一种适用于不压井作业的井下装置及投产方法与流程

本发明涉及一种井下装置及投产方法，特别涉及一种适用于不压井作业的井下装置及投产方法。

背景技术：

目前,在致密气、页岩气等非常规气藏开发过程中，水力压裂是必需的投产措施。为了满足大排量大规模的储层改造，改造工艺常用套管压裂。考虑到套管携液能力弱，压裂施工结束后需要下入内通径较小的油管，满足气井携液及稳定生产要求。目前压后下生产管柱的常用方式有三类：一是采用带压作业装置下入常规油管；二是利用连续油管车带压下入连续油管；三是采用常规作业方式，先压井、换井口及下油管。前两种方式效率高、相应的费用较高，常规作业方式的费用低、但周期长且易对储层造成伤害。关于不压井下管柱的方法也在不断进步，一种页岩气井不压井不带压起下生产管柱及施工方法(专利申请号201610124745.8)提出一种预置插管的方式，实现插管结构上下压力的分隔，达到不带压起下生产管柱的目的。这种插管方式受井斜的影响较大，限制了在水平井的应用。另外一种方式是下入暂堵式大通径桥塞(暂堵式大通径桥塞及其生产油管下入方法，专利申请号201611132299.1)，分隔暂堵式桥塞上下的压力，实现桥塞上部不压井的情况下，完成生产管柱后，采用打压的方式，打通流动通道，实现油气的生产。这种暂堵式大通径桥塞采用的是单向卡瓦，只能单向承压，存在桥塞坐封后，受井底压力上顶解封的风险；同时采用打压塞的方式建立油气流动通道存在一定的井控安全。一方面堵塞器若采用常规材料，打掉后落入井底对后期作业造成影响；另一方面若采用可溶材料，工具下入井中，溶解时间难以准确掌控，过早溶解易造成井控风险。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决目前相关油井在压裂施工过程中存在的诸多问题而提供的一种适用于不压井作业的井下装置及投产方法。

本发明提供的适用于不压井作业的井下装置包括有上中心管、挤压套筒、锁紧件、上卡瓦、上锥体、胶筒、下锥体、下卡瓦、套筒和下中心管，其中挤压套筒装配在上中心管的上部，锁紧件、上卡瓦、上锥体、胶筒、下锥体和下卡瓦依次设在挤压套筒的下方，锁紧件、上卡瓦、上锥体、胶筒、下锥体和下卡瓦均套设在上中心管上，筒套设在上中心管的下端，套筒的中部设有外流动槽，下中心管插设在套筒内，下中心管的下部设有引鞋，引鞋的顶端插设在套筒的下端，下中心管的下端与引鞋上端之间设有内流动槽。

上中心管的顶端通过释放环与坐封工具相连。

挤压套筒通过第一剪切销钉固定在上中心管的外壁上，上锥体通过第二剪切销钉固定在上中心管的外壁上，下锥体通过第三剪切销钉固定在上中心管的外壁上，套筒顶端通过防转销钉固定在上中心管的外壁上，套筒的下端通过固定销钉固定在下中心管的外壁上，防转销钉的强度大于第一剪切销钉、第二剪切销钉和第三剪切销钉的强度。

下中心管的顶部、底部外壁与套筒内部之间均设有限位装置和密封圈，套筒下端的内壁与引鞋外壁之间设有限位装置和密封圈。

下中心管下部的引鞋内腔中设有盲板，盲板为可溶材料制成。

本发明提供的适用于不压井作业的投产方法，其方法如下所述：

第一步：套管压裂结束后，利用井场已有的电缆或连续油管将井下装置与坐封工具连接好后送入到预定位置；

第二步：通过电缆点火或连续油管打压的方式给坐封工具施加坐封推力，推力大于第一剪切销钉、第二剪切销钉和第三剪切销钉的强度，推力作用于挤压套筒，推动挤压套筒下行，剪断第一剪切销钉、第二剪切销钉和第三剪切销钉，挤压套筒下行带动上卡瓦下行、张开锚爪进行挤压胶筒，挤压胶筒的同时也带动下锥体下行，张开下卡瓦，随着下行压力的不断增加，上卡瓦和下卡瓦将固定在套管内壁上，胶筒严密封隔井底压力，同时井下装置通过释放环实现与坐封工具的脱开，完成井下装置的坐封-丢手；

第三步：验封，将坐封工具提出井口后，打开井口生产阀门泄压、有控制的实施放喷，若井口压力迅速下降为零，且井口停喷，则说明井下工具坐封良好；

第四步：拆除压裂井口更换为常规作业井口，拆除电缆作业设备或连续油管设备，安装常规修井/通井作业设备；

第五步：利用常规修井/通井作业设备，将生产管柱按设计要求下入到预定位置后安装采油、气树；

第六步：安装井口采油、气树后，从地面通过采油、气树缓慢打压，当压力达到固定销钉的剪切强度后，固定销钉剪断，下中心管下行到限位装置后，露出内流动槽和外流动槽，建立流动通道。

本发明的有益效果：

本发明提供的井下装置，结构简单、紧凑，能有效利用压裂后井场的现有设备(无需设备的搬迁、安装和调整，节省人工及作业费用)，实现封隔器的坐封-丢手。利用井下装置，分隔井底压力，实现在不压井的情况下完成井口设备的更换、生产管柱的下入，井口安装，解决了常规作业带来的压井困难、作业周期长及储层伤害，既提高生产效率又节约费用，实用性强。

附图说明

图1本发明所述装置整体结构示意图。

1、上中心管2、挤压套筒3、锁紧件4、上卡瓦5、上锥体

6、胶筒7、下锥体8、下卡瓦9、套筒10、下中心管

12、外流动槽13、引鞋14、内流动槽15、释放环

16、第一剪切销钉17、第二剪切销钉18、第三剪切销钉

19、防转销钉20、固定销钉21、限位装置22、密封圈23、盲板。

具体实施方式

请参阅图1所示：

本发明提供的适用于不压井作业的井下装置包括有上中心管1、挤压套筒2、锁紧件3、上卡瓦4、上锥体5、胶筒6、下锥体7、下卡瓦8、套筒9和下中心管10，其中挤压套筒2装配在上中心管1的上部，锁紧件3、上卡瓦4、上锥体5、胶筒6、下锥体7和下卡瓦8依次设在挤压套筒2的下方，锁紧件3、上卡瓦4、上锥体5、胶筒6、下锥体7和下卡瓦8均套设在上中心管1上，套筒9套设在上中心管1的下端，套筒9的中部设有外流动槽12，下中心管10插设在套筒9内，下中心管10的下部设有引鞋13，引鞋13的顶端插设在套筒9的下端，下中心管10的下端与引鞋13上端之间设有内流动槽。

上中心管1的顶端通过释放环15与坐封工具相连。

挤压套筒2通过第一剪切销钉16固定在上中心管1的外壁上，上锥体5通过第二剪切销钉17固定在上中心管1的外壁上，下锥体7通过第三剪切销钉18固定在上中心管1的外壁上，套筒9的顶端通过防转销钉19固定在上中心管1的外壁上，套筒9的下端通过固定销钉20固定在下中心管10的外壁上，防转销钉19的强度大于第一剪切销钉16、第二剪切销钉17和第三剪切销钉18的强度。

下中心管10的顶部、底部外壁与套筒9的内壁之间设有限位装置21和密封圈22，套筒9下端的内壁与引鞋13外壁之间设有限位装置21和密封圈22。

下中心管10下部的引鞋13内腔中设有盲板23，盲板23为可溶材料制成。

本发明提供的适用于不压井作业的投产方法，其方法如下所述：

第一步：套管压裂结束后，利用井场已有的电缆或连续油管将井下装置与坐封工具连接好后送入到预定位置；

第二步：通过电缆点火或连续油管打压的方式给坐封工具施加坐封推力，推力大于第一剪切销钉16、第二剪切销钉17和第三剪切销钉18的强度，推力作用于挤压套筒2，推动挤压套筒2下行，剪断第一剪切销钉16、第二剪切销钉17和第三剪切销钉18，挤压套筒2下行带动上卡瓦4下行、张开锚爪进行挤压胶筒6，挤压胶筒6的同时也带动下锥体7下行，张开下卡瓦8，随着下行压力的不断增加，上卡瓦4和下卡瓦8将固定在套管内壁上，胶筒6严密封隔井底压力，同时井下装置通过释放环15实现与坐封工具的脱开，完成井下装置的坐封-丢手；

第三步：验封，将坐封工具提出井口后，打开井口生产阀门泄压、有控制的实施放喷，若井口压力迅速下降为零，且井口停喷，则说明井下工具坐封良好；

第四步：拆除压裂井口更换为常规作业井口，拆除电缆作业设备或连续油管设备，安装常规修井/通井作业设备；

第五步：利用常规修井/通井作业设备，将生产管柱按设计要求下入到预定位置后安装采油、气树；

第六步：安装井口采油、气树后，从地面通过采油、气树缓慢打压，当压力达到固定销钉20的剪切强度后，固定销钉20剪断，下中心管10下行到限位装置后，露出内流动槽14和外流动槽12，建立流动通道。