[发明专利]水平压裂轴

说明书

背景技术

此部分旨在向读者介绍可能涉及本发明各方面的技术的多个方面，这些方面在下文描述和/或提出权利要求。相信此论述有助于向读者提供背景信息以促进对本发明的各个方面的更好理解。因此，应了解，这些陈述应籍此来解读，而并非对现有技术的认可。

通常称为压裂的水力压裂是一种用于增强和提高石油和天然气从地下天然储库中的开采的技术。更确切地说，压裂涉及以高压将压裂流体，例如，主要水和沙的混合物注入石油或气体井中。注入压裂流体，从而将井的井下压力增加至大于地下岩层的压裂梯度的水平，其中在所述地下岩层中钻井。高压压裂流体注入会引起地下岩层破裂。之后，压裂流体进入形成于岩石中的裂缝中，并且引起裂缝扩散且延伸到岩层中。以此方式，地下岩层的多孔性和渗透性提高，由此允许石油和天然气更自由地流入井中。

多种设备用于压裂过程中。例如，压裂流体混合器、具有高容量的高压泵的压裂单元、压裂液罐等等可以用于压裂操作中。此外，压裂轴通常耦合在井的水源与压裂单元之间。压裂轴具有多个阀以对压裂流体和产液经过压裂轴的流动进行控制。

附图说明

参考附图阅读以下具体实施方式后，将对本发明的各个特征、方面和优点有更深入的了解，在所有图中，相同符号代表相同部分，其中：

图1是耦合到井口组件上的水平压裂轴系统的一种表面应用的示意图；

图2是具有单个水平分支的水平压裂轴系统的实施例；

图3是具有统一的块配置和两个水平分支的水平压裂轴系统的实施例；

图4是安装到滑动垫木上的水平压裂轴系统的实施例；

图5是具有两个水平山羊头(goathead)连接件的水平压裂轴系统的实施例；以及

图6是具有套管悬挂器的水平压裂轴系统的实施例，所述套管悬挂器具有水平孔的接入端口。

具体实施方式

下文将描述本发明的一个或多个具体实施例。这些所描述的实施例仅示范本发明。另外，为对这些示范性实施例提供简明描述，说明书中可能未能描述实际实施方案的所有特征。应了解，在任何工程或设计项目中开发任何此类实际实施方案时，均应当做出与实施方案特定相关的各种决定，以实现开发人员的具体目标，例如，是否要遵守与系统相关以及与业务相关的限制条件，这些限制条件可能会因实施方案的不同而异。此外，应了解，此类开发可能非常复杂耗时，但无论如何对受益于本揭示案的一般技术人员而言，此类开发仍是常规的设计、建造和制造操作。

在介绍本发明各实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示有一个或多个该元件。术语“包含”、“包括”和“具有”旨在表示包括性含义，且表示除了所列元件外，可能还有其他元件。此外，为了方便起见，使用“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”和这些术语的变型，而不要求部件的任何特定定向。

本发明的实施例包括具有水平配置的压裂轴(例如，水平压裂轴)，所述压裂轴经配置以减少由振动、外负载(例如，连接的管路)等等引起的弯矩。具体而言，水平压裂轴特别地设计用于空气环境中的(例如，陆基的)表面应用。因此，水平压裂轴可以具有多个支架、支柱、连接器以及设计用于表面应用的其他部件。本文所描述的概念并不限于压裂轴。事实上，这些概念也适用于其他流量控制装置，仅举几例，例如，采油轴、修井轴。

水力压裂或者压裂涉及将压裂流体注入钻井孔中，以在井口下方的地下岩层中制造且扩散裂缝。以此方式，岩层的多孔性和渗透性提高，从而增强天然气和石油从地表下方的天然储库中的开采。压裂流体通过连接到井口上的压裂轴被引入井中。

如下文详细描述，所揭示的实施例提供具有水平配置的压裂轴。确切地说，压裂轴可以具有从压裂轴的主阀水平地延伸的一个或多个臂或分支。压裂轴的分支包括一个或多个管路连接件(例如，山羊头连接件)，以确保与压裂系统的连接。与具有垂直配置的压裂轴相比，压裂轴的水平配置更靠近于地面地放置压裂连接件。因此，压裂轴可以经受由过量振动以及在压裂过程期间所经受的其他负载所引起的减少的外部弯矩。