[發明專利]無節流多級分層壓裂管柱及多級分層壓裂施工方法

在審

• 申請號: 202010961348.2
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN111963134A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 韓永亮;馮強;丁柯宇;王玥;詹鴻運;周后俊;劉志斌;郭鳴;宗慶偉;王學正
• 申請（專利權）人: 中國石油集團渤海鉆探工程有限公司;中國石油天然氣集團有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B43/14;E21B33/128
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 王夢

1.一種無節流多級分層壓裂管柱，其特征在于，包括自下而上依次通過油管連接的喇叭口、第一無節流自助解封封隔器、第一級無節流噴砂滑套、第二無節流自助解封封隔器、第二級無節流噴砂滑套、…、第N無節流自助解封封隔器、第N級無節流噴砂滑套、第N+1無節流自助解封封隔器、防砂水力錨和液壓安全接頭；其中，

每個無節流噴砂滑套均由無節流內滑套(13)、噴砂滑套主體(14)和可溶球(15)構成；無節流內滑套(13)包括外筒和內筒，內筒的軸向長度小于外筒的軸向長度，且內筒以存在間隙的方式套裝并設置在外筒底端內側，內筒與外筒之間通過連接部連接為一體；噴砂滑套主體(14)為筒體結構，其上部側壁上沿圓周方向均布開設有多個噴砂孔，其下部內壁凸起并形成有一圈第二限位臺階；可溶球(15)的直徑與內筒的內徑相適應以有效封堵內筒；無節流內滑套(13)通過沿圓周方向均部設置的多個剪切銷釘(11)套裝并固定在噴砂滑套主體(14)的內側，并封閉噴砂滑套主體(14)上開設的各噴砂孔；無節流內滑套(13)頂面至噴砂孔下側孔壁的軸向長度小于或等于無節流內滑套(13)底面至第二限位臺階上端面的軸向長度；內筒的外徑略小于限位臺階處的內徑；

各級無節流噴砂滑套的無節流內滑套的外筒內徑相同、內筒的壁厚相同，而內筒的內徑自下而上逐級增大。

2.根據權利要求1所述的無節流多級分層壓裂管柱，其特征在于，連接部為一徑向截面為扇形的柱形體，其軸向長度與內筒的軸向長度一致；連接部的徑向截面面積為外筒與內筒之間所形成的環空通道的徑向截面面積的1/4。

3.根據權利要求1所述的無節流多級分層壓裂管柱，其特征在于，噴砂孔為軸向長孔，且全部噴砂孔的總過流面積為油管過流面積的1.5倍。

4.根據權利要求1所述的無節流多級分層壓裂管柱，其特征在于，在無節流內滑套(13)的外筒外壁上且位于噴砂孔兩側各設置有至少兩組O形密封圈。

5.一種采用如權利要求1～4任一項所述的無節流多級分層壓裂管柱實現的多級分層壓裂施工方法，其特征在于，步驟如下：

S1、根據油氣井內儲層情況，組裝無節流多級分層壓裂管柱并下入生產套管內，使除油氣井內最底層儲層段外，每個儲層段的位置分別與每一級無節流噴砂滑套的噴砂孔一一對應，喇叭口設置于最底層儲層段的上方；

S2、打開套管閥門，向油管內正替前置液后，關閉套管閥門；其中，前置液的用量與油管的內容積一致，排量≤0.5m³/min；

S3、向油管內加壓，密封油管和生產套管之間的環形空間，使無節流自助解封封隔器完成初封；繼續提高油管內液體壓力，使封隔器的密封膠筒達到最佳壓縮效果，封隔器坐封完成；與此同時，無節流自助解封封隔器的解封機構與井內液體接觸并開始溶解；

S4、向油管和生產套管之間的環形空間內打平衡壓力，通過喇叭口對第一儲層段，即最底層儲層段進行壓裂施工；

S5、第一儲層段壓裂施工結束后，通過井口的投球旋塞閥向壓裂管柱中投入與第一級無節流噴砂滑套對應尺寸的可溶球，憋壓剪斷剪切銷釘，第一儲層段被封堵的同時，露出噴砂孔形成壓裂通道，對第二層儲層段進行壓裂施工；

S6、應用與步驟S5相同的施工方法，自下而上依次完成剩余儲層段的壓裂施工；

S7、全部儲層段壓裂施工結束后，減小油管內液體壓力，使無節流自助解封封隔器的膠筒在自身的回彈力和彈簧的自助解封力雙作用下快速解封，或待解封機構溶解后得到解封，起出無節流多級分層壓裂管柱。