[发明专利]一种压裂和采油用一体化井口装置及操作方法

权利要求书

1.一种压裂和采油用一体化井口装置，用于在完井阶段、压裂阶段、自喷阶段以及机采阶段分别进行油井作业，其特征在于，该井口装置包括第一采油机构和第二采油机构，其中所述第一采油机构底部连接有油层套管，且内部设有油管柱，所述第一采油结构用于悬挂油管柱，并密封油管柱与油层套管之间的环形空间；所述第二采油机构位于第一采油机构上方，且所述第二采油机构底部与第一采油机构顶部连通，所述第二采油机构用于油井内流体控制，并提供连接入口；所述第二采油机构在完井阶段、压裂阶段、自喷阶段以及机采阶段的结构不同。

2.根据权利要求1所述的压裂和采油用一体化井口装置，其特征在于，所述第一采油机构内设有油管头四通、平板阀、仪表法兰、压力表截止阀、密封件、顶丝、油管悬挂器、试压单流阀以及泄放阀，所述油管头四通上设有左右对称的左端口和右端口，其中所述左端口和右端口分别连接有两组平板阀，且两组平板阀之间通过仪表法兰进行连接，其中一侧端口的仪表法兰上连接有所述压力表截止阀；所述油管悬挂器位于油管头四通的主通径内，且通过顶丝固定于主通径内；所述油管头四通内部主通径的下端同轴设有多个密封槽，且每个密封槽内部设有所述密封件，位于油管头四通主通径的下端对应密封槽的位置呈圆周设有多个试压单流阀以及泄放阀。

3.根据权利要求1所述的压裂和采油用一体化井口装置，其特征在于，所述第二采油机构在油井作业的完井阶段中包括有转换法兰和第一采油树，所述转换法兰位于第一采油机构的正上方，所述转换法兰包括高压侧和低压侧，所述高压侧与第一采油机构的顶部连接，所述低压侧分别与第一采油树底部连接。

4.根据权利要求3所述的压裂和采油用一体化井口装置，其特征在于，所述第一采油树包括主阀、四通管、平板阀以及清蜡阀，所述四通管上设有左右对称的连接接口，且每个连接接口分别连接两组平板阀；位于其中一个连接接口的两组平板阀之间设置有仪表法兰，且所述仪表法兰上连接有压力表截止阀；所述清蜡阀位于四通管正上方，且所述清蜡阀与四通管的上部接口连通；所述主阀位于四通管正下方，且所述主阀上部与四通管的下部接口连通；所述主阀下部与转换法兰的低压侧连通。

5.根据权利要求1所述的压裂和采油用一体化井口装置，其特征在于，所述第二采油机构在油井作业的压裂阶段中包括有两组压裂阀和第二采油树，其中两组压裂阀沿竖向连接，且位于最下层的压裂阀与第一采油机构连通，位于最上层的压裂阀与第二采油树连通；所述第二采油树包括有压裂六通管，所述压裂六通管包括一组主通径管道和四组副通径管道，四组所述副通径管道绕主通径管道的轴心一周均匀布置，且所述副通径管道的轴线与主通径管道的轴线呈夹角设置。

6.根据权利要求4所述的压裂和采油用一体化井口装置，其特征在于，所述第二采油机构在油井作业的自喷阶段中包括有一组压裂阀、转换法兰和第一采油树，所述压裂阀设置于第一采油机构上方，所述转换法兰包括高压侧和低压侧，所述高压侧与压裂阀顶部连接，所述低压侧与第一采油树底部连接。

7.根据权利要求1所述的压裂和采油用一体化井口装置，其特征在于，所述第二采油机构在油井作业的机采阶段中包括有转换法兰和第三采油树，所述转换法兰包括高压侧和低压侧，所述高压侧与第一采油机构的顶部连接，所述低压侧与第三采油树底部连接；所述第三采油树包括四通管、平板阀、胶皮闸门和抽油杆密封件，所述四通管上设有左右对称的连接接口，且每个连接接口分别连接一组平板阀；其中一组平板阀的端口位置有仪表法兰，且所述仪表法兰上连接有压力表截止阀；所述胶皮闸门位于四通管正上方，且所述胶皮闸门与四通管的上部接口连通，所述抽油杆密封件设置于胶皮阀门上方；所述四通管的下部接口与转换法兰低压侧连通。

8.根据权利要求1所述的压裂和采油用一体化井口装置，其特征在于，所述第一采油机构的压力在满足压裂阶段要求条件下，所述第二采油机构中采油树的压力要求根据自喷阶段的压力要求进行确定。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述压裂和采油用一体化井口装置的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：

首先油井进入完井阶段时，所述第一采油机构上连接转换法兰和第一采油树；

当油井由完井进入压裂阶段时，将第一采油机构上的转换法兰以及第一采油树拆除；并在第一采油机构上安装两组压裂阀，并配合压裂六通管以及压裂设备实施压裂作业；

当油井压裂完成后开始自喷排液，油井作业进入自喷阶段，由于自喷阶段油井内压力小于压裂阶段压力，故移除压裂设备，并拆除一组压裂阀以及压裂六通管，在剩余的压裂阀上重新安装转换法兰以及第一采油树，进入自喷生产；

在自喷阶段后期油井内排液压力下降，原油无法排出地面，通过适当压井后，拆除压裂阀以及上部的第一采油树，向油井内下入油管，之后在第一采油机构顶部安装转换法兰，

将第一采油树中的清蜡阀拆除，并替换为胶皮闸门和抽油杆密封件，同时将第一采油树左右两侧的平板阀分别拆除一组，第一采油树配置成第三采油树结构，将第三采油树连接至转换法兰上，油井进入机采阶段。