塞控全通径滑套分段压裂管柱制造技术

本发明专利技术公开了一种塞控全通径滑套分段压裂管柱，该管柱解决了现有技术用爆炸品火药柱为动力存在危险性大、工艺复杂、作业成本高等问题；该塞控全通径滑套分段压裂管柱(附图4)包括井下和压裂控制两部分，井下部分由套管42、定时滑套48和塞控滑套46(有多个)组成，其中49表示压裂层段，压裂控制部分由电缆41、电缆头43、定位仪器44、电缆液压送塞工具45和高强度水解桥塞47组成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油田勘探开发工程
，具体涉及一种井下电缆送塞工具、塞控全通径滑套及分段压裂管柱。
技术介绍
1.桥塞送入工艺现状：油气田的勘探开发中，应用桥塞进行分层试油、分层段压裂、分层段采油气或堵水等成为应用最广泛的一项工艺。桥塞封堵工艺在生产应用中进行封堵作业时，必须由一套配套的送入工艺把桥塞送达预定的位置坐封，才能切断生产井的流动通道，达到封堵的目的。目前所应用的送塞方法主要有机械液压送入式和电缆送入式两类，采用机械液压送入式时，需要将液压送入工具和桥塞组装于钢质管子组成的管柱上，由钢质管子把送入工具和桥塞送至预定位置，然后由地面泵向钢质管子内按一定的压力注入液体，液体压力作用于送入工具的活塞上产生机械推力，依靠送入工具外筒与中心管的相对运动力，使桥塞坐封，并在坐封后丢手起出管柱。如果采用电缆送入式时，需要将电缆送塞工具和桥塞与电缆连接，由电缆把送入工具和桥塞送至预定位置，然后由地面仪器通过电缆通讯向送入工具发出起爆信号，由于电缆送入工具是一种燃爆式工具，得到地面起爆信息后，送入工具内的火药柱开始起爆燃烧，火药柱产生的高压气体作用于送入工具的活塞上产生机械推力，依靠送入工具外筒与中心管的相对运动力使桥塞坐封，并使送塞工具与桥塞分离丢手。机械液压送入工具施工复杂，需要大量的专用设备起下管子，工期长、成本高，特别是高压油气井施工时或分段压裂施工时，不能在井筒存在喷发的条件下施工，必须进行压井或放压至停泵才能施工；电缆送入式施工作业，能够在带压条件下进行施工作业，且施工设备相对较为简单，但由于采用动力火药柱为危险爆炸品，管理与管控要求高，施工队伍与人员素质要求高，施工时装药等作业危险性大，只能由较高资质的专业队伍施工，技术应用受到较大的限制。2.分段压裂滑套技术现状：在油气田的勘探开发中，需要通过射孔或滑套，在压裂施工时或投产生产时在井筒与地层建立连通的通道，如果采取打开压裂喷砂滑套来实现，则需要对滑套进行一关操作，通常所用的滑套开关控制方法为机械式、电控式和液动式。机械式开关滑套，需要
通过变换内滑套的通径或设置控制位操作，将使滑套的内径逐级减小，造成井筒内通径不一致，需要进行二次处理；电控式能够达到井筒内全通径结构，但控制电路受井下温度影响，使之工作不可靠，不仅成本较高，而且成功率较低，目前仍然处于概念性研究阶段；液动式也叫通直径球座控制式，是采取液压控制滑套控制球座，再由球控制滑套开关，应用时需要各级滑套间连接液动控制线，且滑套内通径也要小于井筒内径，造成井筒变径，这种方法不仅工艺复杂，施工成本高，控制难度大，而且不能达到井筒内全通径，而井筒最未端的连通通道，一般采取压差式滑套或套管射孔方式实现。这种建立连通通道的套管压裂管柱都存在着一定的缺陷。以射孔为完井方式的分段压裂管柱，射孔作业工艺复杂，作业成本高，特别是水平井进行射孔作业的难度更大；同时，套管在射孔成孔过程中，由于受到高温高压聚能核的冲击，孔眼周边的不规则变形损坏，使套管的强度降低，经过长时间的生产后，容易导致射孔段套管损坏。采用压差滑套或控制滑套的管柱，地层与井筒的连通通道只有喷砂孔一个位置，井筒内的泄油气面积小，生产过程中近井带不完善导致的压降较大，直接影响到油气井的产能。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
存在的问题，本专利技术公开了一种塞控全通径滑套分段压裂管柱，该管柱解决了现有技术用爆炸品火药柱为动力存在危险性大、工艺复杂、作业成本高等问题；该塞控全通径滑套分段压裂管柱(附图4)包括井下和压裂控制两部分，井下部分由套管42、定时滑套48和塞控滑套46(有多个)组成，其中49表示压裂层段，压裂控制部分由电缆41、电缆头43、定位仪器44、电缆液压送塞工具45和高强度水解桥塞47组成；塞控全通径滑套分段压裂管柱所述的定时滑套(附图2)，是一种定时开孔设计的滑套特例，不限于实例所述的结构，该特例所述定时滑套是其定时开孔方法应用的特例，以说明定时滑套的结构原理；所述定时滑套(附图2-1)包括上接头25、外筒26、下接头27、定时器28组成，所述上接头25、下接头27设有API标准套管螺纹和锥管螺纹，目的是提供与套管连接接口，所述外筒26上端设置上接头25，下端设置下接头27，所述定时器28设置于外筒开孔位置(附图2-2)，螺纹连接于外筒孔内，开孔器在外筒布局方式，采取双向对角均匀分布并保障外筒强度的设置。所述定时器28采用高强度可降解材料构建，所述定时器28除采用不同降解时间配比的材料控制降解开孔时间外，内盲孔也是定时核心，不同的盲孔结构与深度降解开孔
的时间不同，所述定时滑套下入套管完井时，根据计划施工总时间和需要各段与地层连通需要的开启时间，将所述定时滑套设置为开启时间完全不同的定时滑套组，并按照开启前后顺序将定时滑套组装于完井套管各生产段下入设计位置，固井时，由于定时滑套没有开启，固井水泥按传统方式顶替至设计位置，固井及其它准备工作完成后，定时滑套将按设置的开启时间分段开启，将井筒内与地层间建立通道，以便进行分段措施作业或投产生产。塞控全通径滑套分段压裂管柱所述电缆液压送塞工具(附图1)，包括连接头1、控制电机2、螺杆开关阀柱3、阀外壳4、心轴5、活塞6、外筒7、液缸8、心轴9、活塞10、外筒11、液缸12、心轴13、活塞14、外筒15、液缸16、心轴17、活塞18、外筒19、液缸20、心轴21、外筒22、进液口23等部件组成：所述连接头1设置在工具最顶端与下部控制电机2外壳螺纹连接，为锥体结构，控制电机2的输出轴上铣有扁方，插入螺杆开关阀柱3的扁方内孔中，心轴5上部螺纹连接于阀外壳4上，下部螺纹连接活塞6、心轴9螺纹连接于活塞6与活塞10之间；心轴13螺纹连接于活塞10与活塞14之间，心轴17与活塞14与活塞18之间；心轴21连接于活塞18下端。活塞6外部设置有外筒7，外筒7下端螺纹连接液缸8，与活塞6共同构成一级液压装置，液缸8下端与外筒11螺纹连接，与活塞10构成二级液压装置，外筒11下端与液缸12螺纹连接，下端与外筒15螺纹连接，与活塞14构成三级液压装置，液缸16上端与外筒15连接，下端与外筒19连接，与活塞18构成四级液压装置，液缸20上端与外筒19连接，下端与外筒22螺纹连接；所述电缆液压送塞工具的特征是一种四级液压工具，其特点为进入液缸内的压力液受螺杆开关阀柱3的控制，螺杆开关阀柱3关闭时，井筒液经进液口23受螺杆开关阀柱3阻断不能进入液缸，各级液缸内部为空腔，井筒液作用于第四级液缸20的下端给外筒一个向上的推力，从而保证了在座封前外筒不能下移而推动桥塞坐封机构造成中途座封；所述电缆液压送塞工具的特征是液缸设计为单向控制进液设计，螺杆开关阀柱3打开后，动力液通过心轴向液缸供液，除第四级液缸平衡下部液动推力，其它各级液缸的上腔为液压动力液，下腔为封闭空腔，从而能够依靠井筒内的压力作用于液缸上，产生推动力于外筒，使桥塞的得到座封力和丢手力。如果压力不足时，可通过向井筒增压的方法增加压力；所述电缆液压送塞工具的特征是开关阀由设置于工具上部的控制电机2进行控制；所述电缆液压送塞工具作业前将电缆液压送塞工具与电缆、校深仪器连接好后用剪
销同桥塞连接，电缆液压送塞工具至设计位置。下入过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
塞控全通径滑套分段压裂管柱，包括井下和压裂控制两部分，井下部分由套管42、定时滑套48和多个塞控滑套46组成，压裂控制部分由电缆41、电缆头43、定位仪器44、电缆液压送塞工具45和高强度水解桥塞47组成。

【技术特征摘要】
1.塞控全通径滑套分段压裂管柱，包括井下和压裂控制两部分，井下部分由套管42、定时滑套48和多个塞控滑套46组成，压裂控制部分由电缆41、电缆头43、定位仪器44、电缆液压送塞工具45和高强度水解桥塞47组成。2.塞控全通径滑套分段压裂管柱，所述的定时滑套包括上接头25、外筒26、下接头27、定时器28组成，所述上接头25、下接头27设有API标准套管螺纹和锥管螺纹，目的是提供与套管连接接口，所述外筒26上端设置上接头25，下端设置下接头27，所述定时器28设置于外筒开孔位置，螺纹连接于外筒孔内，开孔器在外筒布局方式，采取双向对角均匀分布、并保障外筒强度的设置；所述定时器28采用高强度可降解材料构建，所述定时器28除采用不同降解时间配比的材料控制降解开孔时间外，内盲孔也是定时核心，不同的盲孔结构与深度降解开孔的时间不同。3.塞控全通径滑套分段压裂管柱所述电缆液压送塞工具，包括连接头1、控制电机2、螺杆开关阀柱3、阀外壳4、心轴5、活塞6、外筒7、液缸8、心轴9、活塞10、外筒11、液缸12、心轴13、活塞14、外筒15、液缸16、心轴17、活塞18、外筒19、液缸20、心轴21、外筒22、进液口23等部件组成，所述连接头1设置在工具最顶端与下部控制电机2外壳螺纹连接，为锥体结构，控制电机2的输出轴上铣有扁方，插入螺杆开关阀柱3的扁方内孔中，心轴5上部螺纹连接于阀外壳4上，下部螺纹连接活塞6、心轴9螺纹连接于活塞6与活塞10之间；心轴13螺纹连接于活塞10与活塞1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵华，陈爱民，钱杰，陈琳，
申请(专利权)人：陈爱民，
类型：发明
国别省市：北京;11