一种高温高压油气井多功能压裂完井管柱制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高温高压油气井多功能压裂完井管柱，其装置包括自上而下依次连接的油管、封隔器、可关闭压裂滑套、暂堵防砂筛管、底部替浆阀；在完井管柱的封隔器以下部分每间隔一段都安装有高压密封安全接头；封隔器内设有剪切销钉；可关闭压裂滑套包括外套筒、上滑套、下滑套，外套筒中部横向设置多个喷砂孔；上滑套和下滑套为筒状结构，且上滑套和下滑套的高度大于喷砂孔的高度，分别设置于外套筒内壁并可沿内壁滑动，实现喷砂孔的开闭；暂堵防砂筛管包括基管，在其基管的管体上均匀设有多个孔眼，在其孔眼内安装暂堵防砂过滤件。本实用新型专利技术可以实现对压裂段的开闭，更好地解决深层、超深层高压、超高压油气井替浆、改造、防砂完井问题。

【技术实现步骤摘要】
一种高温高压油气井多功能压裂完井管柱
本技术涉及完井工程
，特别涉及压裂完井管柱
，具体是一种高温高压油气井多功能压裂完井管柱。
技术介绍
深层、超深层高压(超高压)油气井由于地层压力系数高，在钻井工程中，为了保证井控安全，需要采用重泥浆平衡地层压力(部分重浆密度高达2.5g/cm3以上)。国内目前采用的重泥浆体系，其固相含量非常高(个别井加重固相高达60％)，如果在完井工程中，不能充分替出井筒中的重泥浆，将会造成严重的储层污染和井筒堵塞问题，严重影响油气井产量，只能被迫大修，重新起出完井管柱、补孔、解除储层污染，耗时费力。在塔里木油田高压(超高压)气井中，这种问题普遍存在。目前，解决该问题的常用方法是将完井管柱直接下到产层底部，完井前用无固相将储层段的重浆替出，然后完井投产。但是，由于完井管柱直接下到产层底部，在后期油气井生产过程中，地层中的砂、蜡、垢将伴随着油气进入井筒，将掩埋完井管柱，一旦后期井需要大修，打捞管柱难度相当巨大(特别是高温高压小井眼深井打捞，目前是世界级难题)。为了克服现有方法的不足，中国专利CN110242232A公开了一种用于高温高压油气井清洁完井的管柱及施工工艺。该专利在完井管柱上配置了可溶筛管和丢手短接，来解决高压(超高压)油气井替浆、管柱砂埋和管柱打捞的问题。尽管该专利技术在实际应用过程中取得了一定效果，但是，仍然存在以下几个方面的问题：(1)可溶筛管采用普通螺纹+盘根密封方式，承压能力低，无法满足在下可溶筛管过程中，一旦发生井控问题时，该管柱无法实现安全关井。具体讲：在下筛管过程中，如果可溶筛管或丢手短接正处于井口位置时发生了溢流，关闭防喷器后，高压油气会从可溶筛管内部顶破孔塞(因承压能力低)，或者从丢手短接处刺漏，引起井喷失控事故，这将导致严重的经济和社会影响。(2)丢手短接没有密封结构，不密封，替浆过程中存在完井液从丢手短接处刺漏风险，无固相完井液“短路”循环(不能从井底循环)，导致替浆效果不理想(无固相不能完全将重浆替出，无法实现井筒清洁)。(3)丢手接头仅用可溶销钉连接，连接强度低，若在下钻过程中管柱遇阻、遇卡，不能通过活动管柱来处理复杂事故，管柱没有任何应对阻、卡的能力，施工风险大。(4)由于只是用可溶销钉连接，丢手短节下入井筒后，可溶销钉在井筒流体介质中溶解，筛管之间相互独立，这就导致在后期修井过程中，不能进行整体打捞，即使管柱没有砂埋，也需要多趟打捞筛管管柱进行打捞，一段一段进行打捞，施工周期长，作业费用高，效率低。(5)丢手短接采用可溶销钉连接，销钉腐蚀溶解后，在井内生产气体动态流动的作用下，下部管柱发生震动，丢手短接会发生断脱，导致井内出现多段断脱的筛管管柱，甚至错扣，保证不了管柱通径，不利于油气生产以及连续油管作业。(6)可溶筛管不具有防砂功能，不能满足出砂井防砂需要。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提供了一种高温高压油气井多功能压裂完井管柱，可以实现对压裂段的开闭，更好地解决深层、超深层高压(超高压)油气井替浆、改造、防砂完井问题。本技术的技术方案如下：一种高温高压油气井多功能压裂完井管柱，自上而下依次连接：油管、封隔器、可关闭压裂滑套、暂堵防砂筛管、底部替浆阀；在完井管柱的封隔器以下部分每间隔一段都安装有高压密封安全接头；封隔器内设有剪切销钉；所述可关闭压裂滑套包括外套筒、上滑套、下滑套，外套筒中部横向设置多个喷砂孔；上滑套和下滑套为筒状结构，且上滑套和下滑套的高度大于喷砂孔的高度，分别设置于外套筒内壁并可沿内壁滑动，实现喷砂孔的开闭；暂堵防砂筛管包括基管，在其基管的管体上均匀设有多个孔眼，在其孔眼内安装暂堵防砂过滤件。进一步的，可关闭压裂滑套还包括滑套接头；上滑套和下滑套位于外套筒内部，上滑套位于下滑套上方，下滑套将喷砂孔封堵，上滑套和下滑套之间设有安装限位销钉的孔，在孔内安装限位销钉后，通过限位销钉将上滑套和下滑套固定外套筒中；接头通过其自带的外螺纹连接在外套筒内侧下端；上滑套和下滑套的内侧都设有下部直径小于上部直径的锥形台阶，作为球座，用于放置不同阶段的密封球，其中下滑套的球座内径小于上滑套的球座内径；其中，下滑套的限位销定剪切力大于封隔器坐封压力；进一步的，所述暂堵防砂筛管，在其孔眼内壁设置内螺纹；暂堵防砂过滤件由塞座、可溶塞、内支撑片、过滤网、外支撑片组成；塞座的外壁为带外螺纹的圆柱，塞座的内部为通孔；通孔分为上部和下部，上部位于暂堵防砂筛管靠外侧面，下部位于暂堵防砂筛管靠内侧面，下部为锥形腔，且最大径朝向暂堵防砂筛管靠外侧面，上部为柱形腔；上部与下部之间设有台阶，上部的内径大于下部最小径；可溶塞外部为圆锥体结构，安装在塞座下部锥形腔中，与塞座下部锥形腔过盈配合；可溶孔塞为在酸液液体或电解质液体中可溶解或腐蚀的材料制成。进一步的，所述可溶塞包括内支撑片、过滤网和外支撑片，并依次从内向外放入塞座上部柱形腔中；内支撑片、过滤网和外支撑片叠加厚度不超过上部柱形腔的高度；外支撑片的外边与塞座固定连接，内支撑片和外支撑片。进一步的，所述内支撑片和外支撑片外圈为圆形，内部为井字形，或十字型，或内部为十字型加多层圆环的结构。进一步的，所述内支撑片、过滤网和外支撑片的外径与塞座上部柱形腔内径过盈配合，通过卡紧方式连接；或，所述内支撑片、过滤网和外支撑片外部设有外螺纹，塞座上部柱形腔设有内螺纹，通过螺纹连接；在安装内支撑片和外支撑片时，确保内支撑片和外支撑片的孔对齐。进一步的，过滤网采用多层烧结金属滤网，过滤网孔网尺寸0.05-0.50mm；内支撑片和外支撑片设有多个孔眼，能够让流体通过。内支撑片用于支撑过滤网外层受力，防止过滤网在外挤压力下变形破坏；外支撑片用于支撑过滤网内侧受力，防止过滤网在内挤压力下变形破坏。进一步的，高压密封安全接头采用粗螺纹反扣式连接，包括上接头、下接头；上接头的上部为锥螺纹的母螺纹，其下部为锥螺纹的公螺纹，上接头的母螺纹为三角牙型螺纹，公螺纹为梯形螺纹；下接头的上部为锥螺纹的母螺纹，其下部为锥螺纹的公螺纹，上接头的母螺纹为梯形螺纹，公螺纹为三角牙型螺纹；上接头和下接头通过各自的梯形螺纹连接，并在梯形螺纹连接处的上侧设有用于安装可溶销钉的销钉孔，在其中顶紧安装可溶销钉，在上接头与下接头的梯形螺纹连接处下侧设有密封槽，其内设有密封圈，密封圈对上接头和下接头之间的间隙进行密封。上接头与下接头之间的螺纹采用梯形粗螺纹的圈数为2～5圈。可溶销钉采能够在化学溶液中溶解的材料加工。进一步的，底部替浆阀包括阀体、内滑套、弹簧、可溶支撑座和堵头；阀体为管状结构，在其顶部内侧设有锥螺纹段，其锥螺纹段底部设有水平台阶，水平台阶下方与弹簧顶部接触，内滑套为管状结构，其顶部设有一段薄管段，薄管段内壁与内滑套主体内径相同；弹簧嵌套在内滑套外侧，弹簧底部与薄管段底部到内滑套主体的连接段接触，内滑套和可溶支撑座安装在外套筒内部，堵头连接在外套筒底部内侧，将外套筒底部封堵，且堵头顶部设有台阶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温高压油气井多功能压裂完井管柱，自上而下依次连接：油管、封隔器、可关闭压裂滑套、暂堵防砂筛管，其特征在于，暂堵防砂筛管下部还设有底部替浆阀；在完井管柱的封隔器以下部分每间隔一段都安装有高压密封安全接头；/n封隔器内设有剪切销钉；/n所述可关闭压裂滑套包括外套筒、上滑套、下滑套，外套筒中部横向设置多个喷砂孔；上滑套和下滑套为筒状结构，且上滑套和下滑套的高度大于喷砂孔的高度，分别设置于外套筒内壁并可沿内壁滑动，实现喷砂孔的开闭；/n暂堵防砂筛管包括基管，在其基管的管体上均匀设有多个孔眼，在其孔眼内安装暂堵防砂过滤件。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温高压油气井多功能压裂完井管柱，自上而下依次连接：油管、封隔器、可关闭压裂滑套、暂堵防砂筛管，其特征在于，暂堵防砂筛管下部还设有底部替浆阀；在完井管柱的封隔器以下部分每间隔一段都安装有高压密封安全接头；
封隔器内设有剪切销钉；
所述可关闭压裂滑套包括外套筒、上滑套、下滑套，外套筒中部横向设置多个喷砂孔；上滑套和下滑套为筒状结构，且上滑套和下滑套的高度大于喷砂孔的高度，分别设置于外套筒内壁并可沿内壁滑动，实现喷砂孔的开闭；
暂堵防砂筛管包括基管，在其基管的管体上均匀设有多个孔眼，在其孔眼内安装暂堵防砂过滤件。


2.根据权利要求1所述的一种高温高压油气井多功能压裂完井管柱，其特征在于，可关闭压裂滑套还包括滑套接头；上滑套和下滑套位于外套筒内部，上滑套位于下滑套上方，下滑套将喷砂孔封堵，上滑套和下滑套之间设有安装限位销钉的孔，在孔内安装限位销钉后，通过限位销钉将上滑套和下滑套固定外套筒中；接头通过其自带的外螺纹连接在外套筒内侧下端；上滑套和下滑套的内侧都设有下部直径小于上部直径的锥形台阶，作为球座，用于放置不同阶段的密封球，其中下滑套的球座内径小于上滑套的球座内径；其中，下滑套的限位销定剪切力大于封隔器坐封压力。


3.根据权利要求2所述的一种高温高压油气井多功能压裂完井管柱，其特征在于，所述暂堵防砂筛管，在其孔眼内壁设置内螺纹；暂堵防砂过滤件由塞座、可溶塞、内支撑片、过滤网、外支撑片组成；塞座的外壁为带外螺纹的圆柱，塞座的内部为通孔；通孔分为上部和下部，上部位于暂堵防砂筛管靠外侧面，下部位于暂堵防砂筛管靠内侧面，下部为锥形腔，且最大径朝向暂堵防砂筛管靠外侧面，上部为柱形腔；上部与下部之间设有台阶，上部的内径大于下部最小径；可溶塞外部为圆锥体结构，安装在塞座下部锥形腔中，与塞座下部锥形腔过盈配合。


4.根据权利要求3所述的一种高温高压油气井多功能压裂完井管柱，其特征在于，所述可溶塞包括内支撑片、过滤网和外支撑片，并依次从内向外放入塞座上部柱形腔中；内支撑片、过滤网和外支撑片叠加厚度不超过上部柱形腔的高度；外支撑片的外边与塞座固定连接，内支撑片和外支撑片。


5.根据权利要求4所述的一种高温高压油气井多功能压裂完井管柱，其特征在于，所述内支撑片和外支撑片外圈为圆形，内部为井字形，或十字型，或内部为十字型加多层圆环...

【专利技术属性】
技术研发人员：张保贵，柏轲，
申请(专利权)人：新疆恒智伟业石油工程技术开发有限公司，
类型：新型
国别省市：新疆;65