CN210798899U

CN210798899U - 一种页岩气水平井高压泵送桥塞装置

Info

Publication number: CN210798899U
Application number: CN201920934986.8U
Authority: CN
Inventors: 龚起雨; 宋全友; 韩家新; 陈良华; 张相权; 蒋成白; 林田兴; 陈卫东; 石陈梅; 李炜; 李强; 蒋嫚
Original assignee: Sinopec Oilfield Service Corp; Sinopec Jianghan Petroleum Engineering Co Ltd; Downhole Testing Co of Sinopec Jianghan Petroleum Engineering Co Ltd
Current assignee: China Petrochemical Corp; Sinopec Oilfield Service Corp; Sinopec Jianghan Petroleum Engineering Co Ltd; Downhole Testing Co of Sinopec Jianghan Petroleum Engineering Co Ltd
Priority date: 2019-06-20
Filing date: 2019-06-20
Publication date: 2020-06-19
Anticipated expiration: 2029-06-20

Abstract

本实用新型涉及一种页岩气水平井高压泵送桥塞装置，包括井筒、井口机构、井口桥塞封装机构、桥塞泵送机构以及压裂液泵送机构，井口机构和所述井口桥塞封装机构分别连接所述井筒的两端，桥塞泵送机构和所述压裂液泵送机构均管路连接所述井筒。由于页岩气水平井高压泵送桥塞装置的桥塞泵送机构和压裂液泵送机构分开设置，其可以实现桥塞泵送机构和压裂液泵送机构的独立控制，互不干扰，可以在所述页岩气水平井高压泵送桥塞装置工作期间对所述桥塞泵送机构进行维修等；而且，泄压组件，不仅可以确保井口机构等正常启动，避免该装置的非正常破坏，还可以确保井口机构等工作的可靠性。

Description

一种页岩气水平井高压泵送桥塞装置

技术领域

本实用新型涉及页岩气水平井工程技术领域，更具体地说，涉及一种页岩气水平井高压泵送桥塞装置。

背景技术

目前，天然气资源在大规模的工业开发中越来越难以满足需求，页岩气作为一种非常规天然气已成为重要的补充。页岩气井取得工业产能的关键是采用水平井，但是由于页岩气井主要采用水平井套管射孔完井，水平段大于1000m，因此，必须采用分段射孔压裂。页岩气水平井一般采用电缆传输、水力泵送复合材料桥塞并配合射孔联作技术，就可以实现在不使用钻机和修井机的情况下，来完成水平井的分段压裂施工，是实现页岩气水平井储层改造的关键技术。该技术既大大提高作业效率，又降低了作业成本。

现有的页岩气水平井高压泵送桥塞的设备（供液混砂车、低压管汇、高压管汇、入井管路）及流程均采用主压设备和流程，其在使用的过程中存在以下问题：（1）页岩气水平井使用的滑溜水压裂液携砂能力弱，高、低管汇结构复杂、变径结构多、摩阻损耗大，导致高、低压流程中存在上一段施工过程中残留的支撑剂，残留的支撑剂会导致后期电缆在起出过程中发生受卡遇阻事故；（2）顶替过程中顶替液含有大量支撑剂，而且顶替过程采用的是非过顶替工艺，导致井筒液中出现积砂，发生井下工具串遇阻遇卡、泵脱，桥塞中途座封等生产事故；（3）井口压力大，一般分段压裂后，井口始终带压，一般高于25MPa，由于没有井口压力平衡系统，造成井口流程控制高压元件无法正常开启；（4）泵送桥塞流程需要借助主压区的高、低压管汇流程来进行，泵送期间无法对压裂泵车进行设备整改；（5）泵送结束后，电缆在起出井底的过程中，压裂泵车处于长时间停、等状态，造成不必要的非生产时效；（6）无法满足井工厂压裂多井间交叉压裂同步施工的需要。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种页岩气水平井高压泵送桥塞装置，其通过独立的泵送系统，可以实现与主压裂分开进行，实现了模块化的施工方案。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种页岩气水平井高压泵送桥塞装置。

在本实用新型所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置中，包括井筒、井口机构、井口桥塞封装机构、桥塞泵送机构以及压裂液泵送机构，所述井口机构和所述井口桥塞封装机构均连接在所述井筒上，所述桥塞泵送机构和所述压裂液泵送机构均管路连接所述井筒。

在本实用新型所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置中，所述井口机构包括依次连接的井口上法兰、第一井口闸门、第二井口闸门、压裂头以及第三井口闸门，并且所述井口上法兰连接所述井筒。

在本实用新型所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置中，所述井口桥头塞封装机构包括依次连接的桥塞注脂密封件、桥塞防喷管总成以及井口防喷器，并且所述井口防喷器连接所述第三井口闸门。

在本实用新型所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置中，所述桥塞泵送机构包括压裂液罐组、供液泵和泵送桥塞压裂泵组，所述压裂液罐组通过供液泵上水软管连接所述供液泵；所述供液泵通过压裂泵上水软管连通所述泵送桥塞压裂泵组，所述泵送桥塞压裂泵组通过是泵送桥塞入井管路连接所述压裂头，并且在泵送桥塞入井管路上沿着靠近所述压裂头的方向依次设置有第一旋塞阀和第一单流阀。

在本实用新型所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置中，所述压裂液泵送机构包括压裂主区泵组和泄压组件，所述压裂头通过主压区入井高压管路连接第一T型三通的第一连接端，所述第一T型三通的第二连接端通过泄压流程高压连接管路连接所述泄压组件，所述第一T型三通的第三连接端通过主压区排出高压管路连接所述压裂主区泵组，并且所述主压区排出高压管路上靠近所述压裂主区泵组的方向依次设置有第二单流阀和第二旋塞阀；并且所述泄压组件包括依次连接的第三旋塞阀、第四旋塞阀、降压管汇放喷旋塞阀、放喷管线以及排污池，并且所述第三旋塞阀连接所述泄压流程高压连接管路。

在本实用新型所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置中，所述泄压组件还包括压力平衡组件，所述压力平衡组件连接在所述第四旋塞阀与所述降压管汇放喷旋塞阀之间的管路上；所述压力平衡组件包括清水罐、以及与所述清水罐相连接的泵车，所述清水罐的出水端设置有第五旋塞阀，并且所述第五旋塞阀通过高压排出歧管连接在所述第四旋塞阀与所述降压管汇放喷旋塞阀之间的管路上。

在本实用新型所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置中，所述泄压组件还包括泄压辅助组件，所述压力辅助组件包括第六旋塞阀、第七旋塞阀以及第八旋塞阀，并且所述第八旋塞阀的两端分别通过第二T型三通和第三T型三通连接所述第三旋塞阀两端的管路上；所述第六旋塞阀和所述第七旋塞阀串联，并且所述第七旋塞阀通过第四T型三通连接在所述第二旋塞阀与所述压裂主区泵组之间的管路上，所述第六旋塞阀通过第五T型三通连接在所述第二T型三通与所述第四旋塞阀之间的管路上。

实施本实用新型所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置，具有以下有益效果：

1、所述页岩气水平井高压泵送桥塞装置的桥塞泵送机构和压裂液泵送机构分开设置，其可以实现桥塞泵送机构和压裂液泵送机构的独立控制，互不干扰，可以在所述页岩气水平井高压泵送桥塞装置工作期间对所述桥塞泵送机构进行维修等。

2、所述页岩气水平井高压泵送桥塞装置包括泄压组件，不仅可以确保井口机构、井口桥塞封装机构、桥塞泵送机构以及压裂液泵送机构等正常启动，避免该装置的非正常破坏，还可以确保井口机构、井口桥塞封装机构、桥塞泵送机构以及压裂液泵送机构等工作的可靠性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置的示意图;

其中，图1中的附图标记为：

1、井筒；2、井口上法兰；3、第一井口闸门；4、第二井口闸门；5、压裂头；6、第三井口闸门；7、桥塞注脂密封件；8、桥塞防喷管总成；9、井口防喷器；10、压裂液罐组；11、供液泵；12、泵送桥塞压裂泵组；13、供液泵上水软管；14、压裂泵上水软管；15、泵送桥塞入井管路；16、第一旋塞阀；17、第一单流阀；18、第一T型三通；19、排污池；20、第二单流阀；21、第二旋塞阀；22、第三旋塞阀；23、第四旋塞阀；24、降压管汇放喷旋塞阀；25、放喷管线；26、清水罐；27、泵车；28、第五旋塞阀；29、第五T型三通；30、第六旋塞阀；31、第七旋塞阀；32、第八旋塞阀；33、压裂主区泵组；34、主压区入井高压管路；35、泄压流程高压连接管路；36、主压区排出高压管路；37、高压排出歧管；38、第六T型三通；39、第二T型三通；40、第三T型三通；41、第四T型三通。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

在本实用新型所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置中，包括井筒1、井口机构、井口桥塞封装机构、桥塞泵送机构以及压裂液泵送机构，所述井口机构和所述井口桥塞封装机构均连接在所述井筒1上，所述桥塞泵送机构和所述压裂液泵送机构均管路连接所述井筒1。由于所述页岩气水平井高压泵送桥塞装置的桥塞泵送机构和压裂液泵送机构分开设置，其可以实现桥塞泵送机构和压裂液泵送机构的独立控制，互不干扰，可以在所述页岩气水平井高压泵送桥塞装置工作期间对所述桥塞泵送机构进行维修等。

在本实用新型所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置中，所述井口机构包括依次连接的井口上法兰2、第一井口闸门3、第二井口闸门4、压裂头5以及第三井口闸门6，并且所述井口上法兰2连接所述井筒1，工作时，开启所述第二井口闸门4和所述第三井口闸门6。

在本实用新型所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置中，所述井口桥头塞封装机构包括依次连接的桥塞注脂密封件7、桥塞防喷管总成8以及井口防喷器9，并且所述井口防喷器9连接所述第三井口闸门6，从而通过加砂情况、排量测试等来确定泵送施工的排量、压力以及速度等，使得泵送量满足要求、且不存在杂质。

在本实用新型所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置中，所述桥塞泵送机构包括压裂液罐组10、供液泵11和泵送桥塞压裂泵组12，所述压裂液罐组10通过供液泵上水软管13连接所述供液泵11；所述供液泵11通过压裂泵上水软管14连通所述泵送桥塞压裂泵组12，所述泵送桥塞压裂泵组12通过是泵送桥塞入井管路15连接所述压裂头5，并且在泵送桥塞入井管路15上沿着靠近所述压裂头5的方向依次设置有第一旋塞阀16和第一单流阀17。

工作时，开启第一旋塞阀16，电缆桥塞进入井筒1，并且电缆在直井段利用桥塞及射孔枪自身重量下放，直到工具在所述直井段不能自由下放后，上提电缆，校正深度；然后启动所述供液泵11和所述泵送桥塞压裂泵组12，此时所述压裂液罐组10中的工作液经过所述供液泵上水软管13后进入所述泵送桥塞压裂泵组12，然后进入所述泵送桥塞压裂泵组12的工作液经过增压后依次流经泵送桥塞入井管路15、所述第一旋塞阀16和第一单流阀17后通过所述压裂头5流入所述井筒1内。而且，在此过程中，工作液的泵送量为0.3m³/min～2m³/min左右，且在30°井斜时开泵到0.4m³/min的排量，当电缆张力增加时，慢慢将电缆速度提高至1000m/h～2000 m/h；在45°井斜时增加排量到0.8m³/min，然后在60°井斜时增加排量到1.2m³/min，在75°井斜时增加排量到1.6m³/min, 电缆速度为1000m/h～2000m/h，在水平段用1.6 m³/min～1.8m³/min的排量泵送电缆复合桥塞到目的位置。在到达预订深度提前100m通知泵车操作工，提前10m通知泵车准备停泵，提前5m通知停泵、关闭所述第一旋塞阀16。坐封桥塞、射孔、上提电缆仪器串完全进入到所述桥塞防喷管总成8的内部后，关闭第三井口闸门6，卸掉所述桥塞防喷管总成8的内部压力，打开与所述井口防喷器9连接的所述桥塞防喷管总成8，拆卸所述桥塞注脂密封件7，拆射孔枪，检验射孔发射率，准备下次作业。

在本实用新型所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置中，所述压裂液泵送机构包括压裂主区泵组33和泄压组件，所述压裂头5通过主压区入井高压管路34连接第一T型三通18的第一连接端，所述第一T型三通18的第二连接端通过泄压流程高压连接管路35连接所述泄压组件，所述第一T型三通18的第三连接端通过主压区排出高压管路36连接所述压裂主区泵组33，并且所述主压区排出高压管路36上沿着靠近所述压裂主区泵组33的方向依次设置有第二单流阀20和第二旋塞阀21；并且所述泄压组件包括依次连接的第三旋塞阀22、第四旋塞阀23、降压管汇放喷旋塞阀24、放喷管线25以及排污池19，并且所述第三旋塞阀22连接所述泄压流程高压连接管路35。

在本实用新型所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置中，所述泄压组件还包括压力平衡组件，所述压力平衡组件连接在所述第四旋塞阀23与所述降压管汇放喷旋塞阀24之间的管路上；所述压力平衡组件包括清水罐26、以及与所述清水罐26相连接的泵车27，所述清水罐26的出水端设置有第五旋塞阀28，并且所述第五旋塞阀28通过高压排出歧管37连接在所述第四旋塞阀23与所述降压管汇放喷旋塞阀24之间的管路上。

具体连接时，所述高压排出歧管37通过第六T型三通38连接在所述第四旋塞阀23与所述降压管汇放喷旋塞阀24之间的管路上，连接时，所述第六T型三通38的第一连接端连接所述高压排出歧管37，所述第六T型三通38的第二连接端连接所述第四旋塞阀23，所述第六T型三通38的第三连接端连接所述降压管汇放喷旋塞阀24。

在本实用新型所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置中，所述泄压组件还包括泄压辅助组件，所述压力辅助组件包括第六旋塞阀30、第七旋塞阀31以及第八旋塞阀32，并且所述第八旋塞阀32的两端分别通过第二T型三通39和所述第三T型三通40连接所述第三旋塞阀22两端的管路上；所述第六旋塞阀30和所述第七旋塞阀31串联、并且所述第七旋塞阀31通过第四T型三通41连接在所述第二旋塞阀21与所述压裂主区泵组33之间的管路上，所述第六旋塞阀30通过第五T型三通29连接在所述第二T型三通39与所述第四旋塞阀23之间的管路上。

工作时，开启所述第六旋塞阀30和所述第七旋塞阀31，使得从所述压裂主区泵组33流出的压裂液依次经过所述第四T型三通41、第七旋塞阀31、第六旋塞阀30以及第五T型三通29、第四旋塞阀23、降压管汇放喷旋塞阀24、放喷管线25后流入所述排污池19，从而达到泄压的目的，使得管路中的压力为0，以便于进行设备的维修。而且，当所述第三旋塞阀22和所述第六旋塞阀30由于管内压力过大而不能正常开启时，开启所述第五旋塞阀28、所述第四旋塞阀23，关闭所述降压管汇放喷旋塞阀24，启动所述泵车27，就可以使得所述清水罐26内的清水增压后依次流经所述第五旋塞阀28、第四旋塞阀23以及第五T型三通29，以降低所述第六旋塞阀30或所述第三旋塞阀22两端的压差，以确保所述第六旋塞阀30或所述第三旋塞阀22的正常开启，避免该装置的损毁，以确保所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置工作的可靠性。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims

1.一种页岩气水平井高压泵送桥塞装置，其特征在于：包括井筒、井口机构、井口桥塞封装机构、桥塞泵送机构以及压裂液泵送机构，所述井口机构和所述井口桥塞封装机构均连接在所述井筒上，所述桥塞泵送机构和所述压裂液泵送机构均管路连接所述井筒。

2.根据权利要求1所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置，其特征在于：所述井口机构包括依次连接的井口上法兰、第一井口闸门、第二井口闸门、压裂头以及第三井口闸门，并且所述井口上法兰连接所述井筒。

3.根据权利要求2所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置，其特征在于：所述井口桥头塞封装机构包括依次连接的桥塞注脂密封件、桥塞防喷管总成以及井口防喷器，并且所述井口防喷器连接所述第三井口闸门。

4.根据权利要求2所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置，其特征在于：所述桥塞泵送机构包括压裂液罐组、供液泵和泵送桥塞压裂泵组，所述压裂液罐组通过供液泵上水软管连接所述供液泵；所述供液泵通过压裂泵上水软管连通所述泵送桥塞压裂泵组，所述泵送桥塞压裂泵组通过是泵送桥塞入井管路连接所述压裂头，并且在泵送桥塞入井管路上沿着靠近所述压裂头的方向依次设置有第一旋塞阀和第一单流阀。

5.根据权利要求2所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置，其特征在于：所述压裂液泵送机构包括压裂主区泵组和泄压组件，所述压裂头通过主压区入井高压管路连接第一T型三通的第一连接端，所述第一T型三通的第二连接端通过泄压流程高压连接管路连接所述泄压组件，所述第一T型三通的第三连接端通过主压区排出高压管路连接所述压裂主区泵组，并且所述主压区排出高压管路上靠近所述压裂主区泵组的方向依次设置有第二单流阀和第二旋塞阀；并且所述泄压组件包括依次连接的第三旋塞阀、第四旋塞阀、降压管汇放喷旋塞阀、放喷管线以及排污池，并且所述第三旋塞阀连接所述泄压流程高压连接管路。

6.根据权利要求5所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置，其特征在于：所述泄压组件还包括压力平衡组件，所述压力平衡组件连接在所述第四旋塞阀与所述降压管汇放喷旋塞阀之间的管路上；所述压力平衡组件包括清水罐、以及与所述清水罐相连接的泵车，所述清水罐的出水端设置有第五旋塞阀，并且所述第五旋塞阀通过高压排出歧管连接在所述第四旋塞阀与所述降压管汇放喷旋塞阀之间的管路上。

7.根据权利要求5所述的页岩气水平井高压泵送桥塞装置，其特征在于：所述泄压组件还包括泄压辅助组件，所述泄压辅助组件包括第六旋塞阀、第七旋塞阀以及第八旋塞阀，并且所述第八旋塞阀的两端分别通过第二T型三通和第三T型三通连接所述第三旋塞阀两端的管路上；所述第六旋塞阀和所述第七旋塞阀串联，并且所述第七旋塞阀通过第四T型三通连接在所述第二旋塞阀与所述压裂主区泵组之间的管路上，所述第六旋塞阀通过第五T型三通连接在所述第二T型三通与所述第四旋塞阀之间的管路上。