本發(fā)明涉及一種井下滑套，尤其涉及一種用于分段壓裂酸化改造的連續(xù)油管開(kāi)關(guān)滑套及其控制方法。

背景技術(shù)：

滑套作為一種可以溝通/隔離油氣井與地層流體的井下工具，目前廣泛應(yīng)用于水平井分段壓裂酸化作業(yè)管柱中。目前油田水平井分段壓裂酸化采用機(jī)械式投球滑套，打開(kāi)每一級(jí)滑套都需要投入對(duì)應(yīng)尺寸的壓裂球，施工時(shí)從下到上逐層投球打開(kāi)各層滑套，每一級(jí)滑套球座內(nèi)徑及壓裂球內(nèi)徑均不相同，從下到上，滑套球座和壓裂球內(nèi)徑逐級(jí)增大，最大不能超過(guò)上部工具的最小內(nèi)徑，這種滑套結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通徑小，且壓裂級(jí)數(shù)有限；并且當(dāng)儲(chǔ)層后期產(chǎn)水，需要關(guān)閉滑套時(shí)，由于滑套無(wú)法實(shí)現(xiàn)關(guān)閉封堵，導(dǎo)致油氣井產(chǎn)能降低甚至報(bào)廢。

基于此，現(xiàn)有技術(shù)中又開(kāi)發(fā)出一些新的機(jī)械式可開(kāi)關(guān)滑套，這類滑套在壓裂酸化施工時(shí)，可通過(guò)投球或下入常規(guī)連續(xù)油管帶機(jī)械式滑套開(kāi)關(guān)工具打開(kāi)滑套，當(dāng)儲(chǔ)層后期產(chǎn)水，需要關(guān)閉滑套時(shí)，下入常規(guī)連續(xù)油管帶機(jī)械式滑套開(kāi)關(guān)工具關(guān)閉滑套。這類滑套開(kāi)關(guān)操作的最大問(wèn)題在于連續(xù)油管帶開(kāi)關(guān)工具開(kāi)關(guān)滑套需要使用連續(xù)油管設(shè)備，作業(yè)費(fèi)用高，且在井下存在多個(gè)滑套時(shí)，連續(xù)油管定位困難，作業(yè)需要花費(fèi)大量時(shí)間。

在國(guó)外水平井分段壓裂酸化改造工藝中，最新的滑套控制方法是在施工時(shí)投球依次打開(kāi)各級(jí)滑套并施工，待各層施工全部完成后，返排壓裂球并鉆掉各投球滑套中的球座，進(jìn)行生產(chǎn)；在生產(chǎn)過(guò)程中，如遇某一層位或某些層位出水，則下連續(xù)油管帶滑套開(kāi)關(guān)工具關(guān)閉對(duì)應(yīng)層位的滑套；這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)開(kāi)關(guān)滑套，但分段級(jí)數(shù)有限；而現(xiàn)有的連續(xù)油管帶滑套開(kāi)關(guān)工具無(wú)法實(shí)現(xiàn)井下信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和上傳，開(kāi)關(guān)滑套效率低，可靠性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供一種用于分段壓裂酸化改造的連續(xù)油管開(kāi)關(guān)滑套及其控制方法。采用本發(fā)明不需要投球，用于同一口井的各滑套結(jié)構(gòu)完全相同，故分段級(jí)數(shù)不受限制，能夠?qū)崿F(xiàn)最大程度的儲(chǔ)層精細(xì)改造。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種用于分段壓裂酸化改造的連續(xù)油管開(kāi)關(guān)滑套，其特征在于：包括地面穿電纜連續(xù)油管設(shè)備、地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)、井下工具管串和井下滑套；所述地面穿電纜連續(xù)油管設(shè)備和地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)通過(guò)電氣連接，地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)用于獲得井下的測(cè)量信息和發(fā)送控制指令，井下滑套與套管固定連接且隨套管下入到指定位置，井下工具管串通過(guò)連續(xù)油管與地面穿電纜連續(xù)油管設(shè)備連接且與待開(kāi)關(guān)的井下滑套配合；井下工具管串包括從下至上與連續(xù)油管固定連接的井下滑套開(kāi)關(guān)工具、井下拉壓力測(cè)量短節(jié)、套管接箍定位器和井下溫度壓力測(cè)量短節(jié)，井下拉壓力測(cè)量短節(jié)用于測(cè)量井下拉壓力數(shù)據(jù)并發(fā)送到地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)，套管接箍定位器用于定位井下工具管串的下入深度并將定位信號(hào)發(fā)送到地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)，井下溫度壓力測(cè)量短節(jié)用于測(cè)量井下壓力、溫度信號(hào)并發(fā)送到地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)，井下滑套開(kāi)關(guān)工具用于根據(jù)地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)發(fā)送的控制指令控制井下滑套開(kāi)關(guān)。

所述井下滑套內(nèi)設(shè)置有滑套凡爾，滑套凡爾上端內(nèi)壁上設(shè)置有打開(kāi)槽，下端內(nèi)壁上設(shè)置有關(guān)閉槽，下端外壁上設(shè)置有凡爾彈爪，井下滑套上設(shè)置多個(gè)噴射孔，當(dāng)滑套處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，滑套凡爾封閉噴射孔。

所述井下滑套內(nèi)壁上設(shè)置有與凡爾彈爪配合的第一卡槽和第二卡槽，當(dāng)滑套處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，凡爾彈爪鎖定在第一卡槽中，當(dāng)滑套處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，凡爾彈爪鎖定在第二卡槽中。

所述井下滑套內(nèi)壁上設(shè)置有兩組密封圈，兩組密封圈分別位于噴射孔上下兩側(cè)，當(dāng)滑套處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，滑套凡爾通過(guò)兩組密封圈封閉噴射孔。

所述井下滑套開(kāi)關(guān)工具包括電機(jī)定子、電機(jī)轉(zhuǎn)子、外殼、推塊和開(kāi)關(guān)彈爪，電機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)置在電機(jī)定子中，電機(jī)定子與外殼固定連接，開(kāi)關(guān)彈爪設(shè)置在外殼中，電機(jī)轉(zhuǎn)子固定連接推塊帶動(dòng)推塊運(yùn)動(dòng)，推塊與開(kāi)關(guān)彈爪配合控制開(kāi)關(guān)彈爪的伸縮，當(dāng)滑套處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)彈爪鎖定在關(guān)閉槽中，當(dāng)滑套處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)彈爪鎖定在打開(kāi)槽中。

所述開(kāi)關(guān)彈爪設(shè)置在支撐梁上，開(kāi)關(guān)彈爪內(nèi)設(shè)置有彈簧槽，彈簧槽內(nèi)設(shè)置有彈簧，彈簧一端與開(kāi)關(guān)彈爪連接，另一端連接有壓片，壓片固定在外殼內(nèi)。

所述地面穿電纜連續(xù)油管設(shè)備包括連續(xù)油管滾筒和移動(dòng)車，連續(xù)油管纏繞設(shè)置在連續(xù)油管滾筒上，連續(xù)油管滾筒和地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)設(shè)置在移動(dòng)車上。

一種用于分段壓裂酸化改造的連續(xù)油管開(kāi)關(guān)滑套的控制方法，其特征在于，包括：

a、在地面把井下工具管串連接至連續(xù)油管，用地面穿電纜連續(xù)油管設(shè)備沿井口送至井下需要開(kāi)關(guān)的井下滑套，在入井過(guò)程中，井下工具管串實(shí)時(shí)采集井下壓力、溫度、位置及管柱所受拉壓力數(shù)據(jù)，并上傳至地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)，在地面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下情況；

b、當(dāng)井下工具管串下入到指定位置后，需要打開(kāi)井下滑套時(shí)，首先通過(guò)地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)向井下工具管串中的井下滑套開(kāi)關(guān)工具發(fā)送工具開(kāi)啟命令，井下滑套開(kāi)關(guān)工具接收到命令后開(kāi)啟，與井下滑套的滑套凡爾鎖定，然后下放連續(xù)油管帶動(dòng)滑套凡爾向下運(yùn)動(dòng)，開(kāi)啟井下滑套后，井下滑套開(kāi)關(guān)工具關(guān)閉；

c、需要關(guān)閉井下滑套時(shí)，通過(guò)地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)向井下工具管串中的井下滑套開(kāi)關(guān)工具發(fā)送工具關(guān)閉命令，井下滑套開(kāi)關(guān)工具接收到命令后開(kāi)啟，與井下滑套的滑套凡爾鎖定，然后上提連續(xù)油管，關(guān)閉井下滑套，井下滑套開(kāi)關(guān)工具關(guān)閉；

d、井下滑套開(kāi)關(guān)工具關(guān)閉后，與井下滑套解鎖，上提取出連續(xù)油管和井下工具管串，或繼續(xù)進(jìn)行下一步作業(yè)。

所述b中，井下滑套開(kāi)關(guān)工具接收到命令后，將井下滑套開(kāi)關(guān)工具的開(kāi)關(guān)彈爪伸出鎖定在滑套凡爾上端的打開(kāi)槽中，下放連續(xù)油管，滑套凡爾的凡爾彈爪從滑套內(nèi)壁上的第一卡槽彈出，滑套凡爾向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑套凡爾的凡爾彈爪鎖定在滑套內(nèi)壁上的第二卡槽中時(shí)，井下滑套打開(kāi)。

所述c中，井下滑套開(kāi)關(guān)工具接收到命令后，將井下滑套開(kāi)關(guān)工具的開(kāi)關(guān)彈爪伸出鎖定在滑套凡爾上端的關(guān)閉槽中，上提連續(xù)油管，滑套凡爾的凡爾彈爪從滑套內(nèi)壁上的第二卡槽彈出，滑套凡爾向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑套凡爾的凡爾彈爪鎖定在滑套內(nèi)壁上的第一卡槽中時(shí)，井下滑套關(guān)閉。

采用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明操作不需要投球，用于同一口井的各滑套結(jié)構(gòu)完全相同，故分段級(jí)數(shù)不受限制，能夠?qū)崿F(xiàn)最大程度的儲(chǔ)層精細(xì)改造。

2、本發(fā)明中滑套開(kāi)關(guān)工具能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)井下壓力、溫度和管柱受到的拉壓力并上傳數(shù)據(jù)，通過(guò)在地面分析這些數(shù)據(jù)能夠?qū)禄组_(kāi)關(guān)操作提供有效指導(dǎo)，提高滑套開(kāi)關(guān)作業(yè)的效率和可靠性。

3、本發(fā)明中滑套開(kāi)關(guān)工具能夠在滑套開(kāi)關(guān)作業(yè)過(guò)程中監(jiān)測(cè)井下流體的溢出狀況，可以有效提高井下作業(yè)的安全性。

4、本發(fā)明利用穿電纜連續(xù)油管裝備能夠?yàn)榫鹿ぞ吖╇姴⑦M(jìn)行井下通信的特點(diǎn)，在連續(xù)油管下連接溫度壓力傳感器工具短節(jié)、磁性接箍定位器、拉壓力傳感器短節(jié)和電動(dòng)雙向滑套開(kāi)關(guān)工具等井下工具，這些井下工具均通過(guò)電纜供電，并把井下溫度、壓力、電動(dòng)雙向滑套開(kāi)關(guān)工具受到的拉壓力等井下測(cè)量信息實(shí)時(shí)傳至地面。在開(kāi)關(guān)滑套的作業(yè)過(guò)程中，通過(guò)在地面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下溫度、壓力、電動(dòng)雙向滑套開(kāi)關(guān)工具受到的拉壓力等信息，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確掌握滑套開(kāi)關(guān)工具在井下的位置及工作狀態(tài)，從而能夠快速、準(zhǔn)確的使滑套開(kāi)關(guān)工具與滑套本體上的配合面對(duì)接，確保滑套能夠被快速、順利的開(kāi)關(guān)。這種方法最大的優(yōu)勢(shì)就是能夠極大地提升連續(xù)油管開(kāi)關(guān)滑套的效率和可靠性，從整體上降低作業(yè)成本和時(shí)間。

5、在連續(xù)油管開(kāi)關(guān)井下滑套的過(guò)程中，通過(guò)監(jiān)測(cè)井下工具的位置、井下壓力、溫度、管柱受到的井下拉壓力等信息，能夠極大地提高連續(xù)油管作業(yè)的效率和可靠性；同時(shí)，采用直流電機(jī)帶動(dòng)彈爪伸縮的方式實(shí)現(xiàn)井下滑套開(kāi)關(guān)工具的動(dòng)作，相較于現(xiàn)有依靠水力壓差方式驅(qū)動(dòng)彈爪伸縮的方式，具有不需要流體循環(huán)、工作可靠、便于在地面進(jìn)行監(jiān)控等明顯優(yōu)勢(shì)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中井下滑套處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中井下滑套開(kāi)關(guān)工具處于關(guān)閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中井下滑套開(kāi)關(guān)工具處于打開(kāi)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖3中的A部放大結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖5的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為當(dāng)套管接箍定位器按照相同速度經(jīng)過(guò)處于關(guān)閉狀態(tài)的井下滑套和處于打開(kāi)狀態(tài)的井下滑套時(shí)，套管接箍定位器測(cè)量曲線的變化情況圖。

圖中標(biāo)記為：1、井口；2、套管；3、連續(xù)油管；4、井下滑套I；5、井下滑套II；6、井下滑套n；7、地面穿電纜連續(xù)油管設(shè)備；8、連續(xù)油管滾筒；9、井下工具管串，10、地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)；11、電纜；12、井下溫度壓力測(cè)量短節(jié)；13、套管接箍定位器；14、井下拉壓力測(cè)量短節(jié)；15、井下滑套開(kāi)關(guān)工具；16、開(kāi)關(guān)彈爪；17、第一卡槽；18、第二卡槽；19、打開(kāi)槽；20、密封圈；21、滑套凡爾；22、噴射孔；23、凡爾彈爪；24、關(guān)閉槽；25、轉(zhuǎn)換接頭；26、電機(jī)定子；27、電機(jī)轉(zhuǎn)子；28、外殼；29、推塊；30、彈簧；31、彈簧槽；32、壓片；33、螺絲；34、支撐梁；35、井下滑套。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種用于分段壓裂酸化改造的連續(xù)油管開(kāi)關(guān)滑套，包括地面穿電纜連續(xù)油管設(shè)備7、地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10、井下工具管串9和井下滑套35；所述地面穿電纜連續(xù)油管設(shè)備7和地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10通過(guò)電氣連接，地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10用于獲得井下的測(cè)量信息和發(fā)送控制指令，井下滑套35與套管2固定連接且隨套管2下入到指定位置，井下工具管串9通過(guò)連續(xù)油管3與地面穿電纜連續(xù)油管設(shè)備7連接且與待開(kāi)關(guān)的井下滑套配合；井下工具管串9包括從下至上與連續(xù)油管固定連接的井下滑套開(kāi)關(guān)工具15、井下拉壓力測(cè)量短節(jié)14、套管接箍定位器13和井下溫度壓力測(cè)量短節(jié)12，井下拉壓力測(cè)量短節(jié)14用于測(cè)量井下拉壓力數(shù)據(jù)并發(fā)送到地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10，套管接箍定位器13用于定位井下工具管串9的下入深度并將定位信號(hào)發(fā)送到地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10，井下溫度壓力測(cè)量短節(jié)12用于測(cè)量井下壓力、溫度信號(hào)并發(fā)送到地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10，井下滑套開(kāi)關(guān)工具15用于根據(jù)地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10發(fā)送的控制指令控制井下滑套35開(kāi)關(guān)。

所述井下滑套35內(nèi)設(shè)置有滑套凡爾21，滑套凡爾21上端內(nèi)壁上設(shè)置有打開(kāi)槽19，下端內(nèi)壁上設(shè)置有關(guān)閉槽24，下端外壁上設(shè)置有凡爾彈爪23，井下滑套35上設(shè)置多個(gè)噴射孔22，當(dāng)滑套處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，滑套凡爾21封閉噴射孔22。

所述井下滑套35內(nèi)壁上設(shè)置有與凡爾彈爪23配合的第一卡槽17和第二卡槽18，當(dāng)滑套處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，凡爾彈爪23鎖定在第一卡槽17中，當(dāng)滑套處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，凡爾彈爪23鎖定在第二卡槽18中。

所述井下滑套35內(nèi)壁上設(shè)置有兩組密封圈20，兩組密封圈20分別位于噴射孔22上下兩側(cè)，當(dāng)滑套處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，滑套凡爾21通過(guò)兩組密封圈20封閉噴射孔22。

所述井下滑套開(kāi)關(guān)工具15包括電機(jī)定子26、電機(jī)轉(zhuǎn)子27、外殼28、推塊29和開(kāi)關(guān)彈爪16，電機(jī)轉(zhuǎn)子27設(shè)置在電機(jī)定子26中，電機(jī)定子26與外殼28固定連接，開(kāi)關(guān)彈爪16設(shè)置在外殼28中，電機(jī)轉(zhuǎn)子27固定連接推塊29帶動(dòng)推塊29運(yùn)動(dòng)，推塊29與開(kāi)關(guān)彈爪16配合控制開(kāi)關(guān)彈爪16的伸縮，當(dāng)滑套處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)彈爪16鎖定在關(guān)閉槽24中，當(dāng)滑套處于打開(kāi)狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)彈爪16鎖定在打開(kāi)槽19中。

所述開(kāi)關(guān)彈爪16設(shè)置在支撐梁34上，開(kāi)關(guān)彈爪16內(nèi)設(shè)置有彈簧槽31，彈簧槽31內(nèi)設(shè)置有彈簧30，彈簧30一端與開(kāi)關(guān)彈爪16連接，另一端連接有壓片32，壓片32固定在外殼28內(nèi)。

所述地面穿電纜連續(xù)油管設(shè)備7包括連續(xù)油管滾筒8和移動(dòng)車，油管纏繞設(shè)置在連續(xù)油管滾筒8上，連續(xù)油管滾筒8和地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10設(shè)置在移動(dòng)車上。

本實(shí)施例中地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10采用現(xiàn)有技術(shù)，在此不做說(shuō)明。

一種用于分段壓裂酸化改造的連續(xù)油管開(kāi)關(guān)滑套的控制方法，包括：

a、在地面把井下工具管串連接至連續(xù)油管，用地面穿電纜連續(xù)油管設(shè)備沿井口送至井下需要開(kāi)關(guān)的井下滑套，在入井過(guò)程中，井下工具管串實(shí)時(shí)采集井下壓力、溫度、位置及管柱所受拉壓力數(shù)據(jù)，并上傳至地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)，在地面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下情況；

b、當(dāng)井下工具管串下入到指定位置后，需要打開(kāi)井下滑套時(shí)，首先通過(guò)地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)向井下工具管串中的井下滑套開(kāi)關(guān)工具發(fā)送工具開(kāi)啟命令，井下滑套開(kāi)關(guān)工具接收到命令后開(kāi)啟，與井下滑套的滑套凡爾鎖定，然后下放連續(xù)油管帶動(dòng)滑套凡爾向下運(yùn)動(dòng)，開(kāi)啟井下滑套后，井下滑套開(kāi)關(guān)工具關(guān)閉；

c、需要關(guān)閉井下滑套時(shí)，通過(guò)地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)向井下工具管串中的井下滑套開(kāi)關(guān)工具發(fā)送工具關(guān)閉命令，井下滑套開(kāi)關(guān)工具接收到命令后開(kāi)啟，與井下滑套的滑套凡爾鎖定，然后上提連續(xù)油管，關(guān)閉井下滑套，井下滑套開(kāi)關(guān)工具關(guān)閉；

d、井下滑套開(kāi)關(guān)工具關(guān)閉后，與井下滑套解鎖，上提取出連續(xù)油管和井下工具管串，或繼續(xù)進(jìn)行下一步作業(yè)。

所述b中，井下滑套開(kāi)關(guān)工具接收到命令后，將井下滑套開(kāi)關(guān)工具的開(kāi)關(guān)彈爪伸出鎖定在滑套凡爾上端的打開(kāi)槽中，下放連續(xù)油管，滑套凡爾的凡爾彈爪從滑套內(nèi)壁上的第一卡槽彈出，滑套凡爾向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑套凡爾的凡爾彈爪鎖定在滑套內(nèi)壁上的第二卡槽中時(shí)，井下滑套打開(kāi)。

所述c中，井下滑套開(kāi)關(guān)工具接收到命令后，將井下滑套開(kāi)關(guān)工具的開(kāi)關(guān)彈爪伸出鎖定在滑套凡爾上端的關(guān)閉槽24中，上提連續(xù)油管，滑套凡爾的凡爾彈爪從滑套內(nèi)壁上的第二卡槽彈出，滑套凡爾向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)滑套凡爾的凡爾彈爪鎖定在滑套內(nèi)壁上的第一卡槽中時(shí)，井下滑套關(guān)閉。

本發(fā)明是一個(gè)能夠在地面實(shí)時(shí)監(jiān)控井下工作狀態(tài)的井下滑套開(kāi)關(guān)工具系統(tǒng)。分為地面監(jiān)控和井下執(zhí)行兩部分。地面監(jiān)控部分由穿電纜連續(xù)油管設(shè)備及配套數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)組成；井下部分為執(zhí)行部分，由井下滑套開(kāi)關(guān)工具和井下參數(shù)采集工具串組成。為了滿足目前水平井分段壓裂酸化工藝的需求，通常情況下，在一口井的完井管柱（這里的完井管柱主要指套管完井管柱）上會(huì)同時(shí)連接多個(gè)可開(kāi)關(guān)滑套，隨完井管柱一起下入井內(nèi)，下入時(shí)每個(gè)滑套均處于關(guān)閉狀態(tài)。因?yàn)槊總€(gè)滑套的結(jié)構(gòu)完全一致，所以從理論上講，可下入的滑套數(shù)量不受限制。

當(dāng)需要開(kāi)關(guān)某一個(gè)滑套時(shí)，首先把井下滑套開(kāi)關(guān)工具和井下參數(shù)采集工具串用連續(xù)油管送到井下，下入過(guò)程中，通過(guò)磁性接箍定位器判斷需要開(kāi)關(guān)操作的井下滑套的位置及其與井下滑套開(kāi)關(guān)工具的相對(duì)位置，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果隨時(shí)調(diào)整井下滑套開(kāi)關(guān)工具的位置，確保井下滑套開(kāi)關(guān)工具上彈爪與井下滑套上開(kāi)關(guān)槽面的位置基本匹配；完成定位后，啟動(dòng)滑套開(kāi)關(guān)工具，控制開(kāi)關(guān)工具上的彈爪伸出，與滑套上的相應(yīng)的開(kāi)關(guān)槽面配合鎖定；之后上提/下放連續(xù)油管，完成井下滑套的關(guān)閉/打開(kāi)操作；完成開(kāi)/關(guān)滑套作業(yè)后，控制井下滑套開(kāi)關(guān)工具上的彈爪收回，上提回收連續(xù)油管或者進(jìn)行下一步操作。

要順利實(shí)現(xiàn)這一開(kāi)關(guān)滑套功能，需要幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)及其井下工具間相互配合：

井下溫度壓力測(cè)量短節(jié)能夠監(jiān)測(cè)井下工具處的壓力、溫度，通過(guò)溫度變化可以監(jiān)測(cè)套管或滑套的泄露情況，也可被用來(lái)修正由于溫度因素引起的井下壓力及負(fù)載變化；通過(guò)井下壓力變化也可以監(jiān)測(cè)井筒內(nèi)流體性質(zhì)的變化，為井下作業(yè)安全提供參考。

套管接箍定位器采用磁定位原理。在進(jìn)行套管校深時(shí)，要求連續(xù)油管以一個(gè)恒定速度下放，其不僅能夠通過(guò)監(jiān)測(cè)套管接箍位置來(lái)校正深度，同時(shí)也可以根據(jù)測(cè)量曲線的變化判斷滑套的開(kāi)關(guān)情況。

井下拉壓力測(cè)量短節(jié)用來(lái)監(jiān)測(cè)井下滑套開(kāi)關(guān)工具處所受軸向負(fù)載,該值用于確認(rèn)開(kāi)關(guān)工具是否正確連接滑套以及監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)過(guò)程是否順利完成。

井下滑套開(kāi)關(guān)工具采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)彈爪伸縮方式。當(dāng)需要啟動(dòng)滑套開(kāi)關(guān)工具時(shí)，在地面采用控制設(shè)備通過(guò)電纜向工具發(fā)送開(kāi)啟控制命令，井下滑套開(kāi)關(guān)工具收到控制命令后，控制直線電機(jī)轉(zhuǎn)子向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)推塊向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)推塊與彈爪接觸后，則推動(dòng)彈爪向外伸出，實(shí)現(xiàn)滑套開(kāi)關(guān)工具的打開(kāi)；當(dāng)需要關(guān)閉滑套開(kāi)關(guān)工具時(shí)，在地面采用控制設(shè)備通過(guò)電纜向工具發(fā)送關(guān)閉控制命令，井下滑套開(kāi)關(guān)工具收到控制命令后，控制直線電機(jī)轉(zhuǎn)子向后運(yùn)動(dòng)，同時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)推塊向后運(yùn)動(dòng)，當(dāng)推塊與彈爪分離后，則在彈簧的彈性作用下，彈爪向內(nèi)收回，實(shí)現(xiàn)滑套開(kāi)關(guān)工具的關(guān)閉。

實(shí)施例2

一種用于分段壓裂酸化改造的連續(xù)油管開(kāi)關(guān)滑套方法，包括地面穿電纜連續(xù)油管設(shè)備7、地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10、井下滑套開(kāi)關(guān)工具15、井下拉壓力測(cè)量短節(jié)14、套管接箍定位器13、井下溫度壓力測(cè)量短節(jié)12和井下滑套。

井下滑套開(kāi)關(guān)工具15、井下拉壓力測(cè)量短節(jié)14、套管接箍定位器13、井下溫度壓力測(cè)量短節(jié)12和連續(xù)油管通過(guò)螺紋依次連接，所述井下滑套與套管通過(guò)螺紋連接，隨套管下入到指定位置，所述地面穿電纜連續(xù)油管設(shè)備7和地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10通過(guò)電氣連接，通過(guò)電纜可以實(shí)時(shí)獲得井下的測(cè)量信息，也可以通過(guò)電纜向所述井下滑套開(kāi)關(guān)工具15發(fā)送控制指令。

通過(guò)所述地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10實(shí)時(shí)接收所述井下拉壓力測(cè)量短節(jié)14測(cè)量的井下拉壓力數(shù)據(jù)來(lái)判斷所述井下滑套的開(kāi)關(guān)操作是否順利，所述井下滑套開(kāi)關(guān)是否到位；通過(guò)所述地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10實(shí)時(shí)接收所述套管接箍定位器13信號(hào)來(lái)判斷所述井下滑套開(kāi)關(guān)工具15所在井下位置及其與所述井下滑套的相對(duì)位置，通過(guò)所述地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10實(shí)時(shí)接收所述井下溫度壓力測(cè)量短節(jié)12測(cè)量的井下壓力、溫度信號(hào)來(lái)判斷所述井下滑套是否順利完成開(kāi)關(guān)操作以及井下壓力是否存在異常變化；當(dāng)完成所述井下滑套開(kāi)關(guān)工具15定位，需要打開(kāi)所述井下滑套時(shí)，通過(guò)所述地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10向所述井下滑套開(kāi)關(guān)工具15發(fā)送控制打開(kāi)指令，所述井下滑套開(kāi)關(guān)工具15按照控制打開(kāi)指令開(kāi)啟，并通過(guò)彈爪鎖定所述井下滑套，然后下放連續(xù)油管打開(kāi)所述井下滑套，然后通過(guò)所述地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10向所述井下滑套開(kāi)關(guān)工具15發(fā)送控制關(guān)閉指令，所述井下滑套開(kāi)關(guān)工具15按照控制關(guān)閉指令關(guān)閉，所述彈爪收回，所述井下滑套開(kāi)關(guān)工具15與所述井下滑套分離，完成所述井下滑套打開(kāi)作業(yè)；當(dāng)完成所述井下滑套開(kāi)關(guān)工具15定位，需要關(guān)閉所述井下滑套時(shí)，通過(guò)所述地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10向所述井下滑套開(kāi)關(guān)工具15發(fā)送控制打開(kāi)指令，所述井下滑套開(kāi)關(guān)工具15按照控制關(guān)閉指令開(kāi)啟，并通過(guò)彈爪鎖定所述井下滑套，然后上提連續(xù)油管關(guān)閉所述井下滑套，然后通過(guò)所述地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10向所述井下滑套開(kāi)關(guān)工具15發(fā)送控制關(guān)閉指令，所述井下滑套開(kāi)關(guān)工具15按照控制關(guān)閉指令關(guān)閉，所述彈爪收回，所述井下滑套開(kāi)關(guān)工具15與所述井下滑套分離，完成所述井下滑套關(guān)閉作業(yè)。

井下溫度壓力測(cè)量短節(jié)12、套管接箍定位器13、井下拉壓力測(cè)量短節(jié)14、井下滑套開(kāi)關(guān)工具15依次連接到連續(xù)油管上送入井下，連續(xù)油管下端與井下溫度壓力測(cè)量短節(jié)12之間、井下溫度壓力測(cè)量短節(jié)12與套管接箍定位器13之間、套管接箍定位器13與井下拉壓力測(cè)量短節(jié)14之間、井下拉壓力測(cè)量短節(jié)14與井下滑套開(kāi)關(guān)工具15之間均使用測(cè)井電纜頭進(jìn)行機(jī)械和電氣連接機(jī)械連接。

井下滑套隨套管一起送入到井下指定位置。井下滑套通過(guò)轉(zhuǎn)換接頭25與下一井下滑套連接。

地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10通過(guò)地面穿電纜連續(xù)油管設(shè)備7提供的電氣接口與地面穿電纜連續(xù)油管設(shè)備7中的電纜連接。

井下滑套開(kāi)關(guān)工具15由直線電機(jī)、推塊、彈爪、彈簧、外殼、壓片和螺絲組成。直線電機(jī)定子上端與井下拉壓力測(cè)量短節(jié)14通過(guò)螺紋連接，直線電機(jī)定子下端與外殼通過(guò)螺紋連接，直線電機(jī)轉(zhuǎn)子下端通過(guò)螺紋與推塊連接；彈爪通過(guò)外殼上的支撐梁固定在外殼上，彈簧安裝在彈爪上的彈簧槽內(nèi)，再把壓片通過(guò)兩端的螺絲固定在外殼上，和彈簧一起配合，限制彈爪的徑向運(yùn)動(dòng)距離。

實(shí)施例3

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明用于分段壓裂酸化改造的連續(xù)油管開(kāi)關(guān)滑套方法進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

一種用于分段壓裂酸化改造的連續(xù)油管開(kāi)關(guān)滑套方法，在地面把井下工具管串9連接至連續(xù)油管3，用地面穿電纜連續(xù)油管設(shè)備7沿井口1送至井下需要開(kāi)關(guān)的井下滑套I 4或井下滑套II 5，… , 或井下滑套n 6位置，在入井過(guò)程中，井下工具管串9實(shí)時(shí)采集井下壓力、溫度、位置及管柱所受拉壓力數(shù)據(jù)，并上傳至地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10，在地面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下情況；當(dāng)井下工具管串9下入到指定位置后，如果要打開(kāi)井下滑套I 4或井下滑套II 5，… , 或井下滑套n 6，首先通過(guò)地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10向井下工具管串9中的井下滑套開(kāi)關(guān)工具15發(fā)送井下滑套開(kāi)啟命令，井下滑套開(kāi)關(guān)工具15接收到命令后開(kāi)啟，與井下滑套I 4或井下滑套II 5，… , 或井下滑套n 6鎖定，然后下放連續(xù)油管3，開(kāi)啟井下滑套井下滑套I 4或井下滑套II 5，… , 或井下滑套n 6，完成操作后，地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10向井下工具管串9中的井下滑套開(kāi)關(guān)工具15發(fā)送工具關(guān)閉命令，井下滑套開(kāi)關(guān)工具接收到命令后關(guān)閉，與井下滑套I 4或井下滑套II 5，… , 或井下滑套n 6解鎖，上提取出連續(xù)油管3或繼續(xù)進(jìn)行下一步作業(yè)。

如果要關(guān)閉井下滑套I 4或井下滑套II 5，… , 或井下滑套n 6，首先通過(guò)地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10向井下工具管串9中的井下滑套開(kāi)關(guān)工具發(fā)送井下滑套開(kāi)啟命令，井下滑套開(kāi)關(guān)工具接收到命令后開(kāi)啟，與井下滑套I 4或井下滑套II 5，… , 或井下滑套n 6鎖定，然后上提連續(xù)油管3，關(guān)閉井下滑套井下滑套I 4或井下滑套II 5，… , 或井下滑套n 6，完成操作后，地面數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)10向井下工具管串9中的井下滑套開(kāi)關(guān)工具發(fā)送工具關(guān)閉命令，井下滑套開(kāi)關(guān)工具接收到命令后關(guān)閉，與井下滑套I 4或井下滑套II 5，… , 或井下滑套n 6解鎖，上提取出連續(xù)油管3或繼續(xù)進(jìn)行下一步作業(yè)，如圖1所示。

如圖2是本發(fā)明所述的用于分段壓裂酸化改造的連續(xù)油管開(kāi)關(guān)滑套方法的井下工具管串示意圖。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

井下工具管串包括井下溫度壓力測(cè)量短節(jié)12、套管接箍定位器13、井下拉壓力測(cè)量短節(jié)14、井下滑套開(kāi)關(guān)工具15。所述四部分在地面依次連接至連續(xù)油管1上，調(diào)試完成后送入井下，此時(shí)井下滑套處于關(guān)閉狀態(tài)，滑套凡爾21通過(guò)兩組密封圈20封隔井下滑套35上的噴射孔22。井下拉壓力測(cè)量短節(jié)14用來(lái)測(cè)量連續(xù)油管3在井下受到的拉壓力，并把數(shù)據(jù)通過(guò)電纜11實(shí)時(shí)傳輸至地面，根據(jù)這一數(shù)據(jù)可以判斷井下滑套的開(kāi)關(guān)操作是否順利、井下是否遇阻；套管接箍定位器13用來(lái)確定井下工具管串的下入深度，并判斷井下滑套開(kāi)關(guān)工具15所在井下位置及其與井下滑套的相對(duì)位置，確保開(kāi)關(guān)井下滑套時(shí)，井下滑套開(kāi)關(guān)工具15和井下滑套成功鎖定，在完成開(kāi)關(guān)滑套操作后，還可以通過(guò)套管接箍定位器4確認(rèn)滑套是否開(kāi)關(guān)到位。

如圖7所示；井下溫度壓力測(cè)量短節(jié)12用來(lái)測(cè)量井下壓力、溫度信號(hào)，并把數(shù)據(jù)通過(guò)電纜11實(shí)時(shí)傳輸至地面，利用有無(wú)地層流體從噴射孔22流入井筒時(shí)，噴射孔22附近井筒局部溫度存在差異的特點(diǎn)，根據(jù)這一數(shù)據(jù)可判斷井下滑套是否順利完成開(kāi)關(guān)操作以及井下壓力是否存在異常變化；井下滑套開(kāi)關(guān)工具15是實(shí)現(xiàn)井下滑套開(kāi)關(guān)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，當(dāng)需要關(guān)閉井下滑套時(shí)，井下滑套開(kāi)關(guān)工具15接收到地面發(fā)送的打開(kāi)控制指令，開(kāi)關(guān)彈爪16伸出，與井下滑套上的關(guān)閉槽24鎖定，上提連續(xù)油管，凡爾彈爪23從第二卡槽18彈出，滑套凡爾21上移，直至凡爾彈爪23進(jìn)入第一卡槽17鎖定，完成井下滑套關(guān)閉操作；當(dāng)需要打開(kāi)井下滑套時(shí)，井下滑套開(kāi)關(guān)工具15接收到地面發(fā)送的打開(kāi)控制指令，開(kāi)關(guān)彈爪16伸出，與井下滑套上的打開(kāi)槽19鎖定，下放連續(xù)油管，凡爾彈爪23從第一卡槽17彈出，滑套凡爾21下移，直至凡爾彈爪23進(jìn)入第二卡槽18鎖定，完成井下滑套打開(kāi)操作。

如圖2所示，井下溫度壓力測(cè)量短節(jié)12、套管接箍定位器13、井下拉壓力測(cè)量短節(jié)14、井下滑套開(kāi)關(guān)工具15與連續(xù)油管3之間均采用電連接器進(jìn)行機(jī)械連接和電氣連接。

安裝兩組密封圈20，同時(shí)確保當(dāng)井下滑套處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，兩組密封圈20分別位于噴射孔22上下兩側(cè)。井下滑套35上設(shè)置多個(gè)噴射孔22，井下滑套35沒(méi)有設(shè)置剪釘。

如圖3—6是本發(fā)明所述的用于分段壓裂酸化改造的連續(xù)油管開(kāi)關(guān)滑套方法的井下滑套開(kāi)關(guān)工具結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)接收到地面發(fā)送的打開(kāi)控制指令，井下滑套開(kāi)關(guān)工具執(zhí)行打開(kāi)動(dòng)作，電機(jī)轉(zhuǎn)子27向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)推塊29向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)推塊29與開(kāi)關(guān)彈爪16接觸后，開(kāi)始推動(dòng)開(kāi)關(guān)彈爪16向外運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧30處于壓縮狀態(tài)，但由于推塊29的阻擋，彈簧30無(wú)法推動(dòng)開(kāi)關(guān)彈爪16回縮，從而實(shí)現(xiàn)井下滑套開(kāi)關(guān)工具打開(kāi)動(dòng)作；當(dāng)接收到地面發(fā)送的關(guān)閉控制指令，井下滑套開(kāi)關(guān)工具執(zhí)行關(guān)閉動(dòng)作，電機(jī)轉(zhuǎn)子27向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)推塊29向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)推塊29與開(kāi)關(guān)彈爪16分離后，因?yàn)榇藭r(shí)彈簧30處于壓縮狀態(tài)，且沒(méi)有推塊29的阻擋，彈簧29推動(dòng)開(kāi)關(guān)彈爪16回縮，從而實(shí)現(xiàn)井下滑套開(kāi)關(guān)工具關(guān)閉動(dòng)作；

如圖6所示，把開(kāi)關(guān)彈爪16安裝在支撐梁34上，然后把彈簧30裝在開(kāi)關(guān)彈爪16上的彈簧槽31內(nèi)，再把壓片32用螺絲33固定在外殼28上，此時(shí)彈簧30處于微壓縮狀態(tài)。

如圖7所示，是套管接箍定位器通過(guò)井下滑套時(shí)所產(chǎn)生的曲線變化。圖中橫坐標(biāo)代表滑套的位置，上面一條曲線表示井下滑套處于關(guān)閉狀態(tài)，下面一條曲線表示井下滑套處于打開(kāi)狀態(tài)。上、下兩條曲線相對(duì)于橫坐標(biāo)位置的變化體現(xiàn)了滑套凡爾在滑套處于打開(kāi)和關(guān)閉狀態(tài)時(shí)所處位置不同。