CN202900225U - 不限级数的智能固井滑套分层压裂改造工艺管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种不限级数的智能固井滑套分层压裂改造工艺管柱，是为实现油气井直井不限级数的分层改造、满足油气田多级压裂改造的工艺要求而设计的，管柱设在水泥环内，上端连接井口，由通过套管连接的多级智能固井滑套及管柱尾端的浮箍和浮鞋组成。智能固井滑套腔室中设有活塞，上筒体设有径向压裂端口，下筒体筒壁凹槽内埋有连通二位四通电磁阀、电池、无线感应接收装置、天线、水箱与筒体上、下腔室的液压管线。该管柱能实现不限级数的分层压裂改造；能大幅缩短施工周期，节约成本；能取代国外产品，降低下钻劳动强度；能直接投电子球打开第一层智能固井滑套，无需射孔；压裂完成后，能投球打开所有滑套，实现全通径；能减少钻磨的井控风险。

Description

不限级数的智能固井滑套分层压裂改造工艺管柱

技术领域

本实用新型涉及一种不限级数的智能固井滑套分层压裂改造工艺管柱，属于油气井多级分层压裂改造技术领域。

背景技术

目前，国内油田套管井多段压裂改造方式主要有两大类：一是利用电缆射孔和机械封隔器实现层段间的封隔，通过依次打开压裂滑套完成多级压裂改造；二是利用水力喷射压裂工具进行水力喷射射孔，通过水力射流效应实现层间封隔，喷射压裂完成多级改造；上述管柱在分段时采用投入由小到大的密封球来完成各级滑套(喷砂器)的开启和已改造段的隔离。由于受井口、井筒、施工管柱和工具设计尺寸的限制，即使上述技术不断得以优化和完善，也仅能完成有限级数的分层压裂改造。同时，上述管柱采用的是压裂与生产一体化技术，一般不具备后期控制开采和选择性开采的功能。

随着油气田的发展，有限级数的分层压裂改造工艺已不能满足油气井多级数压裂改造的需求。目前，国外不限级数固井滑套需要采用导压管线进行压力传导，其下钻工作量大，管线连接处存在漏失风险，压裂完成后需钻磨才能实现管柱全通径，施工风险大，费用高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种不限级数的智能固井滑套分层压裂改造工艺管柱，其能实现油气井直井不限级数的分层改造，满足油气田多级压裂改造的工艺要求。

本实用新型的具体技术方案如下：

本实用新型工艺管柱设在水泥环内，上端连接井口，由通过套管连接的多级智能固井滑套及管柱尾端连接的浮箍和浮鞋组成。智能固井滑套的上筒体螺纹连接下筒体，上、下筒体连通的腔室中设有由密封圈密封的活塞。上筒体筒壁上设有径向压裂端口，下筒体筒壁内设有凹槽，凹槽内埋有液压管线A、液压管线B、二位四通电磁阀、电池、无线感应接收装置、液压管线C、液压管线D、天线和水箱，下筒体外壁设有盖板。液压管线A连通筒体上腔室，液压管线B连通筒体下腔室，液压管线C连通套管，液压管线D连通水箱，二位四通电磁阀连通各液压管线。电子球7由陶瓷球和内部感应芯片组成。

本实用新型工艺管柱不论井眼尺寸大小均能实现不限级数的分层压裂改造，满足油气田多级压裂改造的工艺要求；套管完井和光套管压裂能减化施工程序，大幅缩短施工周期，节约成本；若某级固井滑套打开失败，可用连续油管或电缆带开关工具打开或关闭固井滑套，保证后续施工的进行；智能固井滑套取代了国外产品的压力传导管线，能降低下钻时的劳动强度，减少手工操作风险；在直井内直接投入电子球，打开第一层智能固井滑套，无需射孔；压裂完成后，投入电子球可打开所有滑套，即可实现全通径，能减少钻磨的井控风险，降低施工成本；能利用特定频率的电子球关闭出水地层的滑套。

附图说明

图1为不限级数的智能固井滑套分层压裂改造工艺管柱的示意图。

图2为智能固井滑套结构示意图。

图3为电子球结构示意图。

具体实施方式

参照图1至3对本实用新型的实施例进一步说明：

实施例：

本实用新型工艺管柱设在水泥环2内，上端连接井口1，由通过套管3连接的多级智能固井滑套4及管柱尾端连接的浮箍5和浮鞋6组成。智能固井滑套4的上筒体41螺纹连接下筒体413，上、下筒体连通的腔室中设有由密封圈43密封的活塞42。上筒体41筒壁上设有径向压裂端口，下筒体413筒壁内设有凹槽，凹槽内埋有液压管线A44、液压管线B45、连通各液压管线的二位四通电磁阀46、电池47、无线感应接收装置48、液压管线C49、液压管线D410、天线411和水箱412，下筒体413外壁设有盖板414。液压管线A44连通筒体上腔室，液压管线B45连通筒体下腔室，液压管线C49连通套管，液压管线D410连通水箱412，二位四通电磁阀46连通各液压管线。电子球7由陶瓷球71和内部感应芯片72组成。

本实用新型根据各压裂层位的长度裁定套管，并通过不同长度的套管连接多级智能固井滑套，管柱尾端连接浮箍和浮鞋，通过投电子球，实现各级滑套的关闭和开启。

不限级数的智能固井滑套分层压裂改造工艺管柱的工作过程如下：

首先，进行常规的钻井和测井，确定压裂层位及智能固井滑套的位置，下入本实用新型工艺管柱，测井并调整智能固井滑套位置，然后采用特殊胶塞固井，钢丝通井，确保各级智能固井滑套处于正常状态。

投一级电子球，其在液体中自由滑落至第一压裂层位，位于第一层位的智能固井滑套收到信号，开启压裂端口，井口加压，压破水泥环进行第一层压裂。

在顶替完第一层液体后，投二级电子球，其随液体一同泵送至第二层位，第二层智能固井滑套收到信号，开启压裂端口；与此同时，当二级电子球下行至第二层位时，第一层智能固井滑套收到对应信号，关闭压裂端口；提高泵压，压力上升表明第一层智能固井滑套已经关闭，继续提高泵压，压破水泥环进行第二层压裂。依次类推，二级电子球继续下行，实现不限级数的分层压裂。压裂施工完成后，投电子球开启所有智能固井滑套，最后合层排液，求产。

若进行选择性开采，可投对应层位的电子球关闭智能固井滑套，还可以借助连续油管带滑套开关工具，任意打开或关闭智能固井滑套。

智能固井滑套的工作原理如下：

当电子球7经过智能固井滑套4附近时，天线411接收到信号并依次传递至无线感应接收装置48，指示二位四通电磁阀46动作，连通液压管线A44和液压管线C49，同时连通液压管线B45和液压管线D410。套管液体从液压管线C49、二位四通电磁阀46和液压管线A44进入筒体上腔室，推动活塞42下行，露出压裂端口。筒体下腔室内的液体通过液压管线B45、二位四通电磁阀46和液压管线D410进入水箱412，完成活塞42的开启。

当上一级电子球7经过智能固井滑套4附近时，天线411接收到信号并依次传递至无线感应接收装置48，指示二位四通电磁阀46动作，连通液压管线A44和液压管线C49，同时连通液压管线B45和液压管线D410。套管液体从液压管线C49、二位四通电磁阀46和液压管线B45进入筒体下腔室，推动活塞42上行，关闭压裂端口。筒体上腔室内的液体通过液压管线A44、二位四通电磁阀46和液压管线D410进入水箱412，完成活塞42的关闭。

Claims (2)

1.一种不限级数的智能固井滑套分层压裂改造工艺管柱，其特征在于：

本实用新型工艺管柱设在水泥环(2)内，上端连接井口(1)，由通过套管(3)连接的多级智能固井滑套(4)及管柱尾端连接的浮箍(5)和浮鞋(6)组成；

智能固井滑套(4)的上筒体(41)螺纹连接下筒体(413)，上、下筒体连通的腔室中设有由密封圈(43)密封的活塞(42)；上筒体(41)筒壁上设有径向压裂端口，下筒体(413)筒壁内设有凹槽，凹槽内埋有液压管线A(44)、液压管线B(45)、二位四通电磁阀(46)、电池(47)、无线感应接收装置(48)、液压管线C(49)、液压管线D(410)、天线(411)和水箱(412)，下筒体(413)外壁设有盖板(414)；液压管线A(44)连通筒体上腔室，液压管线B(45)连通筒体下腔室，液压管线C(49)连通套管，液压管线D(410)连通水箱(412)，二位四通电磁阀(46)连通各液压管线；

电子球(7)由陶瓷球(71)和内部感应芯片(72)组成。

2.如权利要求1所述的不限级数的智能固井滑套分层压裂改造工艺管柱，其特征在于当电子球(7)经过智能固井滑套(4)附近时，天线(411)接收到信号并依次传递至无线感应接收装置(48)，指示二位四通电磁阀(46)动作，连通液压管线A(44)和液压管线C(49)，同时连通液压管线B(45)和液压管线D(410)；套管液体从液压管线C(49)、二位四通电磁阀(46)和液压管线A(44)进入筒体上腔室，推动活塞(42)下行，露出压裂端口；筒体下腔室内的液体通过液压管线B(45)、二位四通电磁阀(46)和液压管线D(410)进入水箱(412)，完成活塞(42)的开启； 

当上一级电子球(7)经过智能固井滑套(4)附近时，天线(411)接收到信号并依次传递至无线感应接收装置(48)，指示二位四通电磁阀(46)动作，连通液压管线A(44)和液压管线C(49)，同时连通液压管线B(45)和液压管线D(410)；套管液体从液压管线C(49)、二位四通电磁阀(46)和液压管线B(45)进入筒体下腔室，推动活塞(42)上行，关闭压裂端口；筒体上腔室内的液体通过液压管线A(44)、二位四通电磁阀(46)和液压管线D(410)进入水箱(412)，完成活塞(42)的关闭。 

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