專利名稱：驅(qū)動壓裂完井可控閥的液控開關(guān)工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于石油工業(yè)的分段壓裂完井裝置，特別是驅(qū)動壓裂完井可控閥的液控開關(guān)工具，用于打開或關(guān)閉水平井或直井中分段壓裂完井管柱的可開關(guān)控制閥，滿足低滲透油藏和非常規(guī)油氣資源的開發(fā)需要。
背景技術(shù)：
目前，利用水平井分段壓裂改造技術(shù)來提高低滲透油藏以及頁巖油氣等非常規(guī)資源開發(fā)應(yīng)用規(guī)模逐步加大。但目前常用的水平井裸眼封隔器分段完井工藝，如申請?zhí)枮?200920248979. 9的水平井完井壓裂一體化管柱，通過投球逐級打開滑套分段壓裂技術(shù)，為了讓投入的球能夠通過、到達(dá)最下方的壓裂完井層段，最下方的球座內(nèi)徑必須小于上一級的球座內(nèi)徑，受球座尺寸分級排列的影響，其分段數(shù)量和壓裂規(guī)模都受到很大限制，影響了改造效果，加大了生產(chǎn)成本，施工操作也不便；并且該滑套是投球滑套，球投入后使滑套打開，滑套一但打開就無法再通過其它辦法關(guān)閉。怎樣完善壓裂完井管柱中滑套的結(jié)構(gòu)，即控制閥的結(jié)構(gòu)，怎樣打開和關(guān)閉滑套或稱控制閥，讓滑套的打開和關(guān)閉能夠控制，成為可開關(guān)控制閥，一直是技術(shù)人員研究解決的問題。上述問題得不到解決也就制約著低滲透油藏和非常規(guī)油氣資源的開發(fā)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供驅(qū)動壓裂完井可控閥的液控開關(guān)工具，為分段壓裂完井管柱中配置的可開關(guān)控制閥提供專用的啟閉工具，無需投球，使用一套液控開關(guān)工具就能打開或關(guān)閉多個可開關(guān)控制閥，簡化施工程序，降低施工成本。提高每段的壓裂改造規(guī)模和效率，同時還能進(jìn)行選擇性生產(chǎn)以及今后的多次重復(fù)壓裂改造，更好地滿足了低滲透油藏和非常規(guī)油氣資源的開發(fā)需要。本實用新型的技術(shù)方案是驅(qū)動壓裂完井可控閥的液控開關(guān)工具包括上接頭1、 調(diào)節(jié)環(huán)2、驅(qū)動筒5、啟閉機(jī)構(gòu)、中心管8、活塞9和下接頭11，上接頭1、中心管8和下接頭 11依次連接，在其外部依次連接調(diào)節(jié)環(huán)2、啟閉機(jī)構(gòu)、驅(qū)動筒5和活塞9，在活塞9與驅(qū)動筒 5之間安裝擋環(huán)6和彈簧7沖心管8的管體上設(shè)有進(jìn)液孔與活塞9的內(nèi)腔對應(yīng)。用本實用新型組成的操縱管柱，下入到分段壓裂完井管柱中，利用啟閉機(jī)構(gòu)開啟或關(guān)閉可開關(guān)控制閥或稱可控閥。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是本實用新型解決了目前套管分段壓裂完井施工中，通過投球逐級打開滑套的分段壓裂技術(shù)受球座內(nèi)徑分級排列影響，分段數(shù)量和壓裂規(guī)模受到限制的問題，提高了地層的改造效果，提高了壓裂規(guī)模和效率。本工具的啟閉操作塊伸展尺寸大、伸縮驅(qū)動力小，本實用新型的明顯進(jìn)步是1、當(dāng)油管內(nèi)打壓時，本工具啟閉機(jī)構(gòu)的啟閉操作塊才會伸出，沒有壓差后又自動收回，因此起下過程中安全可靠，不會磨損和遇卡。2、啟閉機(jī)構(gòu)采用鉸鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，伸展尺寸大、伸縮驅(qū)動力小，靈活可靠。[0008]3、有了本實用新型做為專用工具啟閉壓裂完井管柱中的可開關(guān)控制閥，多個壓裂地層的壓裂施工可連續(xù)完成，無需變動壓裂完井管柱，提高了壓裂效率，節(jié)約壓裂費用且完井工藝簡單、安全可靠，大大降低了施工成本。4、后期生產(chǎn)中可以使用連接了本實用新型的操縱管柱，下入到壓裂完井管柱中選擇性地打開或關(guān)閉任一個壓裂完井用的可開關(guān)控制閥，滿足選擇性生產(chǎn)以及重復(fù)壓裂改造的要求，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

圖1是本實用新型開啟狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型關(guān)閉狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型打開可開關(guān)控制閥時的工作狀態(tài)示意圖。圖4是本實用新型關(guān)閉可開關(guān)控制閥時的工作狀態(tài)示意圖。圖5是連接了本實用新型的操縱管柱。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進(jìn)一步的說明參見圖1和圖2，驅(qū)動壓裂完井可控閥的液控開關(guān)工具包括上接頭1、調(diào)節(jié)環(huán)2、驅(qū)動筒5、啟閉機(jī)構(gòu)、中心管8、活塞9 和下接頭11，上接頭1、中心管8和下接頭11依次連接，在其外部依次連接調(diào)節(jié)環(huán)2、啟閉機(jī)構(gòu)、驅(qū)動筒5和活塞9，在活塞9與驅(qū)動筒5之間安裝擋環(huán)6和彈簧7 ；中心管8的管體上設(shè)有進(jìn)液孔與活塞9的內(nèi)腔對應(yīng)。在下接頭11以及活塞9的密封連接處，設(shè)有密封圈10。 啟閉機(jī)構(gòu)包括啟閉操作塊3和驅(qū)動塊4，啟閉操作塊3與驅(qū)動塊4鉸鏈配接；啟閉操作塊3 的一端為解鎖坡，其外側(cè)設(shè)有鉤掛卡槽，該鉤掛卡槽與可開關(guān)控制閥中內(nèi)滑套的開啟用鉤掛臺肩4-4或者關(guān)閉用鉤掛臺肩4-8配合；驅(qū)動塊4的外側(cè)為弧形。啟閉操作塊3的非解鎖坡端與驅(qū)動塊4的一端鉸鏈配接，啟閉操作塊3的解鎖坡端與驅(qū)動塊4的另一端分別與上接頭1的上部和驅(qū)動筒5的上端鉸鏈配接。啟閉操作塊3的鉤掛卡槽一邊是直角邊，另一邊是斜邊。啟閉機(jī)構(gòu)至少設(shè)有三套，軸向設(shè)置在上接頭1與驅(qū)動筒5之間。本實用新型的具體操作方法是見圖5，使用連續(xù)油管在其底部連接兩個液控開關(guān)工具，一個開啟可開關(guān)控制閥， 另一個關(guān)閉可開關(guān)控制閥，成為操縱管柱，兩個液控開關(guān)工具在管柱上的連接方向相反或者相對。見圖3和圖4，就是使其中一個液控開關(guān)工具的啟閉操作塊3外側(cè)的鉤掛卡槽與可開關(guān)控制閥中內(nèi)滑套的開啟用鉤掛臺肩4-4配合；另一個液控開關(guān)工具的啟閉操作塊3 外側(cè)的鉤掛卡槽與可開關(guān)控制閥中內(nèi)滑套的關(guān)閉用鉤掛臺肩4-8配合，完成相應(yīng)的啟閉操作，也就是打開或者是關(guān)閉可開關(guān)控制閥外筒4-3上的液流通道4-6的操作。圖中A表示操縱管柱，B表示可開關(guān)控制閥，在各井段的施工過程中，按如下步驟操作。首先將連接配置好的分段壓裂完井管柱下入井內(nèi)，當(dāng)需要分段壓裂完井時，各井段的套管壓裂施工過程如下A 首先將操縱管柱下到壓裂完井管柱目的層段的可開關(guān)控制閥處，選擇用于開啟可開關(guān)控制閥的液控開關(guān)工具，打液壓開啟液控開關(guān)工具。液壓從連續(xù)油管進(jìn)入液控開關(guān)工具的中心管8內(nèi)，從管體上的進(jìn)液孔進(jìn)入活塞9內(nèi)，推動活塞9壓縮彈簧7上行。同時活塞9推動驅(qū)動筒5，從而驅(qū)動驅(qū)動塊4使啟閉操作塊3伸出，卡住可開關(guān)控制閥的內(nèi)滑套上的開啟用鉤掛臺肩4-4。上提操縱管柱，打開可開關(guān)控制閥。B 為操縱管柱卸壓，使液控開關(guān)工具啟閉操作塊3與可開關(guān)控制閥開啟用鉤掛臺肩4-4脫離；C 上提操縱管柱，使一套液控開關(guān)工具都進(jìn)入壓裂完井管柱的液控開關(guān)工具滯留筒中，從井口壓裂完井管柱中進(jìn)行壓裂，完成該層段的套管壓裂施工。D 下放操縱管柱，使一套液控開關(guān)工具離開液控開關(guān)工具滯留筒進(jìn)入目的層段的可開關(guān)控制閥內(nèi)；為操縱管柱打液壓，開啟液控開關(guān)工具，液壓從連續(xù)油管進(jìn)入液控開關(guān)工具的中心管8內(nèi)，從管體上的進(jìn)液孔進(jìn)入活塞9內(nèi)，推動活塞9壓縮彈簧7上行。同時活塞 9推動驅(qū)動筒5，從而驅(qū)動驅(qū)動塊4使啟閉操作塊3伸出，卡住可開關(guān)控制閥的內(nèi)滑套上的關(guān)閉用鉤掛臺肩4-8 ；下放操縱管柱，關(guān)閉壓裂完井管柱中目的層段的可開關(guān)控制閥。E 為操縱管柱卸壓，使液控開關(guān)工具啟閉操作塊3與可開關(guān)控制閥內(nèi)滑套上的關(guān)閉用鉤掛臺肩4-8脫離；上提或下放操縱管柱至新的目的層段重復(fù)上述工序繼續(xù)施工；或者把操縱管柱提至地面，正常進(jìn)行后續(xù)施工。
權(quán)利要求1.驅(qū)動壓裂完井可控閥的液控開關(guān)工具，其特征是，包括上接頭(1)、調(diào)節(jié)環(huán)(2)、驅(qū)動筒(5)、啟閉機(jī)構(gòu)、中心管(8)、活塞(9)和下接頭(11)，上接頭(1)、中心管(8)和下接頭 (11)依次連接，在其外部依次連接調(diào)節(jié)環(huán)(2)、啟閉機(jī)構(gòu)、驅(qū)動筒(5)和活塞(9)，在活塞(9) 與驅(qū)動筒(5)之間安裝擋環(huán)(6)和彈簧(7)；中心管(8)的管體上設(shè)有進(jìn)液孔與活塞(9)的內(nèi)腔對應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動壓裂完井可控閥的液控開關(guān)工具，其特征是，所述啟閉機(jī)構(gòu)包括啟閉操作塊(3)和驅(qū)動塊(4)，啟閉操作塊(3)與驅(qū)動塊(4)鉸鏈配接；啟閉操作塊(3)的一端為解鎖坡，其外側(cè)設(shè)有鉤掛卡槽，驅(qū)動塊(4)的外側(cè)為弧形；啟閉操作塊(3)的非解鎖坡端與驅(qū)動塊(4)的一端鉸鏈配接，啟閉操作塊(3)的解鎖坡端與驅(qū)動塊(4)的另一端分別與上接頭(1)的上部和驅(qū)動筒(5)的上端鉸鏈配接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動壓裂完井可控閥的液控開關(guān)工具，其特征是，所述啟閉操作塊(3)的鉤掛卡槽一邊是直角邊，另一邊是斜邊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動壓裂完井可控閥的液控開關(guān)工具，其特征是，所述啟閉機(jī)構(gòu)至少設(shè)有三套，軸向設(shè)置在上接頭(1)與驅(qū)動筒(5)之間。
專利摘要本實用新型是驅(qū)動壓裂完井可控閥的液控開關(guān)工具，用于打開或關(guān)閉石油工業(yè)水平井或直井中分段壓裂完井管柱的可開關(guān)控制閥，滿足低滲透油藏和非常規(guī)油氣資源的開發(fā)需要。本工具包括上接頭、調(diào)節(jié)環(huán)、驅(qū)動筒、啟閉機(jī)構(gòu)、中心管、活塞和下接頭，上接頭、中心管和下接頭依次連接，外部依次連接調(diào)節(jié)環(huán)、啟閉機(jī)構(gòu)、驅(qū)動筒和活塞，在活塞與驅(qū)動筒之間安裝擋環(huán)和彈簧；中心管的管體上設(shè)有進(jìn)液孔與活塞的內(nèi)腔對應(yīng)。用本實用新型組成的操縱管柱，下入到分段壓裂完井管柱中，利用啟閉機(jī)構(gòu)開啟或關(guān)閉壓裂完井管柱中的可開關(guān)控制閥，本工具的啟閉操作塊伸展尺寸大、伸縮驅(qū)動力小。提高了壓裂規(guī)模和效率，提高了地層的改造效果。
文檔編號E21B43/26GK202300318SQ20112036736
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者呂瑋, 孫騫, 張建, 曹雪梅, 李玉寶, 田啟忠 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司采油工藝研究院