[發(fā)明專利]一種壓裂和采油用一體化井口裝置及操作方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110914136.3
• 申請(qǐng)日: 2021-08-10
• 公開（公告）號(hào): CN115704297A
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱福壽;申玉壯;王海濤;欒海軍;傅登偉;丁坤;席岳;高亮;李博倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): E21B43/26
• 分類號(hào): E21B43/26;E21B33/03;E21B33/04;E21B17/04;E21B34/02
• 代理公司: 北京精金石知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11470
• 代理人: 楊蘭蘭;朱寶莉

1.一種壓裂和采油用一體化井口裝置，用于在完井階段、壓裂階段、自噴階段以及機(jī)采階段分別進(jìn)行油井作業(yè)，其特征在于，該井口裝置包括第一采油機(jī)構(gòu)和第二采油機(jī)構(gòu)，其中所述第一采油機(jī)構(gòu)底部連接有油層套管，且內(nèi)部設(shè)有油管柱，所述第一采油結(jié)構(gòu)用于懸掛油管柱，并密封油管柱與油層套管之間的環(huán)形空間；所述第二采油機(jī)構(gòu)位于第一采油機(jī)構(gòu)上方，且所述第二采油機(jī)構(gòu)底部與第一采油機(jī)構(gòu)頂部連通，所述第二采油機(jī)構(gòu)用于油井內(nèi)流體控制，并提供連接入口；所述第二采油機(jī)構(gòu)在完井階段、壓裂階段、自噴階段以及機(jī)采階段的結(jié)構(gòu)不同。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂和采油用一體化井口裝置，其特征在于，所述第一采油機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)有油管頭四通、平板閥、儀表法蘭、壓力表截止閥、密封件、頂絲、油管懸掛器、試壓單流閥以及泄放閥，所述油管頭四通上設(shè)有左右對(duì)稱的左端口和右端口，其中所述左端口和右端口分別連接有兩組平板閥，且兩組平板閥之間通過儀表法蘭進(jìn)行連接，其中一側(cè)端口的儀表法蘭上連接有所述壓力表截止閥；所述油管懸掛器位于油管頭四通的主通徑內(nèi)，且通過頂絲固定于主通徑內(nèi)；所述油管頭四通內(nèi)部主通徑的下端同軸設(shè)有多個(gè)密封槽，且每個(gè)密封槽內(nèi)部設(shè)有所述密封件，位于油管頭四通主通徑的下端對(duì)應(yīng)密封槽的位置呈圓周設(shè)有多個(gè)試壓單流閥以及泄放閥。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂和采油用一體化井口裝置，其特征在于，所述第二采油機(jī)構(gòu)在油井作業(yè)的完井階段中包括有轉(zhuǎn)換法蘭和第一采油樹，所述轉(zhuǎn)換法蘭位于第一采油機(jī)構(gòu)的正上方，所述轉(zhuǎn)換法蘭包括高壓側(cè)和低壓側(cè)，所述高壓側(cè)與第一采油機(jī)構(gòu)的頂部連接，所述低壓側(cè)分別與第一采油樹底部連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓裂和采油用一體化井口裝置，其特征在于，所述第一采油樹包括主閥、四通管、平板閥以及清蠟閥，所述四通管上設(shè)有左右對(duì)稱的連接接口，且每個(gè)連接接口分別連接兩組平板閥；位于其中一個(gè)連接接口的兩組平板閥之間設(shè)置有儀表法蘭，且所述儀表法蘭上連接有壓力表截止閥；所述清蠟閥位于四通管正上方，且所述清蠟閥與四通管的上部接口連通；所述主閥位于四通管正下方，且所述主閥上部與四通管的下部接口連通；所述主閥下部與轉(zhuǎn)換法蘭的低壓側(cè)連通。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂和采油用一體化井口裝置，其特征在于，所述第二采油機(jī)構(gòu)在油井作業(yè)的壓裂階段中包括有兩組壓裂閥和第二采油樹，其中兩組壓裂閥沿豎向連接，且位于最下層的壓裂閥與第一采油機(jī)構(gòu)連通，位于最上層的壓裂閥與第二采油樹連通；所述第二采油樹包括有壓裂六通管，所述壓裂六通管包括一組主通徑管道和四組副通徑管道，四組所述副通徑管道繞主通徑管道的軸心一周均勻布置，且所述副通徑管道的軸線與主通徑管道的軸線呈夾角設(shè)置。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓裂和采油用一體化井口裝置，其特征在于，所述第二采油機(jī)構(gòu)在油井作業(yè)的自噴階段中包括有一組壓裂閥、轉(zhuǎn)換法蘭和第一采油樹，所述壓裂閥設(shè)置于第一采油機(jī)構(gòu)上方，所述轉(zhuǎn)換法蘭包括高壓側(cè)和低壓側(cè)，所述高壓側(cè)與壓裂閥頂部連接，所述低壓側(cè)與第一采油樹底部連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂和采油用一體化井口裝置，其特征在于，所述第二采油機(jī)構(gòu)在油井作業(yè)的機(jī)采階段中包括有轉(zhuǎn)換法蘭和第三采油樹，所述轉(zhuǎn)換法蘭包括高壓側(cè)和低壓側(cè)，所述高壓側(cè)與第一采油機(jī)構(gòu)的頂部連接，所述低壓側(cè)與第三采油樹底部連接；所述第三采油樹包括四通管、平板閥、膠皮閘門和抽油桿密封件，所述四通管上設(shè)有左右對(duì)稱的連接接口，且每個(gè)連接接口分別連接一組平板閥；其中一組平板閥的端口位置有儀表法蘭，且所述儀表法蘭上連接有壓力表截止閥；所述膠皮閘門位于四通管正上方，且所述膠皮閘門與四通管的上部接口連通，所述抽油桿密封件設(shè)置于膠皮閥門上方；所述四通管的下部接口與轉(zhuǎn)換法蘭低壓側(cè)連通。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂和采油用一體化井口裝置，其特征在于，所述第一采油機(jī)構(gòu)的壓力在滿足壓裂階段要求條件下，所述第二采油機(jī)構(gòu)中采油樹的壓力要求根據(jù)自噴階段的壓力要求進(jìn)行確定。

9.一種基于權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述壓裂和采油用一體化井口裝置的操作方法，其特征在于，包括如下步驟：

首先油井進(jìn)入完井階段時(shí)，所述第一采油機(jī)構(gòu)上連接轉(zhuǎn)換法蘭和第一采油樹；

當(dāng)油井由完井進(jìn)入壓裂階段時(shí)，將第一采油機(jī)構(gòu)上的轉(zhuǎn)換法蘭以及第一采油樹拆除；并在第一采油機(jī)構(gòu)上安裝兩組壓裂閥，并配合壓裂六通管以及壓裂設(shè)備實(shí)施壓裂作業(yè)；

當(dāng)油井壓裂完成后開始自噴排液，油井作業(yè)進(jìn)入自噴階段，由于自噴階段油井內(nèi)壓力小于壓裂階段壓力，故移除壓裂設(shè)備，并拆除一組壓裂閥以及壓裂六通管，在剩余的壓裂閥上重新安裝轉(zhuǎn)換法蘭以及第一采油樹，進(jìn)入自噴生產(chǎn)；

在自噴階段后期油井內(nèi)排液壓力下降，原油無法排出地面，通過適當(dāng)壓井后，拆除壓裂閥以及上部的第一采油樹，向油井內(nèi)下入油管，之后在第一采油機(jī)構(gòu)頂部安裝轉(zhuǎn)換法蘭，

將第一采油樹中的清蠟閥拆除，并替換為膠皮閘門和抽油桿密封件，同時(shí)將第一采油樹左右兩側(cè)的平板閥分別拆除一組，第一采油樹配置成第三采油樹結(jié)構(gòu)，將第三采油樹連接至轉(zhuǎn)換法蘭上，油井進(jìn)入機(jī)采階段。