专利名称：套损井压裂平衡喷砂器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对套损井薄隔层进行压裂时使用的石油机械，具体的是在压 裂施工时用于保护预压层的下隔层的配套工具。
技术背景随着油田的不断开发，逐步对表内薄、差油层及表外储层进行开采，这些储层的特 点是有的隔层薄、承压能力低。目前的薄隔层压裂技术解决了正常井薄隔层油层的压裂问 题。在具有薄隔层的套损井中，要进行压裂改造，还没有相关的配套工具，因为套损井与正 常井相比的特点是通径小，经过整形加固后井身通径> Φ 108mm,正常井薄隔层压裂工具的 外径是Φ 114mm，不能通过整形后的套变点，所以使用常规的压裂平衡喷砂器不能实现套损 井的薄隔层压裂，达不到压裂细分的目的，不能有效地提高储量的动用程度
实用新型内容
为了要解决背景技术中所存在的技术问题，本实用新型提供了一种针对具有薄隔 层的套损井压裂施工中使用的压裂平衡喷砂器。本实用新型所采用的技术方案是一种套损井压裂平衡喷砂器，由接箍、中心管总 成、滑套、滑块、护套、下接头组成；其特征在于中心管总成由外中心管、内中心管、护套座 组成，所述外中心管的上、下端设有外螺纹，内部靠近上端面的位置设有台阶，轴向靠近中 间偏下部位的圆周方向开两个对称的窗；所述的内中心管靠近上端面一端的外圆柱面上 设有台阶，并在圆柱面上沿轴向靠近上端面部位设有均布的窄缝，内中心管沿轴向中间靠 下部位有两个长圆形通孔，该通孔小于外中心管上开的窗，靠近下端面一端有两个周向对 称分布的螺纹孔；内中心管装入外中心管内，内中心管外圆柱面的台阶坐在外中心管内部 的台阶上，内中心管上长圆孔与外中心管开的两个窗相对，内中心管上的两个螺纹孔露在 外中心管上的两个窗口处，内中心管上的窄缝在外中心管内的台阶与开窗之间，内中心管 上端面与外中心管内壁之间、外中心管上开窗的四周焊死；护套座辉接在外中心管开窗的 下部，外部有连接螺纹，护套连接在护套座上；所述滑套为二级阶梯柱状，两级阶梯柱状的 直径分别与内、外中心管的内径相应，滑套上沿周向均布滑块，滑套连同滑块装入内中心管 中，并通过内中心管下端的螺纹孔用销钉固定在内中心管中，滑套外壁与内、外中心管内壁 密封接触，滑块外圆面与内中心管内壁接触，滑块突出滑套内表面，滑套的底部外圆面上设 有径向通孔；接箍和下接头分别与外中心管的上下外螺纹连接。本实用新型的设计思想是针对套损井井身通径小的特点，在设计这种平衡喷砂 器时首先考虑该工具应能顺利通过套变点，因此必须缩小外径，而外径缩小后的平衡喷砂 器如果与正常井平衡喷砂器结构相同，设计的平衡喷砂器的内径势必太小，液流通过受阻 严重，达不到压裂施工的要求，所以在外径减小的前提下，内径不能比正常井平衡喷砂器小 的太多，从而满足施工时过液量的要求。该设计通过合理的内部部件布局，尽量减少平衡喷 砂器径向零件的排列数量，最终实现径向零件排列最多的部位比正常井平衡喷砂器径向零件排列最多的部位少一个零件，而这个零件所节省的空间，用于扩大了该套损井压裂平衡 喷砂器的内通径。本实用新型所具有的有益效果本实用新型的压裂平衡喷砂器的滑套直接装在内 中心管上，与普通井平衡喷砂器相比减少了一个中间连接件，从而实现了设计要求，并最终 满足使用性能的要求。
图1 本实用新型的结构示意图。图2 中心管总成的结构示意图。图3:A-A剖视图。接箍1、中心管总成2、滑套3、滑块4、护套5、下接头6、销钉7、外中心管21、内中 心管22、护套座23、外中心管上的窗211、内中心管上的窄缝221、内中心管上的通孔222、内 中心管上的螺纹孔223、滑套底部径向通孔31。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明由图1所示，该套损井压裂平衡喷砂器由接箍1、中心管总成2、滑套3、滑块4、护 套5、下接头6组成。由图1结合图2所示，中心管总成2由外中心管21、内中心管22、护套座23组焊 在一起组成，所述外中心管21的上、下端均有油管外螺纹，内部靠近上端面的位置有台阶， 轴向靠近中间偏下部位的圆周方向对称开两个窗211。所述内中心管22靠近上端面一端 的外圆柱面上有台阶，沿轴向靠近上端面部位有一定长度的窄缝221，该窄缝221使内中心 管22内部与外中心管21的环形空间相通，可以保证在内中心管内主液流通道被堵死之后， 有部分液体可以绕过内中心管被封堵的位置，经过内外中心管环形空间的桥式通道进入工 具被封堵部位的下部；内中心管22沿轴向中间靠下部位有两个长圆形通孔222，孔222小 于外中心管21上开的窗211，靠近下端面一端有两个周向对称分布的螺纹孔223 ；内中心管 22从外中心管21下部装入外中心管内，内中心管外圆柱面的台阶坐在外中心管内部的台 阶上，如图3所示，内中心管上长圆孔222与外中心管开的两个窗211相对，使内中心管内 腔与外中心管外部相通，内中心管上的两个螺纹孔223露在外中心管上的两个窗口处，内 中心管上的窄缝221在外中心管内的台阶与开窗之间，内中心管上端面与外中心管内壁之 间焊死，保证经内中心管窄缝流入内、外中心管之间环形空间的液体不会沿环空向上流；沿 外中心管上开窗的四周把内、外中心管焊接在一起，保证内、外中心管之间环形空间与外中 心管外部不通。护套座23焊接在外中心管开窗的下部，外部有连接螺纹，护套5连接在护 套座23上。平衡喷砂器中心管总成的上部与接箍1连接、下部与下接头6连接，接箍1上端的 螺纹和下接头下端的螺纹在使用时与管柱连接，护套5与外中心管之间环形的通道为液流 通道，护套5将内中心管22的出液口 222遮住，出液口喷出的液体经护套缓冲后进入地层， 防止液流直接喷射到套管上对套管造成伤害。平衡喷砂器滑套3上沿周向均布滑块4，优选 设有3个滑块，滑套3连同滑块4装入内中心管22中，滑块4外圆面与内中心管22内壁接触，滑块4突出滑套3的内表面，优选突出为2mm，滑块4借助钢球可以打开滑套3。销钉7 通过内中心管22上的螺纹孔223把滑套3固定在内中心管22内部，因滑套3直接装在内 中心管22上，与普通井平衡喷砂器相比减少了一个中间连接件，这样可以使滑套的内径设 计大一些以满足使用性能的要求。滑套3将内中心管出液口 222封堵，防止管柱内液体进 入油管和套管环形空间，借助钢球的作用力将销钉7剪断时，滑套3带动滑块4向下移动， 内中心管出液口 222打开，滑块4脱离内中心管22，钢球推动滑块4带动滑套3向下移动。 0形圈安装在滑套与内中心管、滑套与外中心管之间的密封面处，保证滑套与内中心管、滑 套与外中心管之间不会有液体通过。该平衡喷砂器与已有套损井压裂喷砂器、封隔器等组成套损井薄隔层压裂管柱， 工作时投钢球，钢球坐在突出滑套内壁的滑块上，钢球与滑套内壁之间有一圈窄缝，注入高 压液体后，在钢球上部和下部有截流压差，产生的截流压力剪断固定滑套的销钉，钢球向下 推动滑块带动滑套向下运动，打开内中心管上的出液口，滑套坐在下接头中，装在靠近滑套 上端面的0形圈与内中心管内圆面接触起密封作用，这时滑块外圆面与内中心管脱开，钢 球在压力的作用下继续下行，同时推动滑块向外移动，滑块突出滑套内壁部分被推出，失去 挡钢球的作用，钢球下行通过管柱内腔落入尾管中。注压裂液前，投入较大规格的钢球，封 住滑套内通道，使整个管柱的主通道与平衡喷砂器下部不通。注入压裂液，压裂液主液流从 内中心管出液口经护套与外中心管之间环形通道流出并进入预压层，在压裂液通过平衡喷 砂器进入预压层的同时，有部分液体经内中心管上的窄缝进入内、外中心管之间的桥式通 道向下流入滑套与外中心管、下接头之间的环空，再由滑套下部的径向通孔进入滑套内腔， 滑套上部有钢球封堵，滑套内腔的液体只能向下流动，由管柱下部连接的其它工具的出液 口进入隔层下部的平衡层，使平衡层的压力升高，有效地降低了隔层两端的压差，防止隔层 被压窜。平衡喷砂器设计试制完成后进行室内试验，平衡喷砂器上端连接在试压管线上， 下部连接丝堵，启泵加压到15MPa，稳压5分钟，各密封面及油管螺纹连接处没有渗漏，证明 该工具的密封性能可靠。拆开试压管线与平衡喷砂器上端接箍的连接螺纹，向平衡喷砂器 内投入钢球，把平衡喷砂器连接在试压管线，下接头下部的丝堵卸下，启泵加压，压力达到 3. SMPa时，固定滑套的销钉被剪断，出液口开始喷液，同时有一少部分液体从下接头中流 出ο在北1- 丁 4-E24井进行现场试验，压裂设计不动管柱坐压两层保护第一压裂层下 隔层，压裂管柱(由上到下)组成是K344-104封隔器、KHT104喷砂器(带套)、K344-104 封隔器、平衡喷砂器、K344-104封隔器、KHT104喷砂器(无滑套)、丝堵，压裂施工时，注入 预前置液后，投28钢球，将平衡喷砂器滑套打下坐在下接头内，注入前置液，投31钢球，注 入压裂液压第一层，压力表显示，压力平稳上升，没有压力突然下降情况的发生，证明薄隔 层没有被窜，注入的所有压裂液都进入了预压层，然后注入替挤液，投35钢球，打开KHT104 喷砂器出液口，注入压裂液压第二层，注入替挤液。压裂施工结束后，工具能够顺利从井筒 中取出。该井经压裂施工后，日增产液量14m2，达到了预期的目的。
权利要求一种套损井压裂平衡喷砂器，由接箍、中心管总成、滑套、滑块、护套、下接头组成；其特征在于中心管总成由外中心管、内中心管、护套座组成，所述外中心管的上、下端设有外螺纹，内部靠近上端面的位置设有台阶，轴向靠近中间偏下部位的圆周方向开两个对称的窗；所述的内中心管靠近上端面一端的外圆柱面上设有台阶，并在圆柱面上沿轴向靠近上端面部位设有均布的窄缝，内中心管沿轴向中间靠下部位有两个长圆形通孔，该通孔小于外中心管上开的窗，靠近下端面一端有两个周向对称分布的螺纹孔；内中心管装入外中心管内，内中心管外圆柱面的台阶坐在外中心管内部的台阶上，内中心管上长圆孔与外中心管开的两个窗相对，内中心管上的两个螺纹孔露在外中心管上的两个窗口处，内中心管上的窄缝在外中心管内的台阶与开窗之间，内中心管上端面与外中心管内壁之间、外中心管上开窗的四周焊死；护套座焊接在外中心管开窗的下部，外部有连接螺纹，护套连接在护套座上；所述滑套为二级阶梯柱状，两级阶梯柱状的直径分别与内、外中心管的内径相应，滑套上沿周向均布滑块，滑套连同滑块装入内中心管中，并通过内中心管下端的螺纹孔销钉固定在内中心管中，滑套壁与内、外中心管内壁密封接触，滑块外圆面与内中心管内壁接触，滑块突出滑套内表面，滑套的底部外圆面上设有径向通孔；接箍和下接头分别与外中心管的上下外螺纹连接。
专利摘要本实用新型公开了一种套损井压裂平衡喷砂器，由接箍、中心管总成、滑套、滑块、护套、下接头组成；中心管总成由外中心管、内中心管、护套座组成。本实用新型的压裂平衡喷砂器的滑套直接装在内中心管上，与普通井平衡喷砂器相比减少了一个中间连接件，最终实现径向零件排列最多的部位比正常井平衡喷砂器径向零件排列最多的部位少一个零件，从而在外径减小的前提下，内径不比正常井平衡喷砂器小的太多，实现了设计要求，并最终满足使用性能的要求。
文档编号E21B43/267GK201687454SQ20102015751
公开日2010年12月29日 申请日期2010年4月14日 优先权日2010年4月14日
发明者王彦兴, 薛超, 赵亚芬 申请人:大庆油田有限责任公司