[发明专利]投球式压裂滑套和压裂管柱

说明书

本发明涉及一种投球式压裂滑套和压裂管柱。该投球式压裂滑套包括外管，在外管上设置有第一压裂孔。内套，在内套上设置有第二压裂孔。在外管的内壁上在第一压裂孔的上游构造有沿轴向间隔分布的多个内槽，与多个内槽中的任一个形成接合的中空的变级体。在外管的内壁的处于内套下游的区域构造有一个球座槽，在球座槽内设置有弹性球座。根据本发明的投球式压裂滑套，能够使用同一规格的憋压球打开多级滑套，使得压裂级数不受限制憋压球和球座尺寸的限制。

技术领域

本发明涉及石油勘探开发领域，特别涉及一种投球式压裂滑套。本发明还涉及由多个这种压裂滑套串联在一起形成的压裂管柱。

背景技术

随着油气田勘探开发的深入，低渗、特低渗致密油气田大量被发现和开发。在这种油气田的开发中，分段压裂开采过程中非常重要的过程，并且为了广泛开采，压裂级数呈现大幅度增长态势。

通常的分段压裂方法是投球式滑套分段压裂，该方法通过投球式滑套压裂装置、裸眼封隔器、憋压球等工具来实现，其中投球式滑套压裂装置是该分段压裂的核心装置之一。目前，投球式滑套分段压裂的实施方法为从井口投入逐级投入不同尺寸的憋压球，当憋压球落入到滑套的球座位置后，打开相应的滑套并对该层进行压裂施工，最终实现多段压裂。

投球式滑套分段压裂技术成熟，设备也较为简单，因此应用很广泛。但是，在这种投球式滑套分段压裂技术中，球座和憋压球设计为从井底至井口，直径必须从小到大满足一定的级差，以使得每一级憋压球仅能打开一级滑套，进行一级压裂。由此，分段压裂段数及施工规模会因球座直径的受限而大幅受限。

因此，急需一种能够用于压裂级数不受憋压球和球座尺寸限制的压裂装置。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种投球式压裂滑套。根据本发明的投球式压裂滑套，能够使用同一规格的憋压球打开多级滑套，使得压裂级数不受限制憋压球和球座尺寸的限制。另外，本发明还提出了包括这种投球式压裂滑套的压裂管柱。

根据本发明的第一方面的投球式压裂滑套，包括，外管，在外管上设置有第一压裂孔，在外管的内壁上在第一压裂孔的上游构造有沿轴向间隔分布的多个内槽，与多个内槽中的任一个形成接合的中空的变级体，变级体能被推动向下游运动并与下游相邻的内槽形成接合，能滑动地设置在外管内的内套，内套通过剪钉与外管相连，在内套上设置有能与第一压裂孔对齐的第二压裂孔，在内套与外管相重叠区域内存在有至少一个内槽，在外管的内壁的处于内套下游的区域构造有一个球座槽，在球座槽内设置有弹性球座，在弹性球座被推动到球座槽之外后直径会变小。投球式压裂滑套构造为，变级体与一个内槽接合并且在变级体与内套之间存在有至少一个内槽，所投入的每个憋压球能在压力下穿过变级体、内套和弹性球座的同时推动变级体向下游运动，当变级体与内套相接触后，剪钉被剪断，憋压球推动变级体和内套向下游运动，在第二压裂孔与第一压裂孔对齐后，弹性球座被内套推动到球座槽之外，憋压球坐入直径变小的弹性球座内，建立压裂通道。

根据本发明的投球式压裂滑套，在外管的内壁上设置多个内槽并且安装变级体，使得在压裂通道建立之前，多个相同规格憋压球都能够穿过变级体、内套和弹性球座，并且仅在建立压裂通道之后才封住滑套。由此，在使用本发明的投球式压裂滑套进行压裂时，压裂级数就不受限制憋压球和球座尺寸的限制。

在一个实施例中，变级体包括安装在外管内的一个移动套，在移动套上沿轴向设置有两排通孔，在两排通孔内活动式安装有挡块，并且在任一位置仅一排的挡块与一个内槽接合，以使得变级体能与一个内槽接合。当挡块与内槽接合时，挡块径向向外凸出以使憋压球穿过；当挡块移出内槽时，挡块径向向里凸出以使憋压球与挡块坐接而推动变级体向下游运动。在这种结构中，移动套整体式带动两排挡块运动，确保了挡块与内槽的接合方式。优选地，每排挡块包括沿变级体的周向均匀布置的至少三个挡块，以稳定支撑憋压球。