用于壓力級差式噴封壓的工具以及包含其的管柱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油氣完井以及儲層改造等技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于壓力級差式噴封壓的工具以及包含其的管柱。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著非常規(guī)油氣藏勘探開發(fā)的推進，完井分段壓裂技術(shù)作為非常規(guī)油氣資源開采的主要增產(chǎn)措施也發(fā)展迅猛。完井分段壓裂技術(shù)可有針對性地對儲層進行改造，擴大油氣產(chǎn)層的泄油面積，提高油氣采收率。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，多級分段儲層改造通常采用先射孔后壓裂的方法進行。也就是，在儲層改造過程中，先下入射孔槍進行多級分段射孔，以在儲層中形成孔洞。然后，將射孔槍提出地層。接著，再下入具有封隔器的管柱，并通過投球的方式使封隔器坐封。再次，通過投球的方式打開封隔器的第一級滑套，以露出與孔洞配合的第一級壓裂孔。最后，向管柱內(nèi)注入壓裂液，壓裂液通過壓裂孔進入到孔洞中，并在地層內(nèi)形成裂縫。在壓裂完成后，再次投入大一級的球打開上一級滑套對上一層地層進行壓裂。
[0004]通過上述方法，雖然能完成對儲層的改造，但是需要下入多次管柱才能完成射孔和加砂壓裂。由此，通過上述方法不僅增加了作業(yè)工序，提高了作業(yè)成本，而且降低了壓裂的準確性和精準性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述技術(shù)問題的部分或者全部，本發(fā)明提出了一種用于壓力級差式噴封壓的工具以及包含其的管柱。使用該用于壓力級差式噴封壓的工具，只需要下入一次管柱便能實現(xiàn)射孔和壓裂。從而，該用于壓力級差式噴封壓的工具能減少作業(yè)工序，降低作業(yè)成本，同時提高了壓裂的準確性和精準度。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出了一種用于壓力級差式噴封壓的工具，包括:
[0007]筒狀的上接頭，在上接頭的周壁上設(shè)置能連通內(nèi)外的噴嘴和壓裂孔，噴嘴位于壓裂孔的上端，
[0008]設(shè)置在上接頭的下端的筒狀的連接套，
[0009]設(shè)置在連接套的下端的筒狀的中心桿，
[0010]設(shè)置在連接套和中心桿的外壁上的封隔器，封隔器具有設(shè)置在中心桿的外壁上的膠筒組件，
[0011]設(shè)置在中心桿的下端的筒狀的下接頭，
[0012]設(shè)置在上接頭之內(nèi)并能與上接頭滑動式連接的內(nèi)筒，在初始狀態(tài)下，內(nèi)筒封堵噴嘴和壓裂孔，
[0013]其中，在內(nèi)筒的內(nèi)腔封閉后，在第一壓力作用下，內(nèi)筒下移露出噴嘴，同時，封隔器坐封，在第二壓力作用下，內(nèi)筒下移露出壓裂孔。
[0014]在一個實施例中，封隔器還包括:
[0015]上端套式固定連接在連接套的外壁上的外筒，外筒的下端延伸過中心桿，
[0016]由中心桿的上端面、外筒的內(nèi)壁和連接套形成的活塞缸，
[0017]上端設(shè)置在活塞缸內(nèi)的活塞，活塞的下端由中心桿與外筒之間向下延伸并與膠筒組件抵接，活塞與外筒滑動式連接，
[0018]設(shè)置在連接套的壁上的第一傳壓孔，
[0019]其中，第一傳壓孔與活塞缸連通并位于活塞的上表面的上端以使得壓力液進入活塞缸后能推動活塞向下運動。
[0020]在一個實施例中，在內(nèi)筒的壁上設(shè)置第二傳壓孔，第二傳壓孔構(gòu)造為在內(nèi)筒下移后與第一傳壓孔連通。
[0021]在一個實施例中，第一傳壓孔包括用于與第二傳壓孔連通的第一部分，以及與第一部分和活塞缸均連通的第二部分，其中第一部分構(gòu)造為沿徑向延伸的孔，而第二部分構(gòu)造為沿軸向延伸的孔。
[0022]在一個實施例中，在第一部分的入口處構(gòu)造有擴孔。
[0023]在一個實施例中，在內(nèi)筒的下端外壁上設(shè)置徑向突出的限位環(huán)，在連接套的內(nèi)壁上設(shè)置第一內(nèi)筒座和第二內(nèi)筒座，在第一壓力下內(nèi)筒下移，限位環(huán)構(gòu)造為能與第一內(nèi)筒座配合，在第二壓力下，限位環(huán)構(gòu)造為能與內(nèi)筒分離并使得內(nèi)筒下移而與第二內(nèi)筒座配合。
[0024]在一個實施例中，還包括設(shè)置在封隔器下端的解封擋環(huán)，解封擋環(huán)的上端套接在中心桿的外壁上并與膠筒組件抵接，下端通過第三剪切銷與下接頭固定連接，解封擋環(huán)與中心桿和下接頭形成用于解封擋環(huán)和下接頭相對移動的第一空間。
[0025]在一個實施例中，內(nèi)筒的內(nèi)壁上構(gòu)造有球座，在向內(nèi)筒中投球時，球座構(gòu)造為能與球配合以封閉內(nèi)筒的內(nèi)腔。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種管柱，其包括上述的工具。
[0027]在一個實施例中，管柱包括多個依次連接的工具，并且在由上到下的方向上，工具的內(nèi)筒的球座的直徑依次減小。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于，在將具有這種結(jié)構(gòu)的工具的管柱下入到儲層中，并使得內(nèi)筒的內(nèi)腔封閉后，向管柱內(nèi)注入壓力液，在壓力達到第一壓力時，內(nèi)筒相對于上接頭移動而露出噴嘴，并且促動膠筒組件運作而使封隔器坐封。從而，攜砂液可以通過噴嘴產(chǎn)生高速射流而進入地層，以完成儲層射孔。在儲層射孔完成后，再次向管柱內(nèi)注入壓力液，在壓力達到第二壓力時，內(nèi)筒相對于上接頭移動并露出壓裂孔，則可以向管柱內(nèi)注入壓裂液，以完成大排量壓裂。由此，使用該用于壓力級差式噴封壓的工具，只需要下入一次管柱便能實現(xiàn)射孔和壓裂。從而，該用于壓力級差式噴封壓的工具能減少作業(yè)工序，降低作業(yè)成本。
【附圖說明】
[0029]下面將結(jié)合附圖來對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細地描述，在圖中:
[0030]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的處于初始狀態(tài)下的用于壓力級差式噴封壓的工具;
[0031]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的投入球后的用于壓力級差式噴封壓的工具；
[0032]圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的露出噴嘴后的用于壓力級差式噴封壓的工具；
[0033]圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的露出壓裂孔后的用于壓力級差式噴封壓的工具
[0034]圖5顯示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的管柱；
[0035]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記，附圖并未按照實際的比例繪制。
【具體實施方式】
[0036]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0037]圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的初始狀態(tài)下的用于壓力級差式噴封壓的工具100。如圖1所示，工具100包括筒狀的上接頭1、連接套2、中心桿3、封隔器4、下接頭5和內(nèi)筒
6。其中，上接頭I構(gòu)造為筒狀，并用于與油管8連接，以將工具100送入到儲層中。同時，在上接頭I的周壁上設(shè)置連通內(nèi)外的噴嘴7和壓裂孔9，并且噴嘴7位于壓裂孔9的上端。連接套2設(shè)置在上接頭I的下端，并呈筒狀。中心桿3設(shè)置在連接套2的下端，并呈筒狀。封隔器4設(shè)置在連接套2的下端外壁上，并延伸到中心桿3的外壁上，以用于封隔工具100與套管10之間的環(huán)空11。并且，封隔器4具有設(shè)置在中心桿3的外壁上的膠筒組件12，在壓力液的作用下，膠筒組件12運作使得封隔器4坐封。下接頭5設(shè)置在中心桿3的下端，并構(gòu)造為筒狀。內(nèi)筒6設(shè)置在上接頭I之內(nèi)，并與上接頭I滑動式連接。初始狀態(tài)下，內(nèi)筒6封堵噴嘴7和壓裂孔9，如圖1所示。在第一壓力下，內(nèi)筒6下移露出噴嘴7，如圖3所示。在第二壓力下，內(nèi)筒6繼續(xù)下移，而露出壓裂孔9，如圖4所示。
[0038]由此，在將具有這種結(jié)構(gòu)的工具100的管柱50下入到儲層后，并使得內(nèi)筒6的內(nèi)腔封閉，再向管柱50內(nèi)注入壓力液，在第一壓力作用下，噴嘴7露出，如圖3所示。從而，可向管柱50中注入攜砂液，攜砂液可以通過噴嘴7產(chǎn)生高速射流而進入地層，以完成儲層射孔。在儲層射孔完成后，繼續(xù)向管柱50內(nèi)栗送壓力液，當壓力到達第二壓力時，壓裂孔9露出，如圖4所示，此時可進行壓裂工序。由此，使用該用于壓力級差式噴封壓的工具100，只需要下入一次管柱50便能實現(xiàn)射孔和壓裂。從而，該用于壓力級差式噴封壓的工具100能減少作業(yè)工序，降低作業(yè)成本。同時，在改造儲層過程中，由于射孔完成后便在臨近位置進行壓裂，由此該工具100能保證壓裂的準確性和精準度，從而提高了壓裂效果。另外，在改造地層過程中，通過一次封堵內(nèi)筒6便能實現(xiàn)封隔器4坐封和射孔及其壓裂操作，進一步地降低了施工時間，減少了施工費用。
[0039]根據(jù)本發(fā)明，封隔器4還包括外筒16、活塞缸13、活塞14和第一傳壓孔15。其中，夕卜筒16的上端套式固定連接在連接套2的外壁上，而外筒16軸向向下延伸并越過中心桿3。從而，由中心桿3的上端面、外筒16的內(nèi)壁和連接套2形成了活塞缸13?；钊?4的上端設(shè)置在活塞缸13內(nèi)，活塞14的下端由中心桿3與外筒16之間向下延伸并與膠筒組件12抵接。同時，在初始狀態(tài)下，活塞14與外筒16通過第二剪切銷17連接。并且第一傳壓孔15能與活塞缸13連通，以通過第一傳壓孔15向活塞缸13內(nèi)注入壓力液。另外，第一傳壓孔15位于壓裂孔9的下端并位于活塞14的上表面的上端，以使得活塞14能承接來自第一傳壓孔15的壓力液。相對應(yīng)地，在內(nèi)筒6的壁上設(shè)置第二傳壓孔53。在初始狀態(tài)下，第一傳壓孔15由內(nèi)筒6封閉。在注入壓力液并且壓力達到第一壓力時，內(nèi)筒6能下移而使得第二傳壓孔53與第一傳壓孔15連通。同時，壓力液通過第二傳壓孔53和第一傳壓孔15進入活塞缸13并推動活塞14，在壓力作用下，第二剪切銷17被剪斷，而使得活塞14向下移動，下移的活塞14推動膠筒組件12，以使得膠筒組件12作用而封隔環(huán)空11。
[0040]需要說明地是，當內(nèi)筒6下移到位后，第二傳壓孔53與第一傳壓孔15可以相對接觸式連通。當然，第二傳壓孔53與第一傳壓孔15還可以通過形成在連接套2和內(nèi)筒6之間的間隙連通。在第二種情況下，可以相對減小內(nèi)筒6的軸向尺寸，從而提高內(nèi)筒6的強度，降低生產(chǎn)成本。
[0041]優(yōu)選地，第一傳壓孔15可包含第一部分15’和與第一部分15’連通的第二部分15”。其中，第一部分15’徑向延伸以用于與第二傳壓孔53連通，而第二部分15”軸向延伸與第一部分15’和活塞缸13均連通，以用于為活塞14提供正壓力，更有效地促動活塞14移動。進一步優(yōu)選地，第一部分15’的入口處(也就是需要與第二傳壓孔53連通處)構(gòu)造為擴口形式，以更好的接受第二傳壓孔53供給的壓力液。