[發明專利]壓裂工具及分段壓裂管柱

在審

• 申請號: 201611101352.1
• 申請日: 2016-12-02
• 公開（公告）號: CN106593385A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 錢杰;張國文;沈澤俊;張衛平;薛建軍;王新忠;童征;李明
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B43/114;E21B33/127
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 李景輝

技術領域

本發明涉及油田壓裂技術領域，尤其是用于油田壓裂的壓裂工具及分段壓裂管柱。

背景技術

分段壓裂改造是實現低滲透、致密油氣藏有效動用的重要技術之一，具有壓裂層段針對性強，壓裂過程連續的特點。特別是老井的重復壓裂，采用分段壓裂管柱分段改造是唯一的技術手段。分段壓裂管柱中的封隔器是分段壓裂改造技術的核心，要滿足封得住、起得出的基本要求。壓裂封隔器主要有兩大類型，一是擴張式封隔器，另一種是壓縮式封隔器。

以擴張式封隔器為基礎組成的壓裂管柱，采用上提管柱封隔器分段壓裂技術，壓完一段后，上提再壓另一段，主要存在的問題是，每次上提管柱要動井口，效率低，風險大；以壓縮式封隔器組成的壓裂管柱，采用機械隔離可逐級解封的分層壓裂技術，在壓裂完成后，上提管柱解封，主要存在問題是解封困難，主要原因是封隔器解封時要幾噸的負荷，如果膠筒上沉砂(幾乎肯定存在)，解封負荷會更大，往往造成封隔器解封了，管柱起不出來。

發明內容

本發明的目的是提供一種壓裂工具及分段壓裂管柱，其坐封可靠，能在壓裂完成后自動解封，壓裂完成后只需上提一次管柱。

為達到上述目的，本發明提出第一種壓裂工具，其包括閉式擴張式自解封封隔器和連接在所述閉式擴張式自解封封隔器下方的噴砂器，所述壓裂工具具有軸向貫通的內腔；所述閉式擴張式自解封封隔器包括：第一筒體，其外側壁上凹設有環形凹槽，且其側壁內開設有至少一個與所述環形凹槽連通且位于所述環形凹槽下方的安裝孔，所述第一筒體的內側壁上凹設有與所述安裝孔連通的液流孔；膠筒，嵌設在所述環形凹槽內，且封閉所述環形凹槽的槽口，所述膠筒能在流體從所述液流孔經由所述安裝孔流入所述環形凹槽后徑向擴張，并能在所述環形凹槽中的流體經由所述安裝孔從所述液流孔流出后收回；液流開關，安裝在所述安裝孔內，通過所述液流開關控制所述液流孔與所述環形凹槽之間的連通和斷開；第一內滑套，能軸向滑動地套設在所述第一筒體內側，并能通過軸向滑動封堵或打開所述液流孔。

如上所述的壓裂工具，其中，所述第一筒體包括：第一上接頭，所述第一上接頭的外側壁上具有環形臺階；第一套筒，其上端套接在所述第一上接頭的下端外側，所述安裝孔開設在所述第一套筒頂端的側壁內，所述液流孔凹設于所述第一套筒的內側壁上，所述第一內滑套套設在所述第一套筒的內側；第二套筒，套接在所述第一套筒外，所述第二套筒的頂端與所述第一上接頭的環形臺階之間圍成所述環形凹槽，所述第二套筒頂端的內側壁與所述第一上接頭的外側壁之間形成液流通道，所述安裝孔通過所述液流通道與所述環形凹槽連通。

如上所述的壓裂工具，其中，所述液流開關包括控制流體從所述液流孔向所述環形凹槽單向流動的單向閥、以及由可溶解材料制成的溶解閥，所述安裝孔為兩個以上，且所述單向閥和所述溶解閥分別設于不同的所述安裝孔內，所述溶解閥能在溶解前阻止所述環形凹槽內的流體流出，并能在溶解后允許所述環形凹槽內的流體經由所述溶解閥所在的所述安裝孔從所述液流孔流出。

如上所述的壓裂工具，其中，所述溶解閥為由可溶解材料制成的單向閥結構或由可溶解材料制成且能堵塞所述安裝孔的柱狀封堵件。

如上所述的壓裂工具，其中，所述液流開關為由可溶解材料制成的單向閥結構，所述液流開關能在溶解前控制流體從所述液流孔向所述環形凹槽單向流動，并能在溶解后允許所述環形凹槽內的流體經由所述安裝孔從所述液流孔流出。

如上所述的壓裂工具，其中，所述噴砂器為套管保護噴砂器，所述噴砂器包括：第二筒體，其側壁上貫穿有通孔；噴嘴，穿設連接在所述通孔內，所述噴嘴由易磨損材料制成；第二內滑套，能軸向滑動地套設在所述第二筒體內側，并能通過軸向滑動封堵或打開所述噴嘴。

如上所述的壓裂工具，其中，所述噴砂器還包括保護環，所述保護環穿設連接在所述通孔內，并套接在所述噴嘴外，所述保護環由耐磨材料制成。

如上所述的壓裂工具，其中，所述第二筒體包括第二上接頭和連接在所述第二上接頭下方的第二下接頭，所述通孔開設在所述第二上接頭的側壁上，所述第二下接頭的內側壁上凸設有能對所述第二內滑套限位的環形凸臺，在所述第二內滑套滑動至頂抵所述環形凸臺的狀態下，所述第二內滑套位于所述噴嘴下方。