本發(fā)明涉及油田井下工具，特別涉及一種雙封無錨定壓裂防砂投產(chǎn)工具及使用方法。

背景技術(shù)：

1、隨著疏松砂巖氣藏不斷深入開發(fā)，高泥質(zhì)、粉細(xì)砂巖氣藏開發(fā)的規(guī)模越來越大，常規(guī)氣井懸掛濾砂管、擠壓和循環(huán)礫石充填防砂工藝已不能滿足復(fù)雜氣藏開發(fā)需求。為了有效降低儲層高泥質(zhì)、粉細(xì)砂等儲層機(jī)雜對建立的近井地帶防砂擋砂屏障的堵塞以及刺壞的風(fēng)險(xiǎn)，減小儲層反復(fù)作業(yè)造成的防砂擋砂屏障的傷害，確保高泥質(zhì)、粉細(xì)砂氣井防砂后長效生產(chǎn)。以往主要采用懸掛濾砂管或擠壓礫石充填氣井防砂工藝，通過封隔器懸掛濾砂管防砂誘噴投產(chǎn)或礫石充填反洗井倒扣丟手起管柱再下生產(chǎn)管柱誘噴投產(chǎn)。主要存在的問題是：封隔器懸掛濾砂管防砂工藝對于高泥質(zhì)粉細(xì)砂氣藏投產(chǎn)后防砂篩管很快就會被沖蝕破壞或防砂篩管堵塞嚴(yán)重，導(dǎo)致頻繁作業(yè)儲層污染大、作業(yè)費(fèi)用高、產(chǎn)量影響大；礫石充填防砂工藝的處理半徑小，防砂有效期短，管柱倒扣丟手作業(yè)時(shí)間長；常規(guī)壓裂防砂工藝管柱施工完成后大部分也需要丟手起管柱再下生產(chǎn)管柱，少數(shù)不動壓裂防砂管柱結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工具內(nèi)通徑小、砂堵風(fēng)險(xiǎn)大、單封密封效果差、沖砂作業(yè)還需要打撈內(nèi)管程序復(fù)雜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種雙封無錨定壓裂防砂投產(chǎn)工具及使用方法，將壓裂防砂、反洗井、投球打壓丟手投產(chǎn)有效集成為一起，其施工工藝簡單、無錨定安全可靠，確保了壓裂充填的有效實(shí)施，還能保證不動管柱實(shí)現(xiàn)施工管柱丟手投產(chǎn)。

2、本發(fā)明提到的一種雙封無錨定壓裂防砂投產(chǎn)工具，其技術(shù)方案是：包括丟手裝置，所述丟手裝置由上接頭和外套連接組成，其中，還包括壓縮自封裝置、充填裝置、下自封裝置，所述壓縮自封裝置由懸掛套、上皮碗帽、上皮碗、壓縮缸、上可溶球組成，懸掛套的上端連接在外套上，懸掛套的外表面安裝有上皮碗帽、上皮碗、壓縮缸，所述上皮碗采用彈性橡膠或聚氨酯制成，被壓縮缸收縮在壓縮缸內(nèi)，壓縮缸由第二剪釘軸向固定在懸掛套上，上可溶球用于投入到懸掛套內(nèi)腔，與充填裝置的關(guān)門滑套束爪下部內(nèi)壁配合；

3、所述充填裝置由關(guān)門滑套束爪、充填短接、馬牙環(huán)、下可溶球、下可溶球座組成，關(guān)門滑套束爪的上壁通過第一剪釘軸向固定在懸掛套內(nèi)壁，關(guān)門滑套束爪的中下部外壁設(shè)有多個(gè)割縫，關(guān)門滑套束爪的下端設(shè)有束爪；所述充填短接有數(shù)道充填孔，充填短接的上端與懸掛套通過螺紋連接，充填短接的內(nèi)腔安裝有馬牙環(huán)和下可溶球座，充填短接的下端連接有下自封裝置，下可溶球用于與下可溶球座配合；

4、所述下自封裝置由連接套、下皮碗帽、下皮碗組成，連接套的上端和充填短接的下端連接，連接套的外表面安裝有下皮碗帽和下皮碗。

5、優(yōu)選的，上述的連接套的下端與連接接頭連接，連接接頭的下端連接反扣接頭。

6、優(yōu)選的，上述的上接頭為筒形結(jié)構(gòu)，上接頭的下部設(shè)有梯形螺紋，與外套內(nèi)表面通過梯形螺紋相連接，所述外套的內(nèi)壁與懸掛套的上端通過螺紋連接。

7、優(yōu)選的，上述的充填短接的上部設(shè)有通孔，通孔的內(nèi)端與關(guān)門滑套束爪的外壁接觸，通孔的外端位于懸掛套的下端下方，低壓含砂液沿著關(guān)門滑套束爪的多個(gè)割縫和通孔進(jìn)入到壓縮缸內(nèi)，推動壓縮缸向下移動剪斷第二剪釘。

8、優(yōu)選的，上述的關(guān)門滑套束爪包括關(guān)門滑套束爪本體、第一剪釘槽、束爪、馬牙扣和上可溶球限位錐面，所述關(guān)門滑套束爪本體為筒形結(jié)構(gòu)，在關(guān)門滑套束爪本體的外壁上部設(shè)有第一剪釘槽，在關(guān)門滑套束爪本體的中下部設(shè)有多個(gè)割縫，割縫下方的關(guān)門滑套束爪本體的內(nèi)壁設(shè)有凸出的上可溶球限位錐面，用于與上可溶球配合，在關(guān)門滑套束爪本體的下端銑成多個(gè)束爪，在束爪的下端外部設(shè)有凸出的馬牙扣。

9、優(yōu)選的，上述的第一剪釘槽通過安裝第一剪釘與懸掛套的上側(cè)配合，所述第一剪釘槽的上側(cè)設(shè)有剪釘上密封槽，在第一剪釘槽的下側(cè)設(shè)有剪釘下密封槽。

10、優(yōu)選的，上述的關(guān)門滑套束爪本體的割縫的上側(cè)設(shè)有割縫上密封槽，在割縫的下方設(shè)有割縫下密封槽。

11、優(yōu)選的，上述的上可溶球的外徑大于下可溶球的外徑，且上可溶球限位錐面的內(nèi)徑大于下可溶球的外徑。

12、本發(fā)明提到的雙封無錨定壓裂防砂投產(chǎn)工具的使用方法，包括以下過程：

13、一、將完成組裝的雙封無錨定壓裂防砂投產(chǎn)工具下接防砂管，上接油管，用油管下入到油層以上設(shè)計(jì)位置，從地面井口處向油管內(nèi)投入下可溶球到下可溶球座上，堵住砂石不讓其下沉到下端連接的防砂管內(nèi)，此時(shí)從地面井口處的油管泵入攜砂液，攜砂液從油管到雙封無錨定壓裂防砂投產(chǎn)工具內(nèi)腔，經(jīng)充填短接上的充填孔經(jīng)皮碗進(jìn)入油層，其中，皮碗順向可以過液，反向則起密封作用，能夠承受反向密封壓力，當(dāng)達(dá)到填砂設(shè)計(jì)量時(shí)停止加砂；

14、二、反洗出油管內(nèi)工具以上的多余砂石，反洗路線是反洗液從油管與套管之間的環(huán)空，經(jīng)充填短接上面的充填孔到油管再到地面；

15、三、清洗砂石干凈后，從地面井口處的油管投入上可溶球，待落到關(guān)門滑套束爪的下部的上可溶球限位錐面上，從地面井口處的油管注入液體，在較低壓力時(shí)液體從關(guān)門滑套束爪的割縫進(jìn)入充填短接上部的通孔并進(jìn)入懸掛套、壓縮缸和充填短接形成的內(nèi)腔，推動壓縮缸剪斷第二剪釘下行，將上皮碗釋放并密封套管；

16、四、從地面井口處的油管將注入的液體壓力提高，關(guān)門滑套束爪剪斷第一剪釘，并落下，關(guān)門滑套束爪將充填短接上的充填孔密封，同時(shí)關(guān)門滑套束爪下端的馬牙扣掛住馬牙環(huán)從而實(shí)現(xiàn)固定，然后，等待一段時(shí)間后，上可溶球和下可溶球可溶分解掉，生產(chǎn)通道打開，油氣井正常投產(chǎn)。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果具體如下：

18、本發(fā)明通過投下可溶球封住防砂篩管中心管通道，按照壓裂防砂施工程序進(jìn)行壓裂防砂，施工完成后反洗井，再投上可溶球，打壓釋放壓縮自封復(fù)位密封裝置，繼續(xù)打壓關(guān)門滑套束爪下行關(guān)閉壓裂填砂通道并實(shí)現(xiàn)自鎖；本發(fā)明不需上作業(yè)隊(duì)伍，其施工工藝簡單、無錨定安全可靠，而且采取多級密封；不但確保壓裂充填的有效實(shí)施，而且還能保證不動管柱實(shí)現(xiàn)施工管柱丟手投產(chǎn)；減少了儲層壓井動管柱的傷害，無錨定管柱克服了后期作業(yè)打撈難題；可有效延長氣井防砂生產(chǎn)周期，進(jìn)一步提高該類氣田開發(fā)效果。

技術(shù)特征：

1.一種雙封無錨定壓裂防砂投產(chǎn)工具，包括丟手裝置（1），所述丟手裝置（1）由上接頭（5）和外套（6）連接組成，其特征是：還包括壓縮自封裝置（2）、充填裝置（3）、下自封裝置（4），所述壓縮自封裝置（2）由懸掛套（7）、上皮碗帽（8）、上皮碗（9）、壓縮缸（10）、上可溶球（12）組成，懸掛套（7）的上端連接在外套（6）上，懸掛套（7）的外表面安裝有上皮碗帽（8）、上皮碗（9）、壓縮缸（10），所述上皮碗（9）采用彈性橡膠或聚氨酯制成，被壓縮缸（10）收縮在壓縮缸（10）內(nèi)，壓縮缸（10）由第二剪釘（25）軸向固定在懸掛套（7）上，上可溶球（12）用于投入到懸掛套（7）內(nèi)腔，與充填裝置（3）的關(guān)門滑套束爪（13）下部內(nèi)壁配合；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙封無錨定壓裂防砂投產(chǎn)工具，其特征是：所述的連接套（18）的下端與連接接頭（21）連接，連接接頭（21）的下端連接反扣接頭（22）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙封無錨定壓裂防砂投產(chǎn)工具，其特征是：所述的上接頭（5）為筒形結(jié)構(gòu)，上接頭（5）的下部設(shè)有梯形螺紋，與外套（6）內(nèi)表面通過梯形螺紋相連接，所述外套（6）的內(nèi)壁與懸掛套（7）的上端通過螺紋連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙封無錨定壓裂防砂投產(chǎn)工具，其特征是：所述的充填短接（14）的上部設(shè)有通孔（14.1），通孔（14.1）的內(nèi)端與關(guān)門滑套束爪（13）的外壁接觸，通孔（14.1）的外端位于懸掛套（7）的下端下方，低壓含砂液沿著關(guān)門滑套束爪（13）的多個(gè)割縫（11）和通孔（14.1）進(jìn)入到壓縮缸（10）內(nèi)，推動壓縮缸（10）向下移動剪斷第二剪釘（25）。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙封無錨定壓裂防砂投產(chǎn)工具，其特征是：所述的關(guān)門滑套束爪（13）包括關(guān)門滑套束爪本體（13.1）、第一剪釘槽（13.3）、束爪（13.7）、馬牙扣（13.8）和上可溶球限位錐面（13.9），所述關(guān)門滑套束爪本體（13.1）為筒形結(jié)構(gòu)，在關(guān)門滑套束爪本體（13.1）的外壁上部設(shè)有第一剪釘槽（13.3），在關(guān)門滑套束爪本體（13.1）的中下部設(shè)有多個(gè)割縫（11），割縫（11）下方的關(guān)門滑套束爪本體（13.1）的內(nèi)壁設(shè)有凸出的上可溶球限位錐面（13.9），用于與上可溶球（12）配合，在關(guān)門滑套束爪本體（13.1）的下端銑成多個(gè)束爪（13.7），在束爪（13.7）的下端外部設(shè)有凸出的馬牙扣（13.8）。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙封無錨定壓裂防砂投產(chǎn)工具，其特征是：所述的第一剪釘槽（13.3）通過安裝第一剪釘（24）與懸掛套（7）的上側(cè)配合，所述第一剪釘槽（13.3）的上側(cè)設(shè)有剪釘上密封槽（13.2），在第一剪釘槽（13.3）的下側(cè)設(shè)有剪釘下密封槽（13.4）。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙封無錨定壓裂防砂投產(chǎn)工具，其特征是：所述的關(guān)門滑套束爪本體（13.1）的割縫（11）的上側(cè)設(shè)有割縫上密封槽（13.5），在割縫（11）的下方設(shè)有割縫下密封槽（13.6）。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙封無錨定壓裂防砂投產(chǎn)工具，其特征是：所述的上可溶球（12）的外徑大于下可溶球（16）的外徑，且上可溶球限位錐面（13.9）的內(nèi)徑大于下可溶球（16）的外徑。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的雙封無錨定壓裂防砂投產(chǎn)工具的使用方法，其特征是：包括以下過程：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及油田井下工具技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙封無錨定壓裂防砂投產(chǎn)工具及使用方法。其技術(shù)方案是：壓縮自封裝置的懸掛套的上端連接在外套上，外表面安裝有上皮碗帽、上皮碗、壓縮缸，上皮碗被壓縮缸收縮在壓縮缸內(nèi)，壓縮缸由第二剪釘固定在懸掛套上；充填裝置的關(guān)門滑套束爪的上壁通過第一剪釘軸向固定在懸掛套內(nèi)壁，關(guān)門滑套束爪的中下部外壁設(shè)有多個(gè)割縫，關(guān)門滑套束爪的下端設(shè)有束爪；充填短接有數(shù)道充填孔，充填短接的上端與懸掛套連接，充填短接的內(nèi)腔安裝有馬牙環(huán)和下可溶球座。有益效果是：施工工藝簡單，無錨定安全可靠，而且采取多級密封；不但確保壓裂充填的有效實(shí)施，而且還能保證不動管柱實(shí)現(xiàn)施工管柱丟手投產(chǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：王志遵,常迪,謝金川,楊偉,吳建平,王洋,呂清華,朱心軍,于佃民,王威揚(yáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東營明德石油科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15