[发明专利]无节流多级分层压裂管柱及多级分层压裂施工方法

权利要求书

1.一种无节流多级分层压裂管柱，其特征在于，包括自下而上依次通过油管连接的喇叭口、第一无节流自助解封封隔器、第一级无节流喷砂滑套、第二无节流自助解封封隔器、第二级无节流喷砂滑套、…、第N无节流自助解封封隔器、第N级无节流喷砂滑套、第N+1无节流自助解封封隔器、防砂水力锚和液压安全接头；其中，

每个无节流喷砂滑套均由无节流内滑套(13)、喷砂滑套主体(14)和可溶球(15)构成；无节流内滑套(13)包括外筒和内筒，内筒的轴向长度小于外筒的轴向长度，且内筒以存在间隙的方式套装并设置在外筒底端内侧，内筒与外筒之间通过连接部连接为一体；喷砂滑套主体(14)为筒体结构，其上部侧壁上沿圆周方向均布开设有多个喷砂孔，其下部内壁凸起并形成有一圈第二限位台阶；可溶球(15)的直径与内筒的内径相适应以有效封堵内筒；无节流内滑套(13)通过沿圆周方向均部设置的多个剪切销钉(11)套装并固定在喷砂滑套主体(14)的内侧，并封闭喷砂滑套主体(14)上开设的各喷砂孔；无节流内滑套(13)顶面至喷砂孔下侧孔壁的轴向长度小于或等于无节流内滑套(13)底面至第二限位台阶上端面的轴向长度；内筒的外径略小于限位台阶处的内径；

各级无节流喷砂滑套的无节流内滑套的外筒内径相同、内筒的壁厚相同，而内筒的内径自下而上逐级增大。

2.根据权利要求1所述的无节流多级分层压裂管柱，其特征在于，连接部为一径向截面为扇形的柱形体，其轴向长度与内筒的轴向长度一致；连接部的径向截面面积为外筒与内筒之间所形成的环空通道的径向截面面积的1/4。

3.根据权利要求1所述的无节流多级分层压裂管柱，其特征在于，喷砂孔为轴向长孔，且全部喷砂孔的总过流面积为油管过流面积的1.5倍。

4.根据权利要求1所述的无节流多级分层压裂管柱，其特征在于，在无节流内滑套(13)的外筒外壁上且位于喷砂孔两侧各设置有至少两组O形密封圈。

5.一种采用如权利要求1～4任一项所述的无节流多级分层压裂管柱实现的多级分层压裂施工方法，其特征在于，步骤如下：

S1、根据油气井内储层情况，组装无节流多级分层压裂管柱并下入生产套管内，使除油气井内最底层储层段外，每个储层段的位置分别与每一级无节流喷砂滑套的喷砂孔一一对应，喇叭口设置于最底层储层段的上方；

S2、打开套管阀门，向油管内正替前置液后，关闭套管阀门；其中，前置液的用量与油管的内容积一致，排量≤0.5m³/min；

S3、向油管内加压，密封油管和生产套管之间的环形空间，使无节流自助解封封隔器完成初封；继续提高油管内液体压力，使封隔器的密封胶筒达到最佳压缩效果，封隔器坐封完成；与此同时，无节流自助解封封隔器的解封机构与井内液体接触并开始溶解；

S4、向油管和生产套管之间的环形空间内打平衡压力，通过喇叭口对第一储层段，即最底层储层段进行压裂施工；

S5、第一储层段压裂施工结束后，通过井口的投球旋塞阀向压裂管柱中投入与第一级无节流喷砂滑套对应尺寸的可溶球，憋压剪断剪切销钉，第一储层段被封堵的同时，露出喷砂孔形成压裂通道，对第二层储层段进行压裂施工；

S6、应用与步骤S5相同的施工方法，自下而上依次完成剩余储层段的压裂施工；

S7、全部储层段压裂施工结束后，减小油管内液体压力，使无节流自助解封封隔器的胶筒在自身的回弹力和弹簧的自助解封力双作用下快速解封，或待解封机构溶解后得到解封，起出无节流多级分层压裂管柱。