通道，其它工藝施工完畢后橋塞能夠自動(dòng)的降解分散溶于水井，故而克服了現(xiàn)有技術(shù)提供的橋塞封堵方法所存在的諸多缺陷，操作難度大為降低，耗費(fèi)的成本也更少，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在鉆塞操作難度大、成本高的技術(shù)問題。而定時(shí)滑套提供的井筒與地層間的通道開啟方式，使射孔或其它高壓開孔方式造成的套管損害全面消除，成本大幅度下降。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.定時(shí)滑套壓裂管柱由定時(shí)管柱和高強(qiáng)度水解橋塞封堵管柱兩部分構(gòu)成:所述定時(shí)管柱由套管和定時(shí)滑套組成，定時(shí)滑套為分段的第一段壓裂施工定時(shí)建立分段壓裂流體，向地層注入通道； 所述高強(qiáng)度水解橋塞封堵管柱，包括電纜、射孔槍、電纜送塞工具、高強(qiáng)度水解橋塞；所述高強(qiáng)度水解橋塞在電纜送塞工具作用下封堵于井筒內(nèi)設(shè)計(jì)位置，壓裂施工完成后為油氣生產(chǎn)提供生產(chǎn)流道，經(jīng)過一定的時(shí)間，自動(dòng)降解分散溶解于井筒內(nèi)水中。2.所述高強(qiáng)度水解橋塞，包括單流閥1、丟手接頭2、擠壓環(huán)3、上復(fù)合卡瓦塊4、卡環(huán)5、上卡瓦體6、上復(fù)式變徑支撐環(huán)7、密封膠筒8、下復(fù)式變徑支撐環(huán)9、下復(fù)合卡瓦10、下卡瓦體11、鎖定接頭12、導(dǎo)流通道13，其中:丟手接頭I內(nèi)部設(shè)置有單流閥2，所述單流閥2為錐體結(jié)構(gòu)組件，設(shè)置于丟手接頭I頂部內(nèi)流道處，依靠閥外錐面和丟手接頭I頂部內(nèi)錐面控制流道的向上流向開啟與向下流向關(guān)閉； 所述上復(fù)合卡瓦塊4呈弧線塊狀結(jié)構(gòu)，采用高強(qiáng)度降解材料基座和高強(qiáng)度陶瓷錨牙復(fù)合構(gòu)建，底面呈斜面，上復(fù)合卡瓦塊4由外側(cè)的卡環(huán)5固定。所述上復(fù)合卡瓦塊4受到向下推力時(shí)，上復(fù)合卡瓦塊4底斜面與上卡瓦體6斜面形成滑動(dòng)擴(kuò)展力向外擴(kuò)展，使上復(fù)合卡瓦塊4的錨牙擴(kuò)展錨定； 所述上卡瓦體6設(shè)置在上復(fù)合卡瓦下部，呈斜面向上的錐體結(jié)構(gòu)；所述上卡瓦體下端外園處設(shè)置有25度倒角斜面，與上復(fù)式變徑支撐環(huán)7緊密配合，形成對復(fù)式變徑支撐環(huán)7的支撐力； 所述上復(fù)式變徑支撐環(huán)套7設(shè)置于上卡瓦體6下方，呈多層片狀交錯(cuò)結(jié)構(gòu)，外園呈向下30度斜面，緊貼于密封膠筒8上部。所述上復(fù)式變徑支撐環(huán)7受到推力時(shí)擠壓變徑擴(kuò)展，變徑后外園側(cè)的上部支撐于上卡瓦體倒角斜面上，復(fù)式結(jié)構(gòu)使變徑擴(kuò)展后形成無縫隙金屬托盤支撐膠筒； 所述密封膠筒8呈筒狀結(jié)構(gòu)設(shè)置于上下復(fù)式變徑支撐環(huán)之間。所述密封膠筒8與上下復(fù)式變徑支撐環(huán)共同構(gòu)成高抗壓密封系統(tǒng)，受到擠壓式壓縮擴(kuò)展切斷流體通道； 所述下復(fù)式變徑支撐環(huán)9設(shè)置于密封膠筒8下方，呈多層片狀交錯(cuò)結(jié)構(gòu)，外園呈向上30度斜面，緊貼于密封膠筒8下部。所述下復(fù)式變徑支撐環(huán)9受到推力時(shí)擠壓變徑擴(kuò)展，變徑后外園側(cè)的下部支撐于下卡瓦體10倒角斜面上，復(fù)式結(jié)構(gòu)使變徑擴(kuò)展后形成無縫隙金屬托盤支撐膠筒； 所述下卡瓦體10設(shè)置在下復(fù)式變徑支撐環(huán)9下端，呈斜面向下的錐體結(jié)構(gòu)；所述下卡瓦體10上端外園處設(shè)置有25度倒角斜面，與下復(fù)式變徑支撐環(huán)9緊密配合，形成對復(fù)式變徑支撐環(huán)9的支撐力； 所述下復(fù)合卡瓦塊11呈弧線塊狀結(jié)構(gòu)，采用高強(qiáng)度降解材料基座和高強(qiáng)度陶瓷錨牙復(fù)合構(gòu)建，底面呈斜面，下復(fù)合卡瓦塊11由外側(cè)的卡環(huán)5固定。所述下復(fù)合卡瓦塊11受到向下推力時(shí)，下復(fù)合卡瓦塊11底斜面與下卡瓦體斜面形成滑動(dòng)擴(kuò)展力向外擴(kuò)展，使下復(fù)合卡瓦塊11錨牙擴(kuò)展錨定； 所述鎖緊接頭12設(shè)置于下端，與丟手接頭I螺紋連接在一起。所述鎖緊接頭12固定與承受錨定件的載荷； 所述鎖緊接頭12設(shè)置于下端，與丟手接頭I螺紋連接在一起后在下端面上開有弧形或方形導(dǎo)流通道13，該通道可以是一條或多條； 所述高強(qiáng)度可水解橋塞安裝到位后鉆銷釘孔，將各零件與丟手接頭I用一個(gè)或多個(gè)直徑3mm銷釘可靠固定； 所述高強(qiáng)度可降解橋塞各零部件均采用高強(qiáng)度配方生成的高強(qiáng)度可水解材料制造，設(shè)計(jì)滿足降解后最小殘留物要求，所述高強(qiáng)度可降解材料，是一種水解性的合成材料，外觀呈合金鋼金屬色，無味無毒，降解時(shí)不產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)和氣體，制成的橋塞能夠滿足120MPa以下壓力的壓裂施工要求； 所述高強(qiáng)度可降解橋塞的工作機(jī)理:送塞時(shí)，送塞工具的心軸與連接短節(jié)連接，外筒下部頂死至擠壓環(huán)位置，當(dāng)送至設(shè)計(jì)位置時(shí)，通過地面打液壓或點(diǎn)燃電纜送塞工具藥柱時(shí)，液力或高能氣體推動(dòng)送塞工具外筒下行，給高強(qiáng)度可降解橋塞的擠壓環(huán)施加一個(gè)向下的推力，擠壓環(huán)推動(dòng)上復(fù)合卡瓦塊下行，并通過上卡瓦體、上復(fù)式變徑支撐環(huán)、膠筒、下復(fù)式變徑支撐環(huán)的動(dòng)力傳遞，同步推動(dòng)下卡瓦體下行，迫使上復(fù)合卡瓦塊和下復(fù)合卡瓦塊向外擴(kuò)展錨定于套管，擠壓膠筒擴(kuò)展后密封套管的流道；送塞工具外筒繼續(xù)下行時(shí)，橋塞的上下復(fù)合卡瓦塊已經(jīng)錨定后，運(yùn)動(dòng)受到限制，當(dāng)推力達(dá)到連接短節(jié)上的剪銷剪切力時(shí)，剪銷被剪斷，連接短節(jié)與高強(qiáng)度可降解橋塞分離丟手，完成對井筒流道的封堵和送塞工具與高強(qiáng)度可降解橋塞間的丟手，導(dǎo)流通道13設(shè)置在橋塞底部端面，該設(shè)計(jì)在流程過程中是至關(guān)重要的。3.定時(shí)滑套是一種定時(shí)開孔設(shè)計(jì)的滑套特例，不限于實(shí)例所述的結(jié)構(gòu)，該特例所述高強(qiáng)度可水解定時(shí)滑套是其定時(shí)開孔方法應(yīng)用的特例，以說明高強(qiáng)度可水解定時(shí)滑套的結(jié)構(gòu)原理； 本發(fā)明所述定時(shí)滑套包括上螺紋接頭32、外筒31、下螺紋接頭33定時(shí)器34組成。所述上螺紋接頭32、下螺紋接頭33設(shè)有API標(biāo)準(zhǔn)套管螺紋和錐管螺紋，目的是提供與套管連接接口 ；所述外筒31設(shè)置有多個(gè)開孔，所述定時(shí)器34設(shè)置于外筒開孔位置，螺紋連接于外筒孔內(nèi)，開孔在外筒布局方式按壓裂要求分布，所述定時(shí)器34采用高強(qiáng)度水解材料制作，所述定時(shí)器采用不同降解時(shí)間配比的材料控制水解開孔時(shí)間，內(nèi)盲孔也是定時(shí)核心，不同的盲孔結(jié)構(gòu)與深度降解開孔的時(shí)間不同。
【文檔編號】E21B33/12GK105888638SQ201410852032
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月23日
【發(fā)明人】趙華, 陳愛民, 錢杰, 陳琳
【申請人】陳愛民