可溶压裂顶替冲砂工具及压裂方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112012707A(43)申请公布日2020.12.01(21)申请号201910455248.X(22)申请日2019.05.29(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(72)发明人雷群黄守志李益良李涛明尔扬韩伟业孙强(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人韩嫚嫚王春光(51)Int.Cl.E21B43/26(2006.01)E21B21/00(2006.01)E21B33/134(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称可溶压裂顶替冲砂工具及压裂方法(57)摘要本发明为一种可溶压裂顶替冲砂工具及压裂方法，该工具包括，可溶喷嘴，用于向井内喷射顶替液冲刷沉砂；可溶叶轮结构，连接于所述可溶喷嘴的一端，用于转动产生涡流推动携砂液；可溶胶塞，能转动地连接于所述可溶叶轮结构远离所述可溶喷嘴的一端，用于刮掉井内余砂且将余砂顶替到压裂裂缝内；顶替液通道，贯通设置于所述可溶胶塞、所述可溶叶轮结构和所述可溶喷嘴内，用于输入顶替液；所述可溶喷嘴、所述可溶叶轮结构和所述可溶胶塞均由可溶材料单元构成。该可溶压裂顶替冲砂工具及压裂方法中采用的零部件由可溶材料构成，所需顶替液量少，顶替效率高，施工效率高，能有效提高油气井的产量。CN112012707ACN112012707A权利要求书1/2页1.一种可溶压裂顶替冲砂工具，其特征在于，包括，可溶喷嘴，用于向井内喷射顶替液冲刷沉砂；可溶叶轮结构，固定连接于所述可溶喷嘴的一端，用于转动产生涡流推动携砂液；可溶胶塞，用于刮掉井内余砂且将余砂顶替到压裂裂缝内，所述可溶叶轮结构与所述可溶胶塞能转动地连接；顶替液通道，贯通设置于所述可溶胶塞、所述可溶叶轮结构和所述可溶喷嘴内，用于输入顶替液；所述可溶喷嘴、所述可溶叶轮结构和所述可溶胶塞均由可溶材料单元构成。2.如权利要求1所述的可溶压裂顶替冲砂工具，其特征在于，所述可溶喷嘴远离所述可溶叶轮结构的一端呈封闭设置，所述可溶喷嘴上沿轴向设置一端开口的喷嘴中心孔，所述喷嘴中心孔的侧壁上间隔设置多个喷孔，所述喷孔沿所述喷嘴中心孔的侧壁切向设置，所述顶替液通道与所述喷孔连通设置，顶替液经所述顶替液通道和所述喷孔向井内喷射。3.如权利要求1所述的可溶压裂顶替冲砂工具，其特征在于，所述可溶叶轮结构包括叶轮本体，所述叶轮本体的外壁上设置多个叶片。4.如权利要求3所述的可溶压裂顶替冲砂工具，其特征在于，所述可溶喷嘴的一端设置喷嘴内螺纹，所述叶轮本体的一端外壁上设置能与所述喷嘴内螺纹密封连接的叶轮外螺纹。5.如权利要求3所述的可溶压裂顶替冲砂工具，其特征在于，所述叶轮本体内能转动地穿设轴向固定的叶轮转轴，所述叶轮转轴远离所述可溶喷嘴的一端位于所述叶轮本体的外侧且构成连接端，所述连接端上固定连接所述可溶胶塞；所述叶轮转轴上沿轴向设置用于过液的转轴中心孔。6.如权利要求5所述的可溶压裂顶替冲砂工具，其特征在于，所述叶轮转轴的连接端密封连接有连接轴套，所述连接轴套上套设所述可溶胶塞，所述可溶胶塞的外壁上设置倾斜设置刮齿。7.如权利要求6所述的可溶压裂顶替冲砂工具，其特征在于，所述连接轴套的外壁上设置外凸的卡接凸齿，所述可溶胶塞的内壁上设置能卡套于所述卡接凸齿上的卡接凹槽，所述可溶胶塞通过所述卡接凹槽和所述卡接凸齿连接于所述连接轴套的外壁上。8.如权利要求6所述的可溶压裂顶替冲砂工具，其特征在于，所述连接轴套上设置轴向贯通的连接轴套中心孔，所述连接轴套中心孔靠近所述可溶叶轮结构的一端设置连接套内螺纹，所述叶轮转轴的连接端设有与所述连接套内螺纹匹配的连接端外螺纹。9.如权利要求1所述的可溶压裂顶替冲砂工具，其特征在于，所述可溶喷嘴上沿轴向设置喷嘴中心孔，所述可溶叶轮结构沿轴向贯通设置叶轮结构中心孔，所述可溶胶塞的内部沿轴向贯通设置胶塞中心孔，所述胶塞中心孔、所述叶轮结构中心孔和所述喷嘴中心孔连通构成所述顶替液通道。10.使用如权利要求1至9任一项所述的可溶压裂顶替冲砂工具的压裂方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、第一级压裂加砂结束后，向井下的套管内预定位置下入可溶压裂顶替冲砂工具，泵入顶替液；步骤b、顶替液通过顶替液通道后经前端的可溶喷嘴喷出，冲刷套管沉砂；位于中部的2CN112012707A权利要求书2/2页可溶叶轮结构在套管内产生涡流，推动携砂液；位于后端的可溶胶塞刮掉套管内的余砂，将套管内余砂顶替到压裂裂缝中；步骤c、顶替结束后，将可溶压裂顶替冲砂工具推至井筒末端自然溶解；步骤d、向井内下入可溶桥塞工具，下至预定位置后可溶桥塞工具坐封，进行射孔及套管压裂；步骤e、第二级压裂作业完成后，重复步骤a至c，再继续下一级射孔