永久式塞控噴砂滑套以及壓裂管柱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及油氣開采技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種永久式塞控噴砂滑套以及設(shè)置該永久式塞控噴砂滑套的壓裂管柱。
【背景技術(shù)】
[0002]油氣井分層(段)壓裂是油氣井主要的增產(chǎn)措施之一，也是采用用水平井開發(fā)低滲透油氣藏和頁巖油氣藏重要的配套技術(shù)，多年來，國內(nèi)外逐步形成了噴砂射孔分段壓裂、封隔器+多級球控滑套分段壓裂、固井球控滑套分段壓裂、液路控制滑套分段壓裂等技術(shù)。但是，不論是那種分段壓裂技術(shù)，均需要通過射孔或滑套噴砂器在壓裂施工時(shí)或投產(chǎn)生產(chǎn)時(shí)在井筒與地層建立連通的通道。對于采取打開壓裂噴砂滑套來達(dá)到連通井筒與地層通道而言，則需要對噴砂滑套進(jìn)行開關(guān)控制，至目前，所用的滑套開關(guān)控制方法主要有孌徑控制式、電動控制式和液路控制線式。變徑控制式滑套是一種球控式滑套，需要通過變換滑套球座的內(nèi)通徑或設(shè)置控制位內(nèi)徑變化來操作，多級控制使滑套的內(nèi)徑逐級減小，不僅控制級數(shù)受到限制(例如90mm內(nèi)通徑縮至30mm，每級內(nèi)徑小3mm，則最多可控制20級)，這種內(nèi)通徑縮徑球控制方式造成井筒內(nèi)通徑嚴(yán)重不一致，壓裂過程中井筒內(nèi)球座造成較大的節(jié)流壓降，使泵車的水馬力損失嚴(yán)重，同時(shí)，采取多級壓裂時(shí)，位于上部的球座受壓裂液體的長期沖刺磨損，很容易出現(xiàn)球座內(nèi)徑增大而使分級控制失敗，同時(shí)，這種方式壓裂后還需要對球座進(jìn)行二次處理才能保證井筒的暢通，這種方法在近年來已經(jīng)逐步開始淘汰。電動控制式滑套能夠達(dá)到井筒內(nèi)全通徑結(jié)構(gòu)，它是一種通過電子控制滑套的電機(jī)而實(shí)現(xiàn)滑套開關(guān)動作的噴砂滑套，應(yīng)用時(shí)只需要將不同的控制器投入井中，控制器發(fā)出的信號在通過滑套時(shí)，滑套會根據(jù)電子控制碼的不同控制不同的噴砂滑套打開，理論上能夠?qū)崿F(xiàn)對滑套的無極限控制，但是，由于這種噴砂滑套的控制電路較復(fù)雜，所應(yīng)用的油氣井內(nèi)介質(zhì)不同，加之地層電場和磁場對通訊信號的干擾多，導(dǎo)致了該類滑套的不僅制造成本較高，而且控制成功率也相對較低，至目前，國內(nèi)外仍然處于概念性試驗(yàn)研宄階段，沒有達(dá)到現(xiàn)場應(yīng)用的條件；液路控制線式噴砂滑套也叫C型球座控制式噴砂滑套，國外通稱為TAP閥，是采取管外液壓控制線路控制球座的在位狀態(tài)，再由球控制滑套開關(guān)的一種液路式控制滑套，該滑套在應(yīng)用時(shí)需要在各級噴砂滑套間連接管外液壓控制線，通常情況下滑套的C形球座處于內(nèi)藏狀態(tài)，當(dāng)本級滑套啟動動作時(shí)，液控線的動力液傳送口打開，將液壓動力傳至下一級滑套的液缸，液缸推動下一次滑套內(nèi)藏的C形球座閉合凸出，地面投入的控制球坐落于推出的球座上打開滑套；這種控制方法解決了大幅度的內(nèi)徑變化控制和分段級數(shù)限制，套管內(nèi)徑只縮小一個(gè)數(shù)量等級就能夠在理論上實(shí)現(xiàn)無限級的控制，但由于管外控制線連接難度大，控制線路的保護(hù)困難，應(yīng)用中一旦一級出現(xiàn)控制鏈路中斷問題后控制將全部失敗，處理難度較大，同時(shí)，采用該控制方式的噴砂滑套，壓裂施工后的滑套內(nèi)通徑仍然存在一定的縮徑，需要采取其它工藝對球座進(jìn)行二次處理，這種方法不僅工藝復(fù)雜，施工成本高，控制難度大，而且不能達(dá)到井筒內(nèi)全通徑，在現(xiàn)場的應(yīng)用中很少使用。
[0003]由上可見，本申請人發(fā)現(xiàn):現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下技術(shù)問題:
[0004]現(xiàn)有技術(shù)存在分段級數(shù)受到限制、滑套不具備長期應(yīng)用設(shè)計(jì)、壓裂管柱內(nèi)通徑不一致、控制方式復(fù)雜、施工工藝復(fù)雜、作業(yè)難度大危險(xiǎn)性高和應(yīng)用成本高等問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的其中一個(gè)目的是提出一種永久式塞控噴砂滑套以及設(shè)置該永久式塞控噴砂滑套的壓裂管柱，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在控制方式復(fù)雜、施工工藝復(fù)雜的技術(shù)問題。本實(shí)用新型提供的諸多技術(shù)方案中的優(yōu)選技術(shù)方案所能產(chǎn)生的諸多技術(shù)效果(分段級數(shù)不受到限制、滑套可以長期應(yīng)用設(shè)計(jì)、壓裂管柱內(nèi)通徑一致、作業(yè)難度小、應(yīng)用成本低、應(yīng)用范圍廣，施工工藝簡單等)詳見下文闡述。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了以下技術(shù)方案:
[0007]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的永久式塞控噴砂滑套，包括外筒部、滑套部、密封結(jié)構(gòu)以及鎖定結(jié)構(gòu)，其中:
[0008]所述外筒部上設(shè)置有壓裂液出口，所述滑套部位于所述外筒部內(nèi)且其能在所述外筒部內(nèi)從關(guān)閉所述壓裂液出口的位置滑動至打開所述壓裂液出口的位置；
[0009]所述外筒部的內(nèi)壁位于所述滑套部軸向方向上兩端之外的部分與所述滑套部的內(nèi)壁形成壓裂液通道，所述滑套部滑動至打開所述壓裂液出口的位置時(shí)，通過所述壓裂液出口在所述壓裂液通道與地層間或在所述滑套部與地層間建立流體通道；
[0010]所述密封結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述滑套部的外壁與所述外筒部的內(nèi)壁之間；
[0011]所述鎖定結(jié)構(gòu)固定設(shè)置在所述外筒部的下游段，且所述滑套部在所述外筒部內(nèi)從關(guān)閉所述壓裂液出口的位置滑動至完全打開所述壓裂液出口的位置時(shí)所述滑套部與所述鎖定結(jié)構(gòu)形成鎖定連接。
[0012]作為本實(shí)用新型前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，(優(yōu)選為在應(yīng)用于固井完井方式時(shí))所述壓裂液出口上設(shè)置有封堵所述壓裂液出口外端口的保護(hù)塞(在該滑套用于封隔器完井方式時(shí)，優(yōu)選不需裝該保護(hù)塞)，所述滑套部滑動至打開所述壓裂液出口的位置時(shí)，(若為固井完成時(shí)，則優(yōu)選為需要由)經(jīng)過所述壓裂液通道并通過所述壓裂液出口噴出的壓裂液能沖破或頂脫所述保護(hù)塞以壓裂地層，并通過所述壓裂液出口在所述壓裂液通道與地層間或在所述滑套部與地層間建立流體通道；
[0013]和/或，處于關(guān)閉所述壓裂液出口的位置的所述滑套部與所述外筒部之間通過剪銷相連接。
[0014]作為本實(shí)用新型前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，處于關(guān)閉所述壓裂液出口的位置的所述滑套部與所述外筒部之間通過剪銷相連接。
[0015]作為本實(shí)用新型前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，為保持提供較長期的密封性能和密封有效周期增長，優(yōu)選地，所述密封結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)上復(fù)合密封環(huán)以及至少一個(gè)下復(fù)合密封環(huán)，其中:
[0016]所述上復(fù)合密封環(huán)套設(shè)在所述滑套部的上外壁上，所述下復(fù)合密封環(huán)套設(shè)在所述滑套部的下外壁上；
[0017]所述滑套部處于關(guān)閉所述壓裂液出口的位置時(shí)，所述上復(fù)合密封環(huán)位于所述壓裂液出口上游的所述外筒部與所述滑套部之間；所述下復(fù)合密封環(huán)位于所述壓裂液出口下游的所述外筒部與所述滑套部之間；
[0018]所述上復(fù)合密封環(huán)以及所述下復(fù)合密封環(huán)各自均包括橡膠密封圈以及密封環(huán)狀體，所述密封環(huán)狀體為耐酸堿耐溫材料制成；所述密封環(huán)狀體的外壁與所述外筒部的內(nèi)壁相抵接且所述密封環(huán)狀體的內(nèi)壁上設(shè)置有安裝凹槽，所述橡膠密封圈嵌于所述安裝凹槽內(nèi)且與所述滑套部的外壁相抵接。
[0019]作為本實(shí)用新型前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述密封結(jié)構(gòu)還包括支撐環(huán)以及除垢環(huán)，所述支撐環(huán)與所述除垢環(huán)均套設(shè)在所述滑套部的外壁上，其中:
[0020]所述支撐環(huán)包括至少一個(gè)上支撐環(huán)以及至少一個(gè)下支撐環(huán)，所述除垢環(huán)包括至少一個(gè)上除垢環(huán)以及至少一個(gè)下除垢環(huán)；
[0021]所述上支撐環(huán)介于所述上除垢環(huán)與所述上復(fù)合密封環(huán)之間或介于相鄰的兩個(gè)所述上復(fù)合密封環(huán)之間；
[0022]所述下支撐環(huán)介于所述下除垢環(huán)與所述下復(fù)合密封環(huán)之間或介于相鄰的兩個(gè)所述下復(fù)合密封環(huán)之間；
[0023]所述上除垢環(huán)以及所述下除垢環(huán)各自均包括除垢環(huán)本體以及容垢凹槽，所述容垢凹槽設(shè)置在所述除垢環(huán)本體與所述外筒部相抵接的外壁上。
[0024]作為本實(shí)用新型前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述密封結(jié)構(gòu)還包括上密封壓帽以及下密封壓帽，其中:
[0025]所述滑套部位于所述上除垢環(huán)上游的部分與所述上密封壓帽可拆卸連接，且所述上密封壓帽抵壓在所述上除垢環(huán)上；
[0026]所述滑套部位于所述下除垢環(huán)下游的部分與所述下密封壓帽可拆卸連接，且所述下密封壓帽抵壓在所述下除垢環(huán)上。
[0027]作為本實(shí)用新型前文或后文提供的任一技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述外筒部包括均呈筒狀且沿所述壓裂液通道的深度方向依次設(shè)置的上接頭、噴砂外筒、連接接頭、下外筒以及下接頭，其中:
[0028]所述壓裂液出口設(shè)置在