[發明專利]可開關復合滑套水力噴射壓裂井下裝置

無效

• 申請號: 201210043502.3
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN102536187A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 李根生;黃中偉;田守嶒;宋先知;史懷忠;王海柱;程宇雄;范鑫
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 董惠石

技術領域

本發明是關于一種壓裂裝置，尤其是一種可開關復合滑套水力噴射壓裂井下裝置，其通過設置復合滑套，可以打開或關閉噴射工具的噴射口，以解決砂卡事故。

背景技術

低滲透油氣田儲量占國內已探明儲量的28％，每年新增加低滲透探明儲量占新探明總儲量的50％以上，水力壓裂是動用和提高低滲透儲量的有效途徑。1947年，在美國KANSAS西南部的HUGOTON氣田的一口垂直井中首次實施了水力壓裂增產技術，經過了近半個世紀的發展，特別是上世紀80年代末以來，在壓裂設計、壓裂液和添加劑、支撐劑、壓裂設備和監測儀器以及裂縫監測等方面都獲得了迅速的發展。

為精確控制裂縫起裂位置和裂縫條數，國內外開展了分段壓裂技術研究。目前，現場常用的分層(段)壓裂方法主要有：限流法壓裂、暫堵劑分層壓裂、機械封隔器分層壓裂、填砂分層壓裂等。這些方法都存在有這樣或那樣的問題，如限流法壓裂要求的射孔密度較低，將會妨礙射孔對有效井筒半徑的擴大；作業期間，在射孔通道和裂縫入口處可能出現過大的壓力降，并會影響攜砂壓裂液在層間的分布；限流法進行射孔提供的裂縫入口面積較小，在返排和生產期間，易使支撐劑返出。在裸眼水平井壓裂時，最簡單的隔離方法是使用暫堵劑，暫堵劑可以用巖鹽、苯甲酸片或樟腦丸等。但這種方法最大的問題是難以控制沿井筒的裂縫起裂點之間的距離；另一個重要的問題是在暫堵階段對裂縫在近井地帶的支撐劑的充填無法控制。在套管井可以實施封隔器分層或分段壓裂工藝，但是，施工完一個層位后，封隔器常常發生砂卡，導致井下事故。填砂分層壓裂的問題是施工周期過長。

為克服上述公知技術存在的缺陷，本案申請人在中國專利第200910082408.7號中闡述了一種帶有滑套的磨料射流噴射分層壓裂裝置，該裝置具有多級滑套，除第一級噴槍外，其余每級噴槍內均安裝一級滑套，下井時滑套處于關閉狀態，需要壓裂對應的層位時，投球打開滑套、露出噴嘴，壓裂液自該噴嘴噴出，同時，投入的球打開滑套后封堵滑套內流道，壓裂液不再流經滑套下部的噴槍，確保壓裂液和支撐劑不進入已壓開層段，避免了壓裂不同層段時移動井下管柱。但是這項技術存在一個問題(以三級滑套噴槍為例)：如圖1所示，在下部第一級噴槍1發生砂卡部位10、需要進行反循環洗井進行解卡的情況下，由于上部噴槍12、13的滑套121、131均被鋼球122、133打開，各級噴槍12、13均與環空連通，因此洗井液將沿箭頭A從壓力最小的上部噴槍13上設置的噴嘴134進入油管100內，即，在砂卡井段上部的第三級形成了反洗通道，而不能沖洗砂卡部位10，管柱仍然不能解卡。

因此，該公知技術當發生砂卡時，解卡工作非常麻煩，影響了施工效率。

有鑒于上述公知技術存在的缺陷，本發明人根據多年從事本領域和相關領域的生產設計經驗，研制出本發明的可開關復合滑套水力噴射壓裂井下裝置，以方便地解決下部噴槍發生砂卡的解卡問題，有效地提高反循環洗井的效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種可開關復合滑套水力噴射壓裂井下裝置，通過復合滑套的設置，在需要對規定層位噴射壓裂液時，可以打開滑套，由噴射工具射出壓裂液，進行壓裂施工，而在完成壓裂施工后，通過另一個滑套可以再次關閉噴槍，當發生砂卡事故時，能效地提高反循環洗井的效果。

為此，本發明提出一種可開關復合滑套水力噴射壓裂井下裝置，所述裝置具有多級串聯連接的噴射工具；所述噴射工具均為中空柱狀體，其側壁上設有至少兩個噴嘴；所述噴射工具包括設在下部的一級底部噴射工具，以及位于底部噴射工具上部的多級上部噴射工具，其中，在各級所述上部噴射工具內均設有能封閉該級噴射工具噴嘴的第一滑套，且所述第一滑套在外力作用下能夠滑移至所述噴嘴的下部，打開所述噴嘴；各級所述上部噴射工具內還設有能封閉所述噴嘴的第二滑套，所述第二滑套能夠在該級噴射工具完成壓裂噴射后在外力的作用下滑動至封閉所述噴嘴。

如上所述的可開關復合滑套水力噴射壓裂井下裝置，其中，所述第一滑套、第二滑套通過剪切銷釘與所述上部噴射工具相連接，且所述第二滑套設置在所述第一滑套的上部。

如上所述的可開關復合滑套水力噴射壓裂井下裝置，其中，所述滑套的內徑自上而下依次減小。

如上所述的可開關復合滑套水力噴射壓裂井下裝置，其中，所述裝置還包括能使所述滑套向下移動、并密封所述滑套的鋼球。

如上所述的可開關復合滑套水力噴射壓裂井下裝置，其中，所述鋼球的直徑自上而下依次減小，且大于被密封的所述滑套的內徑，小于具有被密封的所述滑套的該級上部噴射工具的內徑。

本發明的特點和優點是：