[發(fā)明專利]油井用分段壓裂滑套及其裝置和使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110399128.6
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN103132969A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾義金;李光泉;戴文潮;吳姬昊;郭朝輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術(shù)研究院
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B34/14;E21B34/16
• 代理公司: 北京聿宏知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;劉華聯(lián)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種油井用分段壓裂滑套、包括該滑套的油井用分段壓裂裝置及其使用方法。

背景技術(shù)

分段壓裂技術(shù)是目前油藏儲層改造、非常規(guī)油氣藏開采的主要方式之一。水平井分段壓裂工藝技術(shù)難點在于分段壓裂工藝方式的選擇和井下封堵工具的研發(fā)。

多級封隔器分段壓裂技術(shù)是一種目前常用的分段壓裂技術(shù)。它類似滑動套筒循環(huán)裝置，投球式滑套是該分段壓裂技術(shù)中的一種核心裝置，在水平井或分支井主、分支井眼的完井和儲層改造中經(jīng)常與封隔器配合使用。常規(guī)壓裂滑套的開啟是由井口投放憋壓球，當(dāng)憋壓球到達(dá)滑套位置時與滑套內(nèi)的球座形成密封，實現(xiàn)憋壓，壓力達(dá)到一定值時剪斷銷釘，使得滑套外筒上的壓裂孔槽開啟，從而建立壓裂通道。在《石油機(jī)械》2011年第2期的文獻(xiàn)“水平井分段壓裂滑套的研制與應(yīng)用”以及2009年第10期的文獻(xiàn)“BZ-60型無阻壓裂噴砂滑套的研制與應(yīng)用”中介紹的壓裂滑套均為此種原理。傳統(tǒng)的滑套裝置存在以下問題：

1)球和滑套通徑的尺寸存在嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，施工過程中管柱需接入多組滑套裝置，每組滑套裝置的通徑不斷減小，因此生產(chǎn)管柱的有效過油面積也減少，影響后期產(chǎn)層的開采效率。

2)球和球座貼合的密封方式，密封接觸面小對裝置的耐壓性能和加工精度要求高，增加了裝置的加工制造難度；

3)在定向井或水平井中，滑套裝置傾斜或處于水平時，由于重力的影響，憋壓球與球座不能很好的貼合形成密封，影響滑套的正常工作。

綜上所述，目前需要有一種新的壓裂滑套以解決傳統(tǒng)分段壓裂技術(shù)的不足，避免由于滑套通徑減小以提高開采效率，避免使用球和球座配套的密封方式以降低加工難度，適用范圍廣，不受滑套所處位置影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決傳統(tǒng)投球式滑套存在的不足，提供一種新型油井用分段壓裂滑套，擯棄采用球與球座兩獨立元件配合形成密封的傳統(tǒng)方式，并且所有滑套裝置的通徑尺寸能夠統(tǒng)一，從而使滑套易于加工制造，提高油藏的開采效率和裝置的適用性，尤其是可以提高在定向井、水平井中的可靠性。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種油井用分段壓裂滑套，包括：

用于連接到油套管上的滑套外殼，在所述外殼的側(cè)壁上開有第一壓裂孔；

內(nèi)滑套，所述內(nèi)滑套通過徑向穿過外殼側(cè)壁和內(nèi)滑套側(cè)壁的銷釘固定在外殼內(nèi)，在內(nèi)滑套的側(cè)壁上開有第二壓裂孔，其中第一壓裂孔和第二壓裂孔在軸向上彼此錯開；

布置在內(nèi)滑套中的封擋件和憋壓控制裝置，所述憋壓控制裝置包括用于強(qiáng)制封擋件保持在打開位置處的致動機(jī)構(gòu)，

其中，所述致動機(jī)構(gòu)在所述憋壓控制裝置接收到預(yù)定信號時使所述封擋件運動到關(guān)閉位置，從而封閉所述內(nèi)滑套的內(nèi)腔并在其中形成壓力積聚，

當(dāng)壓力增大到克服銷釘?shù)募羟辛r銷釘被剪斷，使得內(nèi)滑套沿軸向滑動，直至所述第一壓裂孔與第二壓裂孔在所述滑套的軸向上彼此對齊為止。

在一個實施例中，憋壓控制裝置包括接收預(yù)定信號并促動致動機(jī)構(gòu)的控制器。

在一個實施例中，致動機(jī)構(gòu)為包括銜鐵和電磁線圈的電磁閥，其中銜鐵伸出以將封擋件保持在打開位置，控制器在接收到預(yù)定信號時促動電磁閥使銜鐵退回，由此釋放封擋件使其自行返回到關(guān)閉位置。

在一個實施例中，銜鐵借助于彈簧而伸出，控制器通過使電磁線圈通電來吸引銜鐵退回。

在一個實施例中，內(nèi)滑套包括兩個彼此相連的軸向部分，其中第二壓裂孔設(shè)于第一軸向部分，而封擋件和憋壓控制裝置設(shè)于第二軸向部分。

在一個實施例中，封擋件可樞軸轉(zhuǎn)動地安裝在固定于內(nèi)滑套中的支座上，并借助于別簧而從打開位置樞軸轉(zhuǎn)動到關(guān)閉位置。

在一個實施例中，擋蓋與支座分別設(shè)有能夠彼此間形成形狀互補(bǔ)式配合的結(jié)構(gòu)。

在一個實施例中，控制器采用遠(yuǎn)程遙控的無線尋呼遙控器或者無線電遙控器。

在一個實施例中，預(yù)定信號由能投放到滑套中的信號球發(fā)出。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種油井用分段壓裂裝置，包括多個通過油套管彼此相連的如前所述的分段壓裂滑套，其中各個滑套的憋壓控制裝置所對應(yīng)的所述預(yù)定信號彼此不同。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種用于與如本發(fā)明第一方面所述的油井用分段壓裂滑套配合使用的信號球，其中該信號球集成有能發(fā)出預(yù)定信號的芯片，該預(yù)定信號可通過刷新芯片程序來改變。