套管固井滑套的制作方法

1.本发明涉及油气井井下工具技术领域，尤其涉及一种套管固井滑套。


背景技术：

2.低渗透、难动用的非常规油气藏，包括致密砂岩油气藏、页岩油气藏、煤层气等。通过应用水平井分段储层改造技术，大大降低了低渗透、难动用的非常规油气藏的开发成本，提高了单井产量，延长了稳产期。
3.储层改造技术主要包括桥塞分段压裂工艺、裸眼封隔器-滑套分段压裂工艺、水力喷射压裂工艺、和套管固井滑套分段压裂工艺。其中，套管固井滑套分段压裂工艺取消了管外封隔器，具有施工排量大、作业成本较低、措施作业简便等优点，应用比较广泛，套管固井滑套分段压裂工艺的主要工艺过程包括：
4.(1)将专用套管滑套与套管连接并按照设计确定的压裂位置一趟管柱下入井内；
5.(2)采用专用胶塞及配套工具进行固井、扫塞作业；
6.(3)依靠固井水泥进行层段间封隔，通过分段投球打开套管固井滑套并进行压裂作业；
7.(4)压裂作业后根据生产需要，下入专用工具随时关闭和打开。
8.套管固井滑套是储层分段改造技术中的是重要的配套工具，套管固井滑套的耐压性能、开关可靠性、工作寿命、成本等指标对储层改造效果和油气田采收率有很大影响。
9.套管固井滑套设有压裂端口，压裂液通过压裂端口向地层喷射，在固井后，水泥环容易覆盖压裂端口，导致滑套井筒的管腔与地层之间沟通困难，使压裂时破压升高，对压裂施工设备提出更高的要求。
10.在一些情况下，需要特殊处理措施，比如采用泵入酸液的方法来溶解部分水泥，以降低地层破裂压力，但是，泵入酸液会对井下管柱造成腐蚀，出现套变套损的风险。
11.在另一些情况下，可以在压裂端口处增大外径，或者采用伸缩式喷嘴的方法，以尽量减少压裂端口处需要压穿的水泥环的厚度，实现降低地层破裂压力，降低施工难度，但是，这种方法会影响水泥浆在井筒内与环空的循环流动，影响固井效果，导致油气井投产后环空出现窜通，缩短了油气井生产寿命。
12.因此，现有的套管固井滑套存在难以兼顾降低施工压力和保证封隔效果的技术问题。


技术实现要素：

13.本发明的目的是提供一种套管固井滑套，以缓解套管固井滑套所存在的难以兼顾降低施工压力和保证封隔效果的技术问题。
14.本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
15.本发明提供一种套管固井滑套，包括：
16.油管管体，其设有压裂端口；
17.中心筒，其通过剪切销钉安装于所述油管管体，且覆盖所述压裂端口；
18.固接于所述中心筒的球座，所述球座用于捕捉封隔体；
19.安装于所述油管管体外的保护胶筒，所述保护胶筒覆盖住所述压裂端口，所述保护胶筒采用可分解橡胶材料制成；
20.液压控制阀装置，其能够在所述油管管体的管腔的压力达到设定压力值的情况下，使所述保护胶筒与所述油管管体的管腔相连通。
21.在优选的实施方式中，所述油管管体设有示踪剂喷射端口和示踪剂容器，所述套管固井滑套包括气动装置，所述气动装置用于将示踪剂泵出所述示踪剂容器，并通过所述示踪剂喷射端口进入地层。
22.在优选的实施方式中，所述气动装置包括气源、驱动气缸和增压液缸，所述驱动气缸具有驱动活塞，所述驱动活塞的两侧设有有杆腔和无杆腔；所述气源与所述驱动气缸之间设有气缸换向阀，所述气缸换向阀用于控制所述气源与所述有杆腔连通，或者所述气源与所述无杆腔连通；所述有杆腔连接有与所述气缸换向阀连接的有杆腔先导阀，在所述驱动活塞运动至所述有杆腔的触发位置的情况下，所述有杆腔先导阀被触发，使所述气缸换向阀换向为所述气源与所述有杆腔连通；所述无杆腔连接有与所述气缸换向阀连接的无杆腔先导阀，在所述驱动活塞运动至所述无杆腔的触发位置的情况下，所述无杆腔先导阀被触发，使所述气缸换向阀换向为所述气源与所述无杆腔连通；所述增压液缸通过进液单向阀与所述示踪剂容器连通，所述增压液缸通过排液单向阀与所述示踪剂喷射端口连通；所述增压液缸具有与所述驱动活塞连接的增压活塞。
23.在优选的实施方式中，所述气源包括燃气喷射器。
24.在优选的实施方式中，所述驱动活塞的面积大于所述增压活塞的面积。
25.在优选的实施方式中，所述油管管体固接有中部支撑环，所述中部支撑环设于所述保护胶筒与所述示踪剂容器之间，所述液压控制阀装置布置于所述中部支撑环的内部。
26.在优选的实施方式中，所述示踪剂容器、所述中部支撑环与所述保护胶筒从上往下依次分布，所述示踪剂容器的上端设有示踪剂注入阀。
27.在优选的实施方式中，所述保护胶筒的上端通过保护胶筒固定端环连接于所述油管管体，所述保护胶筒的下端通过保护胶筒浮动端环连接于所述油管管体；或者，所述保护胶筒的上端通过保护胶筒浮动端环连接于所述油管管体，所述保护胶筒的下端通过保护胶筒固定端环连接于所述油管管体。
28.在优选的实施方式中，所述液压控制阀装置包括串联连接的关闭阀、单向阀和开关阀门，所述液压控制阀装置的一端与所述油管管体的管腔连通，所述液压控制阀装置的另一端与所述保护胶筒连通，所述开关阀门能够在所述油管管体的管腔的压力达到开启压力值的情况下切换为打开。
29.在优选的实施方式中，所述开关阀门为爆破盘。
30.本发明的特点及优点是：
31.在油管管体的管腔的压力达到开启压力值后，油管管体的管腔内的液体，通过液压控制阀装置流向保护胶筒，保护胶筒膨胀、座封。保护胶筒座封后可排开压裂端口附近的水泥浆，形成了局部无水泥、充满完井液的空间，防止压裂端口受水泥浆的污染；压裂前，保护胶筒可降解和收缩，从而露出压裂端口，从而在压裂过程中，排除了水泥环对压裂泵送的
干扰，提高了油管管体与地层之间的沟通能力，降低了地层破裂压力和施工难度。
32.该套管固井滑套的压裂端口受水泥环的影响较小，因此保护结构比较简洁，降低了砂堵与压力异常的风险，可靠性更高；并且避免了酸液泵注流程，有利于保护地面压裂机组设备和井下管柱，提高固井质量和井筒完整性。
33.该套管固井滑套具有施工破裂压力较低的优点，且有利于保障封隔效果，提高了储层改造效果和井筒完整性，缓解套管固井滑套所存在的难以兼顾降低施工压力和保证封隔效果的技术问题。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1a为本发明提供的套管固井滑套座封前的整体剖视图；
36.图1b为本发明提供的套管固井滑套座封后的整体剖视图；
37.图2为图1a所示的套管固井滑套上部的局部放大图；
38.图3为图1a所示的套管固井滑套下部的局部放大图；
39.图4为图1a所示的套管固井滑套中的座封前的整体示意图；
40.图5为图1a所示的套管固井滑套中的座封后的整体示意图；
41.图6为图1a所示的套管固井滑套中的液压控制阀装置的结构示意图；
42.图7为图1a所示的套管固井滑套中的气动装置的结构示意图；
43.图8为图7所示的气动装置中的燃气喷射器的整体示意图；
44.图9为图8所示的燃气喷射器的剖视图；
45.图10为本发明提供的套管固井滑套中的气动系统的组成示意图；
46.图11为本发明提供的套管固井滑套中的气动系统的工作流程图。
47.附图标号说明：
48.2、油管管体；31、压裂端口；3、滑套端部保护环；
49.4、示踪剂容器；5、示踪剂注入阀；6、示踪剂；61、示踪剂喷射端口；
50.7、中部支撑环；1、母扣接箍；13、公扣接箍；
51.11、中心筒；30、剪切销钉；
52.12、球座；
53.9、保护胶筒；8、保护胶筒固定端环；10、保护胶筒浮动端环；
54.14、液压控制阀装置；15、关闭阀；16、单向阀；17、开关阀门；171、爆破盘；
55.26、气动系统；40、电控模块；41、传感器；
56.39、气动装置；27、气缸换向阀；28、无杆腔先导阀；29、有杆腔先导阀；35、进液单向阀；36、排液单向阀；
57.42、驱动气缸；43、驱动活塞；32、活塞连杆；321、有杆腔；322、无杆腔；
58.34、增压液缸；33、增压活塞；
59.37、气源；18、燃气喷射器；19、电极芯组；20、上挡药板；21、喷射器本体；220、喷射
剂装药腔；22、喷射剂装药；23、下挡药板；24、喷管；25、绝缘层。
具体实施方式
60.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
61.本发明提供了一种套管固井滑套，如图1a、图1b、图2和图3所示，该套管固井滑套包括：油管管体2、中心筒11、球座12、保护胶筒9和液压控制阀装置14；油管管体2设有压裂端口31；中心筒11通过剪切销钉30安装于油管管体2，且覆盖压裂端口31；球座12固接于中心筒11，球座12用于捕捉封隔体；保护胶筒9安装于油管管体2外，保护胶筒9覆盖住压裂端口31，保护胶筒9采用可分解橡胶材料制成；液压控制阀装置14能够在油管管体2的管腔的压力达到设定压力值的情况下，使保护胶筒9与油管管体2的管腔相连通。
62.在油管管体2的管腔的压力达到开启压力值后，油管管体2的管腔内的液体，通过液压控制阀装置14流向保护胶筒9，保护胶筒9膨胀、座封。保护胶筒9座封后可排开压裂端口31附近的水泥浆，形成了局部无水泥、充满完井液的空间，防止压裂端口31受水泥浆的污染；压裂前，保护胶筒9可降解和收缩，从而露出压裂端口31，从而在压裂过程中，排除了水泥环对压裂泵送的干扰，提高了油管管体2与地层之间的沟通能力，降低了地层破裂压力和施工难度。
63.该套管固井滑套的压裂端口31受水泥环的影响较小，因此保护结构可以比较简洁，降低了砂堵与压力异常的风险，可靠性更高；并且避免了酸液泵注流程，有利于保护地面压裂机组设备和井下管柱，提高固井质量和井筒完整性。
64.该套管固井滑套具有施工破裂压力较低的优点，且有利于保障封隔效果，提高了储层改造效果和井筒完整性，缓解套管固井滑套所存在的难以兼顾降低施工压力和保证封隔效果的技术问题。
65.如图1a、图4和图5所示，油管管体2的上端连接有母扣接箍1，油管管体2的下端连接有公扣接箍13。油管管体2可以采用api油管管体(american petroleum institute，美国石油学会，指符合api标准的油管)。球座12可以通过螺纹连接方式与中心筒11固定。中心筒11通过剪切销钉30与油管管体2连接。封隔体可以为低密度复合球/飞镖，或可分解合金球/飞镖。将封隔体投入油管管体2内，封隔体运动至与球座12抵接，球座12承接封隔体，封隔体将球座12的内腔封闭。由于通过保护胶筒9减少了水泥环的影响，取消了传统固井滑套中防止水泥污染的措施和机构，因此压裂端口31可以为键槽形或者长圆形式，结构比较简洁，具有较大的通流面积和较强的导流能力，不易出现砂堵等施工意外。
66.保护胶筒9覆盖住压裂端口31，起到固井作业时防止水泥浆等杂质窜入及污染压裂端口31的作用。保护胶筒9采用可分解橡胶材料制成，在保证足够强度的同时具有较好的可降解性。优选地，保护胶筒9的完全降解周期为一周以上，超过水泥浆的凝固周期，这样可以避免水泥凝固前保护胶筒9就开始降解。可分解橡胶材料优选为可降解聚氨酯、聚乙醇酸或者氰酸酯。
67.在本发明的一实施方式中，保护胶筒9的上端通过保护胶筒固定端环8连接于油管
管体2，保护胶筒9的下端通过保护胶筒浮动端环10连接于油管管体2；或者，保护胶筒9的上端通过保护胶筒浮动端环10连接于油管管体2，保护胶筒9的下端通过保护胶筒固定端环8连接于油管管体2。保护胶筒浮动端环10能够在油管管体2上沿油管管体2的轴向滑动，以补偿保护胶筒9座封时轴向上的位移。
68.优选地，如图3所示，保护胶筒9的上端通过保护胶筒固定端环8连接于油管管体2，保护胶筒9的下端通过保护胶筒浮动端环10连接于油管管体2。具体地，保护胶筒9的下端与保护胶筒浮动端环10固接到一起，保护胶筒浮动端环10套设于油管管体2外，保护胶筒浮动端环10与油管管体2滑动配合，保护胶筒浮动端环10可在油管管体2上滑动。
69.保护胶筒9的井下启动及座封由液压控制阀装置14来控制。液压控制阀装置14可以布置于中部支撑环7的内部，液压控制阀装置14的一端与油管管体2的管腔连通，液压控制阀装置14的另一端通过流道与保护胶筒9连通，座封时，液压控制阀装置14控制保护胶筒9的进液。该流道可以设置于油管管体2。
70.如图6所示，液压控制阀装置14包括串联连接的关闭阀15、单向阀16和开关阀门17，液压控制阀装置14的一端与油管管体2的管腔连通，液压控制阀装置14的另一端通过流道与保护胶筒9连通，开关阀门17能够在油管管体2的管腔的压力达到开启压力值的情况下切换为打开。单向阀16防止液体回流，保证保护胶筒9座封过程的稳定性；关闭阀15可以采用溢流阀的原理，当压力高于安全值时关闭，断开液路，防止保护胶筒9的内腔压力过高而导致被涨坏，具体地，关闭阀15可以采用溢流阀。
71.进一步地，开关阀门17为爆破盘171，通过爆破盘171，可比较精确调节液压控制阀装置14的开启压力，误差较小，可防止保护胶筒9意外或提前座封。具体地，如图6所示，爆破盘为一圆盘状结构件，圆柱部采用高强度合金钢制成，端面部为一圆片状金属件；端面部与圆柱部之间采用螺纹连接方式连接，或通过车削应力集中槽来形成可被高压打掉的结构来连接。通过调节圆片状金属件的厚度等参数，来调节爆破压力，即实现调节液压控制阀装置14的开启压力，满足各类井下工具的不同控制要求。
72.油气井在压裂后需要对压裂效果进行评价，了解各层段压裂液的返排情况、不同时期各储层的产能状况、生产初期的产液剖面、各层段的贡献率，以优化压裂液体系和压裂工艺参数，进而降低压裂成本和提高单井产量。现阶段评价压裂效果的方法主要有退液量法、井温测井法、井下微地震裂缝监测法等，但都有局限性，例如微地震裂缝监测法不能提供实际各层段的贡献率，并且分辨率随距离增大而减小。
73.示踪剂法也可以评价压裂效果，通过在不同监测层段加入不同种类的示踪剂，待压裂完成后返排时进行取样、提纯、分析和处理，得到各种示踪剂产出情况，最后拟合、解释出对应层段的实际产出碳氢化合物的数据或曲线。常用的示踪剂主要有放射性、非放射性同位素、微量物质型等类型。
74.微量物质型是目前应用最多的示踪剂，其主要特点是：(1)稳定性好，与地层配伍性好，不与地层物质发生反应，应用范围广；(2)无毒、无放射性，对环境友好；(3)用量少，对压裂液、支撑剂等体系无影响，不易被储层吸附；(4)易于识别，识别精度高；(5)耐酸碱，耐温最高达到300℃，一般环境下均可正常使用，对环境压力不敏感。
75.通过注水、注气和注聚合物等，进行二次和三次采油中，采用示踪剂法，可以从注入井注入示踪剂，然后在周围产出井取样，监测其产出情况，对样品进行分析，得出示踪剂
产出数据并进行处理，生成相关曲线，评价生产井各层段的实际生产动态，掌握注入井中所注入流体的推进方向、驱替速度、波及体积和储层非均质性等，为油田作业者提供井间剩余油藏分布、油藏纵向连通性等重要信息。
76.在桥塞分段压裂工艺中，可以采用示踪剂法进行压裂效果评价。需要在井口将示踪剂与压裂液混合后一起泵入井中，这会带来一些问题：(1)评价效果有偏差：桥塞座封后有泄漏，导致示踪剂可能会漏入前一层段，与其它种类示踪剂相混合，对后期评价造成干扰；(2)示踪剂用量不够准确：示踪剂在井口与压裂液混合后，在井下要流动数千米的距离，会产生一定沿程损耗，不能保证进井的示踪剂全部进入指定层段。
77.该套管固井滑套可以应用于套管固井滑套分段压裂工艺，为了方便评价压裂效果，发明人对该套管固井滑套做了进一步改进：油管管体2设有示踪剂喷射端口61和示踪剂容器4，该套管固井滑套包括气动装置39，气动装置39用于将示踪剂6泵出示踪剂容器4，并通过示踪剂喷射端口61进入地层。
78.通过上述改进，实现了示踪剂井下原位注入方式，示踪剂注入量、时间控制更精确，不同滑套可以携带不同类型的示踪剂，相互协调，为现场提供覆盖多个层段的压裂效果评价手段，改善压裂监测效果。
79.油气井投产后，本发明提供的套管固井滑套作为流动控制工具，可继续为油藏生产动态服务，当转为二次或三次采油的注入井时，通过接收地面控制指令，多只本发明提供的套管固井滑套可根据相关参数，泵送指定量的不同类型的示踪剂，随同注入流体进入各自层段，在另一口生产井回收产出液和示踪剂，通过地面采样、分离和识别等手段，还原出井间油藏的各种信息，如不同层段的连通性、运移速度、波及体积、气液相的界面变化、剩余油饱和度、各层段的产出占比大小，为后续开展剩余油藏挖潜上产、二次或三次开发方案编制、采油制度的制定提供重要依据，有利于产出或注入动态监测和剩余油藏分布评价。
80.如图1a和图1b所示，中部支撑环7设于保护胶筒9与示踪剂容器4之间，示踪剂容器4、中部支撑环7与保护胶筒9从上往下依次分布，示踪剂容器4的上端设有示踪剂注入阀5，油管管体2的上端设有滑套端部保护环3。在工具下井前，可通过示踪剂注入阀5将一定量的气体或液体示踪剂6加注进示踪剂容器4中，加注后，示踪剂容器4内部维持一定压力。中部支撑环7和保护胶筒固定端环8内预制有流道，示踪剂流体通过这些流道被泵进示踪剂喷射端口61。示踪剂喷射端口61可以为圆形横截面的流道，优选地，示踪剂喷射端口61紧邻压裂端口31设置。
81.在本发明的一实施方式中，气动装置39包括气源37、驱动气缸42和增压液缸34，驱动气缸42具有驱动活塞43，驱动活塞43的两侧设有有杆腔321和无杆腔322；气源37与驱动气缸42之间设有气缸换向阀27，气缸换向阀27用于控制气源37与有杆腔321连通，或者气源37与无杆腔322连通；有杆腔321连接有与气缸换向阀27连接的有杆腔先导阀29，在驱动活塞43运动至有杆腔321的触发位置的情况下，有杆腔先导阀29被触发，使气缸换向阀27换向为气源37与有杆腔321连通；无杆腔322连接有与气缸换向阀27连接的无杆腔先导阀28，在驱动活塞43运动至无杆腔322的触发位置的情况下，无杆腔先导阀28被触发，使气缸换向阀27换向为气源37与无杆腔322连通；增压液缸34通过进液单向阀35与示踪剂容器4连通，增压液缸34通过排液单向阀36与示踪剂喷射端口61连通；增压液缸34具有与驱动活塞43连接的增压活塞33。
82.具体地，有杆腔321的触发位置为图7所示的驱动气缸42的最右侧，当驱动活塞43运动至驱动气缸42的最右侧时，触发有杆腔先导阀29，使气缸换向阀27的右侧先导端动作，气缸换向阀27转向右位。无杆腔322的触发位置为图7所示的驱动气缸42的最左侧。进液单向阀35允许示踪剂容器4中的流体向增压液缸34流动，而阻止增压液缸34中的流体向示踪剂容器4流动。排液单向阀36允许增压液缸34中的流体向示踪剂喷射端口61流动，而阻止示踪剂喷射端口61处的流体向增压液缸34流动。气动装置39的工作过程包括：
83.(1)气缸换向阀27处于左位，驱动气体从气源37经气缸换向阀27进入驱动气缸42的无杆腔322，推动驱动活塞43运动，开始压缩行程，对液体做功、加压。有杆腔321的气体经气缸换向阀27排到井筒中。增压液缸34中的示踪剂流体升压后经排液单向阀36排出气动装置39，通过示踪剂喷射端口61进入地层。排液单向阀36防止地层流体倒流进气动系统26内，进液单向阀35防止示踪剂回流至示踪剂容器4。
84.(2)当驱动活塞43运动至驱动气缸42的最右侧时，触发有杆腔先导阀29，使气缸换向阀27右侧先导端动作，气缸换向阀27转向右位，驱动气体进入驱动气缸42的有杆腔321，驱动活塞43向左运动，增压液缸34开始吸液行程。低压示踪剂流体通过进液单向阀35进入增压液缸34。
85.(3)当驱动活塞43运动至驱动气缸42的最左侧时，触发无杆腔先导阀28，使气缸换向阀27再次切换回左位，气源37再次给无杆腔322供气，开始压缩行程，实现气动装置39的连续往复工作，示踪剂被脉冲式的、不断泵送出气动装置39。
86.在本发明的一实施方式中，气源37包括燃气喷射器18。燃气喷射器18可多次反复点火及排气，以进行压力传递和系统蓄能。具体地，燃气喷射器18与蓄能器等配套气动元件连接。如图8和图9所示，燃气喷射器18包括电极芯组19、上挡药板20、喷射器本体21、喷射剂装药腔220、下挡药板23、喷管24和绝缘层25。喷管24与喷射器本体21通过螺纹固定连接，喷射剂装药腔220中填充有喷射剂装药22，上挡药板20和下挡药板23分别位于喷射剂装药腔220的两侧，对喷射剂装药22进行固定。上挡药板20和下挡药板23设计为多孔结构，有利于气体的自由流动。燃气喷射器18可以通过外螺纹连接于中部支撑环7的内腔，喷射器本体21的下部为锥面结构，有利于安装时的自定位。
87.电极芯组19布置在内部，被喷射剂装药22所紧密包裹。喷射器本体21的内表面和电极芯组19的外表面分别设有绝缘区和裸露区，喷射器本体21内表面靠近喷管24的一侧和电极芯组19靠近喷管24的一侧为裸露区，绝缘区设有绝缘层25，绝缘层25紧贴于绝缘区的喷射器本体21的内表面和电极芯组19的外表面，使各金属件与喷射剂装药22隔开，裸露区的金属未设有绝缘层25。
88.喷射剂装药22采用了电控固体推进剂技术(electrically controlled extinguishable solid propellant，简称ecesp)，ecesp属于复合导电高分子材料，其导电填料主要是硝酸羟氨(han)，基体材料是聚乙烯醇(pva)，水充当溶剂。ecesp工作过程包含以下4个机理：ecesp导电机理、han电解机理、han热解机理、ecesp电控点火熄火机理。ecesp导电性取决于导电填料的含量。电解反应主要产生h2、q2和羟胺(ha)，h2和q2的产生将促进han的燃烧。
89.当对喷射剂装药22输入外加电场时，ecesp中的水先被电解产生h2和q2，同时又由于喷射剂装药22具有一定电阻，在外加电场作用下，会产生一定的热量，进而点燃两电极区
域的h2和q2的混合气体，从而进一步点燃喷射剂装药22药柱，并促使其分解；当切断外加电压时，喷射剂装药22中的水不再电解产生h2和q2，而喷射剂装药22的其他热解气体产物不能支持推自身燃烧，使喷射剂装药22本身燃烧反馈回喷射剂装药22表面的热量要小于han和粘合剂稳定燃烧所需能量，因此，无法维持推进剂正常稳定燃烧，推进剂随即熄火，从而实现对ecesp电点火和熄火的控制。ecesp的特点主要有：
90.(1)安全性和稳定性好：
91.喷射剂装药22以硝酸羟氨、粘合剂等为主要成分，属于惰性混合物，对于明火、高温等危险源刺激不敏感，被意外引燃的概率较小，适合在油田井下环境中使用。不同于液体喷射剂，固体喷射剂的工作稳定性好，便于运输和长期储存，可在井筒环境中长期处于待命状态。
92.(2)易于制备、成本低：
93.传统固体推进剂的生产过程须严格控制环境温度、湿度等条件，且需要使用双螺杆等复杂设备，生产条件严格。ecesp电控固体推进剂可在常温和常规湿度下进行生产，且只需简单的加工装置(如玻璃容器和磁力搅拌棒等)即可，有利于降低成本。
94.(3)对环境友好
95.喷射剂装药22毒性低，生产过程绿色环保，燃烧尾气以水蒸气、氮气和二氧化碳为主，不会对环境造成污染，可满足油田严格的hse要求。
96.燃气喷射器18的工作原理是：在地面指令下，电控模块40向燃气喷射器18发出点火信号，电极芯组19通电，与喷射器本体21、喷射剂装药22形成内部封闭导电回路，喷射剂装药22被引燃。喷射剂装药22能够持续稳定燃烧的条件是，绝缘层25的燃烧退移速度要略微快于喷射剂装药22的燃烧退移速度，保证喷射剂装药22药柱与电极芯组19可有效接触。喷射剂装药22燃烧产生高温高压燃气，燃气通过喷管24后排出，产生高压气体。通过调节输入电压，可以改变喷射剂装药22的燃烧性质，如燃速和燃速压强指数，改变所生成气体的速率和气腔中的压力。当需要降低气腔压力时，电控模块40会降低输出电压。当需要停止系统充压时，电控模块40向燃气喷射器18发出熄火信号，电极芯组19断电，内部由通路变为断路，喷射剂装药22继续燃烧的条件消失，自动熄火。
97.燃气喷射器18可多次反复启动与关闭，燃气生成速率可调。基于ecesp的燃气喷射器18由电极通电直接引燃，省去了点火装置等危险源，避免了传统点火药易受外界激发产生误响应的潜在危害，安全性高。通过调节电压来控制燃烧的方式有利于实现工具控制的数字化和智能化，便于系统升级。
98.增压活塞33与驱动活塞43之间通过活塞连杆32进行固接。进一步地，驱动活塞43的面积大于增压活塞33的面积，利用活塞面积差，来提高增压液缸34对液体做功加压的能力，对输出流体进行升压。
99.气动装置39通过气动系统26来进行控制，气动系统26可以安装于中部支撑环7内。如图1a、图1b和图10所示，气动系统26包括电控模块40、气动装置39、示踪剂容器4和配套的传感器41组成。其中，电控模块40包括控制器(mcu)、喷射器驱动模块、地面压力波调制解调模块、温度补偿模块、存储模块和系统电源。气动系统26为注入示踪剂提供动力，如图11所示，示踪剂井下注入流程包括：气动系统26初始化后，气动装置39、控制器、喷射器驱动模块、地面压力波调制解调模块和相关传感器41等被激活。在正常压裂施工中，地面向井下发
送调制后的压力脉冲信号序列，该套管固井滑套中的调制解调模块对接收信号进行解调处理，并向气动系统26发出注入示踪剂的指令。燃气喷射器18启动，为气源37供气，气动装置39开始工作，进入吸液和加压泵送的循环模式，将示踪剂泵出示踪剂容器4，通过示踪剂喷射端口61进入地层。气动系统26不断监测累计注入量，并反馈至控制器，如果未达到地面要求的注入量值，则继续加压、泵注，直到该套管固井滑套所对应的层段吸收了指定液量的示踪剂。气动装置39停机后，燃气喷射器18、蓄能器等继续工作，以维持一定的系统压力，以提高响应速度和效率，在下次工作时可以迅速将气压转换为液压能量。在地面发送相关指令后，气动系统26可转入休眠模式。
100.该套管固井滑套与套管串连接，连接位置与所改造的储层起裂点相对应。工具下井前，通过示踪剂注入阀5将所需剂量的示踪剂加注进示踪剂容器4中，并检查气动系统26各模块是否正常。管柱下入过程中，可临时停在某一深度，进行地面与该套管固井滑套之间的压力波通信试验，以检验系统数据交换的有效性，若达到预期，则继续管柱下入作业。管柱下入到位后，开启固井工艺流程。包括以下步骤：
101.步骤s10，固井胶塞推动水泥浆由管内至井底，水泥浆再上返环空直至地面。固井胶塞将前部水泥浆和后部完井液分隔开，完井液是盐水，完井液段塞在地面压力下推动固井胶塞下行。
102.步骤s20，当固井胶塞与固井单流阀碰压后，水泥浆循环停止，地面继续泵压，井筒内压力继续升高。
103.步骤s30，当压力达到开启压力，即液压控制阀装置14中爆破盘171的爆破压力值时，爆破盘171破裂，液压控制阀装置14开启内部流道，经过单向阀16和关闭阀15对保护胶筒9增压，保护胶筒9逐渐膨胀、座封。
104.步骤s40，达到关闭压力时，液压控制阀装置14停止向保护胶筒9进液，保护胶筒9座封完成，贴紧裸眼井壁。
105.步骤s50，保护胶筒9座封后，立即排开压裂端口31周围的水泥浆。在固井作业结束后48小时后，水泥浆完全凝固。保护胶筒9在内腔含盐完井液的作用下逐渐降解，压裂端口31暴露于裸眼井壁，内部充满完井液，两侧是水泥环。
106.当要进行压裂作业时，地面向井下投入封隔体，随压裂液流动至该工具时，被球座12捕捉。随着压力上升，剪切销钉30被剪断，投球推动中心筒11轴向移动，直至露出压裂端口31，井筒与储层连通，随后开始泵送加砂压裂液的作业。
107.当需要进行示踪剂注入时，地面向井下发送调制后的压力脉冲信号，气动系统26中的调制解调模块接收后对信号进行解调处理，并向气动系统26发出注入示踪剂的指令。燃气喷射器18启动，气动装置39开始工作，不断吸液和加压泵送，将示踪剂泵出示踪剂容器4，通过示踪剂喷射端口61进入地层。气动系统26不断监测注入量，如果未达到地面要求的注入量值，则继续加压、泵注，直至所需剂量的示踪剂被全部泵入对应层段。
108.该套管固井滑套可用于各类非常规、难动用油气资源的开发，包括致密油、致密气、页岩油、页岩气、煤层气藏的直井、水平井、斜井压裂、酸压施工和体积改造施工，主要用于套管固井滑套分段压裂工艺，具有以下优点：
109.(1)一体化设计：该套管固井滑套内部预制有示踪剂容器4，下井前在地面充填指定类型的示踪剂，然后随套管串一起进行固井、完井和压裂作业；
110.(2)采用燃气喷射器作为井下气源37，在地面发射的控制指令下，气动系统26可在指定时间启动、泵送指定剂量的示踪剂，在指定时间点关闭并休眠，示踪剂注入精确可控；
111.(3)示踪剂喷射端口61邻近压裂端口31，共同受保护胶筒9的防水泥保护，工作时，从示踪剂喷射端口61流出，随压裂液一起进入井筒或地层，实现井下原位泵送示踪剂。
112.以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。