用于压力级差式喷封压的装置以及包含其的管柱的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油气完井以及储层改造等技术领域，具体涉及一种用于压力级差式喷封压的装置以及包含其的管柱。
【背景技术】
[0002]随着非常规油气藏勘探开发的推进，完井分段压裂技术作为非常规油气资源开采的主要增产措施也发展迅猛。完井分段压裂技术可有针对性地对储层进行改造，扩大油气产层的泄油面积，提高油气采收率。
[0003]现有技术中，多级分段储层改造通常采用先射孔后压裂的方法进行。也就是，在储层改造过程中，先下入射孔枪进行多级分段射孔，以在储层中形成孔洞。然后，将射孔枪提出地层。接着，再下入具有封隔器的管柱，并通过投球的方式使封隔器坐封。再次，通过投球的方式打开封隔器的第一级滑套，以露出与孔洞配合的第一级压裂孔。最后，向管柱内注入压裂液，压裂液通过压裂孔进入到孔洞中，并在地层内形成裂缝。在压裂完成后，再次投入大一级的球打开上一级滑套对上一层地层进行压裂。
[0004]通过上述方法，虽然能完成对储层的改造，但是需要下入多次管柱才能完成射孔和加砂压裂。由此，通过上述方法不仅增加了作业工序，提高了作业成本，而且降低了压裂的准确性和精准性。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中所存在的上述技术问题的部分或者全部，本发明提出了一种用于压力级差式喷封压的装置以及包含其的管柱。使用该用于压力级差式喷封压的装置，只需要下入一次管柱便能实现射孔和压裂。从而，该用于压力级差式喷封压的装置能减少作业工序，降低作业成本，同时提高了压裂的准确性和精准度。
[0006]根据本发明的一方面，提出了一种用于压力级差式喷封压的装置，包括:
[0007]筒状的上接头，在上接头的周壁上设置能连通内外的喷嘴和压裂孔，喷嘴位于压裂孔的上端，
[0008]设置在上接头的下端的筒状的中心杆，
[0009]设置在上接头和中心杆的外壁上的封隔器，封隔器具有设置在上接头上的第一传压孔和设置在中心杆的外壁上的胶筒组件，
[0010]设置在中心杆的下端的筒状的下接头，
[0011 ]设置在上接头之内并能与上接头滑动式连接的内筒，内筒上设有第二传压孔，在初始状态下，内筒封堵喷嘴、压裂孔和第一传压孔，在第一压力作用下，内筒能下移露出喷嘴，且使得第二传压孔与第一传压孔连通，在第二压力作用下，内筒下移露出压裂孔。
[0012]在一个实施例中，封隔器还包括:
[0013]上端套式固定连接在上接头的外壁上的外筒，外筒的下端延伸过中心杆，
[0014]由中心杆的上端面、外筒的内壁和上接头形成的活塞缸，
[0015]上端设置在活塞缸内的活塞，活塞的下端由中心杆与外筒之间向下延伸并与胶筒组件抵接，活塞与外筒滑动式连接，
[0016]其中，第一传压孔与活塞缸连通并位于活塞的上表面的上端以使得压力液进入活塞缸后能推动活塞向下运动。
[0017]在一个实施例中，在中心杆的外壁上设置第一棘齿，在活塞的内壁上设置与第一棘齿配合的第二棘齿。
[0018]在一个实施例中，在胶筒组件的上端面与活塞之间设置推杆，推杆的上端与活塞固定连接而下端滑动式套接在中心杆上。
[0019]在一个实施例中，在内筒的下端外壁上设置径向突出的限位环，在中心杆的内壁上设置第一内筒座和第二内筒座，在第一压力下内筒下移，限位环构造为能与第一内筒座配合，在第二压力下，限位环构造为能与内筒分离并使得内筒下移而与第二内筒座配合。
[0020]在一个实施例中，内筒与上接头通过第一剪切销连接，和/或活塞与外筒通过第二剪切销连接，和/或限位环通过第四剪切销设置在内筒的外壁上。
[0021]在一个实施例中，装置还包括设置在封隔器下端的解封挡环，解封挡环的上端套接在中心杆的外壁上，下端通过第三剪切销与下接头固定连接，解封挡环与中心杆和下接头形成用于解封挡环和下接头相对移动的第一空间。
[0022]在一个实施例中，内筒的内壁上构造有球座，在向内筒中投球时，球座构造为能与球配合以封闭内筒的内腔。
[0023]根据本发明的另一方面，提出了一种管柱，其包括上述的装置。
[0024]在一个实施例中，管柱包括多个依次连接的装置，并且在由上到下的方向上，装置的内筒的球座的直径依次减小。
[0025]与现有技术相比，本发明的优点在于，在将具有这种结构的装置的管柱下入到储层中，并使得内筒的内腔封闭后，向管柱内注入压力液，在压力达到第一压力时，内筒相对于上接头移动而露出喷嘴，并且第二传压孔和第一传压孔连通以满足封隔器坐封。从而，携砂液可以通过喷嘴产生高速射流而进入地层，以完成储层射孔。在储层射孔完成后，再次向管柱内注入压力液，在压力达到第二压力时，内筒相对于上接头移动并露出压裂孔，则可以向管柱内注入压裂液，以完成大排量压裂。由此，使用该用于压力级差式喷封压的装置，只需要下入一次管柱便能实现射孔和压裂。从而，该用于压力级差式喷封压的装置能减少作业工序，降低作业成本。
【附图说明】
[0026]下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述，在图中:
[0027]图1显示了根据本发明的实施例的处于初始状态下的用于压力级差式喷封压的装置；
[0028]图2显示了根据本发明的实施例的投入球后的用于压力级差式喷封压的装置；
[0029]图3显示了根据本发明的实施例的露出喷嘴后的用于压力级差式喷封压的装置；
[0030]图4显示了根据本发明的实施例的露出压裂孔后的用于压力级差式喷封压的装置
[0031]图5显示了根据本发明的实施例的管柱；
[0032]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记，附图并未按照实际的比例绘制。
【具体实施方式】
[0033]下面将结合附图对本发明做进一步说明。
[0034]图1显示了根据本发明的实施例的初始状态下的用于压力级差式喷封压的装置100。如图1所示，装置100包括筒状的上接头1、中心杆3、封隔器4、下接头5和内筒6。其中，上接头I构造为筒状，并用于与油管8连接，以将装置100送入到储层中。同时，在上接头I的周壁上设置连通内外的喷嘴7和压裂孔9，并且喷嘴7位于压裂孔9的上端。中心杆3设置在上接头I的下端，并呈筒状。封隔器4设置在上接头I的下端外壁上，并延伸到中心杆3的外壁上，以用于封隔装置100与套管10之间的环空11。并且，封隔器4具有第一传压孔15和胶筒组件12，胶筒组件12设置在中心杆3的外壁上，同时第一传压孔15设置在上接头I的外壁上。下接头5设置在中心杆3的下端，并构造为筒状。内筒6设置在上接头I之内，并与上接头I滑动式连接。内筒6上设置有第二传压孔53 ο初始状态下，内筒6封堵喷嘴7、第一传压孔15和压裂孔9，如图1所示。在第一压力下，内筒6下移露出喷嘴7，同时使得第二传压孔53与第一传压孔15连通，如图3所示。在第二压力下，内筒6继续下移，而露出压裂孔9，如图4所示。
[0035]由此，在将具有这种结构的装置100的管柱50下入到储层后，并使得内筒6的内腔封闭，再向管柱50内注入压力液，在第一压力作用下，喷嘴7露出，如图3所示。同时，由于第二传压孔53与第一传压孔15连通，则压力液可以促动封隔器4坐封。从而，注入到管柱50中的携砂液可以通过喷嘴7产生高速射流而进入地层，以完成储层射孔。在储层射孔完成后，继续向管柱50内栗送压力液，当压力到达第二压力时，压裂孔9露出，如图4所示，此时可进行压裂工序。由此，使用该用于压力级差式喷封压的装置100，只需要下入一次管柱50便能实现射孔和压裂。从而，该用于压力级差式喷封压的装置100能减少作业工序，降低作业成本。同时，在改造储层过程中，由于射孔完成后便在临近位置进行压裂，由此该装置100能保证压裂的准确性和精准度，从而提高了压裂效果。另外，在改造地层过程中，通过一次封堵内筒6便能实现封隔器4坐封和射孔及其压裂操作，进一步地降低了施工时间，减少了施工费用。
[0036]根据本发明，封隔器4还包括外筒16、活塞缸13和活塞14。其中，外筒16的上端套式固定连接在上接头I的外壁上，而外筒16轴向向下延伸并越过中心杆3。从而，由中心杆3的上端面、外筒16的内壁和上接头I形成了活塞缸13。活塞14的上端设置在活塞缸13内，活塞14的下端由中心杆3与外筒16之间向下延伸并与胶筒组件12抵接。同时，在初始状态下，活塞14与外筒16通过第二剪切销17连接。并且第一传压孔15能与活塞缸13连通，以通过第一传压孔15向活塞缸13内注入压力液。另外，第一传压孔15位于压裂孔9的下端并位于活塞14的上表面的上端，以使得活塞14能承接来自第一传压孔15的压力液。在初始状态下，第一传压孔15由内筒6封闭。在注入压力液并且压力达到第一压力时，内筒6能下移而使得第二传压孔53与第一传压孔15连通。同时，压力液通过第二传压孔53和第一传压孔15进入活塞缸13并推动活塞14，在压力作用下，第二剪切销17被剪断，而使得活塞14向下移动，下移的活塞14推动胶筒组件12，以使得胶筒组件12作用而封隔环空11。
[0037]为了保证封隔的安全性，胶筒组件12包括多个胶筒26，并且在相邻的胶筒26之间设置隔环27。例如，胶筒组件12包括三个胶筒。通过这种设置提高了封隔器4的封隔效果，从而保证了装置100的射孔和压裂效率。
[0038]为了使得胶筒26受力均匀，在活塞14和胶筒组件12之间设置推杆29