本發(fā)明涉及油氣井改造領(lǐng)域，特別是適用于不動(dòng)管柱多級(jí)投球打滑套分段壓裂工藝中的一種開啟滑套用難溶性球的定向射穿工具及工藝。

背景技術(shù)：

近年來，長(zhǎng)慶油田許多油氣井?dāng)M采用不動(dòng)管柱多級(jí)水力射孔投球打滑套分段壓裂、不動(dòng)管柱多級(jí)水力射孔機(jī)械分層投球打滑套分段壓裂、不動(dòng)管柱裸眼封隔器投球打滑套分段壓裂等管柱施工方式，進(jìn)行分段改造、試油、完井一體化作業(yè)。盡管這些管柱方式提高了油氣井的改造效率，降低了施工人員起下管柱的頻率和勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了油氣井的完井周期，但是卻出現(xiàn)了一個(gè)棘手的問題：壓裂改造后開啟滑套所用的難溶性球無法從管柱內(nèi)順利返排出井口，尤其是如果最后一級(jí)滑套球出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，將會(huì)造成管柱堵塞，無法連通油氣產(chǎn)層，給現(xiàn)場(chǎng)排液求產(chǎn)帶來了很大困難和挑戰(zhàn)。

目前公司利用不動(dòng)管柱多級(jí)投球打滑套工藝施工的數(shù)十口水平井中，已經(jīng)發(fā)生了十幾口最后一級(jí)滑套球卡死無法返排的安全事故。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，不動(dòng)管柱投球打滑套所用的難溶性球主要分為鋼球和樹脂球，特別是樹脂球通過滑套內(nèi)徑落在滑套球座上，由于大分子材料樹脂本身的彈性，在有限空間內(nèi)受壓很容易出現(xiàn)變形卡死現(xiàn)象。從目前工藝的使用情況來看，這個(gè)問題已經(jīng)成為采用不動(dòng)管柱多級(jí)投球打滑套分段壓裂工藝技術(shù)發(fā)展的瓶頸，嚴(yán)重制約了該工藝下油氣井的完井效率，增加了油氣井特修作施工成本。

然而，針對(duì)上述問題，還未見到滑套球卡死解封的專有工具，更沒有形成一套適合滑套球卡死解封的工藝，究竟該用什么工具和工藝才能順利解封卡死的滑套球，這是一個(gè)迫切需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種開啟滑套用難溶性球的定向射穿工具及工藝，有效解決了不動(dòng)管柱多級(jí)投球打滑套用難溶性球卡死無法返排的問題，成功打通了壓裂管柱與油氣儲(chǔ)層的連通通道，提高了壓裂后油氣井排液求產(chǎn)的成功率和時(shí)效。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種開啟滑套用難溶性球的定向射穿工具，其特征是：它包括定位塊和噴嘴，噴嘴連接在定位塊的底部端口位置，定位塊連接噴嘴一端的四周外壁上設(shè)有定位支腿。

所述的定位支腿為圓柱體結(jié)構(gòu)，其圓柱體的直徑大于定位塊的底端直徑、大于待處理難溶性球的直徑、小于容納待處理難溶性球的投球滑套的內(nèi)徑，且定位支腿一端為收口端，定位支腿的收口端與定位塊外壁固定連接形成一體結(jié)構(gòu)，定位塊下入到投球滑套上端時(shí)，定位塊的定位支腿延伸并卡接至投球滑套內(nèi)，使待處理難溶性球位于定位支腿內(nèi)側(cè)空間中且與噴嘴不接觸。

所述的定位支腿的圓柱體上間隔分布有若干個(gè)液體循環(huán)孔道。

所述的噴嘴是由噴嘴套和噴嘴體構(gòu)成，其中定位塊的底部端口有內(nèi)螺紋，噴嘴套有外螺紋，噴嘴套通過螺紋連接在定位塊的底部端口內(nèi)，噴嘴體嵌套在噴嘴套內(nèi)

所述的噴嘴體呈錐形結(jié)構(gòu)，噴嘴體的小口徑端位于底端。

所述的定位塊的上端直徑大于下端直徑，由上至下采用臺(tái)階形式逐級(jí)縮徑，其中定位塊的上端外徑是52mm，上端內(nèi)徑是46mm，長(zhǎng)度是350mm，噴嘴的直徑是4.5mm。

所述的定位塊采用42CrMo的鋼材加工而成，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理硬度達(dá)到240~280HB，噴嘴套采用硬質(zhì)合金碳化鎢YG8材料加工而成。

一種開啟滑套用難溶性球的定向射穿工具管串，其特征是：它包括由上至下依次連接的連續(xù)油管、外卡瓦連接器、變扣接頭、彈性扶正器、定向射穿工具。

所述的連續(xù)油管與外卡瓦連接器通過外卡瓦連接，外卡瓦連接器、變扣接頭、彈性扶正器以及定向射穿工具之間均通過螺紋連接。

一種開啟滑套用難溶性球的定向射穿工藝，它包括如下步驟：

步驟1、在地面安裝好帶有噴嘴的定向射穿工具；

步驟2、由上至下依次將連續(xù)油管、外卡瓦連接器、變扣接頭、彈性扶正器、定向射穿工具連接，構(gòu)成定向射穿工具管串；

步驟3、將步驟2連接形成的定向射穿工具管串下入到預(yù)定的井深位置；

步驟4、下入預(yù)定井深位置后，啟動(dòng)連續(xù)油管的泵車，以排量400~500L/min進(jìn)行循環(huán)，循環(huán)穩(wěn)定后將排量提高至800~1000L/min，將砂濃度為100~120kg/m³的攜砂液通過定向射穿工具的噴嘴，形成高速射流，射穿難溶性球，此時(shí)連續(xù)油管泵車的油壓曲線會(huì)顯示有下降拐點(diǎn)；

步驟5、觀察到連續(xù)油管的泵車油壓突然下降時(shí)，這說明已經(jīng)射穿難溶性球，達(dá)到了連通壓裂管柱與油氣產(chǎn)層的目的；

步驟6、射穿難溶性球后，以排量1000L/min泵注頂替液，液量達(dá)到1.5倍油管環(huán)空容積，將定向射穿工具管串內(nèi)攜砂液全部替出油管環(huán)空后停泵；

步驟7、停泵泄壓后，將定向射穿工具管串以40~60m/min的速度起出完成施工作業(yè)。

所述的步驟3中的預(yù)定井深位置是指定向射穿工具的定位支腿恰好與投球滑套上端接觸時(shí)的井深位置，使定向射穿工具的噴嘴與坐落在投球滑套內(nèi)的難溶性球預(yù)留有間隙。

本發(fā)明的有益效果利用連續(xù)油管帶定向射穿工具下入到投球滑套位置，通過射孔攜砂液在噴嘴處的高速射流實(shí)現(xiàn)定向射穿難溶性球，有效解決了難溶性球卡死無法返排導(dǎo)致的壓裂管柱與油氣儲(chǔ)層無法連通的問題，提高了壓裂后油氣井排液求產(chǎn)的成功率和時(shí)效，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，工藝操作方便，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果良好，實(shí)用性強(qiáng)，提高了壓裂后油氣井排液求產(chǎn)的成功率和時(shí)效。

附圖說明

下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1為一種開啟滑套用難溶性球的定向射穿工具示意圖。

圖2為一種開啟滑套用難溶性球的定向射穿工藝管串示意圖。

圖中：1、連續(xù)油管；2、外卡瓦連接器；3、變扣接頭；4、彈性扶正器；5、定向射穿工具；6、定位塊；7、噴嘴；8、液體循環(huán)孔道；9、定位支腿，10、投球滑套；11、噴嘴套；12、噴嘴體。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變型和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

如圖1本發(fā)明的一種開啟滑套用難溶性球的定向射穿工具結(jié)構(gòu)示意圖所示，它包括定位塊6和噴嘴7，噴嘴7連接在定位塊6的底部端口位置，定位塊6連接噴嘴7一端的四周外壁上設(shè)有定位支腿9。

其中定位支腿9為圓柱體結(jié)構(gòu)，其圓柱體的直徑大于定位塊6的底端直徑、大于待處理難溶性球的直徑、小于容納待處理難溶性球的投球滑套10的內(nèi)徑，且定位支腿9一端為收口端，定位支腿9的收口端與定位塊6外壁固定連接形成一體結(jié)構(gòu)，定位塊6下入到投球滑套10上端時(shí)，定位塊6的定位支腿9延伸并卡接至投球滑套10內(nèi)，使待處理難溶性球位于定位支腿9內(nèi)側(cè)空間中且與噴嘴7不接觸，通過噴嘴7對(duì)待處理難溶性球進(jìn)行射穿。

定位支腿9的圓柱體上間隔分布有若干個(gè)液體循環(huán)孔道8，噴嘴7在射穿難溶性球的過程中液體可通過液體循環(huán)孔道8排出。

噴嘴7是由噴嘴套11和噴嘴體12構(gòu)成，其中定位塊6的底部端口有內(nèi)螺紋，噴嘴套11有外螺紋，噴嘴套11通過螺紋連接在定位塊6的底部端口內(nèi)，噴嘴體12嵌套在噴嘴套11內(nèi)，噴嘴體12呈錐形結(jié)構(gòu)，噴嘴體12的小口徑端位于底端，噴嘴體12通過噴嘴套11固定在定位塊6的底部端口內(nèi)，產(chǎn)生磨損后便于更換，旋下噴嘴套11后取出噴嘴體12更換即可。

定位塊6的上端直徑大于下端直徑，由上至下采用臺(tái)階形式逐級(jí)縮徑，其中定位塊6的上端外徑是52mm，上端內(nèi)徑是46mm，長(zhǎng)度是350mm，液體循環(huán)孔道8的長(zhǎng)度是15mm，寬度是5mm，噴嘴7的直徑是4.5mm。

定位塊6采用42CrMo的超高強(qiáng)度鋼材加工而成，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理硬度達(dá)到240~280HB，具有很高的抗內(nèi)壓、抗拉強(qiáng)度；噴嘴體12是進(jìn)口的現(xiàn)成耐磨噴嘴，噴嘴套11采用硬質(zhì)合金碳化鎢YG8材料加工而成，均具有很高的耐沖蝕性。

本發(fā)明中通過射孔攜砂液在噴嘴7處的高速射流實(shí)現(xiàn)定向射穿難溶性球，有效解決了難溶性球卡死無法返排導(dǎo)致的壓裂管柱與油氣儲(chǔ)層無法連通的問題，提高了壓裂后油氣井排液求產(chǎn)的成功率和時(shí)效，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，工藝操作方便，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果良好，實(shí)用性強(qiáng)，提高了壓裂后油氣井排液求產(chǎn)的成功率和時(shí)效。

實(shí)施例2

一種開啟滑套用難溶性球的定向射穿工具管串，如圖2所示，它包括由上至下依次連接的連續(xù)油管1、外卡瓦連接器2、變扣接頭3、彈性扶正器4、定向射穿工具5。

所述的連續(xù)油管1與外卡瓦連接器2直接通過外卡瓦連接，此處連續(xù)油管1與外卡瓦連接器2之間不允許采用螺紋連接。而外卡瓦連接器2、變扣接頭3、彈性扶正器4以及定向射穿工具5之間均通過螺紋連接，便于拆卸和更換。

本實(shí)施例中沒有詳細(xì)敘述的部件和結(jié)構(gòu)，如連續(xù)油管1、外卡瓦連接器2、變扣接頭3、彈性扶正器4屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)，只需選取使用即可，在此不詳細(xì)說明。

實(shí)施例3

一種開啟滑套用難溶性球的定向射穿工藝，它包括如下步驟：

步驟1、在地面安裝好帶有噴嘴7的定向射穿工具；

步驟2、由上至下依次將連續(xù)油管1、外卡瓦連接器2、變扣接頭3、彈性扶正器4、定向射穿工具5連接，構(gòu)成定向射穿工具管串；

步驟3、將步驟2連接形成的定向射穿工具管串下入到預(yù)定的井深位置；

步驟4、下入預(yù)定井深位置后，啟動(dòng)連續(xù)油管1的泵車，以排量400~500L/min進(jìn)行循環(huán)，循環(huán)穩(wěn)定后將排量提高至800~1000L/min，將砂濃度為100~120kg/m³的攜砂液通過定向射穿工具的噴嘴7，形成高速射流，射穿難溶性球，此時(shí)連續(xù)油管泵車的油壓曲線會(huì)顯示有下降拐點(diǎn)；

步驟5、觀察到連續(xù)油管1的泵車油壓突然下降時(shí)，這說明已經(jīng)射穿難溶性球，達(dá)到了連通壓裂管柱與油氣產(chǎn)層的目的；

步驟6、射穿難溶性球后，以排量1000L/min泵注頂替液，液量達(dá)到1.5倍油管環(huán)空容積，將定向射穿工具管串內(nèi)攜砂液全部替出油管環(huán)空后停泵；

步驟7、停泵泄壓后，將定向射穿工具管串以40~60m/min的速度起出完成施工作業(yè)。

其中步驟3中的預(yù)定井深位置是指定向射穿工具5的定位支腿9恰好與投球滑套10上端接觸時(shí)的井深位置，使射穿工具5的噴嘴7與坐落在投球滑套10內(nèi)的難溶性球預(yù)留一定的距離間隙。