專利名稱：一種用于多級段水平井的高效壓裂組合裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于常規油氣、頁巖氣、煤層氣的特殊井下工具，是一種用于多級段水平井的高效壓裂組合裝置。
背景技術：
隨著國內外石油、天然氣資源勘探開發的不斷深入，開始由常規淺井易開采油氣， 逐漸將勘探開發的重點轉向頁巖油、頁巖氣、致密油氣等各類分布廣、潛力大的難開采油氣資源，采用水平井加多級段壓裂技術將是高效低成本開采頁巖油氣、致密油氣、煤層氣等新型能源、提高采收率的主要技術之一。目前，國內外使用的水平井壓裂主要為傳統的下橋塞射孔工藝，而采用逐級投球單段壓裂技術，只能實現一定程度特定層段的壓裂，對儲層構造以及投球數量都有一定的限制，且對儲層改造的針對性和有效性不足，特別是對長水平段的裸眼井儲層的接觸面積與壓裂后的滲流面積不夠充分，其增產效果和儲層潛能不能有效的發揮。因此，目前迫切需要一種適用于常規油氣、煤層氣、頁巖氣的的高效壓裂組合裝置，可實現對多級段水平井進行快速高效的壓裂；解決長期存在的一球只能壓裂一層的問題，從而達到縮短壓裂時間，節約資金的目的，對目前國內外大規模開展的復雜地層常規油氣、非常規油氣的開發而言，一種用于多級段水平井的高效壓裂系統及裝置的出現將會加快其開發速度。

發明內容
本發明的目的是為解決現有技術的不足，加快常規油氣多級段水平井壓裂技術的發展，并推動煤層氣、頁巖氣的開采，特提供一種壓裂速度快、壓裂時間短、并可對多級段水平井進行多級壓裂的一種用于多級段水平井的高效壓裂組合裝置。為達到上述目的，本發明解決此問題所采取的技術方案是一種用于多級段水平井的高效壓裂組合裝置，由裸眼封隔器、高效壓裂滑套、小型裸眼封隔器、球堵壓裂滑套組成，其特征是裸眼封隔器、高效壓裂滑套、小型裸眼封隔器、高效壓裂滑套、小型裸眼封隔器、高效壓裂滑套、小型裸眼封隔器、高效壓裂滑套、小型裸眼封隔器、高效壓裂滑套、小型裸眼封隔器、球堵壓裂滑套、裸眼封隔器依次連接，形成了第二段高效壓裂組合裝置，第二段高效壓裂組合裝置上端連接有結構相同的第三段至第十六段高效壓裂組合裝置，下端與第一段常規壓裂裝置連接。一種用于多級段水平井的高效壓裂組合裝置中的高效壓裂滑套的上接頭與前連接滑套用螺紋連接、前連接滑套下端連接中連接滑套上端、中連接滑套下端安裝有后連接滑套、后連接滑套下端通過螺紋旋有下接頭，前擋板上的上臺階與前連接滑套的下臺階相配，前擋板下端與后擋板上端相接觸，后擋板下端與C型球座的上端相接觸，中連接滑套尾部有一剪釘孔與剪釘板一起固定剪切銷釘，上接頭與前連接滑套之間安裝有密封圈，前擋板與前連接滑套之間安裝有兩個密封圈和一個阻力擋塊。—種用于多級段水平井的高效壓裂組合裝置中的前擋板下端開有四個前擋板切槽，并與后擋板連接，用以開啟噴射口，上端外徑大于下端外徑，并開有兩道環向凹槽。一種用于多級段水平井的高效壓裂組合裝置中的C型球座外側有五個球座切槽， 中部開有圓孔，且沿圓孔徑向開有徑向槽。增加泵壓后，復合投球可通過球座孔。本發明與現有技術相比，具有的有益效果是(1)壓裂速度快，與常規壓裂技術相比，本發明壓裂技術在相同的工況下壓裂時間縮短一倍以上；(2)本發明可實現連續多級壓裂，在壓裂時可下入15組高效壓裂組合裝置進行壓裂(每段6個壓裂點，可進行90層壓裂)；(3)可實現一個投球打開多個高效壓裂滑套的功能，大幅提高壓裂效率；(4)本發明結構簡單、密封性好，壓裂后增大了接觸面積與滲流面積，最大化節約成本和開發儲層。


圖1是本發明一種用于多級段水平井的高效壓裂組合裝置的結構示意圖； 圖2是多級段水平井的高效壓裂組合裝置的高效壓裂滑套7的結構示意圖3是多級段水平井的高效壓裂組合裝置中高效壓裂滑套7的前擋板三維結構圖； 圖4是多級段水平井的高效壓裂組合裝置中高效壓裂滑套7的C型球座三維結構圖。圖中1.引鞋浮鞋、篩管組合裝置，2.球座，3.壓差滑套，4.裸眼封隔器，5.球堵壓裂滑套，6.小型裸眼封隔器，7.高效壓裂滑套，8.復合投球，9.尾管懸掛器，10.水力錨組合裝置，11.油管柱，12.套管，13.上接頭，14.密封圈，15.阻力擋塊，16.前擋板， 17.后擋板，18.噴射口，19.前連接滑套，20.中連接滑套，21.剪切銷釘，22.后連接滑套， 23.下接頭，24. C型球座，25.剪釘板，26.凹槽，27.前擋板上臺階，28.前連接滑套下臺階，29.前擋板切槽，30.后擋板環形凹槽，31.后擋板臺階，32. C型球座切槽。
具體實施例方式由圖1所示，一種用于多級段水平井的高效壓裂組合裝置，由裸眼封隔器、高效壓裂滑套、小型裸眼封隔器、球堵壓裂滑套組成，其特征是裸眼封隔器、高效壓裂滑套、小型裸眼封隔器、高效壓裂滑套、小型裸眼封隔器、高效壓裂滑套、小型裸眼封隔器、高效壓裂滑套、小型裸眼封隔器、高效壓裂滑套、小型裸眼封隔器、球堵壓裂滑套、裸眼封隔器依次連接，形成了第二段高效壓裂組合裝置，第二段高效壓裂組合裝置上端連接有結構相同的第三段至第十六段高效壓裂組合裝置，下端與第一段常規壓裂裝置連接。由圖1和圖2所示，高效壓裂滑套的上接頭與前連接滑套用螺紋連接、前連接滑套下端連接中連接滑套上端、中連接滑套下端安裝有后連接滑套、后連接滑套下端通過螺紋旋有下接頭，前擋板上的上臺階與前連接滑套的下臺階相配，前擋板下端與后擋板上端相接觸，后擋板下端與C型球座的上端相接觸，中連接滑套尾部有一剪釘孔與剪釘板一起固定剪切銷釘，上接頭與前連接滑套之間安裝有密封圈，前擋板與前連接滑套之間安裝有兩個密封圈和一個阻力擋塊。由圖3所示，前擋板下端開有四個前擋板切槽，并與后擋板連接，用以開啟噴射口，上端外徑大于下端外徑，并開有兩道環向凹槽。由圖4所示，C型球座外側有五個球座切槽，中部開有圓孔，且沿圓孔徑向開有徑向槽。施工時，按照水平裸眼井的工藝增產改造要求，將本發明與多段壓裂配套工具一起下入管柱中，送至設計層位；開泵投球蹩壓分別坐封水力錨組合裝置10、尾管懸掛器9、 裸眼封隔器4、小型裸眼封隔器6，尾管懸掛器9封隔上下層；投第一級復合投球8泵送至管柱11最底端球座2處，壓力上升驅動壓差滑套3開啟，壓裂第一段；投第二級復合投球8，泵送至高效壓裂滑套7中，復合投球8落在C型球座M上，壓力上升，C型球座M后行推動剪釘板25移動，剪切銷釘21隨后被剪斷，C型球座M繼續推動剪釘板25進入凹槽26，隨后剪釘板25落在下接頭23上端停止滑動，C型球座M通過凹槽沈時由于C型球座切槽32 球座孔增大，復合投球8順利通過C型球座M，C型球座M有；Γ8個C型球座切槽32以便球座孔直徑增大，開啟高效壓裂滑套7 ；同樣原理開啟隨后的高效壓裂滑套7，最后開啟球堵壓裂滑套5，阻力擋塊15與前連接滑套19內側接觸，起到一定阻力作用，管內達到一定的壓力時推動前擋板16滑動，前擋板16上臺階27和下臺階觀的初始距離與后擋板17下端臺階31與中連接滑套20上端之間的初始距離基本保持一致，壓力上升到一定時，5個高效壓裂滑套7內的前擋板16推動后擋板17移動，前擋板切槽四移動至噴射口 18后進行壓裂施工，為方便壓裂施工要求可加工3飛個前擋板切槽四；由于5個高效壓裂滑套7與球堵壓裂滑套5之間有5個小型裸眼封隔器6層層封隔，層與層之間的壓裂液不會相互流動， 效率顯著提高；同樣原理再繼續投入型號稍大的復合投球8，管柱11內最多可下入15組高效壓裂組合裝置，每組6個壓裂點，共90層壓裂；壓裂完后，可下入磨銑工具磨銑C型球座 M，使各層段的產氣、排液通道完全打開，最后形成最大通徑完井采氣通道。
權利要求
1.一種用于多級段水平井的高效壓裂組合裝置，由裸眼封隔器、高效壓裂滑套、小型裸眼封隔器、球堵壓裂滑套組成，其特征是裸眼封隔器(4)、高效壓裂滑套(7)、小型裸眼封隔器(6)、高效壓裂滑套(7)、小型裸眼封隔器(6)、高效壓裂滑套(7)、小型裸眼封隔器(6)、 高效壓裂滑套(7)、小型裸眼封隔器(6)、高效壓裂滑套(7)、小型裸眼封隔器(6)、球堵壓裂滑套(5)、裸眼封隔器(4)依次連接，形成了第二段高效壓裂組合裝置，第二段高效壓裂組合裝置上端連接有結構相同的第三段至第十六段高效壓裂組合裝置，下端與第一段常規壓裂裝置連接。
2.根據權利要求1所述的一種用于多級段水平井的高效壓裂組合裝置，其特征是高效壓裂滑套(7)的上接頭(13)與前連接滑套(19)用螺紋連接、前連接滑套(19)下端連接中連接滑套(20)上端、中連接滑套(20)下端安裝有后連接滑套(22)、后連接滑套(22)下端通過螺紋旋有下接頭(23)，前擋板(16)的上臺階(27)與前連接滑套(19)的下臺階(28) 相配，前擋板(16)下端與后擋板(17)上端相接觸，后擋板(17)下端與C型球座(24)的上端相接觸，中連接滑套(20)尾部有一剪釘孔與剪釘板(25)—起固定剪切銷釘(21)，上接頭 (13)與前連接滑套(19)之間安裝有密封圈(14)，前擋板(16)與前連接滑套(19)之間安裝有兩個密封圈(14)和一個阻力擋塊(15)。
3.根據權利要求1和2所述的一種用于多級段水平井的高效壓裂組合裝置，其特征是 前擋板(16)下端開有四個前擋板切槽(29)，并與后擋板(17)連接，用以開啟噴射口(18)， 上端外徑大于下端外徑，并開有兩道環向凹槽。
4.根據權利要求1和2所述的一種用于多級段水平井的高效壓裂組合裝置，其特征是 C型球座(24)外側有五個球座切槽(32)，中部開有圓孔，且沿圓孔徑向開有徑向槽。
全文摘要
本發明涉及用于常規油氣、頁巖氣、煤層氣的特殊井下工具，是一種用于多級段水平井的高效壓裂組合裝置。其技術方案是由裸眼封隔器、高效壓裂滑套、小型裸眼封隔器、球堵壓裂滑套等組成，第一段為常規壓裂裝置，第二段高效壓裂組合裝置與第三段至第十六段高效壓裂組合裝置結構相同。高效壓裂滑套的上接頭與前連接滑套用螺紋連接、前連接滑套下端連接中連接滑套上端、中連接滑套下端連接后連接滑套、后連接滑套下端通過螺紋旋有下接頭，前擋板的上臺階與前連接滑套的下臺階相配，前擋板下端與后擋板上端相接觸，后擋板下端與C型球座的上端相接觸。本發明密封性好、壓裂完井效率高、可實現多層段壓裂，提高壓裂技術水平和經濟效益。
文檔編號E21B43/26GK102518419SQ20121000613
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者劉少胡, 劉清友, 張向寧, 祝效華 申請人:西南石油大學