CN111877999B - 连续油管水力喷砂射孔坐封桥塞一体化管柱及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种连续油管水力喷砂射孔坐封桥塞一体化管柱及施工方法，包括连续油管、连续油管连接器、安全接头、扶正器、水力喷砂射孔工具、桥塞液压坐封工具，依次连接而组成的管状工具串，所述连续油管的上端与连续油管注入头连接，下端与连续油管连接器连接。本发明集连续油管喷砂射孔工艺和连续油管坐封桥塞分段压裂工艺为一体，采用水力喷砂射孔，减少底层污染对压裂造成的影响。

Description

连续油管水力喷砂射孔坐封桥塞一体化管柱及施工方法

技术领域

本发明属于石油天然气的技术领域，尤其涉及一种连续油管水力喷砂射孔坐封桥塞一体化管柱及施工方法。

背景技术

目前，在页岩气水平井进行桥塞及射孔作业时,通常用水力泵送桥塞及射孔枪的方法。水力泵送桥塞工艺，具有较好的耐压性、封隔可靠及可实现无线级数套管压裂等特点。水力泵送桥塞及射孔枪的方法是用电缆下入桥塞与射孔联作的管柱串，然后向井内泵入液体，液体的流动将推动桥塞及其与之联作的工具至预定位置。然后通过电缆通电而启动桥塞坐封工具，坐封桥塞后丢手。拖动管柱串到预定位置，使射孔枪对准目标位置，然后通电点火射孔，为油气井压裂提供通道。再起出射孔枪和桥塞下入工具，开始第一段压裂。完成第一段压裂后，用同样的方法，根据下入段数的要求依次下入桥塞，射孔，压裂。分段压裂完成后，采用油管或连续油管下入管柱并钻除去所有的桥塞，然后进行试采或投产。采用电缆下入射孔枪的方式需要使用电缆车进行桥塞下入。桥塞坐封及套管射孔的完成需要专门的射孔队伍及配套设备来完成。井下配套作业工具需要另外的工具提供方提供。页岩气水平井前几段因井筒污染和破裂压力高等原因使压裂施工压力异常偏高，解决因上述因素导致施工难的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种连续油管水力喷砂射孔坐封桥塞一体化管柱及施工方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：连续油管水力喷砂射孔坐封桥塞一体化管柱，其特征在于，包括连续油管、连续油管连接器、安全接头、扶正器、水力喷砂射孔工具、桥塞液压坐封工具，依次连接而组成的管状工具串，所述连续油管的上端与连续油管注入头连接，下端与连续油管连接器连接。

按上述方案，所述连续油管连接器包括套筒、内置卡瓦和连接器接头，所述内置卡瓦置于所述套筒中，套筒上端与所述连续油管通过内置卡瓦相连，套筒下端与所述连接器接头上端相连。

按上述方案，所述安全接头为丢手接头，丢手接头上端与连接器接头下端相连，丢手接头下端通过转换接头与所述扶正器顶部相连，丢手接头内部有滑套芯子，所述滑套芯子上带有剪切销钉，通过所述剪切销钉固定于丢手接头内部。

按上述方案，所述水力喷砂射孔工具包括上、下连接座、本体、喷嘴、压盖、水力喷砂芯子，所述上连接座与所述扶正器相连，喷嘴通过喷嘴压帽固定在所述本体上，外部通过压盖密封，所述水力喷砂芯子通过剪切销钉固定在本体内部。

按上述方案，所述桥塞液压坐封工具包括上接头、桥塞液压坐封芯子、上、下活塞、上、中、下本体、活塞转换接头、活塞杆、中本体转换接头、坐封拉杆、拉杆转换接头和下拉杆，所述上接头顶端与水力喷砂射孔工具的下连接座相连，底端与所述上本体相连，桥塞液压坐封芯子通过剪切销钉固定于上接头内部，上活塞设于上本体内部，通过所述活塞转换接头与下活塞相连，下活塞设于所述中本体内部，中本体顶端与活塞转换接头相连，下活塞底端连接所述活塞杆，活塞杆底端设有活塞杆限位块和推筒接头，所述坐封拉杆顶端与活塞杆限位块相连，中本体底端通过中本体转换接头与坐封拉杆顶端相连，所述下本体与推筒接头相连，坐封拉杆底端通过所述拉杆转换接头与所述下拉杆相连。

按上述方案，所述压盖由耐冲蚀的高强度合金钢板制成。

按上述方案，所述桥塞液压坐封芯子和上接头对应设有压力平衡孔。

连续油管水力喷砂射孔坐封桥塞一体化管柱的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)安装连续油管井口设备并试压，连续油管井口设备包括连续油管注入头、防喷器及防喷管；

S2)连接连续油管喷砂射孔通井一体化工具，包括依次连接的连续油管、连续油管连接器、丢手接头、水力喷砂射孔工具、通井工具，试拉试压合格后，缓慢将工具串上提至防喷管内；对井口一号阀试压后拆除井口一号阀上方采气树，安装连续油管设备至井口，开启井口一号阀，下放连续油管将工具串下入井中；按照要求进行通井和洗井，上述施工完毕，采用探人工井底的方式进行定位，上提水力喷砂射孔工具至预定射孔位置，投球憋压，按照设计进行水力喷砂射孔作业，射孔完毕，上提管柱起出连续油管及井下工具，在安装压裂施工设计进行压裂施工；

S3)首段压裂施工完毕，连接连续油管喷砂射孔坐封桥塞一体化工具，包括依次连接的连续油管、连续油管连接器、丢手接头、扶正器、水力喷砂射孔工具、桥塞液压坐封工具，试拉试压合格后，缓慢将工具串上提至防喷管内；安装连续油管设备至井口，开启井口一号阀，下放连续油管将工具串下入井中；

S4)下放连续油管至人工井底，采用标记的方式进行校深，上提连续油管至桥塞坐封位置，投球，待球到位后，憋压坐封桥塞，试压合格后上提管柱，使水力喷砂射孔工具到达射孔位置，投球憋压，打开水力喷砂射孔工具的滑套芯子，按照预定的泵注程序进行喷砂射孔；

S5)射孔完毕，上提管柱起出连续油管及入井工具，进行压裂；

S6)直到按照要求措施完相应的层位。

本发明的有益效果是：提供了一种连续油管水力喷砂射孔坐封桥塞一体化管柱及施工方法，管柱集连续油管喷砂射孔工艺和连续油管坐封桥塞分段压裂工艺为一体，无火药施工，增大射孔孔径和面积，减少底层污染对压裂造成的影响，降低地层破裂压力，可有效降低页岩气深井水平井施工压力和施工成本。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

如图1所示，连续油管水力喷砂射孔坐封桥塞一体化管柱，包括连续油管1、连续油管连接器、安全接头、扶正器、水力喷砂射孔工具、桥塞液压坐封工具，依次连接而组成的管状工具串，连续油管的上端与连续油管注入头连接，下端与连续油管连接器连接。扶正器能够保证井下作业管柱始终处于与井筒平行的位置，在连续油管喷砂射孔时，管柱不会在径向和轴向有较大跳动。

连续油管连接器包括套筒2、内置卡瓦3和连接器接头4，内置卡瓦置于套筒中，套筒上端与连续油管通过内置卡瓦相连，套筒下端与连接器接头上端相连。

安全接头为丢手接头5，丢手接头上端与连接器接头下端相连，丢手接头下端通过转换接头6与扶正器7顶部相连，丢手接头内部有滑套芯子8，滑套芯子上带有剪切销钉9，通过剪切销钉固定于丢手接头内部。在异常情况发生，需要丢手管柱时，在连续油管内部投入相应钢球，连续油管内部憋压剪断销钉，滑套芯子下移，弹性棘爪回收，上提管柱即可实现丢手。

水力喷砂射孔工具包括上连接座10、下连接座11、本体12、喷嘴13、压盖14、水力喷砂芯子15，上连接座与扶正器相连，喷嘴通过喷嘴压帽固定在本体上，外部通过压盖密封，水力喷砂芯子通过剪切销钉固定在本体内部。在不需要喷砂射孔时，将喷嘴流道隔离，需要喷砂射孔时，投球，憋压，将销钉剪断，水力喷砂芯子下移至下端芯子承留位，即可进行射孔作业。

桥塞液压坐封工具包括上接头16、桥塞液压坐封芯子17、上活塞18、下活塞19、上本体20、中本体21、下本体22、活塞转换接头23、活塞杆24、中本体转换接头25、坐封拉杆26、拉杆转换接头27和下拉杆28，上接头顶端与水力喷砂射孔工具的下连接座相连，底端与上本体相连，桥塞液压坐封芯子通过剪切销钉固定于上接头内部，上活塞设于上本体内部，通过活塞转换接头与下活塞相连，下活塞设于中本体内部，中本体顶端与活塞转换接头相连，下活塞底端连接活塞杆，活塞杆底端设有活塞杆限位块29和推筒接头30，坐封拉杆顶端与活塞杆限位块相连，中本体底端通过中本体转换接头与坐封拉杆顶端相连，下本体与推筒接头相连，坐封拉杆底端通过拉杆转换接头与下拉杆相连。桥塞液压坐封芯子在预设位置时，坐封桥塞时，需投球憋压，剪断销钉，桥塞液压坐封芯子下移，关闭油套环空，推筒推动桥塞坐封，桥塞坐封到位后丢手接头丢手。

压盖由耐冲蚀的高强度合金钢板制成。

桥塞液压坐封芯子和上接头对应设有压力平衡孔31。

连续油管水力喷砂射孔坐封桥塞一体化管柱的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)安装连续油管井口设备并试压，连续油管井口设备包括连续油管注入头、防喷器及防喷管；

S2)连接连续油管喷砂射孔通井一体化工具，包括依次连接的连续油管、连续油管连接器、丢手接头、水力喷砂射孔工具、通井工具，试拉试压合格后，缓慢将工具串上提至防喷管内；对井口一号阀试压后拆除井口一号阀上方采气树，安装连续油管设备至井口，开启井口一号阀，下放连续油管将工具串下入井中；按照要求进行通井和洗井，上述施工完毕，采用探人工井底的方式进行定位，上提水力喷砂射孔工具至预定射孔位置，投球憋压，按照设计进行水力喷砂射孔作业，射孔完毕，上提管柱起出连续油管及井下工具，在安装压裂施工设计进行压裂施工；

S3)首段压裂施工完毕，连接连续油管喷砂射孔坐封桥塞一体化工具，包括依次连接的连续油管、连续油管连接器、丢手接头、扶正器、水力喷砂射孔工具、桥塞液压坐封工具，试拉试压合格后，缓慢将工具串上提至防喷管内；安装连续油管设备至井口，开启井口一号阀，下放连续油管将工具串下入井中；

S4)下放连续油管至人工井底，采用标记的方式进行校深，上提连续油管至桥塞坐封位置，投球，待球到位后，憋压坐封桥塞，试压合格后上提管柱，使水力喷砂射孔工具到达射孔位置，投球憋压，打开水力喷砂射孔工具的滑套芯子，按照预定的泵注程序进行喷砂射孔；

S5)射孔完毕，上提管柱起出连续油管及入井工具，进行压裂；

S6)直到按照要求措施完相应的层位。

水力喷砂射孔工具工作原理为：在不需要喷砂射孔时，将喷嘴流道隔离，需要喷砂射孔时，投球，憋压，将销钉剪断，滑套芯子下移至下端芯子承留位，即可进行射孔作业。

桥塞液压坐封工具工作原理为：坐封桥塞时，需投球憋压，剪断销钉，滑套芯子下移，关闭油套环空，推筒推动桥塞坐封，桥塞坐封到位后丢手接头丢手。

连续油管水力喷砂射孔坐封桥塞一体化管柱的施工方法，包括如下步骤：

S1)安装连续油管井口设备并试压，连续油管井口设备包括连续油管注入头、防喷器及防喷管；

S2)连接连续油管喷砂射孔通井一体化工具，包括依次连接的连续油管、连续油管连接器、丢手接头、水力喷砂射孔工具、通井工具，试拉试压合格后，缓慢将工具串上提至防喷管内；对井口一号阀试压后拆除井口一号阀上方采气树，安装连续油管设备至井口，开启井口一号阀，下放连续油管将工具串下入井中；按照要求进行通井和洗井，上述施工完毕，采用探人工井底的方式进行定位，上提水力喷砂射孔工具至预定射孔位置，投球憋压，按照设计进行水力喷砂射孔作业，射孔完毕，上提管柱起出连续油管及井下工具，在安装压裂施工设计进行压裂施工；

S3)首段压裂施工完毕，连接连续油管喷砂射孔坐封桥塞一体化工具，包括依次连接的连续油管、连续油管连接器、丢手接头、扶正器、水力喷砂射孔工具、桥塞液压坐封工具，试拉试压合格后，缓慢将工具串上提至防喷管内；安装连续油管设备至井口，开启井口一号阀，下放连续油管将工具串下入井中；

S4)下放连续油管至人工井底，采用标记的方式进行校深，上提连续油管至桥塞坐封位置，投球，待球到位后，憋压坐封桥塞，试压合格后上提管柱，使水力喷砂射孔工具到达射孔位置，投球憋压，打开水力喷砂射孔工具的滑套芯子，按照预定的泵注程序进行喷砂射孔；

S5)射孔完毕，上提管柱起出连续油管及入井工具，进行压裂；

S6)直到按照要求措施完相应的层位。

Claims (2)

1.连续油管水力喷砂射孔坐封桥塞一体化管柱，其特征在于，包括连续油管、连续油管连接器、安全接头、扶正器、水力喷砂射孔工具、桥塞液压坐封工具，依次连接而组成的管状工具串，所述连续油管的上端与连续油管注入头连接，下端与连续油管连接器连接；所述连续油管连接器包括套筒、内置卡瓦和连接器接头，所述内置卡瓦置于所述套筒中，套筒上端与所述连续油管通过内置卡瓦相连，套筒下端与所述连接器接头上端相连；所述安全接头为丢手接头，丢手接头上端与连接器接头下端相连，丢手接头下端通过转换接头与所述扶正器顶部相连，丢手接头内部有滑套芯子，所述滑套芯子上带有剪切销钉，通过所述剪切销钉固定于丢手接头内部；所述水力喷砂射孔工具包括上、下连接座、本体、喷嘴、压盖、水力喷砂芯子，所述上连接座与所述扶正器相连，喷嘴通过喷嘴压帽固定在所述本体上，外部通过压盖密封，所述水力喷砂芯子通过剪切销钉固定在本体内部；所述桥塞液压坐封工具包括上接头、桥塞液压坐封芯子、上、下活塞、上、中、下本体、活塞转换接头、活塞杆、中本体转换接头、坐封拉杆、拉杆转换接头和下拉杆，所述上接头顶端与水力喷砂射孔工具的下连接座相连，底端与所述上本体相连，桥塞液压坐封芯子通过剪切销钉固定于上接头内部，上活塞设于上本体内部，通过所述活塞转换接头与下活塞相连，下活塞设于所述中本体内部，中本体顶端与活塞转换接头相连，下活塞底端连接所述活塞杆，活塞杆底端设有活塞杆限位块和推筒接头，所述坐封拉杆顶端与活塞杆限位块相连，中本体底端通过中本体转换接头与坐封拉杆顶端相连，所述下本体与推筒接头相连，坐封拉杆底端通过所述拉杆转换接头与所述下拉杆相连；所述桥塞液压坐封芯子和上接头对应设有压力平衡孔。

2.根据权利要求1所述的连续油管水力喷砂射孔坐封桥塞一体化管柱，其特征在于，所述压盖由耐冲蚀的高强度合金钢板制成。

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