专利名称：适用于封隔器分层加砂压裂的管柱结构的制作方法
技术领域：
适用于封隔器分层加砂压裂的管柱结构技术领域一种适用于封隔器分层加砂压裂的管柱结构，用于油气田的油气井封隔器分层加砂压裂的施工，涉及石油天然气井的井下修井作业工程中解卡打捞技术领域。
背景技术：
在现有的油气井中，一口油气井通常有几个储层，而每个储层可能有两个或两个以上的储油气层段，为了对储层各个储油气层段进行分层改造，提高各个储油气层段的生产能力，采用分层加砂压裂的施工方式，是广泛运用于油气田勘探开发的工艺技术；在实施分层加砂压裂的施工中，封隔器分层压裂工艺是最常用的一种分层加砂工艺，该工艺主要是依靠封隔器和井下控制工具，自下而上依次对各目的层段加砂压裂，实现分层加砂压裂的施工，采用这种工艺技术，一次施工可以完成两层或两层以上的加砂压裂，具有分层准确，施工成功率高的特点，因此被广泛应用。典型的一次加砂压裂两层的封隔器分层压裂管柱结构自下而上依次为封隔器坐封滑套、油管、分层封隔器、水力锚、球座、油管、喷砂滑套、油管、顶部封隔器、水力锚、安全接头、循环滑套。如果需要一次加砂压裂三层，在封隔器分层加砂压裂管柱上就要相应增加一组球座、喷砂滑套、封隔器和水力锚；一次加砂压裂四层或四层以上的封隔器分层加砂压裂管柱的结构依此类推。分层加砂压裂施工结束后，需要将压裂液从地层中排出地面，排液结束后，如果油气井的产量低，还是不能投产，这时，通常需要封闭已压裂的储层，开发上部的储层，进行这项工作就需要压井，然后起出井下的分层压裂管柱；但是，在压裂施工后排液的过程中，一些砂子会随着压裂液排出地层，这些砂子一部分随压裂液排出井口，一部分砂子会向下沉积在分层封隔器上，使分层封隔器被砂子埋住，造成分层压裂管柱的卡钻，分层压裂管柱卡钻后，就不能起出管柱，在这种情况下，如果要开发上部储层，就要实施解卡的工作，至少解卡取出距上部储层底界以下30m之上的分层压裂管柱，使上部储层底界以下30m没有杂物。现有技术中，取出卡点以上管柱的方法是采用聚能切割或化学切割等公知技术， 将管柱上部靠近卡点的一根油管割断，然后起出上部管柱；现有技术的缺点是在解卡之前要实施压井，而压井作业首先要从油管内投球，打开循环滑套，当循环滑套开启后，钢球仍然会留在循环滑套内，因此聚能切割工具或化学切割工具均不能通过循环滑套，也就不能切割循环滑套下部的管柱；为了提出管串，可以从安全接头处脱开，但是，从安全接头处脱开只能将安全接头的上接头及其上部管柱顺利起出，安全接头的下接头与下部管柱仍然连接在一起不能取出；另外，由于安全接头的下接头是左旋螺纹，而油管的螺纹是右旋螺纹，两者螺纹旋向是相反的，而且是细扣，因此难以实现对扣作业。由于上述原因，在加砂管柱被卡后，常规解卡步骤是①正转油管柱，使安全接头上接头与下接头脱开；②采用左旋钻具带左旋打捞工具逐步倒扣，取出上部管柱，因为下部管柱均是右旋油管螺纹连接，因此，在实施左旋倒扣时，下部的管柱就要承受左旋的扭矩，会导致卡点以上的管柱每一连接扣均有可能被卸开，这样倒扣解卡的方法需要多次施工，因此效率低，作业周期长。发明内容本实用新型的目的是针对现有技术的不足，设计了一种可以先去掉循环滑套及钢球，再切割油管的适用于封隔器分层加砂压裂的管柱结构。本发明是这样实现的[0008]本实用新型包括连接管柱和封隔循环装置，其特征在于连接管柱由上部油管1、 中间油管6和下部油管13构成，封隔循环装置包括循环滑套2、安全接头3、上水力锚4、上封隔器5、喷砂滑套7、球座10、下水力锚11、下封隔器12和坐封滑套14 ；所述管柱的连接由上至下上部油管1、循环滑套2、安全接头3、上水力锚4、上封隔器5、中间油管6、喷砂滑套7、油管8、球座10、下水力锚11、下封隔器12、下部油管13和坐封滑套14 ；所述上部油管、中间油管和下部油管1、6和8分别连接循环滑套2、安全接头3、上水力锚4、上封隔器5、下封隔器12、喷砂滑套7、下水力锚11和坐封滑套14。本实用新型的优点和有益效果是采用油管柱下端的右旋公螺纹连接安全接头上接头的右旋母螺纹，然后用安全接头上接头下端的左旋公螺纹与安全接头下接头上端的左旋母螺纹连接，实现与井下管柱的连接，再测卡点，然后再从卡点以上切割油管，这种打捞步骤可以避免对反扣钻具实施倒扣打捞上部管柱的施工，可以减少施工的步骤，节约打捞时间，因此本实用新型针具有适应性强、解卡效率高，作业成本低的特点。
图1是一次加砂压裂两层的封隔器分层加砂压裂管柱连接示意图。图2是图1中安全接头3的放大示意图。图3是图1中循环滑套2的放大示意图。
具体实施方式
以下结合附图给出本发明的实施例。实施例1本发明的连接以实施一次下入，实现压裂两层的分层压裂管柱为例，本发明中管柱的连接由上至下上部油管1、循环滑套2、安全接头3、上水力锚4、上封隔器5、中间油管6、喷砂滑套7、 油管8、球座10、下水力锚11、下封隔器12、下部油管13和坐封滑套14 ；上部油管、中间油管和下部油管1、6和8是用于连接循环滑套2、安全接头3、上水力锚4、上封隔器5、下封隔器12、喷砂滑套7、下水力锚11和坐封滑套14的；连接的各种工具是为了封隔储层16和储层17以实现分层加砂压裂；上封隔器5的作用是分隔油管和套管，使油管内高压不会传递至上部套管内，以便保护上封隔器5坐封位置以上的套管；上、下水力锚4和11用于锚定油管，防止压裂过程中管柱移动；坐封滑套14投球憋压后可以开启，用于启动上水力锚4、上封隔器5、下水力锚11和下封隔器12，坐封滑套14开启后形成储层17的加砂压裂通道；喷砂滑套7在投球憋压后能实现通道的开启，喷砂滑套7开启后，钢球坐于球座10上形成单流阀，形成对储层16的加砂压裂通道；设置的安全接头3有上接头18和下接头19，当管柱被卡时右旋管柱可使管柱从安全接头3的上接头18与下接头19之间脱开；循环滑套3可以实施压井前从油管内投入钢球，憋压打开，沟通油管和套管之间的通道，实现建立循环的目的；坐封滑套14、喷砂滑套7以及循环滑套3各自配置相应直径的钢球，钢球的直径是逐级增大的。实施例2[0020]本发明的工作过程分为五个步骤第一步脱开安全接头先上提管柱，使井口油管承受的拉力等于安全接头3以上全部油管柱在空气中的重量，将安全接头3置于中和点，这是因为管柱被卡后，卡点以上管柱不承受浮力作用，这样做可以使安全接头3既不受拉伸负荷，也不受压缩负荷，以利于扭矩传递至安全接头3， 由于在全部加砂压裂管柱中只有安全接头3的上接头18与下接头19是左旋油管螺纹连接的，所以，完成将安全接头3置于中和点后，就右旋油管柱，使安全接头3的上接头18和下接头19之间脱开，当扭矩突然降低，悬重也因为管柱受浮力作用而突然降低时，就完成了脱开安全接头3的步骤；第二步重下管柱将第一步完成脱开的安全接头3的上接头18以上的管柱提出井筒，将安全接头3 的下接头19留在井下，然后在地面卸去管柱下端的循环滑套2，然后将安全接头3的上接头18连接在油管的最下端，再按照推荐上扣扭矩值的最大值上紧油管柱每道连接螺纹，这样可以降低左旋油管柱对扣时上部油管柱退扣的风险，然后再次将管柱下入井内；第三步井下对扣当第二步再次下入的管柱最下端的安全接头3的上接头18距井下安全接头3的下接头19上端ail时，采用6 8L/S排量开泵循环，循环正常后，记录悬重和泵压；然后继续开泵并缓慢下放管柱，下放管柱时将悬重下降到5 IOKN以内，实施探鱼顶，并将安全接头3的上接头18插入安全接头3的下接头19内，实现安全接头的入鱼；在入鱼的过程中， 如果悬重下降，泵压上升，就表示顺利入鱼，立即停泵，为了保险起见，重复以上操作，确认入鱼后，以转速5 15RPM左旋油管柱对扣，在对扣的同时，维持钻压在5 IOKN内，缓慢下放油管柱，并左旋10 15圈实现管柱对扣；这样做的目的是因为对扣过程中悬重将缓慢增加，这样做可以使安全接头3的上接头17和安全接头3的下接头18承受较小的轴向压力小，降低对扣阻力，还可以降低上部油管柱退扣的风险，同时也便于观察对扣显示；对扣完成后，上提管柱使安全接头3承受100 300KN拉力，检验对扣情况；第四步测试卡点完成管柱对接后，从油管内下入测卡仪，对卡点实施电测，测得卡点后，起出测卡仪器，完成测试卡点的工作步骤；由于在分层加砂压裂后的排液过程中，液体是从坐封滑套14和喷砂滑套7进入油管，再从油管流至井口排出地面，被压裂层底界至分层封隔器之间没有流动，所以，实施一次下入管柱，实现压裂两层的分层压裂管柱中，在下封隔器12至喷砂滑套7之间容易出现沉砂9，所以卡点位置通常在喷砂滑套7以下，一般情况下，上部储层15的底界距喷砂滑套 7的距离远大于30m，所以，在喷砂滑套7以上靠近喷砂滑套7切割油管6，取出上部管柱就可以满足开发上部储层15的需要；第五步切割油管，取出上部管柱完成测试卡点的工作后，取出测卡仪，然后下入切割工具到测得的卡点以上第一根油管的中部，用聚能切割或者化学切割等公知技术切割油管，然后起出连接切割工具的电缆和切割工具，再起出被割断的上部加砂的油管柱，完成解卡的任务；实施例3[0033]一次施工分两层加砂压裂的实施加砂压裂目的储层是17、16，是射开的；压裂施工时，首先从油管1注入压裂液，当压裂液充满整个管柱后，先投第一个钢球并继续注入压裂液，第一个钢球坐于坐封滑套14 时，油管内压力不断升高，在压力作用下，下封隔器12和上封隔器5同时坐封，同时上、下水力锚4和11锚定在套管上，继续注入压裂液，油管内压力继续升高直至坐封滑套14开启， 这样注入的压裂液就只进入储层17，实现对储层17加砂压裂。储层17施工结束后，投入第二个钢球，打开喷砂滑套7，喷砂滑套7开启后第二个钢球坐于球座10上形成单流阀，由于下封隔器12阻止了压裂液进入储层17，油管注入的压裂液只能通过喷砂滑套7进入储层 16，从而实现储层16加砂压裂。分层加砂施工结束后，即可开井逐步将进入地层的压裂液排出地面，因为加砂压裂工艺的需要，下封隔器12和上封隔器5在加砂压裂、排液和生产过程中始终处于坐封状态。实施例4安全接头与循环滑套的结构和用途安全接头3由上接头18和下接头19组成，安全接头3的上接头18的上端设置右旋母螺纹，可实现与上部管柱的连接，下端设置左旋公螺纹，实现与下接头19的连接，下接头19的上端设置左旋母螺纹，与上接头18下端的左旋公螺纹连接，下接头19的下端设置右旋公螺纹，实现与下部管柱的连接。在喷砂滑套7上设置循环孔22、钢球23、剪钉20、滑套21 ；喷砂滑套7是为压井工艺需要设置的，压井作业程序是先从油管1内投入钢球23，钢球23坐在滑套21上，从油管憋压，剪断剪钉20，滑套21下行，循环孔22开启，沟通油管和套管，然后从油管注入压井液实施压井。
权利要求1.一种适用于封隔器分层加砂压裂的管柱结构，包括连接管柱和封隔循环装置，其特征在于连接管柱由上部油管、中间油管和下部油管构成，封隔循环装置包括循环滑套、安全接头、上水力锚、上封隔器、喷砂滑套、球座、下水力锚、下封隔器和坐封滑套；所述管柱的连接由上至下上部油管、循环滑套、安全接头、上水力锚、上封隔器、中间油管、喷砂滑套、油管、球座、下水力锚、下封隔器、下部油管和坐封滑套。
2.根据权利要求1所述的适用于封隔器分层加砂压裂的管柱结构，其特征在于所述上部油管、中间油管和下部油管分别连接循环滑套、安全接头、上水力锚、上封隔器、下封隔器、喷砂滑套、下水力锚和坐封滑套。
专利摘要一种适用于封隔器分层加砂压裂的管柱结构，涉及石油天然气井的井下修井作业工程中解卡打捞技术领域，本实用新型的管柱连接由上至下包括上部油管、循环滑套、安全接头、上水力锚、上封隔器、中间油管、喷砂滑套、油管、球座、下水力锚、下封隔器、下部油管和坐封滑套。本实用新型可以避免对反扣钻具实施倒扣打捞上部管柱的复杂施工工艺，具有减少施工步骤，节约打捞时间的特点。
文档编号E21B43/267GK201991483SQ201120049878
公开日2011年9月28日 申请日期2011年2月28日 优先权日2011年2月28日
发明者付建华, 曾祥春, 杨芳, 王春生, 陈友斌, 陈国庆, 陈良英, 陈雪松, 雷明, 骆进, 黎自刚 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司