专利名称：水平井水力喷射压裂管柱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水平井压裂管柱，特别是一种水平井多级水力喷射压裂管柱。
背景技术：
目前，随着低渗油气藏的开发，会遇到新油田油藏类型越来越复杂、老油田挖潜难度越来越大等多种的情况。为了改善这些情况，提高油气藏的导流能力和增加泄油面积，水平井压裂开发技术成为主流技术。近年来，水平井水力喷射压裂技术逐渐发展起来。在现有技术的文献中，也描述了水平井水力喷射压裂技术在勘探开发油气藏、提高油气藏的导流能力和增加泄油面积中的应用。例如中国专利200920079056.5公开了一种油气井井下水力喷射压裂酸化工具管柱结构。该管柱结构没有锚定装置，在施工作业过程中压力波动可能会导致管柱的伸长量有波动，并因此在套管上形成的喷射孔会变为沿套管轴向延伸的长槽状。这种长槽状的喷射孔会导致在使用相同量的压裂液体的情况下，喷射深度减小。此外，该管柱只有一个喷射器，这将导致管柱一次下井喷射的段数较少。中国专利201120240452.9公开了一种压裂酸化用水力喷射管柱。该管柱没有安全接头，因此如果出现砂卡问题时，会无法将该管柱提出井口。此外，与中国专利200920079056.5公开的油气井井下水力喷射压裂酸化工具管柱结构一样，也没有锚定装置。因此，急需一种能够在施工作业过程中，能防止管柱轴向窜动，并且发生砂卡问题时易于处理的水平井水力喷射压裂管柱。
实用新型内容针对现有技术中所存在的上述技术问题，本实用新型提出了一种水平井水力喷射压裂管柱。这种水平井水力喷射压裂管柱在施工作业期间不会发生轴向窜动，加深了射孔深度。另外，在发生砂卡时易于处理。根据本实用新型，提出了一种水平井水力喷射压裂管柱，包括油管，在油管的水平段朝向油管下游端依次设置有水力喷射器、单向阀、筛管和引鞋，其中，在油管的直井段还设置有锚定装置。在施工作业过程中，设置油管上的锚定装置会把根据本发明的油管锚定在井下套管上，防止油管由于施工压力波动而沿轴向窜动。这样避免了喷射孔成为长槽状，喷射能力更加集中，从而加深了射孔深度，增大了泄油面积，提高了水平井喷射压裂施工作业效果。在一个实施例中，锚定装置为防砂水力锚。在施工作业过程中，防砂水力锚能防止细小的砂石颗粒进入其中，从而能可靠地将其回收，保证了施工操作的安全性。在一个实施例中，水力喷射器的数量为多个。多个水力喷射器能够提高一次下井喷射的段数，提高工作效率。在一个实施例中，安装在最下游的水力喷射器内部不设置滑套,其余的水力喷射器内部设置滑套。在另一个实施例中，设置有滑套的水力喷射器按照从上游到下游滑套内径逐级变小的方式设置。在初始状态中，水力喷射器内的滑套将喷射孔挡住。在进行压裂作业时，投入憋压球并憋压到预定值，即可将水力喷射器打开进行压裂作业。这种投球式操作简单方便，便于施工人员操作。此外，投球式滑套的制造工艺也较为成熟，便于生产。在一个实施例中，在油管上，锚定装置的上游设置有安全接头。当井下发生事故，例如当发生砂卡管柱时，安全接头使得油管与上游管柱断开，以便于后续处理。在一个实施例中，在水平井水力喷射压裂管柱的水平段还设置有至少一个扶正器。扶正器使油管水平段在套管内居中，有利于水力喷射器射孔均匀，以提高压裂效果。在一个优选的实施例中，扶正器为多个，并且与多个水力喷射器间隔布置。在本申请中，用语“上游”、“下游”规定为朝向地面方向为上游，背向“上游”的方向为下游。用语“初始状态”规定为设置有滑套的水力喷射器在打开之前的状态。与现有技术相比，本实用新型的优点在于，通过设置锚定装置能防止油管由于施工压力波动而沿轴向窜动，这避免了喷射孔成为长槽状，喷射能力更加集中，从而加深了射孔深度，增大了泄油面积，提高了水平井喷射压裂施工作业效果。设置在锚定装置上游的安全接头能够使油管与上游管柱断开，便于处理油管无法从井内取出的情况。此外，另外，设置扶正器使油管水平段在套管内居中，有利于水力喷射器射孔均匀，以提高压裂效果。
以下结合附图来对本实用新型作进一步详细说明，其中:
图1是根据本实用新型的水平井水力喷射压裂管柱的示意图；图2是根据本实用新型的带有滑套的水力喷射器的结构示意图；图3是根据本实用新型的没有滑套的水力喷射器的结构示意图。在图中，相同的构件由相同的附图标记标示。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1示意性地显示了根据本实用新型的水平井水力喷射压裂管柱10。水平井水力喷射压裂管柱10包括油管11，在油管11的水平段上设置有水力喷射器、单向阀18、筛管19和引鞋14，这些装置在油管11上朝向油管11的下游端依次布置。油管11的直井段朝向上游连接到井口(未示出)。单向阀18、筛管19和引鞋14均是现有技术中常见的装置，为了简单起见这里不再赘述。在油管11的直井段还设置有锚定装置13。锚定装置3能够将油管11锚定在井下的套管15上，防止油管11随施工压力波动而沿轴向窜动，这样避免了形成在油管11上的喷射孔成为长槽状，喷射能力更加集中，射孔深度也会增加，提高了水平井喷射压裂施工作业效果。在一个实施例中，锚定装置13选择为防砂水力锚。为了提高一次下井喷射的段数，提高工作效率，可选择在油管11上设置多个水力喷射器，如
图1中所示的三个水力喷射器31、32、33。应理解地是，水力喷射器的数量不限于三个，而是可根据压裂段数的需要而设置。最下游的水力喷射器33可选择为内部不设置滑套，如图3所示，以在预先在套管15内外建立循环。在水力喷射器33上游的各个水力喷射器选择为内部设置有滑套34，如图2所示，因此在水力喷射器33上游的各个水力喷射器可为投球式开启，操作简单，便于施工人员使用。如图2所示的带有滑套34的水力喷射器32，在初始状态中，滑套34固定在水力喷射器32内并挡住喷射孔36。投入憋压球35并且憋压到设定压力后，滑套34会朝向下游滑动，而使喷射孔36贯通，以实现喷射射孔。在一个实施例中，设置有滑套34的水力喷射器32、31按照从上游到下游滑套34的内径逐级变小的方式设置。为了保证油管11的水平段在套管15内居中，在油管11的水平段上设置有至少一个扶正器。在一个实施例中，扶正器为多个，如
图1中的21、22、23、24。优选地，多个扶正器与多个水力喷射器呈间隔布置。这种设置方式确保油管11，特别是每一个水力喷射器均在套管15内居中，从而喷射均匀，提高压裂效果。在油管11上，锚定装置13的上游设置有安全接头12。在例如发生砂卡管柱而油管11不能顺利拔出时，可施加较大的拉拔力，使油管11与在其上游的装置在安全接头12处断开，以便于后续处理。下面根据
图1-3来描述根据本实用新型的施工作业过程。首先，根据
图1所示，将安全接头12、锚定装置13、水力喷射器、扶正器、单向阀18、筛管19和引鞋14安装于油管11上。其中，水力喷射器的数量由压裂设计级数确定，而扶正器的数量与水力喷射器的数量相匹配。然后，使用下入工具将油管11下入到压裂作业的目的层。接着进行压裂施工作业。在进行第一级压裂作业时，由于第一级水力喷射器33没有内滑套，因此不需要投球而是仅在油管11内加压即可进行压裂作业。随后按照直径从小到大的方式依次投入憋压球，以从下游朝向上游逐级打开各个水力喷射器，进行压裂作业，直到压裂完毕。虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部器。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
权利要求1.一种水平井水力喷射压裂管柱，包括油管，在所述油管的水平段朝向油管下游端依次设置有水力喷射器、单向阀、筛管和引鞋， 其特征在于，在所述油管的直井段还设置有锚定装置。
2.根据权利要求1所述的水平井水力喷射压裂管柱，其特征在于，在所述油管上，锚定装置的上游设置有安全接头。
3.根据权利要求1或2所述的水平井水力喷射压裂管柱，其特征在于，所述水力喷射器的数量为多个。
4.根据权利要求3所述的水平井水力喷射压裂管柱，其特征在于，在所述水平井水力喷射压裂管柱的水平段还设置有至少一个扶正器。
5.根据权利要求4所述的水平井水力喷射压裂管柱，其特征在于，所述扶正器为多个，并且与所述多个水力喷射器间隔布置。
6.根据权利要求1或2所述的水平井水力喷射压裂管柱，其特征在于，所述锚定装置为防砂水力锚。
7.根据权利要求3所述的水平井水力喷射压裂管柱，其特征在于，安装在最下游的水力喷射器内部不设置滑套，其余的水力喷射器内部设置滑套。
8.根据权利要求7所述的水平井水力喷射压裂管柱，其特征在于，所述设置有滑套的水力喷射器按照从上游到下游滑套内径逐级变小的方式设置。
专利摘要本实用新型涉及一种水平井水力喷射压裂管柱，包括油管，在所述油管的水平段朝向油管下游端依次设置有水力喷射器、单向阀、筛管和引鞋。其中，在所述油管的直井段还设置有锚定装置。在施工作业中，本实用新型的水平井水力喷射压裂管柱不会沿轴向窜动，并且在发生砂卡问题时也易于处理。
文档编号E21B43/26GK202970666SQ20122063628
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月27日 优先权日2012年11月27日
发明者李奎为, 李洪春, 贾长贵, 卫然, 王海涛, 曲海, 李双明, 苏瑗 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院