复合材料压裂桥塞的研制及测试-

?油气田开发工程?

复合材料压裂桥塞的研制及测试?

邢洪宪一李清涛一郝宙正一刘传刚

（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司）

一一摘要：复合材料压裂桥塞是水平井泵送桥塞分段压裂工艺技术的核心工具之一三根据水平井泵送桥塞分段压裂工艺技术原理，进行桥塞的结构和技术参数设计，并对其零部件进行受力分析，得到了可钻桥塞坐封脱手和压裂这２种极限工况下材料的最小屈服强度，据此确定除了卡瓦二悬挂套和挡环采用铸铁材料外，桥塞的其他零部件均采用低密度复合材料三通过对关键零部件（固定销钉二心轴和套筒二卡瓦基体和卡瓦片）的测试，对桥塞的心轴和套筒二卡瓦基体和卡瓦片进行改进三最后对桥塞的地面泵送和井下磨铣进行测试，测试结果表明，桥塞的各项性能均达到现场应用要求三

关键词：分段压裂；泵送；桥塞；复合材料；结构改进

中图分类号：ＴＥ３５７１一文献标识码：Ａ一ｄｏｉ：１０１６０８２／ｊｃｎｋｉｉｓｓｎ１００１－４５７８２０１５１００２０

ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄＴｅｓｔｉｎｇｏｆＣｏｍｐｏｓｉｔｅＢｒｉｄｇｅ

ＰｌｕｇｆｏｒＨｙｄｒａｕｌｉｃＦｒａｃｔｕｒｉｎｇ

ＸｉｎｇＨｏｎｇｘｉａｎ一ＬｉＱｉｎｇｔａｏ一ＨａｏＺｈｏｕｚｈｅｎｇ一ＬｉｕＣｈｕａｎｇａｎｇ

（Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｍｐａｎｙＣＮＯＯＣＥｎｅｒｇｙＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｏ，Ｌｔｄ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣｏｍｐｏｓｉｔｅｂｒｉｄｇｅｐｌｕｇｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｋｅｙｔｏｏｌｓｆｏｒｓｔａｇｅｄｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｂｙｐｕｍｐｉｎｇｂｒｉｄｇｅｐｌｕｇｉｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｗｅｌｌｓＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｗｅｌｌｓｔａｇｅｄｆｒａｃｔｕｒｉｎｇｂｙｐｕｍｐｉｎｇｂｒｉｄｇｅｐｌｕｇ，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｐｌｕｇｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｓｉｇｎｅｄＳｔｒｅｓｓａｎａｌｙｓｅｓｏｎｔｈｅｂｒｉｄｇｅｐｌｕｇｐａｒｔｓｈａｖｅｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｅｍｉｎｉｍｕｍｍａｔｅｒｉａｌｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｕｎｄｅｒｌｉｍｉｔｅｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｂａｓｅｄｏｎｗｈｉｃｈｉｔｉｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｌｉｐｓ，ｈａｎｇｉｎｇｓｌｅｅｖｅａｎｄｂａｆｆｌｅｒｉｎｇａｒｅｍａｄｅｏｆｃａｓｔｉｒｏｎ，ｗｈｉｌｅｏｔｈｅｒｐａｒｔｓａｒｅｍａｄｅｏｆｌｏｗ?ｄｅｎｓｉｔｙｃｏｍ?ｐｏｓｉｔｅｓＴｅｓｔｉｎｇｏｎｔｈｅｋｅｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ（ｆｉｘｅｄｐｉｎ，ｍａｎｄｒｅｌａｎｄｓｌｅｅｖｅ，ｓｌｉｐｂｏｄｙａｎｄｓｌｉｐｓｈｅｅｔ）ｈｅｌｐｓｔｈｅｉｍ?ｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｐｌｕｇｍａｎｄｒｅｌａｎｄｓｌｅｅｖｅ，ｓｌｉｐｂｏｄｙａｎｄｓｌｉｐｓｈｅｅｔＦｉｎａｌｌｙ，ｇｒｏｕｎｄｐｕｍｐｉｎｇａｎｄｄｏｗｎｈｏｌｅｍｉｌｌｉｎｇｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｐｌｕｇｈａｓｂｅｅｎｔｅｓｔｅｄＴｈｅｔｅｓｔｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｂｒｉｄｇｅｐｌｕｇｍｅｅｔｔｈｅｆｉｅｌｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔａｇｅｄｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ；ｐｕｍｐｉｎｇ；ｂｒｉｄｇｅｐｌｕｇ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌ；ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ

０一引一言

页岩气作为一种清洁能源，越来越受到能源行业的青睐［１－３］三但是页岩气储层的自然产能非常低，通常采用水平井分段压裂技术对页岩气储层进行改造，以获得较高的产能［４］三由于水平井泵送桥塞分段压裂技术从套管内注入携砂液，摩阻小，可以采用大排量和大液量施工，分段压裂级数不受限制，与其他水平井分段压裂技术相比，泵送桥塞分段压裂技术压裂后形成的缝网更加复杂，有效改造体积更大，从而收到更好的增产效果，所以泵送桥塞水平井分段压裂技术是目前页岩气开发的主要技术［５］三

６８一一一一一一石一油一机一械

ＣＨＩＮＡＰＥＴＲＯＬＥＵＭＭＡＣＨＩＮＥＲＹ

一一

２０１５年一第４３卷一第１０期

?基金项目：中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司项目页岩气水平井多段压裂工具及工艺研究（ＪＤＪＬ－ＲＤ－２０１１－０２）三复合材料压裂桥塞已获国家实用新型专利，专利号：ＺＬ２０１４２００３８６１４４三