一种连续油管底封拖动压裂工具的制作方法

本技术涉及油气储层压裂改造，特别涉及一种连续油管底封拖动压裂工艺及工具。

背景技术：

1、我国石油、天然气勘探开发逐渐向致密砂岩气、页岩油气等非常规油气藏领域深入，且存在多个产层，更多的为薄储层，提高单井产量成为目前开发的首要目标。多级压裂技术作为一种有针对性的压裂技术成为致密砂岩气藏、页岩气藏增产措施的有效手段。

2、目前国内外较新的分段压裂工艺，如体积压裂法，在压裂过程中采用大排量、大砂量、大液量、低砂比的注入方式使储层产生裂缝，但该工艺技术施工成本高，并不适用于薄储油气藏的开发。如连续油管喷射分段压裂法，从连续油管加砂喷砂射孔后，套管环空加砂压裂。压裂完一段后，在套管内留置一段砂塞作为隔离，拖动管柱到下一段进行喷砂射孔及压裂施工。这种方法弊端是砂塞作为分段隔离，需要较长的水平段，压裂完成后需要用连续油管将砂塞冲洗出井筒。该工艺存在着施工周期较长，压裂液返排不及时污染油层，填砂需要较长水平段，砂塞冲洗困难等问题。也不适用于薄储油气藏的开发。如油管拖动压裂法，压裂完一段后需进行起油管，起油管时需要开井口，会造成地层出砂，如果进行放喷压力，直到地层压力为零，造成施工周期长，效率低。

3、连续油管底封拖动压裂工具多以串接组合形式进行施工，因此各工具之间的可靠连接以及各工具自身结构性能是保证施工效率的前提。实践中，现有的连续油管底封拖动压裂工具主要存在的问题包括：外卡瓦接头与连续油管咬合不牢，连接性能不可靠；扶正器扶正效果不佳，使用寿命短；喷枪不具备防反溅功能，喷枪易冲蚀甚至发生断裂等风险，喷嘴射流效果差，射孔效率低；底部封隔器的悬挂性能不足，胶筒使用寿命短。

4、因此，提出一种结构优化的连续油管底封拖动压裂工具，是提高施工效率、降低施工成本、减少对储层污染的技术保障。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种连续油管底封拖动压裂工具,所述工具结构可满足致密砂岩储层、页岩油气储层的多级压裂和薄层分层压裂的需求。

2、为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：

3、一种连续油管底封拖动压裂工具，包括通井刮管工具串和压裂工具串，其特殊之处在于：

4、所述通井刮管工具串包括依序连接的外卡瓦接头、机械液压双作用丢手、扶正器、通径规、刮管器和引鞋；

5、所述压裂工具串包括依序连接的外卡瓦接头、机械液压双作用丢手、扶正器、防反溅喷枪、平衡阀、底部封隔器、接箍定位器和引鞋。

6、所述外卡瓦接头包括卡瓦外套、卡瓦一、隔环、下接头、顶丝及密封件，所述卡瓦置于卡瓦外套内，二者之间通过锥面接触配合，卡瓦外套与下接头之间螺纹连接，隔环安装在卡瓦外套内的卡瓦一与下接头之间；顶丝安装于卡瓦外套外圆周开设的顶丝螺纹孔内；密封件置于下接头的内壁凹槽内；所述卡瓦外套的内孔处包含光滑的锥面，所述锥面的半锥角的角度范围为2-7.5°；所述卡瓦一内部齿形为锯齿状，所述锯齿状的齿形参数包含：齿形角β、齿形角θ、齿间距δ，所述锯齿状齿形角β范围60-90°、齿形角θ范围0-30°、齿间距δ范围2-4mm。

7、所述机械液压双作用丢手包括由剪钉连接在一起的丢手上主体和丢手下主体；所述丢手下主体包含表面光滑的喇叭口状过渡面，过渡面表面粗糙度ra≤1.6，丢手上主体与丢手下主体之间设置有防转槽，丢手下主体内部包含一用于丢手后打捞的打捞槽；所述喇叭口状过渡面半锥角的角度范围为20-45°。

8、所述扶正器包括扶正器主体及均布在扶正器主体外周的若干扶正条，所述扶正条宽度为10-30mm，长度为80-150mm；所述扶正条外周喷涂有厚度为0.1-0.5mm、硬度不小于hrc60的硬质合金涂层或碳化钨涂层。

9、所述刮管器包括刮管器主体及设置于刮管器主体两端的刮削块，所述刮管器主体与刮削块间装有复位弹簧，所述刮削块外表面设置有多道凹槽。

10、所述引鞋一端为连接螺纹，用以与上部工具连接；另一端为具备良好引导性的球状半圆面，所述引鞋中心轴线处为两端贯穿的通孔，用于循环工作液。

11、所述防反溅喷枪包括喷枪本体、外保护壳、喷嘴、固定环和紧定螺钉；所述外保护壳通过固定环和紧定螺钉套装在喷枪本体上，喷嘴安装于喷枪本体和外保护壳对位重合的安装孔内，所述外保护壳内孔处设置有角度范围为15-45°的引入角，固定环套接于喷枪本体且位于外保护壳末端，紧定螺钉贯穿固定环的紧定螺钉孔安装于喷枪本体上；

12、所述喷嘴包含喷射流道、连接螺纹和喷嘴盖板，所述喷射流道包含射流圆柱段、过渡圆锥段和底部圆弧段，所述喷射流道形状是一种等变速流道，可减少流道动能损失；所述喷射流道的过渡圆锥段收缩角范围为5-25°，所述喷射流道底部圆弧段半径范围r2-5mm，所述喷嘴盖板圆周直径大于连接螺纹直径，可以减少反溅对连接螺纹的冲蚀；

13、所述平衡阀包括上接头、挡板、球、连接套、外筒、循环密封头、密封环、密封轴、转接头。所述上接头与上部工具连接，下部与循环密封头通过螺纹形式连接。所述上接头内部设置有光滑喇叭口状过渡面，过渡面表面粗糙度ra≤1.6，所述喇叭口状过渡面半锥角的角度范围为20-45°，喇叭口状过渡面与球的外表面接触可起到密封效果。所述上接头内部设置有挡板、球。所述挡板与上接头内部喇叭口状过渡面共同作用，用于限制球在上接头内的移动距离。所述密封环套入密封轴外侧，通过密封环将密封轴与外筒件间形成密封。所述密封轴与循环密封头下端，通过螺纹形成连接。所述循环密封头、密封环、密封轴均在外筒内部，在上接头的带动下，可相对于外筒进行轴向移动。所述连接套与外筒上端通过螺纹形式连接，可用于限制上接头的轴向无限移动。所述转接头上端与外筒下端通过螺纹形式连接，转接头下端与下部工具连接。

14、所述底部封隔器包括中心管、挡环、胶筒、锥体、卡瓦二、卡瓦环、弹簧二、卡瓦座、换向环、换向销、卡瓦套、连接筒、限位套、摩擦块、拱形弹簧片、摩擦块座、摩擦块套。所述中心管内部设置有上下贯通的通孔，所述中心管外侧中部设置有y型长短槽，所述y型长短槽沿外周交替布置，所述换向销在y型长短槽内沿轴向上下滑动，所述中心管两端均设置有螺纹，上端螺纹用于连接其他上部工具，下端螺纹用于连接限位套，所述限位套用于限制中心管在轴线上的相对无限移动。所述胶筒为可压缩膨胀的橡胶材质，所述胶筒外部包含有环形凹陷的三角形沟槽，所述三角形沟槽数量不少于两道，便于胶筒压缩时按既定三角形沟槽处变形，所述胶筒的内部设置有弹簧二，所述弹簧二设置在胶筒端部外周，用于保护胶筒。所述胶筒的两端分别为挡环和锥体，所述挡环、锥体与胶筒接触的平面外周设置有圆角，所述圆角半径范围一般为r2-5mm，当胶筒压缩膨胀时，用于保护胶筒。所述卡瓦二外周上部设置有多个锯齿状卡瓦牙，所述卡瓦牙处硬度较套管硬度高，硬度不低于hrc48，所述卡瓦牙上部为大引入斜面，引入斜面与轴线间的夹角范围15-30°。所述卡瓦二外周中部设置有凹槽，所述凹槽通过卡瓦环用于限制卡瓦二与卡瓦座间的相对移动。所述卡瓦二内部下部设置有4个盲孔，用于安装弹簧二，自由状态下，在弹簧二的作用下使卡瓦二的上部锯齿状卡瓦牙处于向轴线聚拢状态。所述摩擦块座圆周设置有均布的3-6条沿轴线方向内凹陷的槽，所述凹槽用于安装卡瓦二及拱形弹簧片。所述凹槽俯视看呈中字结构，其中部槽宽大于上下两端部槽宽。所述换向环圆周上设置有不少于2个的均布螺纹孔，所述螺纹孔内安装有换向销，所述换向销的长度大于换向环的厚度，所述换向销可沿中心管y型长短槽滑动。所述摩擦块外圆周面上喷涂有硬质合金涂层或碳化钨涂层，所述涂层厚度为0.2-0.6mm，所述涂层硬度不小于hrc60。所述摩擦块外圆周面上设置有多道沿周向贯通的凹槽。所述摩擦块内部设置有向内凹陷的矩形槽，所述向内凹陷的矩形槽内安装有拱形弹簧片。

15、所述接箍定位器包括定位器主体、卡爪、拱形弹簧片、卡瓦套二。卡爪及拱形弹簧片安装在定位器主体圆周均布的凹槽内，所述卡爪外周凸起处上下两斜面与轴线的夹角不同，所述上斜面与轴线的锐夹角一大于下斜面与轴线的锐夹角二；所述锐夹角一的角度范围为50-65°，所述锐夹角二的角度范围为25-40°；所述卡爪外周凸起处包括上下两斜面上喷涂有硬质合金涂层或碳化钨涂层，所述涂层厚度为0.2-0.6mm，所述涂层硬度不小于hrc60。所述卡爪内部设置有向内凹陷的矩形槽，所述向内凹陷的矩形槽内安装有拱形弹簧片。所述卡瓦套通过螺纹方式安装在主体外圆处，用于限制卡爪。

16、与现有的技术相比，本实用新型的连续油管底封拖动压裂工具可以实现一趟管柱多级射孔及压裂，可实现带压作业，施工过程不间断射孔、压裂作业，施工效率高，且安全。连续油管内加携砂液通过防反溅喷枪进行射孔，环空大排量加砂进行压裂，底部封隔器坐封稳定可靠，解封转层快速，压裂后实现了快速返排，对储层的污染少。