定点喷射单封环空补液双路压裂装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种定点喷射单封环空补液双路压裂装置及方法，该装置包括依次连接的坐封总成、射孔总成、双通路密封孔口装置；坐封总成包括可变形的胶筒、封堵球和球座引导头，胶筒上设置有第一内通道；射孔总成包括射孔枪体，射孔枪体上设置有第二内通道以及与所述第二内通道连通的多个射孔喷嘴；双通路密封孔口装置包括底座、承压封挡盖、密封卡节、进液管、注液阀和排液阀；本发明专利技术将套管射孔作业和分段压裂作业合并，大副减少了常规套管射孔和分段压裂独立作业过程中多次入孔的繁琐施工工序；将单分段的射孔和压裂集成，充分利用了钻孔套管内通路和油管实现了单封隔器坐封压裂作业，可成倍降低了封隔器的使用损耗。可成倍降低了封隔器的使用损耗。可成倍降低了封隔器的使用损耗。

【技术实现步骤摘要】
定点喷射单封环空补液双路压裂装置及方法


[0001]本专利技术属于煤矿井下水力压裂
，具体涉及一种定点喷射单封环空补液双路压裂装置及方法。

技术介绍

[0002]煤矿井下钻孔套管内的坐封和压裂施工环境相较裸孔大为改善，但压裂前需要对套管实施射孔作业，增加了一次射孔工具的入孔工序，同时常规的油管“双封单卡”式压裂，利用双封隔器坐封，通过油管将压裂液送入双封隔器之间进行压裂的方式，压裂液量只能通过油管注入，未能利用套管内通径增加压裂液量。

技术实现思路

[0003]针对以上技术需求，本专利技术提出了一种定点喷射单封环空补液双路压裂装置及方法，将对套管进行射孔作业的喷射器功能和坐封功能集成，配套双通路密封孔口装置，采用分段射孔压裂结合的工艺，将套管和油管环空也利用成为压裂液通道，不仅减少了工具串的进出孔工序，同时增加了压裂液的整体过液通道断面，解决了套管压裂射孔和分段压裂分别实施、工具多次入孔，作业工序繁琐的问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现：
[0005]本专利技术首先公开了一种定点喷射单封环空补液双路压裂装置，该装置包括依次连接的坐封总成、射孔总成、双通路密封孔口装置；
[0006]所述坐封总成包括可变形的胶筒、封堵球和球座引导头，所述胶筒上设置有第一内通道，所述球座引导头与胶筒连接，所述球座引导头上设置有连通第一内通道和外界的筛孔，所述封堵球投入球座引导头后对所述筛孔进行封堵；
[0007]所述射孔总成包括射孔枪体，所述射孔枪体上设置有第二内通道以及与所述第二内通道连通的多个射孔喷嘴；所述射孔枪体与胶筒连接，且所述第一内通道与第二内通道连通；
[0008]所述双通路密封孔口装置包括底座、承压封挡盖、密封卡节、进液管、注液阀和排液阀，所述底座两端分别与承压封挡盖、套管连接，所述底座为内部设置有中通腔的套筒结构；
[0009]所述密封卡节夹设在承压封挡盖与底座的开口处，且所述密封卡节能够封堵所述中通腔；所述密封卡节上设置有过液通道，所述过液通道通过油管与所述射孔枪体的第二内通道连通；所述承压封挡盖上设置有用于外部的油管穿过的中空口；
[0010]所述进液管与所述中通腔连通，所述进液管并联有两个管路，两个管路上分别设置有所述注液阀和排液阀；
[0011]当坐封总成和射孔总成下入套管内，所述胶筒外壁与套管内壁之间、射孔枪体外壁与套管内壁之间均形成有环空通道；当油管插入双通路密封孔口装置和套管后，所述底座的中通腔腔壁与油管的外壁、套管(4)的内壁与油管的外壁之间均形成有环空通道，这些
所述环空通道之间连通。
[0012]可选的，所述球座引导头内设置有台阶孔，所述封堵球的直径介于台阶孔中直径较大孔的孔径与直径较小孔的孔径之间；所述筛孔设置在球座引导头底部，且与所述台阶孔中直径较小孔连通。
[0013]可选的，所述胶筒两端分别设置有第一上接头和第一下接头，所述第一上接头和第一下接头内均设置有与所述第一内通道连通的通孔，所述球座引导头与第一下接头连接。
[0014]可选的，所述射孔枪体两端分别设置有第二上接头和第二下接头，所述第二上接头和第二下接头内均设置有与所述第二内通道连通的通孔。
[0015]可选的，所述密封卡节的主体部分由两段柱体形成，其中一段为圆柱体，另一段为圆锥体，底座一端开口设置为与所述圆锥体匹配的圆锥面。
[0016]可选的，所述密封卡节两端分别连接有第三上接头和第三下接头，所述第三上接头和第三下接头内均设置有与所述过液通道连通的通孔，所述第三上接头用于连接油管，第三下接头用于连接所述射孔枪体。
[0017]可选的，所述承压封挡盖与底座通过螺纹连接。
[0018]可选的，所述底座与套管之间通过法兰连接。
[0019]本专利技术还公开了一种定点喷射单封环空补液双路压裂方法，该方法采用本专利技术所述的定点喷射单封环空补液双路压裂进行作业，具体包括以下步骤：
[0020]步骤1，连接所述坐封总成、射孔总成和油管，送入预定深度套管固空钻孔内；将所述双通路密封孔口装置与套管、油管连接；
[0021]步骤2，关闭所述注液阀，打开所述排液阀，通过油管注入清水实施洗孔作业；洗孔完成后，通过油管投入所述封堵球；
[0022]步骤3，坐封：调节油管的注入压力，使所述胶筒径向膨胀至与套管内壁接触，实现坐封；
[0023]步骤4，射孔：坐封完成后，通过油管向所述第二内通道内注入射孔液，进行套管射孔作业；
[0024]步骤5，压裂：射孔完成后，关闭所述排液阀，打开所述注液阀，通过油管和环空通道两路同时注入压力进行压裂作业；
[0025]步骤6，当前分段的压裂作业完成后，停泵卸压，关闭所述注液阀，打开所述排液阀，油管泄压，胶筒解封恢复，所述封堵球解除对筛孔的封堵、返排，然后回撤入孔油管到下一分段位置，重复上述步骤2至步骤5。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0027](1)本专利技术将套管射孔作业和分段压裂作业合并，大副减少了常规套管射孔和分段压裂独立作业过程中多次入孔的繁琐施工工序；将单分段的射孔和压裂集成，充分利用了钻孔套管内通路和油管实现了单封隔器坐封压裂作业，可成倍降低了封隔器的使用损耗。
[0028](2)在不增加钻孔孔径的情况下，本专利技术避免了受常规压裂油管内径增大困难而导致的压裂液压力额外损耗难于降低的限制，本专利技术利用套管和油管之间环空作为油管外的第二压裂液供液通道，不改变油管内径的情况下，增加了压裂供液断面面积，为增加压裂
液供液量提供的基础，同时环空压裂液通道供液避免了油管供液压裂液通过各出口断面的截流压力损失，提升了压裂效果。
[0029]以下将结合具体实施方式对本专利技术的其他优点进行补充说明。
附图说明
[0030]图1是本专利技术实施例记载的定点喷射单封环空补液双路压裂装置入孔装配示意图。
[0031]图2是本专利技术实施例记载的坐封总成结构示意图。
[0032]图3是本专利技术实施例记载的射孔总成结构示意图。
[0033]图4是本专利技术实施例记载的双通路密封孔口装置结构示意图
[0034]图5是本专利技术实施例记载的定点喷射单封环空补液双路压裂装置分段压裂作业示意图。
[0035]图中各标号的含义：
[0036]1‑
坐封总成，2
‑
射孔总成，3
‑
双通路密封孔口装置，4
‑
套管，5
‑
油管，6
‑
环空通道，7
‑
钻孔；
[0037]101
‑
胶筒，102
‑
封堵球，103
‑
球座引导头，104
‑
第一内通道，105
‑
筛孔，106
‑
台阶孔，107
‑
第一上接头，108
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.定点喷射单封环空补液双路压裂装置，其特征在于，包括依次连接的坐封总成(1)、射孔总成(2)、双通路密封孔口装置(3)；所述坐封总成(1)包括可变形的胶筒(101)、封堵球(102)和球座引导头(103)，所述胶筒(101)上设置有第一内通道(104)，所述球座引导头(103)与胶筒(101)连接，所述球座引导头(103)上设置有连通第一内通道(104)和外界的筛孔(105)，所述封堵球(102)投入球座引导头(103)后对所述筛孔(105)进行封堵；所述射孔总成(2)包括射孔枪体(201)，所述射孔枪体(201)上设置有第二内通道(202)以及与所述第二内通道(202)连通的多个射孔喷嘴(203)；所述射孔枪体(201)与胶筒(101)连接，且所述第一内通道(104)与第二内通道(202)连通；所述双通路密封孔口装置(3)包括底座(301)、承压封挡盖(302)、密封卡节(303)、进液管(304)、注液阀(305)和排液阀(306)，所述底座(301)两端分别与承压封挡盖(302)、套管(4)连接，所述底座(301)为内部设置有中通腔(307)的套筒结构；所述密封卡节(303)夹设在承压封挡盖(302)与底座(301)的开口处，且所述密封卡节(303)能够封堵所述中通腔(307)；所述密封卡节(303)上设置有过液通道(308)，所述过液通道(308)通过油管(5)与所述射孔枪体(201)的第二内通道(202)连通；所述承压封挡盖(302)上设置有用于外部的油管(5)穿过的中空口(309)；所述进液管(304)与所述中通腔(307)连通，所述进液管(304)并联有两个管路，两个管路上分别设置有所述注液阀(305)和排液阀(306)；当坐封总成(1)和射孔总成(2)下入套管(4)内，所述胶筒(101)外壁与套管(4)内壁之间、射孔枪体(201)外壁与套管(4)内壁之间均形成有环空通道(6)；当油管(5)插入双通路密封孔口装置(3)和套管(4)后，所述底座(301)的中通腔(307)腔壁与油管(5)的外壁、套管(4)的内壁与油管(5)的外壁之间均形成有环空通道(6)，这些所述环空通道(6)之间连通。2.如权利要求1所述的定点喷射单封环空补液双路压裂装置，其特征在于，所述球座引导头(103)内设置有台阶孔(106)，所述封堵球(102)的直径介于台阶孔(106)中直径较大孔的孔径与直径较小孔的孔径之间；所述筛孔(105)设置在球座引导头(103)底部，且与所述台阶孔(106)中直径较小孔连通。3.如权利要求1所述的定点喷射单封环空补液双路压裂装置，其特征在于，所述胶筒(101)两端分别设置有第一上接头(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵继展，戴楠，刘乐，张俭，方秦月，王彬，
申请(专利权)人：中煤科工西安研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：