[发明专利]多级井隔离和断裂

说明书

技术领域

本发明涉及用于多级、水平井的隔离和压裂的设备。

发明背景

在石油和天然气井的生产中的面临的一个重要挑战是取出锁定在岩层不容易流动的烃，在这种情况下，岩层的处理或刺激有必要压裂岩层并为烃通到井眼提供通道，从那里可以将它们带到地面并生产。

通过水平井眼对岩层压裂通常是指通过套管或井眼的裸眼部分泵送刺激液到岩层以压裂岩层并从中生产烃。

在许多情况下，多部分岩层希望同时或阶段性压裂。用于多级压裂岩层管柱通常包括由一个或者多个封隔器分隔的一个或者多个压裂工具。

在某些情况下，压裂系统部署在套管井眼中，在这种情况下，在系统内的注水泥部分设置穿孔允许刺激液通过压裂工具及多孔水泥套管刺激远处的岩层。另外一种情况，以无套管、裸眼的方式进行压裂。

在多级压裂的情况下，多压裂阀工具按连续顺序用于压裂岩层部分，通常开始于井眼的趾端并逐渐移向钻井眼的跟部端。

在本领域中已经形成很多配置来压裂多级岩层，然而，在多级压裂岩层中仍然需要能确保岩层从钻井眼的趾端到跟端的刺激，同时构 造简单，尺寸小，效率高的压裂阀系统。

发明概要

提供了一种用于井隔离和刺激管柱激活工具，激活工具具有一个用于接收布置在下管柱的圆珠固定座，固定内体，固定外体和位于固定内体和固定外体之间的移动套筒及套筒通过圆珠对座的力从打开位置到关闭位置可移动。

也提供了第一级压裂阀工具，所述第一级压裂阀工具包括固定主体和在关闭位置和打开位置之间可移动的内部活塞。

还提供了一个单独工具，包括浮鞋，激活工具，包括用于接收布置在下管柱的圆珠的固定座，固定内体，固定外体，及位于固定内体和固定外体之间的移动套筒及套筒通过圆珠对座的力从打开位置到关闭位置可移动及与浮鞋集成设置，和第一级压裂阀工具，包括固定主体和在关闭位置和打开位置之间可移动的内部活塞，及与激活工具集成设置。

还提供套管孔封隔器，具有集成设置工具。

附图简述

图1一种符合本发明工具的水平井示意图；

图2是本发明的激活工具在不同级别使用时的一个实施例的剖视图；

图3是本发明的第一级压裂阀在不同级别使用时的一个实施例的剖视图；

图4是本发明的套管孔封隔器的一个实施例的剖视图；

图5是本发明的套管孔封隔器的一个实施例的剖视图；示出了第 一布置方式。

图6是本发明的套管孔封隔器的一个实施例的剖视图；示出了套爪型存锁器密封组件。

图7是可被布置在套管柱上的套管孔封隔器的剖视图；

图8是本发明的套孔锚定中心的一个实施例的剖视图；及

图9是在一个井中钻双水平衬套的示意图。

具体实施方式

提供一系列工具来改善存在的水平隔离和断裂工具，通过提供增加在安装过程中的安全性，降低钻井时间和部署工具更大的可靠性至井眼水平截面的末端。

结合细长外直径和短长度，本工具省去了处理短节的需要，从而减少了衬套的刚性。这些特征允许更大的自由度，减小外部直径的工具管柱，以使更容易部署在钻井眼中。

本发明包括一系列工具策略性地沿衬套设置并部署在井眼的开口裸孔部分里。该工具提供了隔离不同级水平井眼的手段。隔离各级后，刺激液可从表面并通过按顺序打开的阀工具泵送至多级压裂岩层。

参考图1，在部署的一个优选方法中，本发明工具系统包括一个套管孔封隔器500锚定至衬套并在套管柱和裸孔之间形成密封。一个浮鞋或导向器50在衬套趾端运行。激活工具100位于离导向鞋50预定距离的位置。接下来是第一级压裂阀工具200，然后一个系列包括一个裸孔封隔器300，交替一个或多个后续级别压裂阀工具400。对于本领域技术人员可以理解的是图1仅仅是代表了工具管状压裂管柱的一个例子，在不脱离本发明范围的情况下可以增加、省去和替代 来解释柱及其组件。

浮鞋50优选设置有具有折翼覆盖的开口端。开口端允许衬套压力至少在某种程度上与岩层压力均衡而折翼防止岩层液体进入所述衬套。

对于本领域技术人员可以理解的是本领域中已知的任何浮鞋或类似设备在不脱离本发明的范围的情况下，可以用于本发明的工具。