专利名称：无级差喷砂射孔压裂工具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油气开采增产措施井下工具，尤其是涉及一种无级差喷砂射孔压裂工具。
背景技术：
目前，利用滑套式喷砂射孔压裂工具进行套管射孔和压裂，具有不动管柱多段压裂的特点，但是该工具需要投入不同尺寸的球来打开对应的滑套，受到套管内径及喷砂射孔压裂工具壁厚、滑套壁厚及投球抗压强度的限制，导致分段压裂级数受到了一定限制，为了提高分段级数一般采用更小级差的低密度球或钢球，因此对球及滑套球座的承压能力要求更高，同时由于压裂过程中高砂比携砂液的剧烈冲蚀导致小内径的滑套球座端面扩径严重，较小配合过盈量的球和滑套球座需要采用高强度特殊材质，稍有偏差就会造成承压能力不足或滑套误动作等问题，因此相应的增加了作业的风险和工具成本，通过球级的方式提高分段的数量接近于极限。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够无限级提高分段压裂的级数且可靠性高的无级差喷砂射孔压裂工具。为了解决上述技术问题，本实用新型包括上接头、外筒、下接头以及设置在上接头和下接头的内部的复合滑套，所述上接头与外筒通过螺纹固定连接，所述下接头的一端嵌入安装在外筒内，且该下接头的一端通过上接头与外筒的固紧与上接头的一端紧邻设置，所述复合滑套包括上滑套、中滑套以及下滑套，所述上滑套通过第一剪钉与上接头内壁连接，所述中滑套通过第二剪钉与上滑套内壁连接，所述下滑套卡装在中滑套与下接头之间，在所述中滑套与下滑套之间卡装有一变形球座，所述变形球座一侧形成有一 S形开口且该变形球座的最小内径等于复合滑套的最小内径，所述S形开口能够在中滑套与下滑套的挤压下闭合并使该变形球座的内径紧缩变小，所述变形球座缩径后能够与一飞镖卡固配合，所述飞镖最大外径小于复合滑套最小内径且大于紧缩后的变形球座内径，所述飞镖后部设置有多个过流孔，在与所述上滑套尾部位置相应的上接头外壁上设置有喷嘴，所述上接头内壁一端形成有第一导流孔，所述第一导流孔与形成在上接头管壁内的第一通道连通，所述第一通道与设置在上接头一端的第一液控管线接头相连通，所述下接头一端设置有第二液控管线接头，所述第二液控管线接头与形成在下接头管壁内的第二通道连通，所述第二通道与形成在下接头内壁上的第二导流孔连通，该第二导流孔与中滑套外壁相连通，所述第一液控管线接头与上一层无级差喷砂射孔压裂工具下接头的第二液控管线接头通过液控管线相连通。所述变形球座外圆周面一端为圆弧周面,所述中滑套一端面与该圆弧周面相匹配。本发明的有益效果是采用本实用新型的无级差喷砂射孔压裂工具，能够无限级提高分段压裂的级数，可适应几十层分段压裂工艺的需求，最大程度动用储层。一旦压裂过程出现意外砂堵可立刻进行反循环洗井，不影响继续压裂。本实用新型外部均采用高强度钢材材料，并且外径小于套管内径10_12mm，易于下入和起出，工具可靠性高。工具起出后井筒为全通径，降低了后期修井难度。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明
图1是无级差喷砂射孔压裂工艺管柱的示意图；图2是本实用新型无级差喷砂射孔压裂工具结构示意图；图3是复合滑套的部分结构放大示意图；图4是本实用新型无级差喷砂射孔压裂工具飞镖结构示意图；图5是本实用新型无级差喷砂射孔压裂工具变形球座初始状态下的结构示意图；图6是本实用新型无级差喷砂射孔压裂工具变形球座挤压状态下的结构示意图；图7是返排压裂液和油气流过程中飞镖卡在变形球座下部的结构示意图。
具体实施方式
参见
图1至图7，本实用新型的无级差喷砂射孔压裂工具包括上接头1、外筒2、下接头3以及设置在上接头I和下接头3的内部的复合滑套，所述上接头I与外筒2通过螺纹固定连接，所述下接头3的一端嵌入安装在外筒2内，且该下接头3的一端通过上接头I与外筒2的固紧与上接头I的一端紧邻设置。所述复合滑套包括上滑套4、中滑套5以及下滑套6，所述上滑套4通过第一剪钉7与上接头I内壁连接，所述中滑套5通过第二剪钉8与上滑套4内壁连接，所述下滑套6卡装在中滑套5与下接头3之间，在所述中滑套5与下滑套6之间卡装有一变形球座9，所述变形球座9 一侧形成有一 S形开口 10且该变形球座9的最小内径等于复合滑套的最小内径，所述S形开口 10能够在中滑套5与下滑套6的挤压下闭合并使该变形球座9的内径紧缩变小，所述变形球座9缩径后能够与一飞镖11卡固配合，所述飞镖11最大外径小于复合滑套最小内径且大于紧缩后的变形球座9内径，所述飞镖11后部设置有多个过流孔12，在与所述上滑套4尾部位置相应的上接头I外壁上设置有喷嘴13。所述上接头I内壁一端形成有第一导流孔14，所述第一导流孔14与形成在上接头I管壁内的第一通道15连通，所述第一通道15与设置在上接头I 一端的第一液控管线接头16相连通，所述下接头I 一端设置有第二液控管线接头17，所述第二液控管线接头17与形成在下接头3管壁内的第二通道18连通，所述第二通道18与形成在下接头3内壁上的第二导流孔19相连通，该第二导流孔19与中滑套5外壁相连通，所述第一液控管线接头16与上一层无级差喷砂射孔压裂工具下接头3的第二液控管线接头17通过液控管线相连通。所述变形球座9外圆周面一端为圆弧周面,所述中滑套5 —端面与该圆弧周面相匹配。参照
图1至图7，本实用新型利用油管一趟管柱将所有的无级差喷砂射孔压裂工具下入到井底，每个无级差喷砂射孔压裂工具的喷嘴13对应特定的射孔压裂层位，下入无级差喷砂射孔压裂工具的数量不受限制，可根据需要处理层位的数量任意确定，并且每个无级差喷砂射孔压裂工具的结构和尺寸完全相同，每个飞镖11的结构和尺寸也完全相同。上、下层无级差喷砂射孔压裂工具之间利用液控管线进行连接。本层的第一液控管线接头16与上一层的第二液控管线接头17连接，液控管线可采用油田井下常用的液控管线和接头，液控管线采用敷设的方式安装在油管侧面。除最下一层无级差喷砂射孔压裂工具以外，其他所有无级差喷砂射孔压裂工具的变形球座9下井时均处于初始状态，其上有S形开口 10，初始状态时的变形球座9的内径等于复合滑套最小内径，飞镖11最大外径小于初始状态时的变形球座的内径，因而飞镖11可以顺利通过复合滑套。最下一层无级差喷砂射孔压裂工具的变形球座9处于挤压状态，其S形开口 10完全闭合，处于挤压状态时的变形球座9的内径小于复合滑套最小内径，飞镖11最大外径大于挤压状态时的变形球座9的内径，因而飞镖11可以坐于其上，并足以承受压裂时的压力。本实用新型工具下入井底并坐好压裂井口后，可采用正循环或反循环方式洗井，从井口投入第一个飞镖11，油管泵送飞镖11到最下一层无级差喷砂射孔压裂工具的变形球座9上，油管继续加压，飞镖11带动复合滑套向下移动并带动上滑套4剪断第一剪钉7后向下移动。上滑套4向下移动后，露出喷嘴13和第一导流孔14，开始射孔压裂最下一层。与此同时，油管压力通过本层的第一导流孔14 —本层的第一通道15 —本层的第一液控管线接头16 —液控管线一上一层的第二液控管线接头17 —上一层的第二通道18 —上一层的第二导流流孔19 —上一层的中滑套5路径传递，上一层的中滑套5受到液压力后向下移动进而挤压上一层的变形球座9，使其变形缩径。完成最下一层压裂后，井口投入第二个飞镖11，油管泵送飞镖11到第二层无级差喷砂射孔压裂工具的变形球座9上，后续步骤同第一层。依此类推，逐次投入飞镖，完成所有层的压裂。由于无级差喷砂射孔压裂工具采用的是喷嘴喷射高速携砂液，从而在地层中形成喷射增压压裂的原理，被压裂层地层内部压力要低于油套环空压力几个兆帕，因此在压裂过程中上、下两层在液力上是相互隔离的，互不影响，地层破裂压力和填砂过程互不干扰，对已经压裂层并不产生影响，从而实现了精确定位的压裂工艺。完成全部层压裂后，返排压裂液和油气流，压裂液和油气流会携带飞镖11向井口方向运移，但是由于所有的飞镖11均处于挤压状态，除最后一层飞镖11可以返出井口外，其他飞镖11会卡在上一层变形球座9的下部(投入飞镖11后，飞镖11卡在相应层的变形球座9上部)。参照图4和图7，飞镖后部设有多个过流孔12，其过流面积不小于处于挤压状态下的变形球座9最小内径的截面面积，因此压裂液和油气流可以顺利通过，不影响正常生产。一旦压裂过程出现意外砂堵可立刻进行反循环洗井，解除砂堵后，可继续压裂。综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本实用新型的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本实用新型的范围之内。
权利要求1.一种无级差喷砂射孔压裂工具，其特征在于:包括上接头(I)、外筒(2)、下接头(3)以及设置在上接头(I)和下接头(3)的内部的复合滑套，所述上接头(I)与外筒(2)通过螺纹固定连接，所述下接头(3)的一端嵌入安装在外筒(2)内，且该下接头(3)的一端通过上接头(I)与外筒(2)的固紧与上接头(I)的一端紧邻设置， 所述复合滑套包括上滑套(4)、中滑套(5)以及下滑套(6)，所述上滑套(4)通过第一剪钉(7)与上接头(I)内壁连接，所述中滑套(5)通过第二剪钉(8)与上滑套(4)内壁连接，所述下滑套(6)卡装在中滑套(5)与下接头(3)之间，在所述中滑套(5)与下滑套(6)之间卡装有一变形球座(9 )，所述变形球座(9 ) 一侧形成有一 S形开口( 10 )且该变形球座(9 )的最小内径等于复合滑套的最小内径，所述S形开口(10)能够在中滑套(5)与下滑套(6)的挤压下闭合并使该变形球座(9)的内径紧缩变小，所述变形球座(9)缩径后能够与一飞镖(11)卡固配合，所述飞镖(11)最大外径小于复合滑套最小内径且大于紧缩后的变形球座(9)内径，所述飞镖(11)后部设置有多个过流孔(12)，在与所述上滑套(4)尾部位置相应的上接头(I)外壁上设置有喷嘴(13)， 所述上接头(I)内壁一端形成有第一导流孔(14)，所述第一导流孔(14)与形成在上接头(I)管壁内的第一通道(15)连通，所述第一通道(15)与设置在上接头(I) 一端的第一液控管线接头(16)相连通，所述下接头(3) —端设置有第二液控管线接头(17)，所述第二液控管线接头(17)与形成在下接头(3)管壁内的第二通道(18)连通，所述第二通道(18)与形成在下接头(3)内壁上的第二导流孔(19)相连通，该第二导流孔(19)与中滑套(5)外壁相连通，所述第一液控管线接头(16)与上一层无级差喷砂射孔压裂工具下接头(3)的第二液控管线接头(17)通过液控管线相连通。
2.按照权利要求1所述的无级差喷砂射孔压裂工具，其特征在于:所述变形球座(9)夕卜圆周面一端为圆弧周面 ，所述中滑套(5) —端面与该圆弧周面相匹配。
专利摘要本实用新型公开了一种无级差喷砂射孔压裂工具，其包括上接头、外筒、下接头以及复合滑套，所述上接头与外筒通过螺钉固定连接，所述下接头的一端嵌入安装在外筒内，且该下接头的一端通过上接头与外筒的固紧与上接头的一端紧邻设置，所述复合滑套设置在上接头和下接头的内部。采用本实用新型的无级差喷砂射孔压裂工具，能够无限级提高分段压裂的级数，可适应几十层分段压裂工艺的需求，最大程度动用储层。一旦压裂过程出现意外砂堵可立刻进行反循环洗井，不影响继续压裂；本实用新型易于下入和起出，工具可靠性高，工具起出后井筒为全通径，降低了后期修井难度。
文档编号E21B43/26GK202914063SQ20122061231
公开日2013年5月1日 申请日期2012年11月19日 优先权日2012年11月19日
发明者郑永哲, 王建军, 王励斌, 王治华, 周浩, 江尧, 康建涛, 魏宁 申请人:中国石油集团渤海钻探工程有限公司