[發明專利]一種井下電控滑套開關工具

有效

• 申請號: 201710580968.X
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN109267965B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 岳慧;段友智;何祖清;劉紅磊;許建華;趙旭;何同;翟羽佳
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: E21B34/06
• 分類號: E21B34/06;E21B43/26
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 郭韞

本發明提供了一種井下電控滑套開關工具，屬于油氣井的完井及生產技術領域。該井下電控滑套開關工具包括依次連接的套管咬緊機構、滑套旋轉機構和滑套咬緊機構；所述套管咬緊機構和滑套咬緊機構呈鏡像對稱設置，均包括動力裝置、絲杠螺母副和操作爪；所述絲杠螺母副帶動所述操作爪張開或者縮回；所述滑套旋轉機構包括旋轉電機和第三連接頭，所述旋轉電機通過第三連接頭帶動所述滑套咬緊機構中的操作爪旋轉。

技術領域

本發明屬于油氣井的完井及生產技術領域，具體涉及一種井下電控滑套開關工具，用于水平井分段完井、分段壓裂及控水生產。

背景技術

隨著頁巖氣、頁巖油等非常規油氣資源的勘探開發，水平井分段壓裂改造技術被有效實施。儲層壓裂改造技術是將頁巖油氣、致密巖層等水平井分成多段，然后將地層壓裂成多條裂縫，擴大油氣產層的泄油面積，提高油氣采收率，從而提高單井產量。水平井裸眼分段壓裂技術是儲層壓裂改造中的一種并在國內外非常規油氣田廣泛地推廣應用，其中，通過滑套與每一段層段建立過流通道。該項技術中能否按施工設計對不同層位進行壓裂，完井管柱中與地層建立過流通道的滑套工具是關鍵技術之一。

目前的分段完井用滑套主要采用的多級投球滑套，采用直徑不同的低密度壓裂球投送到滑套球座后通過井口打壓從而控制各段滑套的開啟，從而實現多級逐段分層壓裂，具有施工方便的優點，目前已經在7″×41/2″套管實現最大分壓級數25級，在95/8″×51/2″套管實現最大分壓級數30級，封堵球級差0.125″,目前最新已經實現1/16″的級差。

泵送復合電纜橋塞分段壓裂工藝技術采用電纜快速下入非金屬橋塞進行分段，并可一次完成橋塞下入、坐封、丟手、多級射孔，可以實現任意段的分段壓裂，但是工藝相對復雜。

斯倫貝謝的TAP分段壓裂完井工藝在套管上安裝預置壓裂滑套，套管外用液壓管線連接各滑套，通過投入飛鏢逐級打開各級滑套，從而實現分段壓裂。該工藝技術理論上可以實現任意級數的分段壓裂，但工藝復雜，對鉆井、下套管水平要求較高。

針對邊底水油藏延緩邊底水錐進速度，國內外均進行了深入的理論研究，并配套了傾斜布井法、變密度射孔、變盲篩比篩管、中心管法、ICD調流控水篩管等控水技術，但這些技術主要都是針對水平段變質量流動造成的生產壓差差異，通過控制局部生產壓差來達到水平段流入剖面均衡，從而防止局部錐進的目的，這些技術在一定程度上限制了油井產能，較適宜于高產油井

在智能滑套方面，國外威德福研制的智能滑套，可以實現利用RFID標簽來控制滑套開關，從而實現分段壓裂和分段堵水功能，但由于其每個智能滑套帶智能控制系統、通信系統、機械執行系統、電源系統等，外徑較大，而內通徑較小，且單個滑套成本較高，每口井應用多個滑套成本過高，因此只是作為儲備技術，并未進入現場應用。

綜上所述，針對低滲透油藏水平井自然產能低的問題，國外普遍開展多級分段壓裂改造措施，特別是隨著頁巖氣得開發，多級大規模分段壓裂工藝得到迅猛發展，目前最高壓裂級數已經達到40級，成為頁巖氣開發的主體關鍵技術。目前主要的多級分段壓裂技術有多級投球滑套分段壓裂工藝技術、水力噴射分段壓裂工藝技術、泵送復合電纜橋塞分段壓裂工藝技術以及斯倫貝謝的TAP分段壓裂工藝技術等，但都存在分段級數有限、管內通徑受限、施工速度慢等問題。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種井下電控滑套開關工具，實現：盡可能多的分段數或任意級分段、多級分段壓裂施工連續進行、工藝簡單可靠、完井成本低、能夠同時實現分段壓裂、分段控水、分支水平井的多級分段完井。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種井下電控滑套開關工具，包括依次連接的套管咬緊機構、滑套旋轉機構和滑套咬緊機構；

所述套管咬緊機構和滑套咬緊機構呈鏡像對稱設置，均包括動力裝置、絲杠螺母副和操作爪；所述絲杠螺母副帶動所述操作爪張開或者縮回；