基于智能标签与连续油管控制的可开关智能压裂滑套系统的制作方法

本发明涉及油气勘探开发，更具体的说是基于智能标签与连续油管控制的可开关智能压裂滑套系统。

背景技术：

1、针对低渗透油藏水力压裂储层开发，为了进一步提高开发效果，一方面需要实现水平段密集、均匀造缝压裂，最大限度提升单井产量，另一方面需要实现针对开发后期具备出水层封堵调控及产层治理后的可重复开关控制，从而保证油气井全生命周期的可控改造与开发。

2、为解决上述问题，由于传统压裂技术固有缺陷较多，改进传统压裂技术局限性较大，作为其改进技术，即基于智能标签(智能钥匙标签)的压裂系统相比传统压裂技术优势较多，改进空间较大。

技术实现思路

1、本发明提供基于智能标签与连续油管控制的可开关智能压裂滑套系统，目的是可以在实现非常规油气井无限级、高效精准压裂改造的同时，具备生产后期产层免机械堵水、化学堵水作业，通过完井管柱预置的可开关智能压裂滑套，利用连续油管携带智能开关工具，在不改变完井管柱内通径、不产生产液节流的情况下，实现产层可重复开关控制，大幅度提升了油气储藏从初期开发到后期稳油控水阶段的调控灵活性。

2、上述目的通过以下技术方案来实现：

3、一种智能开关工具，包括：油管连接件，可拆卸连接在油管连接件下端的电控腔体，可拆卸连接在电控腔体下端的连接件，可拆卸连接在连接件下端的卡爪护件，卡爪护件的下端可拆卸连接有导向件；

4、油管连接件、电控腔体和连接件之间形成空腔，电控腔体上固接有位于空腔内的电机和控制电机的电控系统，电机的输出轴上固接有丝杆，丝杆转动连接在连接件内，丝杠压盖的下端固接有压套，丝杆上螺旋传动有传动杆，压套的内壁沿轴线方向设置有键槽，传动杆上固接有键，键配合在键槽内，第一端盖通过螺纹配合连接在传动杆的下端，第一端盖的上端固接有卡爪安装体，卡爪安装体的上侧设置有卡爪；卡爪安装体向上移动时，能够推动卡爪向远离支撑丝杆的轴线方向移动张开。

5、卡爪包括卡爪本体，卡爪本体上设置有两个镜像对称且径向方向延伸的导向槽，卡爪护件的下端固接有与第一导向槽配合的导块，使得卡爪本体能够沿卡爪护件径向滑动；卡爪本体内端形成有第二楔面，第二楔面距丝杆轴线的间距由上至下递增，卡爪本体的内端固接有沿第二楔面延伸的凸条，卡爪安装体的外周面设置有第三楔面，第三楔面距丝杆轴线的间距由上至下递增，卡爪安装体上设置有沿第三楔面延伸的第二导向槽，凸条配合在第二导向槽内。

6、电控腔体上固接有位于空腔内的信号检测系统。

7、一种首次开启智能压裂滑套用智能钥匙标签，包括上端开口的电控腔体，电控腔体内固接有执行器，执行器固定件的输出轴上固接有连接轴，连接轴上固接有传动杆，电控腔体的下部滑动连接有第一压盖，第一压盖与传动杆螺旋传动，第一压盖与电控腔体之间设置有密封件，密封件的下端设置有内孔楔面ⅰ，第一压盖的上端设置有与内孔楔面ⅰ配合的凸起ⅰ，密封件能够相对第一压盖径向移动，密封件的内周设置有内孔楔面ⅱ，电控腔体的外周设置有第一楔面，第一楔面距电控腔体的轴线距离由下至上递增，使得密封件沿第一楔面向上移动时，密封件受第一楔面的挤推，密封件的直径不断胀大，密封件沿第一楔面向下移动时，密封件的直径不断缩小；第一压盖上设置有压盖通道，电控腔体内固接有过液管，电控腔体上设置有电控腔体通道，电控腔体的上端可拆卸连接有第二端盖，第二端盖上设有端盖通道，电控腔体和第二端盖上固接有中心管，压盖通道、过液管、电控腔体通道、中心管和端盖通道连通形成反排通道，在端盖通道内设置有用于封堵反排通道的压裂球，第二端盖的上部通过螺纹配合连接有第二压盖，压裂球、第二压盖在端盖通道内形成密封腔。

8、电控腔体内部设置有安装孔ⅰ，安装孔ⅰ内安装有感应装置。

9、一种智能压裂滑套，包括滑套上接头，滑套上接头上设置有过流孔，滑套上接头内插接有滑套内芯，滑套内芯的外壁具有缩径段，在滑套内芯的外壁上设置有两个内芯凹槽，两个内芯凹槽分别位于缩径段的上下两侧，滑套内芯能够在滑套上接头内滑动，滑套上接头内壁的上侧存在缩颈，以形成滑套上接头肩部，滑套上接头肩部能够阻挡滑套内芯进一步向上移动，滑套上接头的下端可拆卸有滑套下接头，滑套下接头外壁设置有第二标识环安装槽，第二标识环安装槽内固接有第二标识环，滑套上接头下端的内壁通过螺纹配合连接有滑套下接头，第二标识环位于滑套上接头和滑套下接头之间。

10、一种下井管柱，包括标识短接和智能压裂滑套，标识短接包括短接上接头，短接上接头的下端可拆卸连接有短接下接头，短接下接头上部的外周设置有第一标识环安装槽，第一标识环安装槽内固接有第一标识环，标识短接与智能压裂滑套通过套管连接。

11、一种基于智能标签与连续油管控制的可开关智能压裂滑套系统，包括智能开关工具和下井管柱，或者首次开启智能压裂滑套用智能钥匙标签和下井管柱，或者，智能开关工具、首次开启智能压裂滑套用智能钥匙标签和下井管柱。

12、基于智能标签与连续油管控制的可开关智能压裂滑套系统，用于对单一目标智能压裂滑套进行开关时，采用电池供电式自识别开关控制系统，电池供电式自识别开关控制系统包括串口通信电路、感应模块、第一微型控制器、第一状态显示电路、电源电路、第一驱动器电路和第一执行机构；

13、需要开启或关闭多层段智能压裂滑套时，采用连续油管内置电缆供电与通信开关控制系统，包括载波地面控制器和智能开关工具电路，载波地面控制器包括工业计算机、第二微型控制器、载波通信电路、载波供电电路和载波通信电缆；智能开关工具电路包括载波通信电路、感应单元、第三微型控制器、第二状态显示电路、载波电源电路、第二驱动器电路和第二执行机构。

14、一种压裂方法，上述基于智能标签与连续油管控制的可开关智能压裂滑套系统，包括以下步骤：智能压裂滑套首次开启时使用首次开启智能压裂滑套用智能钥匙标签，生产过程中有堵水时智能压裂滑套的开启与关闭使用智能开关工具。

15、本发明基于智能标签与连续油管控制的可开关智能压裂滑套系统的有益效果为：

16、储层改造初期利用具有自动定位识别与变径功能的智能钥匙标签作为开启工具，仅需通过井口自动投放后泵送即可完成井下各级智能压裂滑套的开启与压裂施工作业，在实现全井段全通径、高效密集压裂的同时，避免了火工品、电缆等措施。储层动用后期，无需机械找堵水工具、化学堵水作业等手段，利用连续油管携带智能开关工具，即可在不改变地层物性及套管内径的情况下，进行产层对应的智能压裂滑套重复关闭或开启控制，与调剖工艺相结合，实现产层找堵水灵活控制，大幅度降低作业复杂程度与成本。

技术特征：

1.一种智能开关工具(a3)，其特征是，包括：油管连接件(1)，可拆卸连接在油管连接件(1)下端的电控腔体(2)，可拆卸连接在电控腔体(2)下端的连接件(4)，可拆卸连接在连接件(4)下端的卡爪护件(9)，卡爪护件(9)的下端可拆卸连接有导向件(15)；

2.根据权利要求1所述的智能开关工具(a3)，其特征是，卡爪(12)包括卡爪本体，卡爪本体上设置有两个镜像对称且径向方向延伸的导向槽，卡爪护件(9)的下端固接有与第一导向槽配合的导块，使得卡爪本体能够沿卡爪护件(9)径向滑动；卡爪本体内端形成有第二楔面，第二楔面距丝杆(8)轴线的间距由上至下递增，卡爪本体的内端固接有沿第二楔面延伸的凸条，卡爪安装体(13)的外周面设置有第三楔面，第三楔面距丝杆(8)轴线的间距由上至下递增，卡爪安装体(13)上设置有沿第三楔面延伸的第二导向槽，凸条配合在第二导向槽内。

3.根据权利要求1所述的智能开关工具(a3)，其特征是，电控腔体(2)上固接有位于空腔内的信号检测系统(3)。

4.一种首次开启智能压裂滑套用智能钥匙标签(a6)，其特征是，包括上端开口的电控腔体(e3)，电控腔体(e3)内固接有执行器(e9)，电控腔体(e3)的下部滑动连接有第一压盖(e1)，执行器(e9)用于调节第一压盖(e1)和电控腔体(e3)的间距，第一压盖(e1)与电控腔体(e3)之间设置有密封件(e5)，密封件(e5)的下端设置有内孔楔面ⅰ，第一压盖(e1)的上端设置有与内孔楔面ⅰ配合的凸起ⅰ，密封件(e5)能够相对第一压盖(e1)径向移动，密封件(e5)的内周设置有内孔楔面ⅱ，电控腔体(e3)的外周设置有第一楔面，第一楔面距电控腔体(e3)的轴线距离由下至上递增，使得密封件(e5)沿第一楔面向上移动时，密封件(e5)受第一楔面的挤推，密封件(e5)的直径不断胀大，密封件(e5)沿第一楔面向下移动时，密封件(e5)的直径不断缩小；第一压盖(e1)上设置有压盖通道，电控腔体(e3)内固接有过液管(e10)，电控腔体(e3)上设置有电控腔体通道，电控腔体(e3)的上端可拆卸连接有第二端盖(e12)，第二端盖(e12)上设有端盖通道，电控腔体(e3)和第二端盖(e12)上固接有中心管(e11)，压盖通道、过液管(e10)、电控腔体通道、中心管(e11)和端盖通道连通形成反排通道，在端盖通道内设置有用于封堵反排通道的压裂球(e13)，第二端盖(e12)的上部通过螺纹配合连接有第二压盖(e14)，压裂球(e13)、第二压盖(e14)在端盖通道内形成密封腔。

5.根据权利要求4所述的首次开启智能压裂滑套用智能钥匙标签(a6)，其特征是，电控腔体(e3)内部设置有安装孔ⅰ，安装孔ⅰ内安装有感应装置(e7)。

6.一种智能压裂滑套(a4)，其特征是，包括滑套上接头(1c)，滑套上接头(1c)上设置有过流孔，滑套上接头(1c)内插接有滑套内芯(2c)，滑套内芯(2c)的外壁具有缩径段，在滑套内芯(2c)的外壁上设置有两个内芯凹槽，两个内芯凹槽分别位于缩径段的上下两侧，滑套内芯(2c)能够在滑套上接头(1c)内滑动，滑套上接头(1c)内壁的上侧存在缩颈，以形成滑套上接头肩部，滑套上接头肩部能够阻挡滑套内芯(2c)进一步向上移动，滑套上接头(1c)的下端可拆卸有滑套下接头(4c)，滑套下接头(4c)外壁设置有第二标识环安装槽，第二标识环安装槽内固接有第二标识环(3c)，滑套上接头(1c)下端的内壁通过螺纹配合连接有滑套下接头(4c)，第二标识环(3c)位于滑套上接头(1c)和滑套下接头(4c)之间。

7.一种下井管柱，其特征是，包括标识短接(a2)和智能压裂滑套(a4)，标识短接(a2)包括短接上接头(1b)，短接上接头(1b)的下端可拆卸连接有短接下接头(3b)，短接下接头(3b)上部的外周设置有第一标识环安装槽，第一标识环安装槽内固接有第一标识环(2b)，标识短接(a2)与智能压裂滑套(a4)通过套管连接。

8.基于智能标签与连续油管控制的可开关智能压裂滑套系统，其特征是，包括智能开关工具(a3)和下井管柱，或者首次开启智能压裂滑套用智能钥匙标签(a6)和下井管柱，或者，智能开关工具(a3)、首次开启智能压裂滑套用智能钥匙标签(a6)和下井管柱。

9.根据权利要求8所述的基于智能标签与连续油管控制的可开关智能压裂滑套系统，其特征是，用于对单一目标智能压裂滑套(a4)进行开关时，采用电池供电式自识别开关控制系统，电池供电式自识别开关控制系统包括串口通信电路(3-1)、感应模块(3-2)、第一微型控制器(3-3)、第一状态显示电路(3-4)、电源电路(3-5)、第一驱动器电路(3-6)和第一执行机构(3-7)；

10.一种压裂方法，其特征在于，使用权利要求8或9所述的基于智能标签与连续油管控制的可开关智能压裂滑套系统，包括以下步骤：智能压裂滑套(a4)首次开启时使用首次开启智能压裂滑套用智能钥匙标签(a6)，生产过程中堵水时智能压裂滑套(a4)的开启与关闭使用智能开关工具(a3)。

技术总结本发明涉及油气勘探开发技术领域，更具体的说是基于智能标签与连续油管控制的可开关智能压裂滑套系统。各级智能压裂滑套首次开启实施方式，由地面泵送首次开启智能压裂滑套用智能钥匙标签通过套管向井下进行输送，生产后期，一次性作业多级智能压裂滑套的开关控制实施方式，则连续油管携带电缆连接的智能开关工具进行开启或关闭工作。可在不改变地层物性及套管内径的情况下，进行产层对应的智能压裂滑套重复关闭或开启控制，与调剖工艺相结合，实现产层找堵水灵活控制，大幅度降低作业复杂程度与成本。技术研发人员：宋文平受保护的技术使用者：宁波华奥智能装备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18