[发明专利]压裂工具及分段压裂管柱

说明书

技术领域

本发明涉及油田压裂技术领域，尤其是用于油田压裂的压裂工具及分段压裂管柱。

背景技术

分段压裂改造是实现低渗透、致密油气藏有效动用的重要技术之一，具有压裂层段针对性强，压裂过程连续的特点。特别是老井的重复压裂，采用分段压裂管柱分段改造是唯一的技术手段。分段压裂管柱中的封隔器是分段压裂改造技术的核心，要满足封得住、起得出的基本要求。压裂封隔器主要有两大类型，一是扩张式封隔器，另一种是压缩式封隔器。

以扩张式封隔器为基础组成的压裂管柱，采用上提管柱封隔器分段压裂技术，压完一段后，上提再压另一段，主要存在的问题是，每次上提管柱要动井口，效率低，风险大；以压缩式封隔器组成的压裂管柱，采用机械隔离可逐级解封的分层压裂技术，在压裂完成后，上提管柱解封，主要存在问题是解封困难，主要原因是封隔器解封时要几吨的负荷，如果胶筒上沉砂(几乎肯定存在)，解封负荷会更大，往往造成封隔器解封了，管柱起不出来。

发明内容

本发明的目的是提供一种压裂工具及分段压裂管柱，其坐封可靠，能在压裂完成后自动解封，压裂完成后只需上提一次管柱。

为达到上述目的，本发明提出第一种压裂工具，其包括闭式扩张式自解封封隔器和连接在所述闭式扩张式自解封封隔器下方的喷砂器，所述压裂工具具有轴向贯通的内腔；所述闭式扩张式自解封封隔器包括：第一筒体，其外侧壁上凹设有环形凹槽，且其侧壁内开设有至少一个与所述环形凹槽连通且位于所述环形凹槽下方的安装孔，所述第一筒体的内侧壁上凹设有与所述安装孔连通的液流孔；胶筒，嵌设在所述环形凹槽内，且封闭所述环形凹槽的槽口，所述胶筒能在流体从所述液流孔经由所述安装孔流入所述环形凹槽后径向扩张，并能在所述环形凹槽中的流体经由所述安装孔从所述液流孔流出后收回；液流开关，安装在所述安装孔内，通过所述液流开关控制所述液流孔与所述环形凹槽之间的连通和断开；第一内滑套，能轴向滑动地套设在所述第一筒体内侧，并能通过轴向滑动封堵或打开所述液流孔。

如上所述的压裂工具，其中，所述第一筒体包括：第一上接头，所述第一上接头的外侧壁上具有环形台阶；第一套筒，其上端套接在所述第一上接头的下端外侧，所述安装孔开设在所述第一套筒顶端的侧壁内，所述液流孔凹设于所述第一套筒的内侧壁上，所述第一内滑套套设在所述第一套筒的内侧；第二套筒，套接在所述第一套筒外，所述第二套筒的顶端与所述第一上接头的环形台阶之间围成所述环形凹槽，所述第二套筒顶端的内侧壁与所述第一上接头的外侧壁之间形成液流通道，所述安装孔通过所述液流通道与所述环形凹槽连通。

如上所述的压裂工具，其中，所述液流开关包括控制流体从所述液流孔向所述环形凹槽单向流动的单向阀、以及由可溶解材料制成的溶解阀，所述安装孔为两个以上，且所述单向阀和所述溶解阀分别设于不同的所述安装孔内，所述溶解阀能在溶解前阻止所述环形凹槽内的流体流出，并能在溶解后允许所述环形凹槽内的流体经由所述溶解阀所在的所述安装孔从所述液流孔流出。

如上所述的压裂工具，其中，所述溶解阀为由可溶解材料制成的单向阀结构或由可溶解材料制成且能堵塞所述安装孔的柱状封堵件。

如上所述的压裂工具，其中，所述液流开关为由可溶解材料制成的单向阀结构，所述液流开关能在溶解前控制流体从所述液流孔向所述环形凹槽单向流动，并能在溶解后允许所述环形凹槽内的流体经由所述安装孔从所述液流孔流出。

如上所述的压裂工具，其中，所述喷砂器为套管保护喷砂器，所述喷砂器包括：第二筒体，其侧壁上贯穿有通孔；喷嘴，穿设连接在所述通孔内，所述喷嘴由易磨损材料制成；第二内滑套，能轴向滑动地套设在所述第二筒体内侧，并能通过轴向滑动封堵或打开所述喷嘴。

如上所述的压裂工具，其中，所述喷砂器还包括保护环，所述保护环穿设连接在所述通孔内，并套接在所述喷嘴外，所述保护环由耐磨材料制成。

如上所述的压裂工具，其中，所述第二筒体包括第二上接头和连接在所述第二上接头下方的第二下接头，所述通孔开设在所述第二上接头的侧壁上，所述第二下接头的内侧壁上凸设有能对所述第二内滑套限位的环形凸台，在所述第二内滑套滑动至顶抵所述环形凸台的状态下，所述第二内滑套位于所述喷嘴下方。