簇滑套分段压裂完井管柱及其施工方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115875000A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202111130079.6(22)申请日2021.09.26(71)申请人中国石油天然气股份有限公司地址100007北京市东城区东直门北大街9号中国石油大厦(72)发明人曲庆利王晓梅刘言理王培郝桂宪曲永林陆辉罗洪靳盛(74)专利代理机构天津才智专利商标代理有限公司12108专利代理师王梦(51)Int.Cl.E21B43/26(2006.01)E21B34/10(2006.01)E21B33/12(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称簇滑套分段压裂完井管柱及其施工方法(57)摘要本发明公开了一种簇滑套分段压裂完井管柱，包括自下而上依次通过套管连接的浮箍、第一级滑套单元、第二级滑套单元、……、和第N滑套单元；各级滑套单元具有相同结构，其均包括自下而上依次通过套管连接的一个段滑套和若干个具有相同结构的簇滑套，以及与段滑套和簇滑套的中心通道内径相配合的密封投球；各级滑套的中心通道内径自下而上逐级增大，对应与各级滑套的配套的密封投球的直径自下而上逐级增大；该簇滑套分段压裂完井管柱能够在一段油层范围内实现无限极的压裂作业；单组作业中可一次性打开多个簇滑套，简化施工步骤，节省施工时间；井口无需配备特殊设备，仅常规压裂树就可满足施工要求。CN115875000ACN115875000A权利要求书1/2页1.一种簇滑套分段压裂完井管柱，其特征在于，包括自下而上依次通过套管连接的浮箍、第一级滑套单元、第二级滑套单元、…、和第N级滑套单元；各级滑套单元具有相同结构，其均包括自下而上依次通过套管连接的一个段滑套和若干个具有相同结构的簇滑套，以及与段滑套和簇滑套的中心通道内径相配合的密封投球；若干个具有相同结构的簇滑套依据油层厚度以10～30m的间隔距离设置，以均匀分布于整个油层段；段滑套包括段外套和段内套；段外套下部内径大于其上部内径，且在其上部侧壁上沿周向均布开设有多个段压裂孔；段内套套装在段外套上部内侧并通过沿圆周方向设置的多个段剪切销钉固定为一体；段内套由上筒体和下分瓣爪构成，且其下分瓣爪的各爪体底端内侧面和外侧面上均各设有内凸块和外凸块，使其下分瓣爪初始呈收缩态置于段外套上部，而随段剪切销钉剪断而下行时张开，令密封投球落入其下分瓣爪的各爪体底端内凸块形成的段球座上；簇滑套包括簇外套和簇内套；簇外套下部内径大于其上部内径，且在其上部侧壁上沿周向均布开设有多个簇压裂孔；簇内套套装在簇外套上部内侧并通过沿圆周方向设置的多个簇剪切销钉固定为一体；簇内套由上筒体和下分瓣爪构成，且其下分瓣爪的各爪体底端外侧面上均设有外凸块，使其下分瓣爪初始呈收缩态置于簇外套上部，并随簇剪切销钉剪断下行时张开，令密封投球下落离开簇滑套；各级滑套的中心通道内径自下而上逐级增大，对应与各级滑套的配套的密封投球的直径自下而上逐级增大。2.根据权利要求1所述的簇滑套分段压裂完井管柱，其特征在于，段滑套还包括段上接头和段下接头；其中，段上接头底端螺纹连接在段外套的顶端内壁上；段下接头顶端螺纹连接在段外套的底端内壁上，使段外套与段下接头之间形成一个环形凹槽状的段爪槽。3.根据权利要求2所述的簇滑套分段压裂完井管柱，其特征在于，段上接头的内径、段内套的上筒体的内径、以及段下接头的内径均相同。4.根据权利要求1所述的簇滑套分段压裂完井管柱，其特征在于，簇滑套还包括簇上接头和簇下接头；其中，簇上接头底端螺纹连接在簇外套的顶端内壁上；簇下接头顶端螺纹连接在簇外套的底端内壁上，使簇外套与簇下接头之间形成一个环形凹槽状的簇爪槽。5.根据权利要求4所述的簇滑套分段压裂完井管柱，其特征在于，簇上接头的内径、簇内套的上筒体的内径、以及簇下接头的内径均相同。6.根据权利要求1所述的簇滑套分段压裂完井管柱，其特征在于，每级滑套单元中，段内套的下分瓣爪上的各爪体底端内凸块的顶端端面均加工为能够与该级密封投球配合以形成密封的锥面。7.根据权利要求1所述的簇滑套分段压裂完井管柱，其特征在于，N的数值与地下待压裂改造的油层的层数一致。8.根据权利要求1所述的簇滑套分段压裂完井管柱，其特征在于，连接在浮箍、第一级滑套单元、第二级滑套单元、…、和第N级滑套单元之间的套管的长度与地下待压裂改造的各油层的深度相适应，使第一级滑套单元、第二级滑套单元、…、和第N级滑套单元一一对应地下入地下由深至浅的各待压裂改造油层处。9.一种采用如权利要求1～8中任一项所述的簇滑套分段压裂完井管柱实现的施工方2CN115875000A权利要求书2/2页法，其步骤如下：S1、将完井管柱下入到裸眼井筒内，完成固井施工；S2、向完井管柱内投入第一密封投球，第一密封投球直接通过第二