一种新型压裂工具制造技术

本发明专利技术公开了一种新型压裂工具，整个多级压裂工具由多个相同的压裂单元用封隔器串接而成，每个压裂单元由外管柱、滑套、控制环、接收器、弹簧、舌片、单元小球、基座这些部件组成，当该压裂工具要实现隔级压裂时，整个多级压裂工具配有一个总控制球；每个单元小球都发射特定的微波编码信号，与接收器，控制环，舌片一起构成压裂单元电子锁控制系统，每个单元小球作为特定单元电子钥匙来开启该系统，实现对应压裂单元滑套的打开；滑套下方的缩抓带有可变径的球座与基座构成一套机械系统，实现小球的经过或挡住坐封的动作；本发明专利技术能够在一趟管柱下实现无限级分段压裂和隔级压裂，进一步拓宽了开发非常规油气的压裂工艺和手段。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油工程中水力压裂的
，特别是涉及一种新型压裂工具，能够在无需反复起下管柱的情况下实现无限级分段压裂和隔级压裂，进一步拓宽了开发非常规油气的压裂工艺和手段。
技术介绍
水力压裂技术是开发非常规油气资源的重要手段，尤其是分段多级压裂技术具有极为重要的运用。其中常用多级压裂的方式包括投球滑套压裂，水力喷砂压裂，分簇射孔桥塞压裂，每一种压裂工具的特点如下：投球滑套式压裂工具能够一趟管柱下入井底，无需再起下管柱，并作为油气生产管柱。该种压裂方式能够最多实现10-15级压裂，在水平井压裂过程中，从井底到井口，打开滑套所用的小球，尺寸需逐级增大，并保持一定的尺寸差，小球的尺寸差决定了压裂的分段数目具有很大局限性。另外，该种压裂方式采用销钉来固定滑套，投球坐封憋压，剪断销钉来打开滑套，而该过程中滑套无法复位实现已压裂层位密封，故而一趟管柱下的情况下无法实现隔级压裂。水力喷砂压裂是采用连续油管下入喷砂工具和封隔器，封隔器坐封，使用井下喷嘴喷砂射孔，接着通过油管和套管同时注入压裂液的方式来实施压裂，封隔器解封，上提管柱，重复上述过程，进行下一级的射孔压裂作业。该种压裂方式更多适合于储层比较浅部位的压裂，在井深过大时，会由于管线中的水力摩阻过大而至使喷嘴处的压力过低，导致压裂效果不理想。分簇射孔压裂工艺在每一级压裂过程中，下入射孔枪和桥塞联座工具，当到达预定封隔位置时，坐封桥塞，上提射孔枪到预定射孔位置，点火完成射孔，之后大排量注入压裂液实施水力压裂，之后再次取出提管柱安装射孔枪和封隔器，入井，重复上述过程，依次完成以下各级的压裂过程，在完成所有分段压裂施工后，用钻头快速钻去桥塞即可投产开采。该种压裂方式，需要频繁起下管柱，费力耗时，从而使压裂施工成本增加。在现场实际压裂工程中，往往需要一种压裂工具，能够一趟管柱实现更多压裂级数，同时在不起下管柱的情况下，能够很简便的实现隔级压裂甚至是重复压裂，基于以上问题，本专利技术提出一种新型压裂工具。
技术实现思路
本专利技术提供了一种新型压裂工具，能为非常规油气储层的开发提供新的压裂手段，能够在一趟管柱情况下，实现无限级压裂和隔级压裂。为此，本专利技术所采用的技术方案是：一种新型压裂工具，可实现无限级压裂和隔级压裂，整个多级压裂工具由多个相同的压裂单元用封隔器串接而成，每个压裂单元由外管柱、滑套、控制环、接收器、弹簧、舌片、基座、单元小球这些部件组成，当该压裂工具要实现隔级压裂时，整个多级压裂工具配有一个总控制球；外管柱一端为公扣，另一端为母扣，在外管柱上端内部和外部开有环形浅槽，外部环形浅槽底部周向开有方形通孔，中间开有若干小孔，外管柱一端为公扣，另一端为母扣；滑套安装在外管柱内部，滑套上端有若干弹簧定位销和舌片槽，中上部开有若干小孔，下端为缩爪和球座；控制环和接收器分别固定在外管柱内部和外部的环形浅槽上，接收器靠近并位于控制环的上端，接收器下端开有弹簧定位孔；弹簧呈压缩状态，通过弹簧定位孔和弹簧定位销连接接收器和滑套，为滑套下行提供动力；舌片一面平整，一面呈楔形斜面，穿过外管柱方形通孔一端连接控制环，当滑套处于锁定状态时，舌片另一端嵌入滑套的舌片槽；基座位于滑套的下端，基座上下端贯通并呈锥形缩口状；单元小球带有特定微波编码信号，对应的单元小球只能启动与其对应的压裂单元的滑套，与该滑套上球座配合；总控制球同样带有微波编码信号，但能够启动整个多级压裂管柱所有的滑套。如上所述的新型压裂工具，可实现无限级压裂和隔级压裂，封隔器螺纹连接外管柱，多个压裂单元间用封隔器串接构成整根的多级压裂管柱。如上所述的新型压裂工具，可实现无限级压裂和隔级压裂，滑套与压裂管柱外管柱间同时使用滑动槽进行配合，避免二者间发生相对转动。如上所述的新型压裂工具，可实现无限级压裂和隔级压裂，每个单元小球都发射特定的微波编码信号，与接收器，控制环，舌片一起构成压裂单元电子锁控制系统，每个单元小球作为特定单元电子钥匙，当靠近一定距离时即可开启该系统，打开对应压裂单元的滑套。如上所述的新型压裂工具，可实现无限级压裂和隔级压裂，滑套下方的缩抓带有可变径的球座与基座构成一套机械系统，实现小球的允许经过或阻挡坐封的动作。如上所述的新型压裂工具，可实现无限级压裂和隔级压裂，弹簧，弹簧定位销，弹簧定位孔一一对应，舌片，舌片槽一一对应，均呈圆周均匀分布。如上所述的新型压裂工具，可实现无限级压裂和隔级压裂，每个单元小球的直径都相同。如上所述的新型压裂工具，可实现无限级压裂和隔级压裂，球座位于滑套下端缩抓的内部，缩抓受挤压前，球座孔径大于单元小球直径，保证单元小球能自由通过，受挤压后球座的孔径小于单元小球直径，使球座能够卡住小球实现坐封，与前一级压裂段隔开。如上所述的新型压裂工具，可实现无限级压裂和隔级压裂，其中滑套和外管柱上均有开有若干小孔，滑套下行至外管柱底端时，滑套和外管柱上的小孔对齐，压裂液进入地层的通道打开；滑套在外管柱上端时，小孔错位，压裂液通道封闭。如上所述的新型压裂工具，可实现无限级压裂和隔级压裂，基座开有若干导压孔，使压裂后反排过程中小球易于随流体排出，基座的上下端贯通并呈锥形缩口状，滑套下行到底端时，基座锥形通孔形状与滑套下端的缩抓贴合，挤压缩抓，球座的孔径收缩。如上所述的新型压裂工具，当实现顺序压裂时，控制环编码设置舌片缩回后不再弹出；当实现隔级压裂时，控制环编码设置舌片缩回后再次弹出。如上所述的新型压裂工具，当实行隔级压裂时，总控制球直径小于球座收缩后的孔径，能在整个压裂管柱内部随压裂液自由进出。如上所述的新型压裂工具，在进行隔级压裂时，所有压裂单元都具有共同的总控制球，同样能够发射微波信号，该总控制球直径小于球座收缩后的孔径，能在整个压裂管柱内部随压裂液自由进出，并可以启动整个压裂管柱所有压裂单元的控制环，打开所有压裂单元滑套。与现有的技术相比，本专利技术的有效结果是：由于所有的压裂单元小球采用相同直径，同时带有不同微波编码信号打开对应的滑套，在滑套未打开时，故而压裂的级数不受限制，即实现无限级压裂，另外，单元小球投放可以调整顺序，可以选择隔级打开滑套，隔级压裂完成后能够实现滑套上行而重新密封已压裂的隔级井段，然后完成剩下各级井段的压裂，真正实现隔级压裂。附图说明以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中，图1为根据本专利技术多个压裂单元组合而成的整个压裂工具管柱；图2A为压裂单元的零部件分解图；图2B为压裂单元的装配外观图；...

【技术保护点】
一种新型压裂工具，可实现无限级压裂和隔级压裂，其特征在于，整个新型压裂工具由多个相同的压裂单元用封隔器串接而成，每个压裂单元由外管柱、滑套、控制环、接收器、弹簧、舌片、基座、单元小球这些部件组成，该工具本体能够实现无限级压裂，当该压裂工具要实现隔级压裂时，整个多级压裂工具配有一个总控制球；所述的封隔器连接各个压裂单元，将多个压裂单元串接构成整个压裂工具；所述的外管柱一端为公扣，另一端为母扣，在外管柱上端内部和外部开有环形浅槽，外部环形浅槽底部周向开有方形通孔，中间开有若干小孔；所述的滑套安装在外管柱内部，滑套上端有若干弹簧定位销和舌片槽，中上部开有若干小孔，下端为缩爪和球座；所述的控制环和接收器分别固定在外管柱内部和外部的环形浅槽上，接收器靠近并位于控制环的上端，接收器的感应片下端开有弹簧定位孔；所述的弹簧呈压缩状态，通过弹簧定位孔和弹簧定位销连接接收器和滑套，为滑套下行提供动力；所述的舌片为一面平整，一面呈楔形斜面，穿过外管柱方形通孔一端连接控制环，当滑套处于锁定状态时，舌片另一端嵌入滑套的舌片槽；所述的基座位于滑套的缩抓下端，基座上下端贯通并呈锥形缩口状；所述的单元小球和总控制球都带有微波编码信号，对应的单元小球只能启动与其对应的压裂单元的滑套，其数量与整根工具中的压裂单元数量相同，而总控制球可以一次性打开所有的压裂单元的滑套，仅在隔级压裂时使用，整个压裂管柱则只有一个总控制球。...

【技术特征摘要】
1.一种新型压裂工具，可实现无限级压裂和隔级压裂，其特征在于，整个新型压裂
工具由多个相同的压裂单元用封隔器串接而成，每个压裂单元由外管柱、滑套、控制环、
接收器、弹簧、舌片、基座、单元小球这些部件组成，该工具本体能够实现无限级压裂，
当该压裂工具要实现隔级压裂时，整个多级压裂工具配有一个总控制球；
所述的封隔器连接各个压裂单元，将多个压裂单元串接构成整个压裂工具；
所述的外管柱一端为公扣，另一端为母扣，在外管柱上端内部和外部开有环形浅槽，
外部环形浅槽底部周向开有方形通孔，中间开有若干小孔；
所述的滑套安装在外管柱内部，滑套上端有若干弹簧定位销和舌片槽，中上部开有
若干小孔，下端为缩爪和球座；
所述的控制环和接收器分别固定在外管柱内部和外部的环形浅槽上，接收器靠近并
位于控制环的上端，接收器的感应片下端开有弹簧定位孔；
所述的弹簧呈压缩状态，通过弹簧定位孔和弹簧定位销连接接收器和滑套，为滑套
下行提供动力；
所述的舌片为一面平整，一面呈楔形斜面，穿过外管柱方形通孔一端连接控制环，
当滑套处于锁定状态时，舌片另一端嵌入滑套的舌片槽；
所述的基座位于滑套的缩抓下端，基座上下端贯通并呈锥形缩口状；
所述的单元小球和总控制球都带有微波编码信号，对应的单元小球只能启动与其对
应的压裂单元的滑套，其数量与整根工具中的压裂单元数量相同，而总控制球可以一次
性打开所有的压裂单元的滑套，仅在隔级压裂时使用，整个压裂管柱则只有一个总控制
球。
2.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：周再乐，刘致屿，
申请(专利权)人：周再乐，刘致屿，
类型：发明
国别省市：北京;11