【技术实现步骤摘要】
控制套管剪切变形的固井装置
本申请涉及石油天然气钻井
，尤其涉及一种控制套管剪切变形的固井装置。
技术介绍
页岩气的规模开采已逐步实现高产和稳产，作为替代能源弥补油气能源短缺成为可能。但是在页岩气水平井完井阶段的水力压裂过程中，时常伴随套管变形问题发生。套管变形不仅导致压裂段数减少，单井产量下降，同时降低井筒的完整性，缩短井的生命周期，严重制约着页岩气的高效开发。套管剪切变形主要是由于在页岩气水平井多级压裂过程中，大量液体被注入到地层中，导致天然裂缝摩擦系数和有效应力降低，进而导致断层被激活，激活后的断层产生滑移，使得穿过天然裂缝的套管产生剪切变形。对此现有的及解决套管剪切变形的方案主要包括：提高套管壁厚和强度、优化水泥石性能等手段。但是实践表明增加套管的强度对缓解岩层滑移引起套损的作用微乎其微，套变率仍然非常高。反之降低滑移面附近套管和水泥环的刚度可以缓解套管变形，但改变水泥石性能也难以解决套管剪切破坏的问题。因此，有必要提出一种控制套管剪切变形的固井装置，以能解决上述问题。专利技术内...
【技术保护点】
1.一种控制套管剪切变形的固井装置，其特征在于，包括：/n同心管柱，其包括内套管和套设于所述内套管外的外套管；所述内套管与所述外套管之间形成液流通道；/n第一封隔器；其连接于所述同心管柱的上端；所述第一封隔器的侧壁上设置有与所述液流通道相连通的第一通孔；/n第二封隔器；其连接于所述同心管柱的下端；所述第二封隔器的侧壁上设置有与所述液流通道相连通的第二通孔；/n控制阀系，其包括依次设置于所述内套管中的第一控制阀和第二控制阀；所述第一控制阀和所述第二控制阀分别具有第一进液口和第二进液口；/n所述控制套管剪切变形的固井装置至少具有所述第一控制阀密封所述第一进液口以使所述第一封隔器...
【技术特征摘要】
1.一种控制套管剪切变形的固井装置，其特征在于，包括：
同心管柱，其包括内套管和套设于所述内套管外的外套管；所述内套管与所述外套管之间形成液流通道；
第一封隔器；其连接于所述同心管柱的上端；所述第一封隔器的侧壁上设置有与所述液流通道相连通的第一通孔；
第二封隔器；其连接于所述同心管柱的下端；所述第二封隔器的侧壁上设置有与所述液流通道相连通的第二通孔；
控制阀系，其包括依次设置于所述内套管中的第一控制阀和第二控制阀；所述第一控制阀和所述第二控制阀分别具有第一进液口和第二进液口；
所述控制套管剪切变形的固井装置至少具有所述第一控制阀密封所述第一进液口以使所述第一封隔器能径向膨胀的第一工作状态、所述第一控制阀打开所述第一进液口以使所述第一封隔器能坐封的第二工作状态、所述第一控制阀打开所述第一进液口且所述第二控制阀密封所述第二进液口以使所述第二封隔器能径向膨胀的第三工作状态、所述第一控制阀和所述第二控制阀分别打开所述第一进液口和所述第二进液口以使所述第一封隔器和所述第二封隔器均能坐封进而使固井液能从第二通孔流入所述液流通道并从第一通孔流出的第四工作状态。
2.根据权利要求1所述的控制套管剪切变形的固井装置，其特征在于，所述第一封隔器包括具有第一流道的第一本体和套设于所述第一本体外的第一胶筒；所述第一本体与所述第一胶筒之间形成第一密封空间，所述第一本体上设置有第一进液阀系，在所述第一工作状态下，所述第一进液阀系连通所述第一流道与所述第一密封空间，以使所述第一胶筒能在流体作用下向外膨胀；在所述第二工作状态下，所述第一进液阀系封堵所述第一密封空间以使所述第一胶筒能坐封。
3.根据权利要求2所述的控制套管剪切变形的固井装置，其特征在于，所述第一本体上设置有第一安装孔和第二安装孔；所述第一安装孔与所述第一流道相连通；所述第一进液阀系包括安装于所述第一安装孔内的第一进液阀和安装于所述第二安装孔内的第二进液阀；所述第一本体上还设置有与所述第一密封空间相连通的第一流通通道；所述第一进液阀和所述第二进液阀分别具有第一阀芯和第二阀芯；所述第一流通通道包括第一通道和第二通道；在所述第一工作状态下，所述第一阀芯在所述第一流道内的流体压力下收缩以使所述第二安装孔与所述第一安装孔相连通；所述第二进液阀密封所述第二通道以使所述第一通道与所述第二安装孔相连通，在所述第二工作状态下，第二阀芯在所述第二通道内的流体压力下收缩以密封所述第一流通通道。
4.根据权利要求3所述的控制套管剪切变形的固井装置，其特征在于，所述第一通道和所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：李军，席岩，汪伟，连威，姚勇，罗德明，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，北京工业大学，中石化西南石油工程有限公司固井分公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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