本实用新型专利技术属于煤层气储层改造、压裂作业技术领域，具体涉及一种中低压井多层带压压裂作业装置；为了解决煤层气储层改造效率低、改造对储层伤害大等难题，该装置包括井口装置、井下压裂管串，井下压裂管串包括自下而上依次连接的导向头、筛管、单流阀、喷射器、循环滑套、液压脱手、变扣接头、调整油管、预制工作筒以及油管，油管通过油管悬挂器连接在井口装置上，进而将井下压裂管串悬吊在井筒内，喷射器位于压裂点处。该装置以常规油管为基础，通过井口稳压装置和井下油管内保压装置实现油管内外的带压状态，再配合井下管柱组合和上提下放程序的优化，最终实现带压拖动压裂作业；该装置可广泛应用于中低压煤层气储层的压裂改造工程。程。程。
【技术实现步骤摘要】
一种中低压井多层带压压裂作业装置
[0001]本技术属于煤层气储层改造、压裂作业
，具体涉及一种中低压井多层带压压裂作业装置。
技术介绍
[0002]目前水平井已成为深部煤层气开发的主要井型。根据煤层气排采机理，储层压裂改造后，须根据煤层闭合压力值进行稳压一段时间后，才能缓慢放压，这就要求煤层水平段压裂作业全部完成后，才能进行压力释放；煤层气水平井常采用分段压裂改造工艺，主要有泵注桥塞分段压裂、连续油管底封拖动分段压裂、常规油管分段射流压裂和常规油管底封拖动压裂。针对不同煤系地质条件，可以对上述4种压裂工艺进行优选。但每种压裂工艺都有其优势及不足之处：
[0003]（1）泵注桥塞压裂工艺：桥塞
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射孔连作，压裂程序简单，水平井一段压裂完成，高压泵入桥塞，电缆传输指令桥塞坐封、射孔，压裂作业，如此循环。可以实现大排量、大规模压裂，且每一段压裂前都是带压状态。但这种压裂工艺本身有几个缺点：
[0004]1）由于桥塞是从地面通过高压泵入井下预定位置，桥塞在入井过程中会将套管容积内的液体挤进煤层，对煤层造成污染。
[0005]2）水平井压裂一段结束后，通过加砂已在压裂通道内形成砂床，以支撑裂缝。当每次泵入桥塞时，挤入地层的液体都会对砂床造成破坏，从而影响压裂效果。
[0006]同时，为了提高压裂效果，防止每一段在压裂过程中串通，还需要生产套管固井。而固井水泥直接封死了大部分的产气通道，对煤储层污染严重，且即使补射孔，煤层段固井对储层造成的污染也不可能完全清除。
[0007]（2）连续油管底封拖动压裂工艺：压裂作业各个环节衔接紧凑，底部封隔器坐封、油管喷砂射孔、环空压裂、封隔器解封、带压上提管柱进行下一循环作业，如此，容易实现高效率作业。但连续油管作业费用较高，除压裂费用（水平井每段压裂费用为40万元）外，每一段水平井压裂，连续油管作业车的费用为6～8万，且需要30吨的吊车配合（吊车价格为5000元/台班），目前一口水平井压裂段数平均为8段，以此计算额外费用为80万（以上价格均为当地市场价格）。
[0008]且当煤层埋深越深，地层破裂压力越高，对环空套管抗压强度要求就越高，所选钢级套管造价也就越高。
[0009]（3）常规油管不动管柱射流压裂工艺：该项压裂工艺是从油管投入对应不同尺寸的压裂球，加压剪断销钉，滑套下行封堵下层并打开喷嘴，依靠喷嘴的节流产生压差，将射孔液的压能转化为动能射开套管与岩层。目前仅适用两级，且级数越多，压裂球越小，安全风险越大，一旦砂堵或煤粉返吐，不易实现循环，造成压裂管柱被埋。
[0010]（4）常规油管底封拖动压裂工艺：压裂工序为封隔器坐封、喷砂射孔、油管压裂（环空补液）、放压、上提油管、再进行循环作业。该项工艺施工成本低，生产套管可以不固井，但每段压裂完成后需进行放压，才能上提管串，且对喷嘴的耐磨性要求极高。受不同煤系地层
压力扩散速度的影响，该项工艺每次控压放喷需持续8～10天时间，如果压裂层段多，则仅仅压裂改造阶段占用时间就有数月，极大延长了煤系气井开发周期，造成储层改造效率低下。该项工艺较适合于钻井平台上数十口井进行拉锯式作业。
[0011]鉴于泵注桥塞压裂工艺储层伤害大且工艺繁杂、连续油管压裂工艺成本巨大、常规油管不动管柱射流压裂安全风险高、常规油管底封拖动压裂效率低下等现状，煤系气压裂设备及技术在煤系气开发中适应性差，已成为制约煤系气产业发展的一大技术瓶颈。
技术实现思路
[0012]本技术针对煤层气改造效率低、成本高、改造对储层伤害大等技术难题，研发一整套中低压井多层带压压裂作业装置，该装置以常规油管为基础，通过井口稳压装置和井下油管内保压装置实现油管内外的带压状态，再配合井下管柱组合和上提下放程序的优化，最终实现带压拖动压裂作业。
[0013]本技术采用如下技术方案：一种中低压井多层带压压裂作业装置；包括井口装置、井下压裂管串，井下压裂管串包括自下而上依次连接的导向头、筛管、单流阀、喷射器、循环滑套、液压脱手、变扣接头、调整油管、预制工作筒以及油管，油管通过油管悬挂器连接在井口装置上，进而将井下压裂管串悬吊在井筒内，喷射器位于压裂点处；井口装置包括从井口起往上依次设置的套管头、井口四通、液压单闸板防喷器、液压环形防喷器、悬挂上法兰、井口闸阀组；还包括油管内稳压装置和打捞装置，油管内稳压装置包括堵塞器，堵塞器与预制工作筒配合连接；打捞装置包括打捞筒、加重杆、钢丝绳捕捉器、测压放喷接头、防喷管、钢丝绳防喷盒、天车，钢丝绳捕捉器与井口闸阀组连接，测压放喷接头与钢丝绳捕捉器连接，防喷管与测压放喷接头连接，钢丝绳防喷盒与防喷管连接，天车固定在修井机上，天车上的绕卷的钢丝绳伸入井筒内与加重杆连接；钢丝绳捕捉器包括固定槽轮、活动槽轮、盒体，固定槽轮、活动槽轮在盒体内对向设置，钢丝绳从固定槽轮和活动槽轮中间穿过；固定槽轮设置在固定支架上，固定槽轮上同轴设置有棘轮，棘轮与锁齿配合，活动槽轮设置在活动支架上，活动支架通过螺栓与盒体底部的长孔连接。
[0014]进一步地，所述单流阀包括单向阀体，单向阀体内设置有流体通道，流体通道上具有圆锥管段，圆锥管段的小头管口与大头管口之间设置有一钢球a，单向阀体内位于大头管口侧设置有挡板，挡板上具有宽度小于钢球a直径的通口。
[0015]进一步地，所述喷射器的外表面具有Ni60合金粉喷焊层；喷射器主体上分布有八个喷嘴，八个喷嘴两两一列分布在喷射器主体的径向四等分线上，相邻的喷嘴组上、下交错设置，喷嘴通径为Φ6.3mm。
[0016]进一步地，所述液压脱手包括上接头、下接头、滑套、钢球b，上接头的一端设置有插嘴，插嘴上开有轴向线槽，下接头上设置有插槽，插嘴插入插槽内，滑套从上接头插入、端头伸入到下接头内，滑套腰部的外径小于两端部，插嘴的外轮廓由连接端向自由端渐缩，插槽的壁面与为插嘴配合的坡面，滑套的下端部、插嘴、插槽过盈配合，上接头的管壁上穿有剪钉，剪钉的端头沉入到滑套上端部外壁面的沉槽内，滑套内具有拦截钢球b的肩部，钢球b封堵滑套的流体通道。
[0017]进一步地，所述循环滑套包括筒体、钢球c，筒体的两端分别连接有上连接头、下连接头，筒体的筒壁上开有进出口，筒体内插套有滑管，滑管封闭进出口，滑管的外管壁上突
出有周向的卡环，卡环与筒体内壁抵接，卡环位于进出口上方，进出口处的筒体内壁具有容纳卡环的凹陷段，滑管内具有拦截钢球c的肩部，钢球c封堵滑管的流体通道。
[0018]进一步地，所述进出口围绕筒体轴线均布有三个，进出口为腰圆孔，进出口从筒体内壁起包括竖直段和外扩段，外扩段内喷焊有硬质合金层。
[0019]进一步地，所述导向头套在筛管的管口上，导向头的端头是球头。
[0020]与现有技术相比，本技术的优势在于：
[0021]本技术提供的一种中低压井多层带压压裂作业装置，以常规油管为基础，通过井口稳压装置和井下油管内保压装置实现油管内外的带压状态，再配合井下管柱组合和上提下放程序的优化本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种中低压井多层带压压裂作业装置，其特征在于，包括：井口装置、井下压裂管串，井下压裂管串包括自下而上依次连接的导向头（1）、筛管（2）、单流阀（3）、喷射器（4）、循环滑套（5）、液压脱手（6）、变扣接头（7）、调整油管（8）、预制工作筒（9）以及油管（10），油管（10）通过油管悬挂器连接在井口装置上，进而将井下压裂管串悬吊在井筒内，喷射器（4）位于压裂点处；井口装置包括从井口起往上依次设置的套管头（11）、井口四通（12）、液压单闸板防喷器（13）、液压环形防喷器（14）、悬挂上法兰（15）、井口闸阀组（16）；还包括油管内稳压装置和打捞装置，油管内稳压装置包括堵塞器（17），堵塞器（17）与预制工作筒（9）配合连接；打捞装置包括打捞筒（18）、加重杆（19）、钢丝绳捕捉器（20）、测压放喷接头（21）、防喷管（22）、钢丝绳防喷盒（23）、天车（24），钢丝绳捕捉器（20）与井口闸阀组（16）连接，测压放喷接头（21）与钢丝绳捕捉器（20）连接，防喷管（22）与测压放喷接头（21）连接，钢丝绳防喷盒（23）与防喷管（22）连接，天车（24）固定在修井机上，天车（24）上的绕卷的钢丝绳伸入井筒内与加重杆（19）连接；钢丝绳捕捉器（20）包括固定槽轮（20.2）、活动槽轮（20.5）、盒体，固定槽轮（20.2）、活动槽轮（20.5）在盒体内对向设置，钢丝绳从固定槽轮（20.2）和活动槽轮（20.5）中间穿过；固定槽轮（20.2）设置在固定支架（20.1）上，固定槽轮（20.2）上同轴设置有棘轮（20.3），棘轮（20.3）与锁齿（20.4）配合，活动槽轮（20.5）设置在活动支架（20.6）上，活动支架（20.6）通过螺栓与盒体底部的长孔（20.7）连接。2.根据权利要求1所述的一种中低压井多层带压压裂作业装置，其特征在于：所述单流阀（3）包括单向阀体（3.1），单向阀体（3.1）内设置有流体通道，流体通道上具有圆锥管段，圆锥管段的小头管口与大头管口之间设置有一钢球a（3.3），单向阀体（3.1）内位于大头管口侧设置有挡板（3.2），挡板（3.2）上具有宽度小于钢球a（3.3）直径的通口。3.根据权利要求2所述的一种中低压井多层带压压裂...
【专利技术属性】
技术研发人员：申鹏磊，李巨才，李贵山，贾晋生，刘露露，郭琛，云剑，拜阳，么春徽，郭旭，
申请(专利权)人：山西蓝焰煤层气工程研究有限责任公司，
类型：新型
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