一种全通径无限级压裂滑套制造技术

本发明专利技术公开了一种全通径无限级压裂滑套，其包括滑套连接部和滑套开关部。滑套连接部包括第一接箍、第一套管短节、第二接箍及第二套管短节；滑套开关部包括滑套外管、滑套开关座及带球滑套开关；滑套外管的管壁上设置有压裂孔；滑套外管的第一端连接第一套管短节，通过第一接箍与完井管柱的上部套管相连；滑套外管的第二端连接第二套管短节，通过第二接箍与完井管柱的下部套管相连。本发明专利技术巧妙地利用工具阶梯角度变化设置滑套开关座和滑套触发开关，同一直径的带球滑套开关可以打开若干滑套，改变了传统投球式滑套开关座不断减小的不足，实现全通径作业，降低了压裂摩阻，工艺简单、可满足水平井无限级压裂、增加致密储层改造体积的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种全通径无限级压裂滑套
本专利技术属于油气储层水平井分段压裂施工
，尤其涉及一种全通径无限级压裂滑套工具。
技术介绍
随着油气勘探开发的深入，常规油气资源量不断减少，而为保障能源需求，具有低孔、低渗特征的非常规油气转为石油工业关注的焦点。为了实现非常规油气资源的高效开发，水平井分段压裂是必不可少的增产措施，旨在储层形成多而复杂的人工裂缝，进而增大改造体积，改善油气运移通道。现有的分段压裂方法主要包括限流法分段压裂、化学暂堵多级分段压裂、桥塞式多级分段压裂、水力喷射式多级分段压裂、投球式多级滑套分段压裂等。限流法分段压裂是通过控制不同储层段射孔密度实现压裂液进行分流，进而达到多段压裂的目的，但很难控制单段压裂规模，造成各个段的裂缝形态差异较大，偏离压裂设计；化学暂堵多级压裂利用化学试剂暂堵实现分段压裂，对化学堵剂性能要求较高，一方面要求具有高的封堵性，另一方面要求堵剂具有低伤害性和易溶解性能，同时施工程序复杂；桥塞式多级分段压裂技术利用桥塞或者压裂塞对相邻两级之间进行机械封隔，实现多级压裂，在压裂过程中需要多次起下管柱，压裂周期长，压后还需要对井中的桥塞进行清除作业；水力喷射式多级分段压裂主要利用连续油管拖动喷嘴组合工具进行分段射孔、压裂作业，压裂过程中利用沙堆或者封隔器进行相临压裂段的封隔，或与套管滑套配合作业进行分段压裂，因受连续油管性参数影响，作业井深度受限，同时，在拖动过程中存在因井筒中残留支撑剂遇卡的风险；投球式多级滑套压裂利用压裂球与滑套中的封堵结构相互配合，实现的已压裂层级的分隔。压裂过程中无需使用连续油管、油管管柱、电缆或钢丝绳等井筒干预，从原理上实现了一趟管柱完成所有层级的压裂作业，工序简单，作业周期短、成本低而在现场得到了广泛应用。随着页岩气、致密气、煤层气的开发的深入，基于提高储层改造体积的高效增产需求，水平井的水平段长度不断增大，对水平段压裂级数的需求也随之上升。当压裂级数超过10级时，流法分段压裂、化学暂堵多级分段压裂难以满足精准的压裂要求，而桥塞式多级分段压裂在作业成本上也不是最佳选择；连续油管和无限级滑套工艺配套使用可以实现无限级压裂，但是常常受限于连续油管长度，不能在深井、超深井使用；而传统的投球式滑套存在“级差”现象，理论上在直径有限的套管或井筒内，只能获得有限的压裂级数。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种全通径无限级压裂滑套，该工具继承了传统投球式滑套的可靠性，利用含有角度变化的压裂滑套触发开关解决因级差现象限制压裂级数的问题，可实现全通径、一趟管柱不限次数的无限级压裂改造。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种全通径无限级压裂滑套，包括滑套连接部和滑套开关部；所述滑套连接部包括第一接箍、第一套管短节、第二接箍及第二套管短节；所述滑套开关部包括滑套外管、滑套开关座及带球滑套开关；所述滑套外管的管壁上设置有压裂孔；所述滑套开关座为管状圆柱体，其内直径与所述套管短节内直径相同；所述滑套开关座通过剪切销钉固定在滑套外管内部；所述滑套开关座外壁上设置有密封部件，所述滑套开关座在固定状态下通过所述密封部件对所述压裂孔形成封闭，所述滑套开关座内壁上设有角度梯台；所述带球滑套开关包括开关体和憋压球，所述开关体为管状圆柱体，其下半部剖切为斜面，所述开关体内壁上设有球固定键和挡球台，用于固定其内部的所述憋压球防止脱离，所述开关体外壁上设有角度凹槽，所述角度凹槽包括相互连通的第一角度凹槽、第二角度凹槽和第三角度凹槽，所述第二角度凹槽的角度与所述滑套开关座的角度梯台角度匹配，能够实现合扣进而在憋压下触发滑套打开；所述滑套外管的第一端连接第一套管短节，所述第一套管短节通过第一接箍与完井管柱的上部套管相连；所述滑套外管的第二端连接第二套管短节，所述第二套管短节通过第二接箍与完井管柱的下部套管相连，所述完井管柱套管内直径与所述套管短节内直径相同。进一步地，所述带球滑套开关内直径与滑套开关座外直径相匹配，所述滑套开关座内直径与带球滑套开关外直径相匹配，带球滑套开关落入滑套开关座后，滑套上部形成密闭空间。进一步地，所述压裂孔为多个。进一步地，所述剪切销钉为多个。进一步地，角度梯台前端设有引入导角，用于引导带球滑套开关实现滑入滑套开关座。进一步地，所述引入导角为60度。进一步地，所述开关体下半部剖切为45度斜面。进一步地，所述角度凹槽包括相互连通的第一凹槽、第二凹槽和第三凹槽；进一步地，所述第二凹槽角度与对应的所述滑套开关座角度梯台的角度相等，所述第一凹槽角度小于第二凹槽角度，所述第三凹槽从90度的广口凹槽渐变为第二角度凹槽的角度。进一步地，压裂顺序从水平井趾部到端部按照角度降低序列逐次进行分段压裂。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术传承了传统投球式压裂的一趟管柱、工艺简单的优势，同时改变了传统投球式球座不断减小的不足，实现全通径作业，降低了压裂摩阻。2、本专利技术巧妙地利用工具阶梯角度变化设置滑套开关座和滑套触发开关，同一直径的带球滑套开关可以打开若干滑套，根据设计级数自由设计阶梯角度，可满足水平井无限级压裂、增加致密储层改造体积的要求。3、本专利技术具有结构简单，原理可靠，成本低，作业周期短等优点，在非常规储层水平井分段压裂施工
具有很高的实用价值和推广价值。附图说明图1是本专利技术无限级压裂滑套工具结构示意图；图2是滑套开关座结构剖视图；图3是滑套开关座结构右视图；图4是滑套开关座结构仰视图；图5是带球滑套打开开关结构主视图；图6是带球滑套打开开关结构右视图；图7是带球滑套打开开关仰视图；图8是带球滑套打开开关仰视图的右视图。图中：1-滑套连接部；101-第一接箍；102-第一套管短节；103-第二套管短节；104-第二接箍；2-滑套开关部；21-滑套外管；22-滑套开关座；23-带球滑套开关；211-压裂孔；212-剪钉；221-滑套开关座体；222-角度梯台；223-密封圈；224-引入导角；231-固球键；232-憋压球；233-角度凹槽；2331-第一角度凹槽；2332-第二角度凹槽；2333-第三角度凹槽；234-挡球台；235-开关主体；3-完井管柱上部套管；4-完井管柱下部套管。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图1-8和实施例对本专利技术作进一步说明。具体实施例照附图1所示，一种全通径无限级压裂滑套，包括滑套连接部1和滑套开关部2；滑套连接部1包括第一接箍101、第一套管短节102、第二套管短节103及第二接箍104；滑套开关部2包括滑套外管21、滑套开关座22及带球滑套开关23；滑套外管21的管壁上设置有压裂孔211；滑套外管21的第一端通过第一套管短节102，利用第一接箍101与完井管柱上部套管3相连；滑套外管21的第二端通过第二套管短节103，利用第二接箍104与完井管柱下部套管4相连。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全通径无限级压裂滑套，其特征在于，其包括滑套连接部和滑套开关部；/n所述滑套连接部包括第一接箍、第一套管短节、第二接箍及第二套管短节；/n所述滑套开关部包括滑套外管、滑套开关座及带球滑套开关；所述滑套外管的管壁上设置有压裂孔；所述滑套开关座为管状圆柱体，其内直径与所述套管短节内直径相同；所述滑套开关座通过剪切销钉固定在滑套外管内部；所述滑套开关座外壁上设置有密封部件，所述滑套开关座在固定状态下通过所述密封部件对所述压裂孔形成封闭，所述滑套开关座内壁上设有角度梯台；所述带球滑套开关包括开关体和憋压球，所述开关体为管状圆柱体，其下半部剖切为斜面，所述开关体内壁上设有球固定键和挡球台，用于固定其内部的所述憋压球防止脱离，所述开关体外壁上设有角度凹槽，所述角度凹槽包括相互连通的第一角度凹槽、第二角度凹槽和第三角度凹槽，所述第二角度凹槽的角度与所述滑套开关座的角度梯台角度匹配，能够实现合扣进而在憋压下触发滑套打开；/n所述滑套外管的第一端连接第一套管短节，所述第一套管短节通过第一接箍与完井管柱的上部套管相连；所述滑套外管的第二端连接第二套管短节，所述第二套管短节通过第二接箍与完井管柱的下部套管相连，所述完井管柱套管内直径与所述套管短节内直径相同。/n...

【技术特征摘要】
1.一种全通径无限级压裂滑套，其特征在于，其包括滑套连接部和滑套开关部；
所述滑套连接部包括第一接箍、第一套管短节、第二接箍及第二套管短节；
所述滑套开关部包括滑套外管、滑套开关座及带球滑套开关；所述滑套外管的管壁上设置有压裂孔；所述滑套开关座为管状圆柱体，其内直径与所述套管短节内直径相同；所述滑套开关座通过剪切销钉固定在滑套外管内部；所述滑套开关座外壁上设置有密封部件，所述滑套开关座在固定状态下通过所述密封部件对所述压裂孔形成封闭，所述滑套开关座内壁上设有角度梯台；所述带球滑套开关包括开关体和憋压球，所述开关体为管状圆柱体，其下半部剖切为斜面，所述开关体内壁上设有球固定键和挡球台，用于固定其内部的所述憋压球防止脱离，所述开关体外壁上设有角度凹槽，所述角度凹槽包括相互连通的第一角度凹槽、第二角度凹槽和第三角度凹槽，所述第二角度凹槽的角度与所述滑套开关座的角度梯台角度匹配，能够实现合扣进而在憋压下触发滑套打开；
所述滑套外管的第一端连接第一套管短节，所述第一套管短节通过第一接箍与完井管柱的上部套管相连；所述滑套外管的第二端连接第二套管短节，所述第二套管短节通过第二接箍与完井管柱的下部套管相连，所述完井管柱套管内直径与所述套管短节内直径相同。


2.根据权力要求1所述的全通径无限级压裂滑套，其特征在于，所述带球滑套开关内直径与滑套开关座外直...

【专利技术属性】
技术研发人员：路艳军，韩金轩，杨满平，马平华，李光辉，郑黎明，朱洪建，施而修，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13