逐级导压封隔器以及逐级导压分层压裂装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种逐级导压封隔器以及设置该逐级导压封隔器的逐级导压分层压裂装置。
【背景技术】
[0002]对油气井一次实施多层分层压裂是油田开发过程中常用的增产工艺方法，是在油田开发生产中通过应用一趟压裂管柱对多层实施压裂的经济手段，长期以来成为油田开发过程中的主体工艺技术之一。通常采用的分层压裂主要有限流压裂、喷砂射孔分层压裂、投球分层压裂等方法。这些方法是在进行分层压裂施工时，通过流体控制分层或采用封隔器对各压裂层段分层进行压裂，而采用封隔器进行分层是目前应用范围广、分层效率高的主体工艺方法。采用封隔器进行分层压裂施工时，分层的主要方法在封隔器坐封后，通过从地面投入不同直径的控制球，分别打开封隔器中间喷砂器滑套对单层实施压裂，完成一层压裂酸化后，再投入不同直径的控制球，打开另一组喷砂器滑套对单层实施压裂酸化，依此完成对各层段的压裂。由于采用一次性坐封封隔器分层压裂工艺方法，多级封隔器将油管与套管环形空间封闭，从油套环空只能观察到最上一级封隔器的封隔状态，无法验证上封隔器以下多级封隔器的封隔状态，压裂时无法对管柱中部的封隔器和压裂层段注入平衡压力，压裂过程中裂缝延伸出现层间压窜时也不能从油套环空及时观察处理，存在着不利于诊断和分析压裂状态的不足。为了解决以上的不足，近年来开发了采用K344扩展式封隔器逐级坐封逐层压裂工艺方法，在K344封隔器坐封进液口加装坐封滑套，控制各级封隔器坐封进液口和压裂喷砂口，通过从地面投入控制球打开封隔器坐封口滑套，滑套下落至压裂喷砂口滑套开启喷砂口滑套，实现逐级坐封逐层分层压裂。
[0003]本申请人发现:现有技术至少存在以下技术问题:
[0004]由于逐级坐封逐层压裂工艺方法采用K344扩展式封隔器实现其功能，为了给封隔器提供坐封压力，压裂施工过程中必须在管柱内外建立相应的坐封压差才能实现封隔器坐封，这一压力是通过喷砂器出口的节流形成。这种采用喷砂口喷嘴进行节流的方法，压裂携砂流体从喷砂器喷嘴高速喷出，不仅导致了管柱自身的压损增大，喷砂口处的高速携砂流体的射流直接射向井内的套管内表面，给油气井套管造成极大的损害，特别是大液量施工时容易导致套管开孔破坏。这种对油气井寿命的直接损害，使逐级坐封逐层压裂工艺方法的应用受到限制。而近年来开发应用的K344导压分层压裂工艺，采取管内节流套的方法实现管内节流导压坐封和逐级打开喷砂口逐层压裂的工艺方法，一方面受到受管柱内通径和节流套的限制，以改变球直径控制的压裂分层层数受到限制；另一方面在压裂时导压封隔器一次性全部坐封，不能实现逐级坐封分层压裂，无法对压裂状态进行观察分析。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的其中一个目的是提出一种逐级导压封隔器以及逐级导压分层压裂装置解决了现有技术存在无法从地面观察压裂过程中的封隔状态的技术问题。
[0006]本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果(可以从环空向上封隔器和压裂层注入平衡压力，无喷砂口压降且从喷砂口流出的压裂液对套管无损害、可以实现逐级坐封逐层压裂和具有高防卡性能)详见下文阐述。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案:
[0008]本实用新型实施例提供的逐级导压封隔器，包括封隔器主体、坐封滑套、喷砂滑套以及弹力部件，其中:
[0009]所述封隔器主体为圈体状，且其上设置有坐封导压口以及喷砂口 ；
[0010]所述坐封滑套遮挡所述坐封导压口，所述坐封滑套与所述封隔器主体相连接且该连接解除后所述坐封滑套能滑动至打开所述坐封导压口的位置；所述弹力部件固定设置在所述封隔器主体上，且所述坐封导压口打开后由所述坐封导压口进入的液体能驱动所述弹力部件膨胀并凸出所述封隔器主体的外壁；
[0011 ] 所述喷砂滑套遮挡所述喷沙口，所述喷砂滑套与所述封隔器主体相连接且该连接解除后所述喷砂滑套能滑动至打开所述喷沙口的位置。
[0012]本实用新型实施例提供的逐级导压分层压裂装置，包括管柱、套管以及节流嘴，所述管柱位于所述套管内且两者之间存在间隙，所述套管从下往上至少设置有一层压裂液出口以及二层压裂液出口，其中:
[0013]所述管柱设置有封隔器，所述一级封隔器的喷砂口朝向所述二层压裂液出口 ；所述封隔器包括一级封隔器以及二级封隔器，所述二级封隔器为本实用新型任一技术方案提供的逐级导压封隔器；一级封隔器可以为坐封滑套开启状态或未设置坐封滑套的的逐级导压封隔器。
[0014]所述节流嘴包括第一节流嘴，所述第一节流嘴的控制棒插接在所述第一节流嘴的节流套上；
[0015]在所述管柱内投入所述第一节流嘴并通入压裂液后，所述第一节流嘴在所述压裂液的驱动下能带动所述二级封隔器的坐封滑套移动以露出所述二级封隔器的坐封导压口使由所述二级封隔器的坐封导压口进入的压裂液驱动所述二级封隔器的弹力部件膨胀并抵接、坐封在所述套管的内壁上，接着所述第一节流嘴还能在所述压裂液的驱动下下行至所述一级封隔器上的节流嘴座上使所述第一节流嘴的节流套接近或朝向所述一级封隔器的喷砂口并使所述第一节流嘴的控制棒脱离所述第一节流嘴的节流套由所述第一节流嘴的控制棒在压裂液的驱动下将所述一级封隔器的喷砂滑套打开、露出所述一级封隔器的喷砂口以使经过所述第一节流嘴的节流套的压裂液从所述一级封隔器的喷砂口流入所述二层压裂液出口。
[0016]在优选或可选地实施例中，所述管柱的底端还设置有端部喷砂器，所述端部喷砂器的节流口接近或朝向所述一层压裂液出口；
[0017]在所述管柱内通入压裂液后，由所述端部喷砂器的节流口流出的压裂液能从所述一层压裂液出口流出，且由所述一级封隔器的坐封导压口进入的压裂液能驱动所述一级封隔器的弹力部件膨胀并抵接、坐封在所述套管的内壁上；
[0018]所述第一节流嘴的控制棒在压裂液的驱动下将所述一级封隔器的喷砂滑套打开时还能遮挡所述一级封隔器与所述端部喷砂器的节流口之间的压裂液通道。
[0019]在优选或可选地实施例中，所述套管还设置有三层压裂液出口，所述三层压裂液出口的位置高度高于所述二层压裂液出口；
[0020]所述封隔器还包括三级封隔器，所述三级封隔器的位置高度高于所述二级封隔器；所述三级封隔器为本实用新型任一技术方案提供的逐级导压封隔器；
[0021]所述节流嘴还包括第二节流嘴，所述第二节流嘴的控制棒插接在所述第二节流嘴的节流套上；
[0022]在所述管柱内投入所述第二节流嘴并通入压裂液后，所述第二节流嘴在所述压裂液的驱动下能带动所述三级封隔器的坐封滑套移动以露出所述三级封隔器的坐封导压口使由所述三级封隔器的坐封导压口进入的压裂液驱动所述三级封隔器的弹力部件膨胀并抵接、坐封在所述套管的内壁上，接着所述第二节流嘴还能在所述压裂液的驱动下下行至所述二级封隔器上的节流嘴座上使所述第二节流嘴的节流套接近或朝向所述二级封隔器的喷砂口并使所述第二节流嘴的控制棒脱离所述第二节流嘴的节流套由所述第二节流嘴的控制棒在压裂液的驱动下遮挡所述二级封隔器与所述第一节流嘴的节流套之间的压裂液通道并将所述二级封隔器的喷砂滑套打开、露出所述二级封隔器的喷砂口以使经过所述第二节流嘴的节流套的压裂液从所述二级封隔器的喷砂口流入所述三层压裂液出口。
[0023]在优选或可选地实施例中，所述套管还设置有四层压裂液出口，所述四层压裂液出口的位置高度高于所述三层压裂液出口；
[0024]所述封隔器还包括四级封隔器，所述四级封隔器的位置高度高于所述三级封隔器；所述四级封隔器可以采用无喷砂口的逐级导压封隔器。
[0025]所述节流嘴还包括第三节流嘴，所述第三节流嘴的控制棒插接在所述第三节流嘴的节流套上；
[0026]在所述管柱内投入所述第三节流嘴并通入压裂液后，所述第三节流嘴在所述压裂液的驱动下能带动所述四级封隔器的坐封滑套移动以露出所述四级封隔器的坐封导压口使由所述四级封隔器的坐封导压口进入的压裂液驱动所述四级封隔器的弹力部件膨胀并抵接、坐封在所述套管的内壁上，接着所述第三节流嘴还能在所述压裂液的驱动下下行至所述三级封隔器上的节流嘴座上使所述第三节流嘴的节流套接近或朝向所述三级封隔器的喷砂口并使所述第三节流嘴的控制棒脱离所述第三节流嘴的节流套由所述第三节流嘴的控制棒在压裂液的驱动下遮挡所述三级封隔器与所述第二节流嘴的节流套之间的压裂液通道并将所述三级封隔器的喷砂滑套打开、露出所述三级封隔器的喷砂口以使经过所述第三节流嘴的节流套的压裂液从所述三级封隔器的喷砂口流入所述四层压裂液出口。
[0027]在优选或可选地实施例中，所述节流嘴还包括第四节流嘴，在所述管柱内投入所述第四节流嘴并通入压裂液后，所述第四节流嘴在所述压裂液的驱动下能遮挡住所述四级封隔器的坐封导压口。
[0028]在优选或可选地实施例中，所述弹力部件为胶管。
[0029]在优选或可选地实施例中，所述二级封隔器、所述三级封隔器以及所述四级封隔器各自均包括封隔器主体以及坐封滑套，所述二级封隔器、所述三级封隔器以及所述四级封隔器各自的坐封导压口设置在所述二级封隔器、所述三级封隔器以及所述四级封隔器各自的封隔器主体上，且所述二级封隔器、所述三级封隔器以及所述四级封隔器各自的坐封滑套与所述二级封隔器、所述三级封隔器以及所述四级封隔器各自的封隔器主体之间通过剪销相连接，其中:
[0030]所述第一节流嘴在所述压裂液的驱动下能剪断所述二级封隔器的坐封滑套与所述二级封隔器的封隔器主体之间的所述剪销使所述二级封隔器的坐封滑套下滑以打开所述二级封隔器的坐封导压口；
[0031]所述第二节流嘴在所述压裂液的驱动下