一种压驱压裂工艺管柱制造技术

本发明专利技术公开了一种压驱压裂工艺管柱及其工艺方法。包括：由下至上依次连接的第一趟管柱、第二趟管柱和第三趟管柱。所述压驱压裂工艺管柱的工艺方法包括：将第一趟管柱、第二趟管柱和第三趟管柱分段下入，实现逐层压驱压裂。本发明专利技术的有益效果是：通过下至上依次连接的第一趟管柱、第二趟管柱和第三趟管柱，不仅能够实现分层压驱压裂，还能够防止上提管柱时发生卡井事故。通过投入第四金属球打压丢手安全接头的方式，能够在砂卡时可将安全接头上面的油管提出，减少修井工作量；可开启滑套的方式实现反洗井和拆井口前的压井作业；通过第一层压力检测装置、第二层压力检测装置和第三层压力检测装置评价分层压裂的分层效果。压力检测装置评价分层压裂的分层效果。压力检测装置评价分层压裂的分层效果。

【技术实现步骤摘要】
一种压驱压裂工艺管柱


[0001]本专利技术涉及水平井压裂
，具体为一种压驱压裂工艺管柱

技术介绍

[0002]对于低渗疏松砂岩储层，压裂是较常用的增产方式，目前压裂后过程中有两个问题，一是管柱工艺的设计问题，常规简易的压裂管柱主要通过一趟管柱连接多级K344或Y344封隔器和滑套喷砂器对油藏进行分层压裂，在起下管柱或操作上具有较大的优势，但同时也存在较大的卡钻风险，对于温度较高的地层，封隔器一般选择Y344封隔器或具有钢带结构的K344封隔器，由于这两类封隔器在解封后仍有较大的残余变形，与套管内径缝隙较小，滑套喷砂器与封隔器上方的环空段容易集砂，无法通过反洗井洗出，易出现砂埋管柱的现象，套管内径较小，环空段集砂量不多，砂埋管柱风险较低，对于套管内径较大，尤其内径达到了220mm以上时，环空段集砂量较多，砂埋管柱风险急剧增加，目前已出现多口9
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5/8吋套管井在压裂施工时出现砂埋管柱的情况，且出现砂埋管柱井的压裂施工均为两层或更多，说明管柱上封隔器越多，集砂越多，封隔器砂埋风险越大；另一方面对于一些地层压力系数较低的地层，尤其压力系数低于0.7，即使进行了压裂施工，前期会出现增产，但由于地层压力较低，后续增产无力，将很快出现产量急剧降低的情况，达不到压裂增产目的。
[0003]鉴于上述问题，提出一种压驱压裂工艺管柱及工艺方法，即通过高压压开地层，对地层先进行大排量的压驱液注入，将地层的压力系数迅速提高到0.9以上，并焖井，然后再进行后面的压裂施工，从而保证压裂后保持较长时间的高产液期。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种压驱压裂工艺管柱，其设有由下至上依次连接的第一趟管柱、第二趟管柱和第三趟管柱，不仅能够实现分层压驱压裂，还能够防止上提管柱时发生卡井事故。
[0005]本专利技术还有一个目的在于提供一种压驱压裂的工艺方法，其通过下至上依次连接的第一趟管柱、第二趟管柱和第三趟管柱，不仅能够实现分层压驱压裂，还能够防止上提管柱时发生卡井事故。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，包括：
[0007]由下至上依次连接的第一趟管柱、第二趟管柱和第三趟管柱；所述第一趟管柱由上至下依次连接的第一层丢手封隔器、第一层压力检测装置和剪切球座组成；所述第二趟管柱由上至下依次连接的第二层丢手封隔器、第二层压力检测装置、第二层喷砂滑套和第二层锚定密封和下层接球和球座的缩径短节组成；所述第二层锚定密封的外周与所述第一层丢手封隔器内周相匹配，用于插入所述第一层丢手封隔器内实现第二趟管柱与第一趟管柱的连接；所述第三趟管柱由上至下依次连接的双公短节、油管、安全阀、滑套、安全接头、水力锚、第三层Y441封隔器、第三层压力检测装置、第三层喷砂滑套、上层接球和球座的缩径短节和第三层锚定密封组成；所述第三层锚定密封的外周与所述第二层丢手封隔器内周
相匹配，用于插入所述第二层丢手封隔器内实现第三趟管柱与第二趟管柱的连接；其中，在所述剪切球座、第二层喷砂滑套、第三层喷砂滑套和安全接头内分别设有第一金属球、第二可溶球、第三可溶球和第四金属球；所述安全阀内连接有金属高压细管线；所述有第一金属球的直径小于所述第二层喷砂滑套、第三层喷砂滑套和安全接头的内径；所述第二可溶球的直径小于所述第三层喷砂滑套和安全接头的内径；所述第三可溶球的直径小于所述安全接头的内径。
[0008]优选的是，在所述双公短节的上端连接有油管挂，用于将所述第一趟管柱、第二趟管柱和第三趟管柱挂在井口。
[0009]优选的是，所述第一层压力检测装置、第二层压力检测装置和第三层压力检测装置的结构相同，所述第三层压力检测装置包括；由上至下依次连接的上接箍、压杆和检测本体；所述压杆上端与所述上接箍插接，所述压杆下端与所述检测本体通过螺纹连接；在所述压杆的中心设有过流通道，在所述压杆中部的外周设有限位凸缘；所述检测本体具有偏心结构，在所述检测本体上设有轴向贯通的主通道，所述主通道与所述过流通道同轴，在所述主通道的一侧设有平行设置在测试通道，在所述测试通道内设有第一压力计；所述第一压力计的上端设有定位头，所述定位头用于与所述限位凸缘的下端面相抵接，在所述第一压力计上端与所述测试通道内周之间设有多道第一O型密封圈。
[0010]优选的是，所述第一层压力检测装置、第二层压力检测装置和第三层压力检测装置的结构相同，所述第三层压力检测装置包括；
[0011]主体，其两端设有连接口，内部设有轴向设置的腔体；
[0012]容纳槽，其设置在所述主体的周壁上；
[0013]第二压力计，其设置在所述容纳槽内；
[0014]弧形盖板，其罩设在所述容纳槽的槽口处，并与所述主体通过定位钉可拆卸连接，在所述弧形盖板上设有多个贯穿孔，用于将所述第二压力计固定在所述容纳槽内，并使所述第二压力计检测油套环空内的压力。
[0015]优选的是，所述第一层压力检测装置、第二层压力检测装置和第三层压力检测装置的结构相同，所述第三层压力检测装置包括；
[0016]压力计托体，其两端设有连接头，内部设有轴向设置的内腔；
[0017]嵌槽，其设置在所述压力计托体的周壁上；
[0018]传压孔，其径向设置在所述压力计托体，所述传压孔连通所述内腔和嵌槽；
[0019]油管内压力传感器，其嵌设在所述传压孔内，用于测量所述内腔内的压力；
[0020]环空压力传感器，其嵌设在所述嵌槽内，用于测量油套环空内的压力；
[0021]一对螺旋压帽，其分别套设在所述压力计托体左部和右部，并与所述压力计托体左部和右部螺纹连接，用于固定所述油管内压力传感器和环空压力传感器。
[0022]优选的是，在所述第三层Y441封隔器、第二层丢手封隔器和第一层丢手封隔器的外周分别设有用于与套筒密封的胶筒。
[0023]优选的是，所述第三锚定密封和第二锚定密封的外周分别设有橡胶密封模块，所述橡胶密封模块分别用于与第二丢手封隔器和第一层丢手封隔器的内光筒形成密封。
[0024]一种适用于上述任一项所述压驱压裂工艺管柱的方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0025]S1、将钻杆串、坐封工具和第一趟管柱由上之下依次连接，所述第一趟管柱由上至下依次连接的第一层丢手封隔器、第一层压力检测装置和剪切球座组成；将组装好的钻杆串、坐封工具和第一趟管柱下入井内预定深度，然后向钻杆串内打液压，完成第一层丢手封隔器的坐封、泄压；再向钻杆串与套管间环空打液压，对第一层丢手封隔器进行验封；
[0026]S2、向钻杆串内打液压，将压力提高到设定值，实现坐封工具与第一层丢手封隔器脱手，再通过钻杆串将坐封工具提出井口，将第一趟管柱留在井内；
[0027]S3、将钻杆串、坐封工具和第二趟管柱由上之下依次连接，所述第二趟管柱由上至下依次连接的第二层丢手封隔器、第二层压力检测装置、第二层喷砂滑套和第二层锚定密封和下层接球和球座的缩径短节组成；将组装好的钻杆串、坐封工具和第二趟管柱下入井内，直至所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压驱压裂工艺管柱，其特征在于，包括：由下至上依次连接的第一趟管柱、第二趟管柱和第三趟管柱；所述第一趟管柱由上至下依次连接的第一层丢手封隔器、第一层压力检测装置和剪切球座组成；所述第二趟管柱由上至下依次连接的第二层丢手封隔器、第二层压力检测装置、第二层喷砂滑套和第二层锚定密封和下层接球和球座的缩径短节组成；所述第二层锚定密封的外周与所述第一层丢手封隔器内周相匹配，用于插入所述第一层丢手封隔器内实现第二趟管柱与第一趟管柱的连接；所述第三趟管柱由上至下依次连接的双公短节、油管、安全阀、滑套、安全接头、水力锚、第三层Y441封隔器、第三层压力检测装置、第三层喷砂滑套、上层接球和球座的缩径短节和第三层锚定密封组成；所述第三层锚定密封的外周与所述第二层丢手封隔器内周相匹配，用于插入所述第二层丢手封隔器内实现第三趟管柱与第二趟管柱的连接；其中，在所述剪切球座、第二层喷砂滑套、第三层喷砂滑套和安全接头内分别设有第一金属球、第二可溶球、第三可溶球和第四金属球；所述安全阀内连接有金属高压细管线；所述有第一金属球的直径小于所述第二层喷砂滑套、第三层喷砂滑套和安全接头的内径；所述第二可溶球的直径小于所述第三层喷砂滑套和安全接头的内径；所述第三可溶球的直径小于所述安全接头的内径。2.根据权利要求1所述的压驱压裂工艺管柱，其特征在于：在所述双公短节的上端连接有油管挂，用于将所述第一趟管柱、第二趟管柱和第三趟管柱挂在井口。3.根据权利要求1所述的压驱压裂工艺管柱，其特征在于：所述第一层压力检测装置、第二层压力检测装置和第三层压力检测装置的结构相同，所述第三层压力检测装置包括；由上至下依次连接的上接箍、压杆和检测本体；所述压杆上端与所述上接箍插接，所述压杆下端与所述检测本体通过螺纹连接；在所述压杆的中心设有过流通道，在所述压杆中部的外周设有限位凸缘；所述检测本体具有偏心结构，在所述检测本体上设有轴向贯通的主通道，所述主通道与所述过流通道同轴，在所述主通道的一侧设有平行设置在测试通道，在所述测试通道内设有第一压力计；所述第一压力计的上端设有定位头，所述定位头用于与所述限位凸缘的下端面相抵接，在所述第一压力计上端与所述测试通道内周之间设有多道第一O型密封圈。4.根据权利要求1所述的压驱压裂工艺管柱，其特征在于：所述第一层压力检测装置、第二层压力检测装置和第三层压力检测装置的结构相同，所述第三层压力检测装置包括；主体，其两端设有连接口，内部设有轴向设置的腔体；容纳槽，其设置在所述主体的周壁上；第二压力计，其设置在所述容纳槽内；弧形盖板，其罩设在所述容纳槽的槽口处，并与所述主体通过定位钉可拆卸连接，在所述弧形盖板上设有多个贯穿孔，用于将所述第二压力计固定在所述容纳槽内，并使所述第二压力计检测油套环空内的压力。5.根据权利要求1所述的压驱压裂工艺管柱，其特征在于：所述第一层压力检测装置、第二层压力检测装置和第三层压力检测装置的结构相同，所述第三层压力检测装置包括；压力计托体，其两端设有连接头，内部设有轴向设置的内腔；嵌槽，其设置在所述压力计托体的周壁上；传压孔，其径向设置在所述压力计托体，所述传压孔连通所述内腔和嵌槽；油管内压力传感器，其嵌设在所述传压孔内，用于测量所述内腔内的压力；
环空压力传感器，其嵌设在所述嵌槽内，用于测量油套环空内的压力；一对螺旋压帽，其分别套设在所述压力计托体左部和右部，并与所述压力计托体左部和右部螺纹连接，用于固定所述油管内压力传感器和环空压力传感器。6.根据权利要求1所述的压驱压裂工艺管柱，其特征在于：在所述第三层Y441封隔器、第二层丢手封隔器和第一层丢手封隔器的外周分别设有用于与套筒密封的胶筒。7.根据权利要求1所述的压驱压裂工艺管柱，其特征在于：所述第三锚定密封和第二锚定密封的外周分别设有橡胶密封模块，所述橡胶密封模块分别用于与第二丢手封隔器和第一层丢手封隔器的内光筒形成密封。8.一种适用于权利要求1
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7中任一项所述压驱压裂工艺管柱的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将钻杆串、坐封工具和第一趟管柱由上之下依次连接，所述第一趟管柱由上至下依次连接的第一层丢手封隔器、第一层压力检测装置和剪切球座组成；将组装好的钻杆串、坐封工具和第一趟管柱下入井内预定深度，然后向钻杆串内打液压，完成第一层丢手封隔器的坐封、泄压；再向钻杆串与套管间环空打液压，对第一层丢手封隔器进行验封；S2、向钻杆串内打液压，将压力提高到设定值，实现坐封工具与第一层丢手封隔器脱手，再通过钻杆串将坐封工具提出井口，将第一趟管柱留在井内；S3、将钻杆串、坐封工具和第二趟管柱由上之下依次连接，所述第二趟管柱由上至下依次连接的第二层丢手封隔器、第二层压力检测装置、第二层喷砂滑套和第二层锚定密封和下层接球和球座的缩径短节组成；将组装好的钻杆串、坐封工具和第二趟管柱下入井内，直至所述第二层锚定密封插入第一趟管柱的第一层丢手封隔器内，实现第二趟管柱下端定位；S4、向钻杆串内打液压，完成第二层丢手封隔器的坐封，泄压；在向钻杆串与套管环空打液压，完成对第二层丢手封隔器进行验封；S5、向钻杆串内打液压，将压力提高到设定值，实现坐封工具和第二层丢手封隔器脱手，再通过钻杆串将坐封工具提出井口，将第二趟管柱留在井内；S6、所述第三趟管柱由上至下依次连接的双公短节、油管、安全阀、滑套、安全接头、水力锚、第三层Y441封隔器、第三层压力检测装置、第三层喷砂滑套、上层接球和球座的缩径短节和第三层锚定密封组成；将第三趟管柱下入井内，下入过程中通过向金属高压细管线内打入液压保持安全阀的阀瓣处于开启状态，直至将第三层锚定密封插入第二层丢手封隔器内，实现第三趟管柱下端定位；S7、将第一金属球投入油管内，所述第一金属球落到剪切球座上，向油管内打压20～22MPa，完成第三层Y441封隔器的坐封，接着向油管和套管环空内打压，完成...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，罗振清，陈洪亮，王立新，张云驰，季菊香，刘传刚，张春升，
申请(专利权)人：中海油能源发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：