基于智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统与方法技术方案

本发明专利技术涉及油气田开发技术领域，更具体的说是基于智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统与方法。所述系统包括在每个压裂段对应放置的至少一个多簇滑套，以及在压裂段末端放置一个末端滑套，以及通过泵送至目标压裂段的一支智能标签。所述方法：步骤一、采用从首段至末段的逐段压裂方式，通过井口投放一支智能钥匙标签，泵送至目标压裂段；步骤二、智能钥匙标签将当前压裂段各多簇滑套逐个开启，最终封堵在末端滑套内，此时完成当前压裂段全部多簇滑套和末端滑套的开启；步骤三、重复所述步骤一和步骤二，直至所有压裂段施工作业完成。能够使滑套无需逐级缩径，且能通过一支智能钥匙标签实现单个压裂段内的多个滑套同时开启。签实现单个压裂段内的多个滑套同时开启。签实现单个压裂段内的多个滑套同时开启。

【技术实现步骤摘要】
基于智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统与方法


[0001]本专利技术涉及油气田开发
，更具体的说是基于智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统与方法。

技术介绍

[0002]目前，国内外油气田完井压裂所采用的投球或机械式螺卡或飞镖开启式滑套，虽然可以实现一定段数以及段内一定簇的分段压裂，但因结构原理限制，均无法实现真正意义上的全通径、无限级分段压裂：如投球滑套，需要通过滑套逐级缩径才能与不同直径的压裂球配套开启，导致压裂段数与压裂排量受限。再如机械螺卡或飞镖开启的滑套，虽然可以实现一定段数内的滑套内通径一致，但需通过每个螺卡或飞镖的外形尺寸与各段（各簇）滑套内部卡槽完全匹配才能实现滑套开启，但套管水泥固井等施工作业难免导致滑套内部卡槽形状发生变化，从而严重影响了螺卡或飞镖与滑套内部卡槽的匹配，进而导致滑套开启成功率低。此外，每段滑套与螺卡的尺寸规格都需不同，从而导致施工时滑套与螺卡必须一一对应下入，同时也因排列组合原则限制了压裂段数。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供基于智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统与方法，能够使滑套无需逐级缩径，且能通过一支智能钥匙标签实现单个压裂段内的多个滑套同时开启。
[0004]上述目的通过以下技术方案来实现：一种智能钥匙标签，包括滑动推套，通过执行器与滑动推套连接的锥面导向体，安装在滑动推套右端的密封环，密封环的内端面与锥面导向体的外端面贴合，执行器通过螺纹与滑动推套连接，连接在锥面导向体内部右端的封堵，锥面导向体、封堵和执行器形成密封的腔体，所述腔体内安装有通过导线相连的位置检测传感器、控制电路板和高温电池，执行器能够带动滑动推套与锥面导向体发生相对位移，滑动推套带动密封环相对锥面导向体移动，以实现密封环的扩张；滑动推套左部具有反排通道，反排通道的左端设有可溶球，可溶球能够封堵反排通道的左部。
[0005]所述密封环外径最小时不大于智能钥匙标签总体外径。
[0006]所述滑动推套的左端设有衔接所述反排通道的倒角面。
[0007]一种配合上述智能钥匙标签使用的多簇滑套，包括内设磁场Ⅰ的壳体部分Ⅰ，以及阀体部分Ⅰ，以及设置在壳体部分Ⅰ内壁上的环状的槽，所述壳体部分Ⅰ为一体成型或分段结构，位置检测传感器能够对磁场Ⅰ进行磁场检测；所述阀体部分Ⅰ上设有用于卡定密封环的卡定结构，所述卡定结构包括能够突出于阀体部分Ⅰ内壁的突出结构，所述卡定结构能够进入所述环状的槽，以使所述突出结构脱离阀体内壁的内侧。
[0008]所述卡定结构包括在阀体部分Ⅰ右端设置的周向均匀分布的轴向槽，轴向槽的右
端导通形成开口，以通过间隔分布的轴向槽形成一个不完整的环状结构，以及在阀体部分Ⅰ的右端内壁上设有内径由左至右增加的斜面作为所述突出结构，所述突出结构用于卡定密封环，当突出结构张开至环状的槽内，密封环能够通过所述突出结构。
[0009]所述卡定结构为传动销，所述传动销为球头凸起的圆柱机构。
[0010]所述传动销周向均布的设有多个。
[0011]一种配合上述多簇滑套使用的末端滑套，包括内设磁场Ⅱ的壳体部分Ⅱ，所述位置检测传感器能够对磁场Ⅱ进行磁场检测；还包括阀体部分Ⅱ，所述阀体部分Ⅱ右侧设有与密封环卡定的凸起，所述凸起左部为周向分布的齿状结构。
[0012]基于智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统，包括在每个压裂段对应放置的至少一个多簇滑套，以及在压裂段末端放置一个末端滑套，以及通过泵送至目标压裂段的一支智能钥匙标签；多簇滑套和末端滑套的最小内通径不小于井下套管最小内通径的80%。
[0013]采用上述基于智能钥匙标签的多簇压裂智能滑套系统的实施方法，包括以下步骤：步骤一、采用从首段至末段的逐段压裂方式，通过井口投放一支智能钥匙标签，泵送至目标压裂段；步骤二、智能钥匙标签将当前压裂段各多簇滑套逐个开启，最终封堵在末端滑套内，此时完成当前压裂段全部多簇滑套和末端滑套的开启；步骤三、重复所述步骤一和步骤二，直至所有压裂段施工作业完成；步骤四、智能钥匙标签在压裂液较长时间浸泡下全部溶解。
[0014]即，通过采用多个外形尺寸统一的智能钥匙标签作为滑套开启工具，智能钥匙标签的初始外径小于井下套管与滑套内通径，初始状态的智能钥匙标签可以自由通过井下任意压裂段的任意滑套。当需要开启某滑套时，智能钥匙标签的位置检测传感器可自动检测识别到安装在井下滑套内的磁铁，根据入井前对智能钥匙标签设置的目标开启地址，自动触发智能钥匙标签内的执行器，驱动金属密封环周向扩张，使其外径增大与滑套内部卡定，伴随泵车的压裂动力，实现目标滑套的开启。相应的，利用外径尺寸统一的智能钥匙标签作为开启工具，实现了井下各段以及段内各簇滑套内径统一，当所有滑套内径统一，且可以与套管内径完全相同后，真正意义的实现了压裂级数不受限、压裂排量不受限的全通径、无限级分段多簇压裂，最大限度的提高油藏开发规模。此外，只需智能钥匙标签的密封环卡定在滑套凸起结构处即可实现滑套开启，避免了套管水泥固井对滑套开启的不利影响，保障了滑套开启的可靠性与成功率。
[0015]本专利技术基于智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统与方法的有益效果为：1、采用外形尺寸统一、具有自识别开启功能的智能钥匙标签作为滑套开启工具，解决了常规投球滑套需要逐级缩径以及机械式螺卡或飞镖规格不一致的问题，实现了井下各级滑套全通径、无限级、压裂排量不受限，满足超深井、长水平段和大规模的压裂施工适用性；2、采用全通径多簇滑套与末端滑套组合方式，在实现压裂段无限级的同时，还实现了级段内的无限簇，因所有滑套内通径一致，可以任意数量布置，提高了井下压裂组合灵
活性；3、多簇滑套与末端滑套，除自身内通径一致外，当滑套内部的最小内径与井下套管的内通径相同时，滑套不产生任何节流与卡滞，达到了全井管柱与工具通径一致的效果，保证再多级数的滑套也不会影响压裂泵车排量，同时也为后续生产时的工艺管柱提供最大下入空间；4、智能钥匙标签、多簇滑套、末端滑套均只有一种规格，多簇滑套与多簇滑套之间、末端滑套与末端滑套之间具有互换性，大大降低了现场施工配套工具的复杂程度以及施工作业时的出错风险；5、智能钥匙标签与滑套间采用非接触式无线识别技术，不受前序水泥固井以及井下复杂介质影响，保证智能钥匙标签准确、可靠的识别到目标开启滑套，并被滑套准确捕捉，解决了基于机械螺卡或飞镖原理的全通径滑套需逐级存在结构差别采用捕捉卡定的问题；6、智能钥匙标签具有完全同心的压裂液返排通道，通过与浮动的可溶球配合，实现了滑套开启以及压裂施工时井口至井下方向的单向密封；当压裂施工结束后，又可实现井下至井口的单向连通，从而满足压裂后的泄压工艺需求。
附图说明
[0016]图1为基于智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统目标段开启的流程图；图2为基于智能钥匙标签的分段多簇压裂智能滑套系统的工艺管柱图；图3为首段滑套开启后状态示意图；图4为首段至末段滑套均开启后状态示意图；图5为智能钥匙标签实施例一的结构示意图；图6为智能钥匙标签实施例二的结构示意图；图7为智能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能钥匙标签，其特征在于，包括滑动推套（101），通过执行器（108）与滑动推套（101）连接的锥面导向体（103），安装在滑动推套（101）右端的密封环（102），密封环（102）的内端面与锥面导向体（103）的外端面贴合，执行器（108）通过螺纹与滑动推套（101）连接，连接在锥面导向体（103）内部右端的封堵（104），锥面导向体（103）、封堵（104）和执行器（108）形成密封的腔体，所述腔体内安装有通过导线相连的位置检测传感器（105）、控制电路板（106）和高温电池（107），执行器（108）能够带动滑动推套（101）与锥面导向体（103）发生相对位移，滑动推套（101）带动密封环（102）相对锥面导向体（103）移动，以实现密封环（102）的扩张；滑动推套（101）左部具有返排通道，返排通道的左端设有可溶球（109），可溶球（109）能够封堵返排通道的左部。2.根据权利要求1所述的智能钥匙标签，所述密封环（102）外径最小时不大于智能钥匙标签总体外径。3.根据权利要求1所述的智能钥匙标签，所述滑动推套（101）的左端设有衔接所述返排通道的倒角面。4.一种配合权利要求1所述的智能钥匙标签使用的多簇滑套，包括内设磁场Ⅰ的壳体部分Ⅰ，壳体部分Ⅰ内部具有阀体部分Ⅰ，以及设置在壳体部分Ⅰ内壁上的环状的槽，所述壳体部分Ⅰ为一体成型或分段结构，位置检测传感器（105）能够对磁场Ⅰ进行磁场检测；其特征在于，所述阀体部分Ⅰ上设有用于卡定密封环（102）的卡定结构，所述卡定结构包括能够突出于阀体部分Ⅰ内壁的突出结构，所述卡定结构能够进入所述环状的槽，以使所述突出结构脱离...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋文平，于九政，孙侨，张多利，马弢，张家庆，余浩，李鹏宇，刘卫，
申请(专利权)人：哈尔滨艾拓普科技有限公司，
类型：发明
国别省市：