专利名称：一种用于多级段水平井的高效压裂组合装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于常规油气、页岩气、煤层气的特殊井下工具，是一种用于多级段水平井的高效压裂组合装置。
背景技术：
随着国内外石油、天然气资源勘探开发的不断深入，开始由常规浅井易开采油气， 逐渐将勘探开发的重点转向页岩油、页岩气、致密油气等各类分布广、潜力大的难开采油气资源，采用水平井加多级段压裂技术将是高效低成本开采页岩油气、致密油气、煤层气等新型能源、提高采收率的主要技术之一。目前，国内外使用的水平井压裂主要为传统的下桥塞射孔工艺，而采用逐级投球单段压裂技术，只能实现一定程度特定层段的压裂，对储层构造以及投球数量都有一定的限制，且对储层改造的针对性和有效性不足，特别是对长水平段的裸眼井储层的接触面积与压裂后的渗流面积不够充分，其增产效果和储层潜能不能有效的发挥。因此，目前迫切需要一种适用于常规油气、煤层气、页岩气的的高效压裂组合装置，可实现对多级段水平井进行快速高效的压裂；解决长期存在的一球只能压裂一层的问题，从而达到缩短压裂时间，节约资金的目的，对目前国内外大规模开展的复杂地层常规油气、非常规油气的开发而言，一种用于多级段水平井的高效压裂系统及装置的出现将会加快其开发速度。
发明内容
本发明的目的是为解决现有技术的不足，加快常规油气多级段水平井压裂技术的发展，并推动煤层气、页岩气的开采，特提供一种压裂速度快、压裂时间短、并可对多级段水平井进行多级压裂的一种用于多级段水平井的高效压裂组合装置。为达到上述目的，本发明解决此问题所采取的技术方案是一种用于多级段水平井的高效压裂组合装置，由裸眼封隔器、高效压裂滑套、小型裸眼封隔器、球堵压裂滑套组成，其特征是裸眼封隔器、高效压裂滑套、小型裸眼封隔器、高效压裂滑套、小型裸眼封隔器、高效压裂滑套、小型裸眼封隔器、高效压裂滑套、小型裸眼封隔器、高效压裂滑套、小型裸眼封隔器、球堵压裂滑套、裸眼封隔器依次连接，形成了第二段高效压裂组合装置，第二段高效压裂组合装置上端连接有结构相同的第三段至第十六段高效压裂组合装置，下端与第一段常规压裂装置连接。一种用于多级段水平井的高效压裂组合装置中的高效压裂滑套的上接头与前连接滑套用螺纹连接、前连接滑套下端连接中连接滑套上端、中连接滑套下端安装有后连接滑套、后连接滑套下端通过螺纹旋有下接头，前挡板上的上台阶与前连接滑套的下台阶相配，前挡板下端与后挡板上端相接触，后挡板下端与C型球座的上端相接触，中连接滑套尾部有一剪钉孔与剪钉板一起固定剪切销钉，上接头与前连接滑套之间安装有密封圈，前挡板与前连接滑套之间安装有两个密封圈和一个阻力挡块。—种用于多级段水平井的高效压裂组合装置中的前挡板下端开有四个前挡板切槽，并与后挡板连接，用以开启喷射口，上端外径大于下端外径，并开有两道环向凹槽。一种用于多级段水平井的高效压裂组合装置中的C型球座外侧有五个球座切槽， 中部开有圆孔，且沿圆孔径向开有径向槽。增加泵压后，复合投球可通过球座孔。本发明与现有技术相比，具有的有益效果是(1)压裂速度快，与常规压裂技术相比，本发明压裂技术在相同的工况下压裂时间缩短一倍以上；(2)本发明可实现连续多级压裂，在压裂时可下入15组高效压裂组合装置进行压裂(每段6个压裂点，可进行90层压裂)；(3)可实现一个投球打开多个高效压裂滑套的功能，大幅提高压裂效率；(4)本发明结构简单、密封性好，压裂后增大了接触面积与渗流面积，最大化节约成本和开发储层。
图1是本发明一种用于多级段水平井的高效压裂组合装置的结构示意图； 图2是多级段水平井的高效压裂组合装置的高效压裂滑套7的结构示意图3是多级段水平井的高效压裂组合装置中高效压裂滑套7的前挡板三维结构图； 图4是多级段水平井的高效压裂组合装置中高效压裂滑套7的C型球座三维结构图。图中1.引鞋浮鞋、筛管组合装置，2.球座，3.压差滑套，4.裸眼封隔器，5.球堵压裂滑套，6.小型裸眼封隔器，7.高效压裂滑套，8.复合投球，9.尾管悬挂器，10.水力锚组合装置，11.油管柱，12.套管，13.上接头，14.密封圈，15.阻力挡块，16.前挡板， 17.后挡板，18.喷射口，19.前连接滑套，20.中连接滑套，21.剪切销钉，22.后连接滑套， 23.下接头，24. C型球座，25.剪钉板，26.凹槽，27.前挡板上台阶，28.前连接滑套下台阶，29.前挡板切槽，30.后挡板环形凹槽，31.后挡板台阶，32. C型球座切槽。
具体实施例方式由图1所示，一种用于多级段水平井的高效压裂组合装置，由裸眼封隔器、高效压裂滑套、小型裸眼封隔器、球堵压裂滑套组成，其特征是裸眼封隔器、高效压裂滑套、小型裸眼封隔器、高效压裂滑套、小型裸眼封隔器、高效压裂滑套、小型裸眼封隔器、高效压裂滑套、小型裸眼封隔器、高效压裂滑套、小型裸眼封隔器、球堵压裂滑套、裸眼封隔器依次连接，形成了第二段高效压裂组合装置，第二段高效压裂组合装置上端连接有结构相同的第三段至第十六段高效压裂组合装置，下端与第一段常规压裂装置连接。由图1和图2所示，高效压裂滑套的上接头与前连接滑套用螺纹连接、前连接滑套下端连接中连接滑套上端、中连接滑套下端安装有后连接滑套、后连接滑套下端通过螺纹旋有下接头，前挡板上的上台阶与前连接滑套的下台阶相配，前挡板下端与后挡板上端相接触，后挡板下端与C型球座的上端相接触，中连接滑套尾部有一剪钉孔与剪钉板一起固定剪切销钉，上接头与前连接滑套之间安装有密封圈，前挡板与前连接滑套之间安装有两个密封圈和一个阻力挡块。由图3所示，前挡板下端开有四个前挡板切槽，并与后挡板连接，用以开启喷射口，上端外径大于下端外径，并开有两道环向凹槽。由图4所示，C型球座外侧有五个球座切槽，中部开有圆孔，且沿圆孔径向开有径向槽。施工时，按照水平裸眼井的工艺增产改造要求，将本发明与多段压裂配套工具一起下入管柱中，送至设计层位；开泵投球蹩压分别坐封水力锚组合装置10、尾管悬挂器9、 裸眼封隔器4、小型裸眼封隔器6，尾管悬挂器9封隔上下层；投第一级复合投球8泵送至管柱11最底端球座2处，压力上升驱动压差滑套3开启，压裂第一段；投第二级复合投球8，泵送至高效压裂滑套7中，复合投球8落在C型球座M上，压力上升，C型球座M后行推动剪钉板25移动，剪切销钉21随后被剪断，C型球座M继续推动剪钉板25进入凹槽26，随后剪钉板25落在下接头23上端停止滑动，C型球座M通过凹槽沈时由于C型球座切槽32 球座孔增大，复合投球8顺利通过C型球座M，C型球座M有；Γ8个C型球座切槽32以便球座孔直径增大，开启高效压裂滑套7 ；同样原理开启随后的高效压裂滑套7，最后开启球堵压裂滑套5，阻力挡块15与前连接滑套19内侧接触，起到一定阻力作用，管内达到一定的压力时推动前挡板16滑动，前挡板16上台阶27和下台阶观的初始距离与后挡板17下端台阶31与中连接滑套20上端之间的初始距离基本保持一致，压力上升到一定时，5个高效压裂滑套7内的前挡板16推动后挡板17移动，前挡板切槽四移动至喷射口 18后进行压裂施工，为方便压裂施工要求可加工3飞个前挡板切槽四；由于5个高效压裂滑套7与球堵压裂滑套5之间有5个小型裸眼封隔器6层层封隔，层与层之间的压裂液不会相互流动， 效率显著提高；同样原理再继续投入型号稍大的复合投球8，管柱11内最多可下入15组高效压裂组合装置，每组6个压裂点，共90层压裂；压裂完后，可下入磨铣工具磨铣C型球座 M，使各层段的产气、排液通道完全打开，最后形成最大通径完井采气通道。
权利要求
1.一种用于多级段水平井的高效压裂组合装置，由裸眼封隔器、高效压裂滑套、小型裸眼封隔器、球堵压裂滑套组成，其特征是裸眼封隔器(4)、高效压裂滑套(7)、小型裸眼封隔器(6)、高效压裂滑套(7)、小型裸眼封隔器(6)、高效压裂滑套(7)、小型裸眼封隔器(6)、 高效压裂滑套(7)、小型裸眼封隔器(6)、高效压裂滑套(7)、小型裸眼封隔器(6)、球堵压裂滑套(5)、裸眼封隔器(4)依次连接，形成了第二段高效压裂组合装置，第二段高效压裂组合装置上端连接有结构相同的第三段至第十六段高效压裂组合装置，下端与第一段常规压裂装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于多级段水平井的高效压裂组合装置，其特征是高效压裂滑套(7)的上接头(13)与前连接滑套(19)用螺纹连接、前连接滑套(19)下端连接中连接滑套(20)上端、中连接滑套(20)下端安装有后连接滑套(22)、后连接滑套(22)下端通过螺纹旋有下接头(23)，前挡板(16)的上台阶(27)与前连接滑套(19)的下台阶(28) 相配，前挡板(16)下端与后挡板(17)上端相接触，后挡板(17)下端与C型球座(24)的上端相接触，中连接滑套(20)尾部有一剪钉孔与剪钉板(25)—起固定剪切销钉(21)，上接头 (13)与前连接滑套(19)之间安装有密封圈(14)，前挡板(16)与前连接滑套(19)之间安装有两个密封圈(14)和一个阻力挡块(15)。
3.根据权利要求1和2所述的一种用于多级段水平井的高效压裂组合装置，其特征是 前挡板(16)下端开有四个前挡板切槽(29)，并与后挡板(17)连接，用以开启喷射口(18)， 上端外径大于下端外径，并开有两道环向凹槽。
4.根据权利要求1和2所述的一种用于多级段水平井的高效压裂组合装置，其特征是 C型球座(24)外侧有五个球座切槽(32)，中部开有圆孔，且沿圆孔径向开有径向槽。
全文摘要
本发明涉及用于常规油气、页岩气、煤层气的特殊井下工具，是一种用于多级段水平井的高效压裂组合装置。其技术方案是由裸眼封隔器、高效压裂滑套、小型裸眼封隔器、球堵压裂滑套等组成，第一段为常规压裂装置，第二段高效压裂组合装置与第三段至第十六段高效压裂组合装置结构相同。高效压裂滑套的上接头与前连接滑套用螺纹连接、前连接滑套下端连接中连接滑套上端、中连接滑套下端连接后连接滑套、后连接滑套下端通过螺纹旋有下接头，前挡板的上台阶与前连接滑套的下台阶相配，前挡板下端与后挡板上端相接触，后挡板下端与C型球座的上端相接触。本发明密封性好、压裂完井效率高、可实现多层段压裂，提高压裂技术水平和经济效益。
文档编号E21B43/26GK102518419SQ20121000613
公开日2012年6月27日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者刘少胡, 刘清友, 张向宁, 祝效华 申请人:西南石油大学