[發明專利]多段壓裂與智能完井一體化管柱及方法

在審

• 申請號: 202011021491.X
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN114427422A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 趙旭;周朝;張同義;姚志良;龍武
• 申請（專利權）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研究院
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;E21B43/14;E21B34/14;E21B34/06;E21B34/08
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 賈悅

1.一種壓裂控水完井管柱，包括：

壓裂機構，所述壓裂機構構造為在打開狀態下用于對地層進行壓裂；以及

控水機構，所述控水機構構造為在打開狀態下用于接收來自地層中的流體并根據流體中的水含量而調節允許流體進入管柱的流量；

其中，在進行壓裂時，所述壓裂機構處于打開狀態而控水機構處于關閉狀態，在進行采油時，所述控水機構處于打開狀態而壓裂機構處于關閉狀態。

2.根據權利要求1所述的壓裂控水完井管柱，其特征在于，在進行壓裂時，通過所述管柱內壓力大于管柱外壓力而使所述壓裂機構自動打開，所述控水機構自動關閉；

在進行采油時，通過所述管柱內壓力小于所述管柱外壓力而使所述控水機構自動打開，所述壓裂機構自動關閉。

3.根據權利要求2所述的壓裂控水完井管柱，其特征在于，所述壓裂機構包括沿軸向方向接續設置的多個壓裂短節，各個壓裂短節包括：

壓裂外筒，在所述壓裂外筒的側壁上構造有第一流通孔；

套設在所述壓裂外筒內的壓裂內筒，在所述壓裂內筒的側壁上構造有第二流通孔；

套設在所述壓裂外筒與壓裂內筒之間的壓裂彈簧，所述壓裂彈簧的上端與壓裂內筒的徑向向外延伸的抵接部相接合，下端與壓裂外筒的徑向向內延伸抵接部相接合；以及

設置在所述壓裂內筒內的壓裂球座；

其中，通過向所述管柱內投入憋壓球打壓，使得所述憋壓球與所述壓裂球座接合，所述壓裂內筒向下移動，以使所述第一流通孔與所述第二流通孔彼此連通，允許壓裂流體射向儲層；在不向所述管柱內打壓時，所述壓裂內筒的第一流通孔與所述第二流通孔彼此分離；

其中，所述多個壓裂短節中的最下方的壓裂短節中的壓裂球座為可溶球座，其他壓裂短節中的壓裂球座為擴張式球座，所述擴張式球座構造為能在打壓超過一定閾值時擴張，以允許所述憋壓球通過，

其中，所述憋壓球為可溶憋壓球。

4.根據權利要求3所述的壓裂控水完井管柱，其特征在于，所述擴張式球座構造為彈性球座，在所述壓裂內筒的內壁上構造有與球座接收槽；

在初始狀態下，所述彈性球座的用于接收所述憋壓球的接收部套設在所述壓裂內筒內，并在所述壓裂內筒的內壁的限制下徑向收縮，所述接收部處于所述球座接收槽上方；

在所述憋壓球與所述彈性球座相接合時，通過向所述管柱內打壓，使得所述彈性球座相對于所述壓裂內筒向下移動，使得所述接收部與所述球座接收槽對齊，所述接收部在彈性作用下徑向向外擴張至插入所述球座接收槽內。

5.根據權利要求3或4所述的壓裂控水完井管柱，其特征在于，所述壓裂外筒構造有第一壓力連通孔，所述第一壓力連通孔構造為允許管柱外的壓力傳遞至所述壓裂彈簧所在的腔體內。

6.根據權利要求2到5中任一項所述的壓裂控水完井管柱，其特征在于，所述控水機構包括：

防砂篩管，所述防砂篩管構造有供流體通過的篩孔；

套設在所述防砂篩管內的壓差滑套；以及

設置在壓差滑套與防砂篩管之間的自適應控水器；

其中，在管柱內壓力大于管柱外壓力時，所述壓差滑套關閉，在所述管柱內壓力小于所述管柱外壓力時，所述壓差滑套打開并使得流體能通過所述篩孔和自適應控水器而流到所述壓差滑套內。