[发明专利]裸眼水平井分段压裂完井一体化管柱系统及压裂工艺方法

权利要求书

1.裸眼水平井分段压裂完井一体化管柱系统，其特征在于：

所述一体化管柱系统包括井口装置(1)、投捕球工具、套管(3)、油管柱(4)以及分段压裂管柱串；所述井口装置(1)和投捕球工具设置在水平井口；所述油管柱(4)设置在所述套管(3)内且所述分段压裂管柱串与所述油管柱(4)的下端连接；

所述分段压裂管柱串设置在裸眼井段(9)内；其包括悬挂尾管(7)和至少10组分段压裂组合件；各组所述分段压裂组合件沿所述裸眼井段(9)方向间隔布置在所述悬挂尾管(7)上；每组所述分段压裂组合件包括裸眼密封封隔器、液压扶正器和压裂滑套；所述悬挂尾管(7)的一端与所述油管柱(4)下端口连接；

所述一体化管柱系统通过液压和投球对所述裸眼井段(9)逐级压裂，即通过所述井口装置(1)和投捕球工具对至少10组分段压裂组合件进行压裂，完成裸眼密封封隔器坐封、压裂滑套开启并实现各个封隔层段的压裂改造和球的投放和捕获回收。

2.根据权利要求l所述的裸眼水平井分段压裂完井一体化管柱系统，其特征在于：

所述分段压裂管柱串还包括一对裸眼锚定封隔器和压差式压裂滑套(19)；一对所述裸眼锚定封隔器锚定于所述分段压裂管柱串两端，并坐封于在所述悬挂尾管(7)与裸眼井段(9)之间；即所述各组分段压裂组合件设置在所述一对裸眼锚定封隔器之间；

所述压差式压裂滑套(19)设置在所述裸眼井段(9)的趾端，即设置在水平井末端一级的压裂段中。

3.根据权利要求1或2所述的裸眼水平井分段压裂完井一体化管柱系统，其特征在于：

所述分段压裂管柱串从所述裸眼井段(9)开始至趾端依次设置有所述裸眼锚定封隔器，至少10组分段压裂组合件和末端的所述裸眼锚定封隔器；各组所述分段压裂组合件中包括所述裸眼密封封隔器、液压扶正器以及投球可钻压裂滑套；所述液压扶正器用于扶正管柱，确保管柱有效居中，提高封隔器密封效果；各个所述投球可钻压裂滑套根据所述投捕球工具中投放的各尺寸憋压球打开各级滑套。

4.根据权利要求2所述的裸眼水平井分段压裂完井一体化管柱系统，其特征在于：

所述压差式压裂滑套(19)为双活塞液压开关，包括一对活塞，所述一对活塞为压缩弹簧式活塞，所述双活塞液压开关设置在所述悬挂尾管(7)上，所述悬挂尾管(7)上设置喷砂口，一对所述活塞沿管线对称设置在悬挂尾管(7)外表面上；一对所述活塞通过剪钉固定在所述悬挂尾管(7)上；一对所述活塞用于开关所述喷砂口；通过给所述悬挂尾管(7)加压，使双活塞液压开关内外的压力差作用在活塞上形成压力，剪断剪钉，并推动一对所述活塞向两端移动，当所述活塞分别移动至某一位置时，所述喷砂口打开，即过流通道开启，保持通道的持续开启，为压裂液或液体提供流动通道。

5.根据权利要求l所述的裸眼水平井分段压裂完井一体化管柱系统，其特征在于：

所述投捕球工具包括投球工具和捕球工具，所述投球工具通过所述井口装置(1)上的闸门，把球投入井内压裂管柱内，管线中的压裂液体把球送入压裂滑套的球座中，通过打液压方式打开该压裂滑套进行压裂施工；

所述捕球工具当压裂施工完成后进行返排，井内的球随着井内液体返排出地面进入地面返排管线中，在地面管线末端连接一段带丝堵的筛管，防止由于返排液体压力高，造成随液体返出地面的球对人和物的伤害，返排结束后，将所述筛管拆卸下来，把球取出回收。

6.根据权利要求l所述的裸眼水平井分段压裂完井一体化管柱系统，其特征在于：

所述一体化管柱系统还包括密封元件(5)、尾管悬挂封隔器(6)；所述密封元件(5)坐封在所述油管柱(4)与悬挂尾管(7)之间；所述密封元件(5)外表面的长度方向上间隔设置有至少20个密封圈；

所述尾管悬挂封隔器(6)坐封在所述悬挂尾管(7)与套管(3)之间。

7.根据权利要求1或2所述的裸眼水平井分段压裂完井一体化管柱系统，其特征在于：

所述管柱系统还包括洗井开关(23)以及带孔导向器(24)；

所述带孔导向器(24)的外表面为光滑球形，其设置在所述悬挂尾管(7)的末端端口处；

所述洗井开关(23)设置在所述带孔导向器(24)内侧，并设置在所述悬挂尾管(7)中，所述洗井开关(23)一端与所述分段压裂管柱串相连通，另一端与所述带孔导向器(24)相连通。