永久式塞控噴砂滑套、壓裂管柱及塞控分段壓裂工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種永久式塞控噴砂滑套、壓裂管柱及塞控分段壓裂工藝方法，涉及油氣開采技術(shù)領(lǐng)域。解決了現(xiàn)有技術(shù)存在控制方式及施工工藝均比較復(fù)雜的技術(shù)問題。該永久式塞控噴砂滑套包括外筒部、滑套部、密封結(jié)構(gòu)及鎖定結(jié)構(gòu)，外筒部上設(shè)置有壓裂液出口，滑套部能在外筒部內(nèi)從關(guān)閉壓裂液出口的位置滑動(dòng)至打開壓裂液出口的位置；外筒部的內(nèi)壁位于滑套部軸向方向上兩端之外的部分與滑套部的內(nèi)壁形成壓裂液通道，滑套部滑動(dòng)至打開壓裂液出口的位置時(shí)，通過壓裂液出口在壓裂液通道與地層間或在滑套部與地層間建立流體通道；密封結(jié)構(gòu)設(shè)置在滑套部的外壁與外筒部的內(nèi)壁之間；鎖定結(jié)構(gòu)固定設(shè)置在外筒部的下游段。本發(fā)明用于降低壓裂作業(yè)的難度。
【專利說明】
永久式塞控噴砂滑套、壓裂管柱及塞控分段壓裂工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及油氣開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種永久式塞控噴砂滑套、設(shè)置該永久式塞控噴砂滑套的壓裂管柱以及塞控分段壓裂工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]油氣井分層(段)壓裂是油氣井主要的增產(chǎn)措施之一，也是采用用水平井開發(fā)低滲透油氣藏和頁巖油氣藏重要的配套技術(shù)，多年來，國內(nèi)外逐步形成了噴砂射孔分段壓裂、封隔器+多級球控滑套分段壓裂、固井球控滑套分段壓裂、液路控制滑套分段壓裂等技術(shù)。但是，不論是那種分段壓裂技術(shù)，均需要通過射孔或滑套噴砂器在壓裂施工時(shí)或投產(chǎn)生產(chǎn)時(shí)在井筒與地層建立連通的通道。對于采取打開壓裂噴砂滑套來達(dá)到連通井筒與地層通道而言，則需要對噴砂滑套進(jìn)行開關(guān)控制，至目前，所用的滑套開關(guān)控制方法主要有孌徑控制式、電動(dòng)控制式和液路控制線式。變徑控制式滑套是一種球控式滑套，需要通過變換滑套球座的內(nèi)通徑或設(shè)置控制位內(nèi)徑變化來操作，多級控制使滑套的內(nèi)徑逐級減小，不僅控制級數(shù)受到限制(例如90mm內(nèi)通徑縮至30mm，每級內(nèi)徑小3mm，則最多可控制20級)，這種內(nèi)通徑縮徑球控制方式造成井筒內(nèi)通徑嚴(yán)重不一致，壓裂過程中井筒內(nèi)球座造成較大的節(jié)流壓降，使栗車的水馬力損失嚴(yán)重，同時(shí)，采取多級壓裂時(shí)，位于上部的球座受壓裂液體的長期沖刺磨損，很容易出現(xiàn)球座內(nèi)徑增大而使分級控制失敗，同時(shí)，這種方式壓裂后還需要對球座進(jìn)行二次處理才能保證井筒的暢通，這種方法在近年來已經(jīng)逐步開始淘汰。電動(dòng)控制式滑套能夠達(dá)到井筒內(nèi)全通徑結(jié)構(gòu)，它是一種通過電子控制滑套的電機(jī)而實(shí)現(xiàn)滑套開關(guān)動(dòng)作的噴砂滑套，應(yīng)用時(shí)只需要將不同的控制器投入井中，控制器發(fā)出的信號在通過滑套時(shí)，滑套會根據(jù)電子控制碼的不同控制不同的噴砂滑套打開，理論上能夠?qū)崿F(xiàn)對滑套的無極限控制，但是，由于這種噴砂滑套的控制電路較復(fù)雜，所應(yīng)用的油氣井內(nèi)介質(zhì)不同，加之地層電場和磁場對通訊信號的干擾多，導(dǎo)致了該類滑套的不僅制造成本較高，而且控制成功率也相對較低，至目前，國內(nèi)外仍然處于概念性試驗(yàn)研究階段，沒有達(dá)到現(xiàn)場應(yīng)用的條件；液路控制線式噴砂滑套也叫C型球座控制式噴砂滑套，國外通稱為TAP閥，是采取管外液壓控制線路控制球座的在位狀態(tài)，再由球控制滑套開關(guān)的一種液路式控制滑套，該滑套在應(yīng)用時(shí)需要在各級噴砂滑套間連接管外液壓控制線，通常情況下滑套的C形球座處于內(nèi)藏狀態(tài)，當(dāng)本級滑套啟動(dòng)動(dòng)作時(shí)，液控線的動(dòng)力液傳送口打開，將液壓動(dòng)力傳至下一級滑套的液缸，液缸推動(dòng)下一次滑套內(nèi)藏的C形球座閉合凸出，地面投入的控制球坐落于推出的球座上打開滑套；這種控制方法解決了大幅度的內(nèi)徑變化控制和分段級數(shù)限制，套管內(nèi)徑只縮小一個(gè)數(shù)量等級就能夠在理論上實(shí)現(xiàn)無限級的控制，但由于管外控制線連接難度大，控制線路的保護(hù)困難，應(yīng)用中一旦一級出現(xiàn)控制鏈路中斷問題后控制將全部失敗，處理難度較大，同時(shí)，采用該控制方式的噴砂滑套，壓裂施工后的滑套內(nèi)通徑仍然存在一定的縮徑，需要采取其它工藝對球座進(jìn)行二次處理，這種方法不僅工藝復(fù)雜，施工成本高，控制難度大，而且不能達(dá)到井筒內(nèi)全通徑，在現(xiàn)場的應(yīng)用中很少使用。
[0003]由上可見，本
【申請人】發(fā)現(xiàn):現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下技術(shù)問題:
[0004]現(xiàn)有技術(shù)存在分段級數(shù)受到限制、滑套不具備長期應(yīng)用設(shè)計(jì)、壓裂管柱內(nèi)通徑不一致、控制方式復(fù)雜、施工工藝復(fù)雜、作業(yè)難度大危險(xiǎn)性高和應(yīng)用成本高等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的其中一個(gè)目的是提出一種永久式塞控噴砂滑套、設(shè)置該永久式塞控噴砂滑套的壓裂管柱以及塞控分段壓裂工藝方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在控制方式復(fù)雜、施工工藝復(fù)雜的技術(shù)問題。本發(fā)明提供的諸多技術(shù)方案中的優(yōu)選技術(shù)方案所能產(chǎn)生的諸多技術(shù)效果(分段級數(shù)不受到限制、滑套可以長期應(yīng)用設(shè)計(jì)、壓裂管柱內(nèi)通徑一致、作業(yè)難度小、應(yīng)用成本低、應(yīng)用范圍廣，施工工藝簡單等)詳見下文闡述。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明實(shí)施例提供的永久式塞控噴砂滑套，包括外筒部、滑套部、密封結(jié)構(gòu)以及鎖定結(jié)構(gòu)，其中:
[0008]所述外筒部上設(shè)置有壓裂液出口，所述滑套部位于所述外筒部內(nèi)且其能在所述外筒部內(nèi)從關(guān)閉所述壓裂液出口的位置滑動(dòng)至打開所述壓裂液出口的位置；
[0009]所述外筒部的內(nèi)壁位于所述滑套部軸向方向上兩端之外的部分與所述滑套部的內(nèi)壁形成壓裂液通道，所述滑套部滑動(dòng)至打開所述壓裂液出口的位置時(shí)，通過所述壓裂液出口在所述壓裂液通道與地層間或在所述滑套部與地層間建立流體通道；
[0010]所述密封結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述滑套部的外壁與所述外筒部的內(nèi)壁之間；
[0011]所述鎖定結(jié)構(gòu)固定設(shè)置在所述外筒部的下游段，且所述滑套部在所述外筒部內(nèi)從關(guān)閉所述壓裂液出口的位置滑動(dòng)至完全打開所述壓裂液出口的位置時(shí)所述滑套部與所述鎖定結(jié)構(gòu)形成鎖定連接。
[0012]作為本發(fā)明前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，(優(yōu)選為在應(yīng)用于固井完井方式時(shí))所述壓裂液出口上設(shè)置有封堵所述壓裂液出口外端口的保護(hù)塞(在該滑套用于封隔器完井方式時(shí)，優(yōu)選不需裝該保護(hù)塞)，所述滑套部滑動(dòng)至打開所述壓裂液出口的位置時(shí)，(若為固井完成時(shí)，則優(yōu)選為需要由)經(jīng)過所述壓裂液通道并通過所述壓裂液出口噴出的壓裂液能沖破或頂脫所述保護(hù)塞以壓裂地層，并通過所述壓裂液出口在所述壓裂液通道與地層間或在所述滑套部與地層間建立流體通道；
[0013]和/或，處于關(guān)閉所述壓裂液出口的位置的所述滑套部與所述外筒部之間通過剪銷相連接。
[0014]作為本發(fā)明前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，處于關(guān)閉所述壓裂液出口的位置的所述滑套部與所述外筒部之間通過剪銷相連接。
[0015]作為本發(fā)明前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，為保持提供較長期的密封性能和密封有效周期增長，優(yōu)選地，所述密封結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)上復(fù)合密封環(huán)以及至少一個(gè)下復(fù)合密封環(huán)，其中:
[0016]所述上復(fù)合密封環(huán)套設(shè)在所述滑套部的上外壁上，所述下復(fù)合密封環(huán)套設(shè)在所述滑套部的下外壁上；
[0017]所述滑套部處于關(guān)閉所述壓裂液出口的位置時(shí)，所述上復(fù)合密封環(huán)位于所述壓裂液出口上游的所述外筒部與所述滑套部之間；所述下復(fù)合密封環(huán)位于所述壓裂液出口下游的所述外筒部與所述滑套部之間；
[0018]所述上復(fù)合密封環(huán)以及所述下復(fù)合密封環(huán)各自均包括橡膠密封圈以及密封環(huán)狀體，所述密封環(huán)狀體為耐酸堿耐溫材料制成；所述密封環(huán)狀體的外壁與所述外筒部的內(nèi)壁相抵接且所述密封環(huán)狀體的內(nèi)壁上設(shè)置有安裝凹槽，所述橡膠密封圈嵌于所述安裝凹槽內(nèi)且與所述滑套部的外壁相抵接。
[0019]作為本發(fā)明前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述密封結(jié)構(gòu)還包括支撐環(huán)以及除垢環(huán)，所述支撐環(huán)與所述除垢環(huán)均套設(shè)在所述滑套部的外壁上，其中:
[0020]所述支撐環(huán)包括至少一個(gè)上支撐環(huán)以及至少一個(gè)下支撐環(huán)，所述除垢環(huán)包括至少一個(gè)上除垢環(huán)以及至少一個(gè)下除垢環(huán)；
[0021]所述上支撐環(huán)介于所述上除垢環(huán)與所述上復(fù)合密封環(huán)之間或介于相鄰的兩個(gè)所述上復(fù)合密封環(huán)之間；
[0022]所述下支撐環(huán)介于所述下除垢環(huán)與所述下復(fù)合密封環(huán)之間或介于相鄰的兩個(gè)所述下復(fù)合密封環(huán)之間；
[0023]所述上除垢環(huán)以及所述下除垢環(huán)各自均包括除垢環(huán)本體以及容垢凹槽，所述容垢凹槽設(shè)置在所述除垢環(huán)本體與所述外筒部相抵接的外壁上。
[0024]作為本發(fā)明前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述密封結(jié)構(gòu)還包括上密封壓帽以及下密封壓帽，其中:
[0025]所述滑套部位于所述上除垢環(huán)上游的部分與所述上密封壓帽可拆卸連接，且所述上密封壓帽抵壓在所述上除垢環(huán)上；
[0026]所述滑套部位于所述下除垢環(huán)下游的部分與所述下密封壓帽可拆卸連接，且所述下密封壓帽抵壓在所述下除垢環(huán)上。
[0027]作為本發(fā)明前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述外筒部包括均呈筒狀且沿所述壓裂液通道的深度方向依次設(shè)置的上接頭、噴砂外筒、連接接頭、下外筒以及下接頭，其中:
[0028]所述壓裂液出口設(shè)置在所述噴砂外筒上，所述噴砂外筒軸向方向上的兩端分別與所述上接頭、所述連接接頭可拆卸連接，所述連接接頭以及所述下接頭分別與所述下外筒軸向方向上的兩端可拆卸連接。
[0029]作為本發(fā)明前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述下接頭伸入所述下外筒內(nèi)部的一端設(shè)置有至少兩條分瓣式鎖定，所述鎖定結(jié)構(gòu)為設(shè)置在每條所述分瓣式鎖定上的至少一條防脫凸棱，所述滑套部在所述外筒部內(nèi)從關(guān)閉所述壓裂液出口的位置滑動(dòng)至完全打開所述壓裂液出口的位置時(shí)所述滑套部下游段外壁上的外螺紋嵌于所述分瓣鎖定之間的間隙內(nèi)且與所述防脫凸棱相抵接或相嚙合。
[0030]作為本發(fā)明前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述下接頭內(nèi)固定設(shè)置有深度校核信號發(fā)生裝置。
[0031]作為本發(fā)明前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述保護(hù)塞與所述壓裂液出口的內(nèi)壁可拆卸固定連接。
[0032]作為本發(fā)明前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述保護(hù)塞為螺釘狀且其螺紋端設(shè)置有沉孔，所述可拆卸固定連接為螺紋連接。
[0033]本發(fā)明實(shí)施例提供的壓裂管柱，包括橋塞以及至少一節(jié)本發(fā)明任一技術(shù)方案提供的永久式塞控噴砂滑套，其中:
[0034]處于收縮狀態(tài)的所述橋塞能由所述外筒部進(jìn)入所述滑套部內(nèi)部并移動(dòng)至預(yù)定的坐封位置；
[0035]處于坐封狀態(tài)的所述橋塞能坐封在所述滑套部內(nèi)壁上且由所述外筒部進(jìn)入的壓裂液能推動(dòng)處于坐封狀態(tài)的所述橋塞帶動(dòng)所述滑套部在所述外筒部內(nèi)從關(guān)閉所述壓裂液出口的位置滑動(dòng)至打開所述壓裂液出口的位置。
[0036]作為本發(fā)明前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述橋塞為可降解或可溶解橋塞。
[0037]作為本發(fā)明前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述永久式塞控噴砂滑套的數(shù)目為至少兩節(jié)，且相鄰的兩節(jié)所述永久式塞控噴砂滑套的所述滑套部的內(nèi)徑尺寸及套管的內(nèi)徑尺寸彼此相一致。
[0038]作為本發(fā)明前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，該壓裂管柱還包括末端定時(shí)滑套以及至少兩節(jié)套管，其中:
[0039]所述永久式塞控噴砂滑套的數(shù)目為至少兩節(jié)，所述套管中其中的兩節(jié)所述套管分別連接在一節(jié)所述永久式塞控噴砂滑套的外筒部的兩端；
[0040]所述套管的內(nèi)壁、所述滑套部的內(nèi)壁以及所述外筒部的內(nèi)壁位于所述滑套部軸向方向上兩端之外的部分、所述末端定時(shí)滑套的內(nèi)壁形成所述壓裂液通道；
[0041]所述末端定時(shí)滑套與處于最末位置的一節(jié)所述永久式塞控噴砂滑套的下接頭兩者固定連接或?yàn)橐惑w式結(jié)構(gòu)，且所述末端定時(shí)滑套上的壓裂液噴射孔能在預(yù)定的時(shí)段變化至打開狀態(tài)。
[0042]本發(fā)明實(shí)施例提供的塞控分段壓裂工藝方法，包括以下步驟:
[0043]步驟S1、油氣井完鉆后，準(zhǔn)備下入套管完井時(shí)，根據(jù)分段壓裂段數(shù)，確定本發(fā)明任一技術(shù)方案提供的永久式塞控噴砂滑套的數(shù)目，并按照壓裂位置順序?qū)⑺鲇谰檬饺貒娚盎捉M裝于完井套管各生產(chǎn)段形成套管分段壓裂管柱；
[0044]步驟S2、若固井完井時(shí)，則進(jìn)行固井作業(yè)；
[0045]步驟S3、注入壓裂液對所述套管分段壓裂管柱的未段的地層進(jìn)行壓裂；
[0046]步驟S4、下入橋塞至所述套管分段壓裂管柱中未進(jìn)行壓裂作業(yè)的所述永久式塞控噴砂滑套中處于最末位置的一級永久式塞控噴砂滑套內(nèi)預(yù)定的坐封位置，將所述橋塞坐封于該永久式塞控噴砂滑套內(nèi)預(yù)定的坐封位置，由所述橋塞將井筒(內(nèi)的所述壓裂液通道)的上游與下游隔開；
[0047]從地面注入壓裂液，所述橋塞在壓裂液施加的液壓推力的推動(dòng)下推動(dòng)其坐封的所述滑套部下行至打開該滑套部所在的永久式塞控噴砂滑套的外筒部上的壓裂液出口的位置，壓裂液從所述壓裂液出口流出對地層進(jìn)行壓裂作業(yè)。
[0048]作為本發(fā)明前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述塞控分段壓裂工藝方法還包括以下步驟:
[0049]步驟S5、重復(fù)所述步驟S4打開各級的所述永久式塞控噴砂滑套，至全部段壓裂完成。
[0050]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:
[0051]由于本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)橋塞封堵作業(yè)與打開永久式塞控噴砂滑套一次完成，有效地克服了球控分段壓裂滑套的分段局限性，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在控制方式復(fù)雜、施工工藝復(fù)雜的技術(shù)問題。
[0052]同時(shí)，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)無限級的分段壓裂施工，且所提供永久式塞控噴砂滑套具有較好多次開關(guān)特性和可靠的密封性，如果采用可降解橋塞配套應(yīng)用，壓裂后全井為統(tǒng)一通徑，為后期其它作業(yè)提供了可靠的手段。具有低成本、高性能、工藝技術(shù)方法簡單的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0053]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)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:
[0054]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的永久式塞控噴砂滑套的示意圖；
[0055]圖2為圖1中A部分的放大示意圖；
[0056]圖3為圖1中B部分的放大示意圖；
[0057]圖4為圖1中C部分的放大示意圖；
[0058]圖5為圖1中D部分的放大示意圖；
[0059]圖6為本發(fā)明實(shí)施例所提供的永久式塞控噴砂滑套的上接頭的示意圖；
[0060]圖7為本發(fā)明實(shí)施例所提供的永久式塞控噴砂滑套的連接接頭的示意圖；
[0061]圖8為本發(fā)明實(shí)施例所提供的永久式塞控噴砂滑套的下接頭的示意圖；
[0062]圖9為本發(fā)明實(shí)施例所提供的永久式塞控噴砂滑套的滑套部的示意圖；
[0063]圖10為本發(fā)明實(shí)施例所提供的永久式塞控噴砂滑套的噴砂外筒的示意圖；
[0064]圖11為本發(fā)明實(shí)施例所提供的永久式塞控噴砂滑套的下外筒的示意圖；
[0065]圖12為設(shè)置本發(fā)明實(shí)施例所提供的永久式塞控噴砂滑套的壓裂管柱的示意圖；
[0066]圖13為圖12中E部分的放大示意圖；
[0067]附圖標(biāo)記:1、上接頭；2、噴砂外筒；3、上密封壓帽；4、上除垢環(huán)；5、支撐環(huán)；6、上復(fù)合密封環(huán)；7、支撐環(huán)；8、上復(fù)合密封環(huán)；9、保護(hù)塞；10、剪銷；11、滑套部；12、連接接頭；13、下復(fù)合密封環(huán)；14、支撐環(huán)；15、下復(fù)合密封環(huán)；16、支撐環(huán)；17、下除垢環(huán)；18、下密封壓帽；19、下外筒；20、下接頭；21、分瓣式鎖定；22、防脫凸棱；23、套管；24、橋塞。
【具體實(shí)施方式】
[0068]下面可以參照附圖圖1?圖13以及文字內(nèi)容理解本發(fā)明的內(nèi)容以及本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)之間的區(qū)別點(diǎn)。下文通過附圖以及列舉本發(fā)明的一些可選實(shí)施例的方式，對本發(fā)明的技術(shù)方案(包括優(yōu)選技術(shù)方案)做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是:本實(shí)施例中的任何技術(shù)特征、任何技術(shù)方案均是多種可選的技術(shù)特征或可選的技術(shù)方案中的一種或幾種，為了描述簡潔的需要本文件中無法窮舉本發(fā)明的所有可替代的技術(shù)特征以及可替代的技術(shù)方案，也不便于每個(gè)技術(shù)特征的實(shí)施方式均強(qiáng)調(diào)其為可選的多種實(shí)施方式之一，所以本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉:可以將本發(fā)明提供的任一技術(shù)手段進(jìn)行替換或?qū)⒈景l(fā)明提供的任意兩個(gè)或更多個(gè)技術(shù)手段或技術(shù)特征互相進(jìn)行組合而得到新的技術(shù)方案。本實(shí)施例內(nèi)的任何技術(shù)特征以及任何技術(shù)方案均不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該包括本領(lǐng)域技術(shù)人員不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)所能想到的任何替代技術(shù)方案以及本領(lǐng)域技術(shù)人員將本發(fā)明提供的任意兩個(gè)或更多個(gè)技術(shù)手段或技術(shù)特征互相進(jìn)行組合而得到的新的技術(shù)方案。
[0069]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種分段級數(shù)不受到限制、滑套可以長期應(yīng)用設(shè)計(jì)、壓裂管柱內(nèi)通徑一致、作業(yè)難度小、應(yīng)用成本低、應(yīng)用范圍廣，施工工藝簡單的永久式塞控噴砂滑套、設(shè)置該永久式塞控噴砂滑套的壓裂管柱以及塞控分段壓裂工藝方法。
[0070]下面結(jié)合圖1?圖13對本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行更為詳細(xì)的闡述。
[0071]如圖1?圖13所示，本發(fā)明實(shí)施例所提供的永久式塞控噴砂滑套，包括外筒部(優(yōu)選為包括噴砂外筒2)、滑套部11、密封結(jié)構(gòu)(優(yōu)選為包括上下復(fù)合密封環(huán))以及止位結(jié)構(gòu)(優(yōu)選為包括分瓣式鎖定21)，其中:外筒部(優(yōu)選為噴砂外筒2)上設(shè)置有壓裂液出口 ；
[0072]滑套部11位于外筒部內(nèi)且其能在外筒部內(nèi)從關(guān)閉壓裂液出口的位置滑動(dòng)至打開壓裂液出口的位置；
[0073]外筒部的內(nèi)壁位于滑套部11軸向方向上兩端之外的部分與滑套部11的內(nèi)壁形成壓裂液通道滑套部11滑動(dòng)至打開壓裂液出口的位置時(shí)，在滑套部11與地層間建立流體通道。
[0074]密封結(jié)構(gòu)設(shè)置在滑套部11的外壁與外筒部的內(nèi)壁之間；
[0075]鎖定結(jié)構(gòu)固定設(shè)置在外筒部的下游段，且滑套部11在外筒部內(nèi)從關(guān)閉壓裂液出口的位置滑動(dòng)至完全打開壓裂液出口的位置時(shí)滑套部11與鎖定結(jié)構(gòu)形成鎖定連接(此時(shí)，滑套部11被鎖定于完全打開壓裂液出口的位置，鎖定連接具體可以為彼此相抵接)。
[0076]由于本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)橋塞24封堵作業(yè)與打開永久式塞控噴砂滑套一次完成，有效地克服了球控分段壓裂滑套的分段局限性，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在控制方式復(fù)雜、施工工藝復(fù)雜的技術(shù)問題。
[0077]同時(shí)，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)無限級的分段壓裂施工，且所提供永久式塞控噴砂滑套具有較好多次開關(guān)特性和可靠的密封性，如果采用可降解橋塞24配套應(yīng)用，壓裂后全井為統(tǒng)一通徑，為后期其它作業(yè)提供了可靠的手段。具有低成本、高性能、工藝技術(shù)方法簡單的特點(diǎn)。
[0078]作為本發(fā)明任一技術(shù)方案的優(yōu)化，壓裂液出口上設(shè)置有封堵壓裂液出口外端口的保護(hù)塞9，滑套部11滑動(dòng)至打開壓裂液出口的位置時(shí)，經(jīng)過壓裂液通道并通過壓裂液出口噴出的壓裂液能沖破或頂脫保護(hù)塞以壓裂地層，并在滑套部11與地層間建立流體通道。該滑套部11以及保護(hù)塞9用于固井完井時(shí)有效地封堵壓裂液出口的外端口避免固井時(shí)水泥等進(jìn)入壓裂液出口。
[0079]作為本發(fā)明任一技術(shù)方案的優(yōu)化，處于關(guān)閉壓裂液出口的位置的滑套部11與外筒部之間通過剪銷10相連接。剪銷10具有連接可靠，便于剪斷、解除的優(yōu)點(diǎn)。
[0080]作為本發(fā)明任一技術(shù)方案的優(yōu)化，密封結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)上復(fù)合密封環(huán)6以及至少一個(gè)下復(fù)合密封環(huán)13，其中:
[0081]上復(fù)合密封環(huán)6以及上復(fù)合密封環(huán)6均套設(shè)在滑套部11的上外壁上，且滑套部11處于關(guān)閉壓裂液出口的位置時(shí)，上復(fù)合密封環(huán)6位于壓裂液出口上游(本文中上游基于壓裂液在永久式塞控噴砂滑套內(nèi)的主要流動(dòng)方向而言，圖1中壓裂液在永久式塞控噴砂滑套內(nèi)的主要流動(dòng)方向與永久式塞控噴砂滑套的軸向方向重合，參照附圖1上游也可以理解為上方)的外筒部與滑套部11之間；下復(fù)合密封環(huán)13位于壓裂液出口下游的外筒部與滑套部11之間；
[0082]上復(fù)合密封環(huán)6以及下復(fù)合密封環(huán)13各自均包括橡膠密封圈以及密封環(huán)狀體，密封環(huán)狀體為耐酸堿耐溫材料制成；密封環(huán)狀體的外壁與外筒部的內(nèi)壁相抵接且密封環(huán)狀體的內(nèi)壁上設(shè)置有安裝凹槽，橡膠密封圈嵌于安裝凹槽內(nèi)且與滑套部11的外壁相抵接。
[0083]上復(fù)合密封環(huán)6以及下復(fù)合密封環(huán)13不僅各自均具有良好的支撐特性，而且橡膠密封圈可以起到良好的密封效果。
[0084]作為本發(fā)明任一技術(shù)方案的優(yōu)化，密封結(jié)構(gòu)還包括支撐環(huán)(標(biāo)號為5、7、14或16)以及除垢環(huán)，支撐環(huán)(標(biāo)號為5、7、14或16)與除垢環(huán)均套設(shè)在滑套部11的外壁上，其中:
[0085]支撐環(huán)(標(biāo)號為5、7、14或16)包括至少一個(gè)上支撐環(huán)(標(biāo)號為5、7、14或16)以及至少一個(gè)下支撐環(huán)(標(biāo)號為5、7、14或16)，除垢環(huán)包括至少一個(gè)上除垢環(huán)4以及至少一個(gè)下除垢環(huán)17 ;
[0086]上支撐環(huán)(標(biāo)號為5、7、14或16)介于上除垢環(huán)4與上復(fù)合密封環(huán)6之間或介于相鄰的兩個(gè)上復(fù)合密封環(huán)6之間；
[0087]下支撐環(huán)(標(biāo)號為5、7、14或16)介于下除垢環(huán)17與下復(fù)合密封環(huán)13之間或介于相鄰的兩個(gè)下復(fù)合密封環(huán)13之間；
[0088]上除垢環(huán)4以及下除垢環(huán)17各自均包括除垢環(huán)本體以及容垢凹槽，容垢凹槽設(shè)置在除垢環(huán)本體與外筒部相抵接的外壁上。
[0089]支撐環(huán)(標(biāo)號為5、7、14或16)不僅可以將復(fù)合密封環(huán)與除垢環(huán)間隔開，而且還可以對復(fù)合密封環(huán)與除垢環(huán)均起到良好的支撐效果。
[0090]作為本發(fā)明任一技術(shù)方案的優(yōu)化，密封結(jié)構(gòu)還包括上密封壓帽3以及下密封壓帽18，其中:
[0091]滑套部11位于上除垢環(huán)4上游的部分與上密封壓帽3可拆卸連接，且上密封壓帽3抵壓在上除垢環(huán)4上；
[0092]滑套部11位于下除垢環(huán)17下游的部分與下密封壓帽18可拆卸連接，且下密封壓帽18抵壓在下除垢環(huán)17上。
[0093]上下密封壓帽18可以確保密封結(jié)構(gòu)不會從滑套部11上松脫。
[0094]作為本發(fā)明任一技術(shù)方案的優(yōu)化，外筒部包括均呈筒狀且沿壓裂液通道的深度方向依次設(shè)置的上接頭1、噴砂外筒2、連接接頭12、下外筒19以及下接頭20，其中:
[0095]噴砂外筒2軸向方向上的兩端分別與上接頭1、連接接頭12可拆卸連接，連接接頭12以及下接頭20分別與下外筒19軸向方向上的兩端可拆卸連接。
[0096]上述結(jié)構(gòu)便于裝配，有利于根據(jù)需要延長外筒部的長度。
[0097]作為本發(fā)明任一技術(shù)方案的優(yōu)化，下接頭20伸入下外筒19內(nèi)部的一端設(shè)置有至少兩條分瓣式鎖定21，鎖定結(jié)構(gòu)為設(shè)置在每條分瓣式鎖定21上的至少一條防脫凸棱22，滑套部11在外筒部內(nèi)從關(guān)閉壓裂液出口的位置滑動(dòng)至完全打開壓裂液出口的位置時(shí)滑套部11下游段外壁上的外螺紋嵌于分瓣式鎖定21之間的間隙內(nèi)且與防脫凸棱22相抵接。
[0098]分瓣式鎖定21可以將下行后的滑套部11鎖定住，避免其回退或下行太深。
[0099]作為本發(fā)明任一技術(shù)方案的優(yōu)化，下接頭20內(nèi)固定設(shè)置有深度校核信號發(fā)生裝置。根據(jù)深度校核信號發(fā)生裝置發(fā)出的信號可以探知本發(fā)明下入井中的深度。下接頭20內(nèi)可以設(shè)置環(huán)形安裝槽以安裝深度校核信號發(fā)生裝置。
[0100]作為本發(fā)明任一技術(shù)方案的優(yōu)化，保護(hù)塞9與壓裂液出口的內(nèi)壁可拆卸固定連接。該結(jié)構(gòu)便于裝配。
[0101]作為本發(fā)明任一技術(shù)方案的優(yōu)化，保護(hù)塞9為的螺釘狀，且其螺紋端設(shè)置有沉孔。本文中的可拆卸固定連接為螺紋連接。該滑套與保護(hù)塞9用于固井完井時(shí)有效地封堵壓裂液出口的外端口避免固井時(shí)水泥等進(jìn)入壓裂液出口，同時(shí)，螺紋連接結(jié)構(gòu)緊湊，便于裝配。
[0102]本發(fā)明實(shí)施例提供的壓裂管柱，包括橋塞24以及至少一節(jié)本發(fā)明任一技術(shù)方案提供的永久式塞控噴砂滑套，其中:
[0103]處于收縮狀態(tài)的橋塞24能由外筒部進(jìn)入滑套部11內(nèi)部并移動(dòng)至預(yù)定的坐封位置；
[0104]處于坐封狀態(tài)的橋塞24能坐封在滑套部11內(nèi)壁上且由外筒部進(jìn)入的壓裂液能推動(dòng)處于坐封狀態(tài)的橋塞24帶動(dòng)滑套部11在外筒部內(nèi)從關(guān)閉壓裂液出口的位置滑動(dòng)至打開壓裂液出口的位置。
[0105]可以采用專用的橋塞24輸送工具實(shí)現(xiàn)對處于收縮狀態(tài)的橋塞24的輸送并實(shí)現(xiàn)對橋塞24狀態(tài)的切換，將其從收縮狀態(tài)切換至坐封狀態(tài)。
[0106]作為本發(fā)明任一技術(shù)方案的優(yōu)化，橋塞24為可降解或可溶解橋塞24。橋塞24帶動(dòng)滑套部11在外筒部內(nèi)從關(guān)閉壓裂液出口的位置滑動(dòng)至打開壓裂液出口的位置后，橋塞24會堵住壓裂液通道以確保壓裂液從壓裂液出口噴出實(shí)現(xiàn)對地層的壓裂，當(dāng)?shù)貙訅毫淹瓿珊螅瑯蛉?4降解或溶解后，不再堵住壓裂液通道，地層中的油氣可以通過壓裂液通道輸出至地面。
[0107]作為本發(fā)明任一技術(shù)方案的優(yōu)化，永久式塞控噴砂滑套的數(shù)目為至少兩節(jié)，且相鄰的兩節(jié)永久式塞控噴砂滑套的滑套部11的內(nèi)徑尺寸及(相鄰的兩節(jié)所述永久式塞控噴砂滑套的)套管的內(nèi)徑尺寸彼此相一致。該結(jié)構(gòu)不僅便于批量加工、制造，而且滑套部11內(nèi)徑一致時(shí)對流經(jīng)的壓裂液造成的流動(dòng)損失較少。
[0108]作為本發(fā)明任一技術(shù)方案的優(yōu)化，該壓裂管柱還包括末端定時(shí)滑套以及至少兩節(jié)套管23，其中:
[0109]永久式塞控噴砂滑套的數(shù)目為至少兩節(jié)，套管23中其中的兩節(jié)套管23分別連接在一節(jié)永久式塞控噴砂滑套的外筒部的兩端；
[0110]套管23的內(nèi)壁、滑套部11的內(nèi)壁、外筒部的內(nèi)壁位于滑套部11軸向方向上兩端之外的部分以及末端定時(shí)滑套的內(nèi)壁形成壓裂液通道；
[0111]末端定時(shí)滑套與處于最末位置的一節(jié)永久式塞控噴砂滑套的下接頭20兩者固定連接或?yàn)橐惑w式結(jié)構(gòu)，且末端定時(shí)滑套上的壓裂液噴射孔能在預(yù)定的時(shí)段變化至打開狀
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[0112]末端定時(shí)滑套上的壓裂液噴射孔在預(yù)定的時(shí)段打開時(shí)，注入壓裂液可以實(shí)現(xiàn)對最末端地層的壓裂。
[0113]本發(fā)明實(shí)施例提供的塞控分段壓裂工藝方法，包括以下步驟:
[0114]步驟S1、油氣井完鉆后，準(zhǔn)備下入套管23完井時(shí)，根據(jù)分段壓裂段數(shù)，確定權(quán)利要求1-10任一永久式塞控噴砂滑套的數(shù)目，并按照壓裂位置順序?qū)⒂谰檬饺貒娚盎捉M裝于完井套管23各生產(chǎn)段形成套管分段壓裂管柱；
[0115]步驟S2、固井完井時(shí)，則進(jìn)行固井作業(yè)；
[0116]步驟S3、注入壓裂液對套管分段壓裂管柱的未段的地層進(jìn)行壓裂；
[0117]步驟S4、下入橋塞24至套管分段壓裂管柱中未進(jìn)行壓裂作業(yè)的永久式塞控噴砂滑套中處于最末位置的一級永久式塞控噴砂滑套內(nèi)預(yù)定的坐封位置，將橋塞24坐封于該永久式塞控噴砂滑套內(nèi)預(yù)定的坐封位置，由橋塞24將井筒(內(nèi)的所述壓裂液通道)的上游與下游隔開；
[0118]從地面注入壓裂液，橋塞24在壓裂液施加的液壓推力的推動(dòng)下推動(dòng)其坐封的滑套部11下行至打開該滑套部11所在的永久式塞控噴砂滑套的外筒部上的壓裂液出口的位置，壓裂液從壓裂液出口流出對地層進(jìn)行壓裂作業(yè)。
[0119]上述步驟可以實(shí)現(xiàn)對最末段地層以及第一級套管分段壓裂管柱所處地層的壓裂。
[0120]作為本發(fā)明任一技術(shù)方案的優(yōu)化，塞控分段壓裂工藝方法還包括以下步驟:步驟S5、重復(fù)步驟S4打開各級的永久式塞控噴砂滑套，至全部段(地層)壓裂完成。
[0121]上述步驟可以根據(jù)需要對多段地層的壓裂。
[0122]下文結(jié)合附圖1 一圖3集中闡述本發(fā)明提供的優(yōu)選技術(shù)方案:
[0123]本發(fā)明提出了一種永久式塞控噴砂滑套以及設(shè)置該永久式塞控噴砂滑套的分段壓裂工藝方法。以解決現(xiàn)有技術(shù)存在分段級數(shù)受到限制、滑套不具備長期應(yīng)用設(shè)計(jì)、壓裂管柱內(nèi)通徑不一致、控制方式復(fù)雜、施工工藝復(fù)雜、作業(yè)難度大危險(xiǎn)性高和應(yīng)用成本高等問題。本發(fā)明所述永久式塞控噴砂滑套以及涉及該永久式塞控噴砂滑套的分段壓裂工藝方法，通過應(yīng)用可降解橋塞24坐落于滑套內(nèi)部而控制永久式塞控噴砂滑套的開啟，達(dá)到井筒內(nèi)外的連通而進(jìn)行分段壓裂，有效地簡化了油氣井分段壓裂中滑套的控制方式和應(yīng)用工藝方法，實(shí)現(xiàn)了全通徑狀態(tài)下的無極限分段壓裂的換層控制，并使噴砂滑套能夠長久性的開關(guān)控制和密封設(shè)計(jì)，滿足滑套開關(guān)在其它作業(yè)中的應(yīng)用，最大限度的提供一套管23柱實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用的要求。因此，本發(fā)明提供的優(yōu)選技術(shù)方案還具有應(yīng)用成本低、應(yīng)用范圍廣，施工工藝簡單等諸多優(yōu)點(diǎn)。
[0124]本發(fā)明實(shí)施例永久式塞控噴砂滑套，主要包括有上接頭1、噴砂外筒2、上密封壓帽3、上除垢環(huán)4、支撐環(huán)5、(上)復(fù)合密封環(huán)6、支撐環(huán)7、(上)復(fù)合密封環(huán)8、保護(hù)塞9、剪銷10、滑套11、連接接頭12、(下)復(fù)合密封(環(huán))13、支撐環(huán)14、(下)復(fù)合密封(環(huán))15、支撐環(huán)16、下除垢環(huán)17、下密封壓帽18、下外筒19、下接頭20等部件。
[0125]上接頭I上部螺紋用于與套管23連接，上接頭I下部螺紋與噴砂外筒2上部螺紋連接，噴砂外筒2下部與連接接頭12上螺紋連接，連接接頭12下螺紋與下外筒19上螺紋連接，下外筒19下螺紋與下接頭20連接，共同形成永久式塞控噴砂滑套外部結(jié)構(gòu)；
[0126]復(fù)合密封環(huán)8、支撐環(huán)7、復(fù)合密封環(huán)6、支撐環(huán)5、上除垢環(huán)4順序套裝于滑套11上部，復(fù)合密封環(huán)13、支撐環(huán)14、復(fù)合密封環(huán)15、支撐環(huán)16、下除垢環(huán)17順序套裝于滑套11下部，滑套11上部螺紋與上密封壓帽3螺紋連接，下部螺紋與下密封壓帽18螺紋連接，將上、下部的密封總成和除垢器固定在滑套上。
[0127]滑套組裝后間隙裝于永久式塞控噴砂滑套內(nèi)部，滑套上部密封總成與上接頭內(nèi)壁形成上密封結(jié)構(gòu)，滑套下部密封總成與連接接頭內(nèi)壁形成下密封結(jié)構(gòu)。
[0128]復(fù)合密封環(huán)是一種外部為高分子聚合物特制的密封環(huán)，具有耐溫250攝氏度、耐酸耐堿和穩(wěn)定性極強(qiáng)的材料，為保證其具有良好的彈性結(jié)構(gòu)特征，內(nèi)部加裝有橡膠密封圈作為彈性支撐件。
[0129]永久式塞控噴砂滑套特征是該工具是一種永久密封特征的液壓控制噴砂滑套，與橋塞24或其它錨定塞子配套應(yīng)用形成完整的開關(guān)控制功能，應(yīng)用時(shí)依靠橋塞24或其它錨定式塞子坐落于內(nèi)部，封閉滑套通道后，流體液壓力推動(dòng)塞子下行而帶動(dòng)滑套下行實(shí)現(xiàn)開啟功能。
[0130]永久式塞控噴砂滑套特征是上接頭內(nèi)腔密封面、滑套外園密封面均進(jìn)行了特殊防腐處理，采取內(nèi)涂層技術(shù)，涂層厚度0.3-0.35_，具有防止銹蝕、化學(xué)浸蝕和防結(jié)垢特性。
[0131]永久式塞控噴砂滑套特征是為了便于橋塞24或錨定控制塞正常坐封于滑套內(nèi)部，通常的滑套長度大于橋塞24或錨定控制塞以上，并自身帶有深度校核信號發(fā)生裝置。
[0132]永久式塞控噴砂滑套特征是具有多次打開和關(guān)閉的功能，關(guān)閉時(shí)需要采用專用的液壓擴(kuò)展關(guān)閉工具解除鎖定狀態(tài)后關(guān)閉，具有一次下井關(guān)閉多級滑套。
[0133]本發(fā)明實(shí)施例永久式塞控噴砂滑套的工作機(jī)理:應(yīng)用時(shí)根據(jù)分段壓裂施工段數(shù)，將永久式塞控噴砂滑套設(shè)置于井下需要壓裂的位置，上下用套管23連接起來一起入井，下完套管23后，按正常的固井程序進(jìn)行固井，壓裂時(shí)，下入的橋塞24或其它錨定式塞子坐封于滑套內(nèi)封閉井筒通道，開栗注入壓裂液，塞子阻斷了流體通道，產(chǎn)生與液流方向相同的推力，由于橋塞24錨定于滑套內(nèi)，橋塞24會帶動(dòng)滑套剪斷剪銷，將滑套推至外筒下端，打開流體流動(dòng)通道進(jìn)行壓裂。
[0134]本發(fā)明永久式塞控噴砂滑套分段壓裂工藝方法，在實(shí)施時(shí)，壓裂管柱由套管23、永久式塞控嗔砂滑套、未端定時(shí)滑套組成井下官柱部分。油氣井完鉆后下入套官23完井時(shí)，根據(jù)分段壓裂段數(shù)，確定永久式塞控噴砂滑套組數(shù)，并按照壓裂位置順序?qū)⒂谰檬饺貒娚盎捉M裝于完井套管23各生產(chǎn)段形成套管分段壓裂管柱。固井時(shí)，由于永久式塞控噴砂滑套沒有開啟，液流孔受到保護(hù)塞的保護(hù)，固井作業(yè)可按常規(guī)固井程序進(jìn)行，固井時(shí)將水泥漿按傳統(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，首先對未段進(jìn)行壓裂，壓裂完成后下入橋塞24至第一級永久式塞控噴砂滑套位置，將橋塞24座封于永久式塞控噴砂滑套內(nèi)部，橋塞24將井筒上下部隔開，地面注入壓裂液，橋塞24受到液壓推力推動(dòng)滑套下行開啟，地面根據(jù)各段的壓裂施工設(shè)計(jì)進(jìn)行分段壓裂施工作業(yè)；重復(fù)以上的方法打開各級永久式塞控噴砂滑套，至全部段壓裂完成。
[0135]上述本發(fā)明所公開的任一技術(shù)方案除另有聲明外，如果其公開了數(shù)值范圍，那么公開的數(shù)值范圍均為優(yōu)選的數(shù)值范圍，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解:優(yōu)選的數(shù)值范圍僅僅是諸多可實(shí)施的數(shù)值中技術(shù)效果比較明顯或具有代表性的數(shù)值。由于數(shù)值較多，無法窮舉，所以本發(fā)明才公開部分?jǐn)?shù)值以舉例說明本發(fā)明的技術(shù)方案，并且，上述列舉的數(shù)值不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明創(chuàng)造保護(hù)范圍的限制。
[0136]如果本文中使用了“第一”、“第二”等詞語來限定零部件的話，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉:“第一”、“第二”的使用僅僅是為了便于描述上對零部件進(jìn)行區(qū)別如沒有另行聲明夕卜，上述詞語并沒有特殊的含義。
[0137]同時(shí)，上述本發(fā)明如果公開或涉及了互相固定連接的零部件或結(jié)構(gòu)件，那么，除另有聲明外，固定連接可以理解為:能夠拆卸地固定連接(例如使用螺栓或螺釘連接)，也可以理解為:不可拆卸的固定連接(例如鉚接、焊接)，當(dāng)然，互相固定連接也可以為一體式結(jié)構(gòu)(例如使用鑄造工藝一體成形制造出來)所取代(明顯無法采用一體成形工藝除外)。
[0138]另外，上述本發(fā)明公開的任一技術(shù)方案中所應(yīng)用的用于表示位置關(guān)系或形狀的術(shù)語除另有聲明外其含義包括與其近似、類似或接近的狀態(tài)或形狀。本發(fā)明提供的任一部件既可以是由多個(gè)單獨(dú)的組成部分組裝而成，也可以為一體成形工藝制造出來的單獨(dú)部件。
[0139]在本發(fā)明的描述中如果使用了術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等，那么上述術(shù)語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永久式塞控噴砂滑套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)明保護(hù)范圍的限制。
[0140]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種永久式塞控噴砂滑套，其特征在于，包括外筒部、滑套部、密封結(jié)構(gòu)以及鎖定結(jié)構(gòu)，其中: 所述外筒部上設(shè)置有壓裂液出口，所述滑套部位于所述外筒部內(nèi)且其能在所述外筒部內(nèi)從關(guān)閉所述壓裂液出口的位置滑動(dòng)至打開所述壓裂液出口的位置； 所述外筒部的內(nèi)壁位于所述滑套部軸向方向上兩端之外的部分與所述滑套部的內(nèi)壁形成壓裂液通道，所述滑套部滑動(dòng)至打開所述壓裂液出口的位置時(shí)，通過所述壓裂液出口在所述壓裂液通道與地層間或在所述滑套部與地層間建立流體通道； 所述密封結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述滑套部的外壁與所述外筒部的內(nèi)壁之間；所述鎖定結(jié)構(gòu)固定設(shè)置在所述外筒部的下游段，且所述滑套部在所述外筒部內(nèi)從關(guān)閉所述壓裂液出口的位置滑動(dòng)至完全打開所述壓裂液出口的位置時(shí)所述滑套部與所述鎖定結(jié)構(gòu)形成鎖定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永久式塞控噴砂滑套，其特征在于， 所述壓裂液出口上設(shè)置有封堵所述壓裂液出口外端口的保護(hù)塞，所述滑套部滑動(dòng)至打開所述壓裂液出口的位置時(shí)，經(jīng)過所述壓裂液通道并通過所述壓裂液出口噴出的壓裂液能沖破或頂脫所述保護(hù)塞以壓裂地層，并通過所述壓裂液出口在所述壓裂液通道與地層間或在所述滑套部與地層間建立流體通道；和/或， 處于關(guān)閉所述壓裂液出口的位置的所述滑套部與所述外筒部之間通過剪銷相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的永久式塞控噴砂滑套，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)上復(fù)合密封環(huán)以及至少一個(gè)下復(fù)合密封環(huán)，其中: 所述上復(fù)合密封環(huán)套設(shè)在所述滑套部的上外壁上，所述下復(fù)合密封環(huán)套設(shè)在所述滑套部的下外壁上； 所述滑套部處于關(guān)閉所述壓裂液出口的位置時(shí)，所述上復(fù)合密封環(huán)位于所述壓裂液出口上游的所述外筒部與所述滑套部之間；所述下復(fù)合密封環(huán)位于所述壓裂液出口下游的所述外筒部與所述滑套部之間； 所述上復(fù)合密封環(huán)以及所述下復(fù)合密封環(huán)各自均包括橡膠密封圈以及密封環(huán)狀體，所述密封環(huán)狀體為耐酸堿耐溫材料制成；所述密封環(huán)狀體的外壁與所述外筒部的內(nèi)壁相抵接且所述密封環(huán)狀體的內(nèi)壁上設(shè)置有安裝凹槽，所述橡膠密封圈嵌于所述安裝凹槽內(nèi)且與所述滑套部的外壁相抵接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的永久式塞控噴砂滑套，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)還包括支撐環(huán)以及除垢環(huán)，所述支撐環(huán)與所述除垢環(huán)均套設(shè)在所述滑套部的外壁上，其中: 所述支撐環(huán)包括至少一個(gè)上支撐環(huán)以及至少一個(gè)下支撐環(huán)，所述除垢環(huán)包括至少一個(gè)上除垢環(huán)以及至少一個(gè)下除垢環(huán)； 所述上支撐環(huán)介于所述上除垢環(huán)與所述上復(fù)合密封環(huán)之間或介于相鄰的兩個(gè)所述上復(fù)合密封環(huán)之間； 所述下支撐環(huán)介于所述下除垢環(huán)與所述下復(fù)合密封環(huán)之間或介于相鄰的兩個(gè)所述下復(fù)合密封環(huán)之間； 所述上除垢環(huán)以及所述下除垢環(huán)各自均包括除垢環(huán)本體以及容垢凹槽，所述容垢凹槽設(shè)置在所述除垢環(huán)本體與所述外筒部相抵接的外壁上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的永久式塞控噴砂滑套，其特征在于，所述密封結(jié)構(gòu)還包括上密封壓帽以及下密封壓帽，其中: 所述滑套部位于所述上除垢環(huán)上游的部分與所述上密封壓帽可拆卸連接，且所述上密封壓帽抵壓在所述上除垢環(huán)上； 所述滑套部位于所述下除垢環(huán)下游的部分與所述下密封壓帽可拆卸連接，且所述下密封壓帽抵壓在所述下除垢環(huán)上。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的永久式塞控噴砂滑套，其特征在于，所述外筒部包括均呈筒狀且沿所述壓裂液通道的深度方向依次設(shè)置的上接頭、噴砂外筒、連接接頭、下外筒以及下接頭，其中: 所述壓裂液出口設(shè)置在所述噴砂外筒上，所述噴砂外筒軸向方向上的兩端分別與所述上接頭、所述連接接頭可拆卸連接，所述連接接頭以及所述下接頭分別與所述下外筒軸向方向上的兩端可拆卸連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的永久式塞控噴砂滑套，其特征在于，所述下接頭伸入所述下外筒內(nèi)部的一端設(shè)置有至少兩條分瓣式鎖定，所述鎖定結(jié)構(gòu)為設(shè)置在每條所述分瓣式鎖定上的至少一條防脫凸棱，所述滑套部在所述外筒部內(nèi)從關(guān)閉所述壓裂液出口的位置滑動(dòng)至完全打開所述壓裂液出口的位置時(shí)所述滑套部下游段外壁上的外螺紋嵌于所述分瓣式鎖定之間的間隙內(nèi)且與所述防脫凸棱相抵接或相嚙合。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的永久式塞控噴砂滑套，其特征在于，所述下接頭內(nèi)固定設(shè)置有深度校核信號發(fā)生裝置。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永久式塞控噴砂滑套，其特征在于，所述保護(hù)塞與所述壓裂液出口的內(nèi)壁可拆卸固定連接。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的永久式塞控噴砂滑套，其特征在于，所述保護(hù)塞為螺釘狀且其螺紋端設(shè)置有沉孔，所述可拆卸固定連接為螺紋連接。11.一種壓裂管柱，其特征在于，包括橋塞以及至少一節(jié)權(quán)利要求1 一 10任一所述的永久式塞控噴砂滑套，其中: 處于收縮狀態(tài)的所述橋塞能由所述外筒部進(jìn)入所述滑套部內(nèi)部并移動(dòng)至預(yù)定的坐封位置；處于坐封狀態(tài)的所述橋塞能坐封在所述滑套部內(nèi)壁上且由所述外筒部進(jìn)入的壓裂液能推動(dòng)處于坐封狀態(tài)的所述橋塞帶動(dòng)所述滑套部在所述外筒部內(nèi)從關(guān)閉所述壓裂液出口的位置滑動(dòng)至打開所述壓裂液出口的位置。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓裂管柱，其特征在于，所述橋塞為可降解或可溶解橋塞。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓裂管柱，其特征在于，所述永久式塞控噴砂滑套的數(shù)目為至少兩節(jié)，且相鄰的兩節(jié)所述永久式塞控噴砂滑套的所述滑套部的內(nèi)徑尺寸及套管的內(nèi)徑尺寸彼此相一致。14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓裂管柱，其特征在于，該壓裂管柱還包括末端定時(shí)滑套以及至少兩節(jié)套管，其中: 所述永久式塞控噴砂滑套的數(shù)目為至少兩節(jié)，所述套管中其中的兩節(jié)所述套管分別連接在一節(jié)所述永久式塞控噴砂滑套的外筒部的兩端；所述套管的內(nèi)壁、所述滑套部的內(nèi)壁以及所述外筒部的內(nèi)壁位于所述滑套部軸向方向上兩端之外的部分、所述末端定時(shí)滑套的內(nèi)壁形成所述壓裂液通道； 所述末端定時(shí)滑套與處于最末位置的一節(jié)所述永久式塞控噴砂滑套的下接頭兩者固定連接或?yàn)橐惑w式結(jié)構(gòu)，且所述末端定時(shí)滑套上的壓裂液噴射孔能在預(yù)定的時(shí)段變化至打開狀態(tài)。15.一種塞控分段壓裂工藝方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟S1、油氣井完鉆后，準(zhǔn)備下入套管完井時(shí)，根據(jù)分段壓裂段數(shù)確定權(quán)利要求1-10任一所述永久式塞控噴砂滑套的數(shù)目，并按照壓裂位置順序?qū)⑺鲇谰檬饺貒娚盎捉M裝于完井套管各生產(chǎn)段形成套管分段壓裂管柱； 步驟S2、若固井完井時(shí)，則進(jìn)行固井作業(yè)； 步驟S3、注入壓裂液對所述套管分段壓裂管柱的未段的地層進(jìn)行壓裂； 步驟S4、下入橋塞至所述套管分段壓裂管柱中未進(jìn)行壓裂作業(yè)的所述永久式塞控噴砂滑套中處于最末位置的一級永久式塞控噴砂滑套內(nèi)預(yù)定的坐封位置，將所述橋塞坐封于該永久式塞控噴砂滑套內(nèi)預(yù)定的坐封位置，由所述橋塞將井筒的上游與下游隔開； 從地面注入壓裂液，所述橋塞在壓裂液施加的液壓推力的推動(dòng)下推動(dòng)其坐封的所述滑套部下行至打開該滑套部所在的永久式塞控噴砂滑套的外筒部上的壓裂液出口的位置，壓裂液從所述壓裂液出口流出對地層進(jìn)行壓裂作業(yè)。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的塞控分段壓裂工藝方法，其特征在于，所述塞控分段壓裂工藝方法還包括以下步驟: 步驟S5、重復(fù)所述步驟S4打開各級的所述永久式塞控噴砂滑套，至全部段壓裂完成。
【文檔編號】E21B43/26GK105986780SQ201510081180
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月15日
【發(fā)明人】趙華, 凌毅立, 陳愛民, 陳琳, 趙志明
【申請人】趙華, 凌毅立