专利名称：可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺及其工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺及其工具，属完井处理技术领域。
背景技术：
油气井在开采过程中，为提高产量，通常需要对油气井进行酸化压裂。酸化压裂是通过高压酸液将地层压开，并进行化学溶蚀作用，恢复或扩大油层进井地带油流的通道，提高储层的渗透率，增加油气井的产能。油气井经过酸化压裂后，通常会有更高的产量。酸化压裂时需要下入酸化压裂管柱。下酸化压裂管柱可以使酸液通过管柱进入地层，也可以由酸化压裂管柱保护套管，防止井喷事故的发生，并提供防喷求产或气举压井作业的安全通道。不同地层具有不同的破裂压力和地层温度，目前常用的酸压工具管串功能简单，性能较低，使用起来不方便。如常用的机械可取式封隔器酸压管柱，施工时酸化压裂与完井采油要分几趟管柱才能实现；常用的液压可取式封隔器配合伸缩短接等工具组成的酸压管柱，虽然可以一趟管柱酸化压裂，但是通常耐压级别不高。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种耐温耐压级别达到150°C、70MPa，施工完毕后可以随时开启、关闭产层，需要时还可以将所有管串从井底取出的可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺及其工具。本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的
一种可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺及其工具，其特征在于，所述的完井工艺由下列步骤构成，
第一步、入井管柱
将SRH封隔器与磨铣延伸筒、密封延伸筒、机械式开关滑套依次连接，下部接上死堵； 将锚定密封插管、油管短接、球座、插杆依次连接后，将其插入SRH封隔器管串，并将锚定密封插管与SRH封隔器上接头处的梯形扣连接，锚定密封插管上部连接油管至井口 ；根据需要可以在油管柱中加入伸缩管、常闭阀工具；
第二步、坐封
在管柱下到预定深度时，做好油管挂，更换井口，安装采油树试压合格后，投球，侯球入座，然后分级打压1000PSI、2000 PSI,3000 PSI,4000 PSI各稳压lOmin，卸压后再打压至 4000PSI稳压lOmin，SRH封隔器坐封；可采用环空打压20Mpa验证SRH封隔器的密封性，密封合格后在油管内加压打掉球座，沟通产层与油管空间；
第三步、脱开油管柱
将SRH封隔器与油管柱脱开时，通过上提管柱使管柱处于稍微受拉的状态，然后顺时针方向旋转管柱14 15圈，即可脱开SRH封隔器与锚定密封插管的连接，上提将SRH封隔器管串内的油管筛管、油管密封、接球器、插杆提离SRH封隔器；管柱脱开时，SRH封隔器底部的机械式开关滑套将在插杆的作用下自动关闭；
第四步、解封
解封SRH封隔器时，将解封工具下入SRH封隔器内，并锚定于SRH封隔器的上接头上， 上提剪断剪切环，继续上提即可解封SRH封隔器，通过SRH封隔器回收工具一并起出井筒。所述的SRH封隔器由上接头、紧定螺钉、胶筒、隔环、剪切销钉、上活塞、键块、上锥体、卡瓦护套、卡瓦、片弹簧、下锥体、下活塞、锁环套、锁环、缸套、中心管、弹性爪、剪切环、 下接头组成，隔环、胶筒及上活塞组装在中心管的左端上，组成SRH封隔器的密封系统；上锥体、紧定螺钉、卡瓦护套、卡瓦、片弹簧、下锥体组装在中心管的中部上，组成SRH封隔器的锚定系统；下活塞、锁环套、紧定螺钉、锁环、缸套组装在中心管的右端上，组成SRH封隔器的液压坐封活塞部分；剪切销钉、弹性爪、剪切环组成SRH封隔器的解封部分；上活塞和下活塞上装有键块，上接头和下接头分别安装在中心管的左右端；
所述的SRH封隔器回收工具由上接头a、紧定螺钉、上端衬套、锚爪、锚定接头、中心管、 中间接头、弹簧、捕捉套、下中心管、安全接头、上接头a、下接头a组成，上接头a、紧定螺钉、 中心管、中间接头、下中心管、下接头a组成SRH封隔器回收工具的中心管件部分；上端衬套、锚爪、锚定接头组成SRH封隔器回收工具的锚定部分；弹簧、捕捉套、安全接头组成SRH 封隔器回收工具的捕捉爪部分；
所述的机械式开关滑套由插杆、上接头b、滑竿、V型盘根密封总成、中间接头a、下接头 b组成，插杆安装在上接头b的左端内，上接头b通过滑竿连接有下接头b,上接头b和下接头b之间的滑竿上装有V型盘根密封总成和中间接头a。本发明与现有技术相比的有益效果在于
I、该可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺管串使用特别设计的有耐压很高的液压可取式封隔器，耐温耐压级别达到150°C、70MPa，并设计了与其配套的回收工具，使其能在超深井中实现一趟管柱酸化压裂完井工艺。2、该可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺管串的机械开关式滑套及配套的开关工具，在下井时滑套处于打开状态，沟通油管与下部产层，当酸压等施工完毕后，在上提管柱时关闭滑套，隔绝下部产层与油管空间；当需要对下部产层采取措施，再次下放插杆时， 打开滑套，沟通油管空间与产层。3、该可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺管串的锚定密封与封隔器上接头相接， 下部为一组耐高温的密封组件，与封隔器上部的密封腔接触，保证油套的密封。需要将封隔器与油管柱脱开时，正转管柱上提即可脱开，此时可将下部滑套关闭，隔绝下部产层，可利用上部油管柱进行循环压井等施工。4、磨铣延伸筒直接接在封隔器下部，解封时，专用工具通过封隔器心轴，直至磨铣延伸筒内部，上提解封工具，剪断剪切环，再上提解封封隔器；若此方式无法解封封隔器，则采用磨铣方式解封封隔器，磨铣延伸筒可以为磨铣工具提供空间和充当落物蓝的作用。5、密封延伸筒接在磨铣延伸筒下部，与油管密封配合形成密封，封隔器坐封时，在球座未被击落前，可以密封油管柱，给封隔器坐封提供液压力。6、该可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺管串坐封过程中无需动管柱，可在安装好井口后施工，并能将产层完全隔离开，避免对地层产生污染。7、该可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺管串的下部还可挂接射孔枪，坐封后实施打压射孔，避免射孔时压井液对地层的污染。8、该可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺管串中的常闭阀可以在必要时候打开， 成为循环替液的流道或为气举作业提供方便。9、该可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺管串中的伸缩短接在高压压裂时可以补偿管柱的变形量，使整串管柱受力更合理。
图I为可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺的工具连接后的结构示意图2为可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺及其工具的SRH封隔器的结构示意图3为可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺及其工具的SRH封隔器回收工具的结构示意图4为可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺及其工具的机械式开关滑套的结构示意图。图中1、油管挂，2、双公短接，3、常闭阀，4、伸缩短接，5、变扣接头，6、锚定密封插管，7、SRH封隔器，8、磨铣延伸筒，9、油管短接，10、接箍，11、密封延伸筒，12、球座，13、机械式开关滑套开启插杆开关，14、机械式开关滑套，15、上接头，16、紧定螺钉，17、胶筒，18、隔环，19、剪切销钉，20、上活塞，21、键块，22、上锥体，23、卡瓦护套，24、卡瓦，25、片弹簧，26、 下锥体，27、下活塞，28、锁环套，29、锁环，30、缸套，31、中心管，32、弹性爪，33、剪切环，34、 下接头，35、上2而衬套，36、铺爪，37、铺定接头，38、中间接头，39、弹黃，40、捕捉套，41、下中心管，42、安全接头，43、上接头a，44、下接头a，45、插杆，46、上接头b，47、滑竿，48、V型盘根常封总成，49、中间接头a，50、下接头b。
具体实施例方式下面通过具体实施例对本发明作进一步的描述如下。该可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺及其工具采用了耐压很高的液压可取式封隔器，耐温耐压级别达到了 150°C、70MPa，并设计了与其配套的回收工具，使其能在超深井中实现一趟管柱酸化压裂完井工艺。该可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺的具体步骤如下，
第一步、入井管柱
将SRH封隔器7与磨铣延伸筒8、密封延伸筒11、机械式开关滑套14依次连接，下部连接上死堵；将锚定密封插管6、油管短接9、球座12、插杆45等依次连接，并将其插入SRH封隔器7管串，将锚定密封插管6与SRH封隔器7的上接头15处的特殊梯形扣连接，锚定密封插管6上部连接油管至井口。根据需要可以在上部油管柱中加入伸缩短接4、常闭阀3等工具。入井时，机械式开关滑套14的孔眼处于全开状态，在地面可以用肉眼直接观察到，若没有完全开启，则工具连接没有完全到位。第二步、坐封
在管柱下到预定深度时，坐好油管挂1，更换井口，安装采油树试压合格后，投球，侯球入座，然后分级打压1000PSI、2000 PSI,3000 PSI,4000 PSI各稳压lOmin，卸压后再打压至 4000PSI稳压lOmin，SRH封隔器7坐封；可采用环空打压20Mpa验证SRH封隔器7的密封性，密封合格后在油管内加压打掉球座12，沟通产层与油管空间；可根据施工目的对地层进行改造或者投入生产。第三步、脱开油管柱
当需要将SRH封隔器7与油管柱脱开时，通过上提管柱使管柱处于稍微受拉的状态，然后顺时针方向旋转管柱14 15圈，即可脱开SRH封隔器7与锚定密封插管6的连接，上提将SRH封隔器7管串内的油管筛管、油管密封、接球器、插杆提离SRH封隔器7 ;提出后管串下部的机械式开关滑套14将自动关闭，产层与上部将完全隔离。再次连接SRH封隔器7与锚定密封插管6只需直接下插即可。第四步、解封
解封SRH封隔器7时，将解封工具下入SRH封隔器7内，并锚定于SRH封隔器7的上接头15上，上提剪断剪切环33，继续上提即可解封SRH封隔器7，通过SRH封隔器7回收工具一并起出井筒。SRH封隔器7可当作永久式封隔器使用，也可通过专用的SRH封隔器7回收工具解封。下面对该可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺所用配套工具的具体结构和工作原理作进一步的描述如下
所述的SRH封隔器7是一趟管柱作业液压坐封封隔器，凭借其紧凑和可靠的设计可承受10000PSI的上、下压力差，主要用于一趟管柱作业射孔和完井系统。施工完成后，可利用回收工具回收，经保养后再次使用。SRH封隔器7由上接头15、紧定螺钉16、胶筒17、隔环18、剪切销钉19、上活塞20、 键块21、上锥体22、卡瓦护套23、卡瓦24、片弹簧25、下锥体26、下活塞27、锁环套28、锁环 29、缸套30、中心管31、弹性爪32、剪切环33、下接头34组成。隔环18、胶筒17及上活塞 20组装在中心管31的左端上，组成SRH封隔器7密封系统。上锥体22、紧定螺钉16、卡瓦护套23、卡瓦24、片弹簧25、下锥体26组装在中心管31的中部上，组成SRH封隔器7的锚定系统。下活塞27、锁环套28、紧定螺钉16、锁环29、缸套30组装在中心管31的右端上， 组成SRH封隔器7的液压坐封活塞部分；剪切销钉19、弹性爪32、剪切环33组成SRH封隔器7的解封部分；上活塞20和下活塞27上装有键块21，上接头15和下接头34分别安装在中心管31的左右端。下井时，锚定密封插管6通过上接头15上的扣与SRH封隔器7进行连接，锚定密封插管6上的密封件与SRH封隔器7的中心管31形成密封。SRH封隔器7通过锚定密封插管6下到预定位置后，在下入的锚定密封插管6内投球，并对油管内打压。压力通过油管传递到中心管31上的传压孔并传递到下活塞27上，压力持续增大后，剪切销钉19被剪断，下锥体26在下活塞27的推力作用下将卡瓦24顶起，使卡瓦24锚定在套管壁上。压力继续增大，在压力的作用下，缸套30、弹性爪32、剪切环33、中心管31、上接头15在上活塞20、下活塞27的反作用力的作用下将胶筒17进行压缩，使胶筒17与套管壁密封，至此，SRH封隔器7完成坐封。坐封时下活塞27和缸套30在压力作用下产生相对位移时，由于单向棘齿的锁环29的齿向原因，下活塞27只可向上运动，不可向后退。当压力消失后，坐封力量很稳定的由锁环29锁定，以防止胶筒17回弹。需要解封时，下入专用的解封工具。解封工具下到位后，解封工具上的锚牙可以锚定在SRH封隔器7的上接头15上，同时解封工具上的捕捉套会越过SRH封隔器7的剪切环33，并卡在剪切环33之下，此时上提，将使剪切环33上的剪切销钉19剪断，从而使上接头 15、中心管31、弹性爪32能自由往上运动，继续上提解封工具，胶筒17此时失去上接头15 的约束，会缓慢回弹解封，上锥体22向上运动，卡瓦24在片弹簧25的压力下回弹，SRH封隔器7完全解封。所述的SRH封隔器回收工具由上接头a43、紧定螺钉16、上端衬套35、锚爪36、锚定接头37、中心管31、中间接头38、弹簧39、捕捉套40、下中心管41、安全接头42、上接头 a43、下接头a44组成。上接头a43、紧定螺钉16、中心管31、中间接头38、下中心管41、下接头a44组成SRH封隔器回收工具的中心管件部分；上端衬套35、锚爪36、锚定接头37组成SRH封隔器回收工具的锚定部分；弹簧39、捕捉套40、安全接头42组成SRH封隔器回收工具的捕捉爪部分。在使用时，将SRH封隔器回收工具下入到井中，并插入SRH封隔器7中，此时，SRH 封隔器7的锚爪36在机械下压力的作用下与SRH封隔器7的上接头15上的锚牙锁定，与此同时，回收工具上的捕捉套40在机械下压力的作用下往内收缩，越过SRH封隔器7的中心管31下端的剪切环33并卡在剪切环33之下，此时上提回收工具，回收工具中心管上行， 导致安全接头42抵住捕捉套40的下端，使捕捉套40无法回缩，从而将SRH封隔器7的剪切环33上的剪切销钉19剪掉，进而解封封隔器。封隔器解封后继续上提，即可将井底管串全部回收。所述的机械式开关滑套由插杆45、上接头b46、滑竿47、V型盘根密封总成48、中间接头a49、下接头b50组成，插杆45安装在上接头b46的左端内，上接头b46通过滑竿47 连接有下接头b50，上接头b46和下接头b50之间的滑竿47上装有V型盘根密封总成48和中间接头a49。下井时，滑套处于开启状态，为下井提供流道，防止下井时产生活塞效应以方便下井。在需要关闭时，上提插杆45，插杆45将带动滑竿47的上端棘爪，使滑竿47向上滑动， 当滑竿47继续向上运动直到滑竿47上的棘爪运动到上接头b46内的沟槽处时，棘爪在自身弹力作用下回复自然状态，中间接头a49处的流道也将被滑竿47和V型盘根密封总成48 关闭，此时插杆45与机械式开关滑套14脱开，机械式开关滑套14完全关闭。在需要打开时，下压插杆45，插杆45前端推动滑竿47，使机械式开关滑套14开启。以上所述只是该发明的具体实施方式
，上述举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后可以对上述的具体实施方式
做修改或变形，而不背离本发明的实质和范围。
权利要求
1. 一种可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺及其工具，其特征在于，所述的完井工艺由下列步骤构成，第一步、入井管柱将SRH封隔器(7 )与磨铣延伸筒(8 )、密封延伸筒(11 )、机械式开关滑套(14)依次连接，下部接上死堵；将锚定密封插管(6)、油管短接(9)、球座(12)、插杆(45)依次连接后，将其插入SRH封隔器(7)的管串，并将锚定密封插管(6)与SRH封隔器(7)的上接头(15)处的梯形扣连接，锚定密封插管(6)上部连接油管至井口 ；根据需要可以在油管柱中加入伸缩管、常闭阀工具；第二步、坐封在管柱下到预定深度时，做好油管挂(I )，更换井口，安装采油树试压合格后，投球，侯球入座，然后分级打压1000PSI、2000 PSI,3000 PSI,4000 PSI各稳压lOmin，卸压后再打压至4000PSI稳压lOmin，SRH封隔器(7)坐封；可采用环空打压20Mpa验证SRH封隔器(7) 的密封性，密封合格后在油管内加压打掉球座(12)，沟通产层与油管空间；第三步、脱开油管柱将SRH封隔器(7)与油管柱脱开时，通过上提管柱使管柱处于稍微受拉的状态，然后顺时针方向旋转管柱14 15圈，即可脱开SRH封隔器(7)与锚定密封插管(6)的连接，上提将SRH封隔器(7)管串内的油管筛管、油管密封、接球器、插杆(45)提离SRH封隔器(7);管柱脱开时，SRH封隔器(7)底部的机械式开关滑套(14)将在插杆(45)的作用下自动关闭；第四步、解封解封SRH封隔器(7)时，将解封工具下入SRH封隔器(7)内，并锚定于SRH封隔器(7) 的上接头(15)上，上提剪断剪切环(33)，继续上提即可解封SRH封隔器(7)，通过SRH封隔器回收工具一并起出井筒；所述的完井工艺中的工具结构如下所述的SRH封隔器(7)由上接头(15)、紧定螺钉(16)、胶筒(17)、隔环(18)、剪切销钉(19)、上活塞(20)、键块(21)、上锥体(22)、卡瓦护套(23)、卡瓦(24)、片弹簧(25)、下锥体(26)、下活塞(27)、锁环套(28)、锁环(29)、缸套(30)、中心管(31)、弹性爪(32)、剪切环(33)、下接头(34)组成，隔环(18)、胶筒(17)及上活塞(20)组装在中心管(31)的左端上， 组成SRH封隔器(7)的密封系统；上锥体(22)、紧定螺钉(16)、卡瓦护套(23)、卡瓦(24)、片弹簧(25 )、下锥体(26 )组装在中心管(31)的中部上，组成SRH封隔器(7 )的锚定系统；下活塞(27 )、锁环套(28 )、紧定螺钉(16 )、锁环(29 )、缸套(30 )组装在中心管(31)的右端上，组成SRH封隔器(7)的液压坐封活塞部分；剪切销钉(19)、弹性爪(32)、剪切环(33)组成SRH 封隔器(7 )的解封部分；上活塞(20 )和下活塞(27 )上装有键块(21)，上接头(15 )和下接头(34)分别安装在中心管(31)的左右端；所述的SRH封隔器回收工具由上接头a (43)、紧定螺钉(16)、上端衬套(35)、锚爪 (36)、锚定接头(37)、中心管(31)、中间接头(38)、弹簧(39)、捕捉套(40)、下中心管(41)、 安全接头(42)、上接头a (43)、下接头a (44)组成，上接头a (43)、紧定螺钉(16)、中心管 (31)、中间接头(38)、下中心管(41)、下接头a (44)组成SRH封隔器回收工具的中心管件部分；上端衬套(35)、锚爪(36)、锚定接头(37)组成SRH封隔器回收工具的锚定部分；弹簧 (39),捕捉套(40)、安全接头(42)组成SRH封隔器回收工具的捕捉爪部分；所述的机械式开关滑套(11)由插杆(45)、上接头b (46)、滑竿(47)、V型盘根密封总成 (48)、中间接头a (49)、下接头b (50)组成，插杆(45)安装在上接头b (46)的左端内，上接头b (46)通过滑竿(47)连接有下接头b (50)，上接头b (46)和下接头b (50)之间的滑竿(47 )上装有V型盘根密封总成(48 )和中间接头a (49 )。
全文摘要
本发明涉及一种可回收式一趟管柱压裂酸化完井工艺及其工具，属完井处理技术领域。它由SRH封隔器、SRH封隔器回收工具、机械式开关滑套总成及其他配套工具构成。管串在地面连接好后下入油井中，即可投球坐封，随后进行压裂施工，并能随时开启、关闭产层，在需要取出完井管串时还可以下入回收工具将整串工艺管柱全部回收。本发明可一趟完成酸压、求产、封堵、完井等各项施工，节约施工时间，缩短施工周期，同时简化了施工工序，提高了施工的安全性，减少事故发生的几率。在将油管柱与封隔器脱开后，可将产层完全隔绝，避免产层的污染，使其能在超深井中实现一趟管柱酸化压裂完井工艺，特别适用于碳酸盐岩地层酸压后易喷易漏特点的超深井中使用。
文档编号E21B43/27GK102587882SQ201210070538
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月18日 优先权日2012年3月18日
发明者王琼, 程市君, 陶风, 龚文冲 申请人:荆州市赛瑞能源技术有限公司