組合密封壓裂封隔器的製作方法
2023-06-11 11:16:06
專利名稱：組合密封壓裂封隔器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種油田開發應用的井下工具，特別涉及一種應用於壓裂施工的組合密封壓裂封隔器。
背景技術：
在油田開發過程中，壓裂是一種通過改善地層滲透率以達到增產增效目的的措施性工藝技術。壓裂的種類繁多，如直井單層壓裂、分層壓裂，水平井的分段壓裂等。無論何種壓裂施工，其實質均是通過壓開地層，利用壓裂砂充填地層裂縫，以改善地層滲透率。隨著油田勘探開發技術的發展，壓裂施工井深在不斷增加。因此，對壓裂施工所應用的井下工具而言，必須通過結構性能的提高，滿足高溫、高壓的作業要求，並針對壓裂施工的特點，具備一定防砂能力。目前，壓裂施工的主要發展方向為深井直井分層壓裂、水平井分段壓裂。井深的增加對工具串的性能要求越來越高，分層、分段的數量越大，對工具串的技術的要求也會越高。特別是直井分層壓裂施工，施工後需要起出施工管串，該工序極大地增加了對管串的組合技術方式及構成管串工具的技術要求。通過對以往施工中壓裂施工失敗原因的分析，可以確認造成施工管串卡阻的主要問題是封隔器。具體因素有二:一是封隔器防砂能力差，在有砂狀態下，無法實施封隔器解封；二是封隔器的性能不穩定，在高溫、高壓的複雜施工條件下，封隔器發生過載失效，甚至解體，無法完成後續動作。因此，提高壓裂施工管串性能，研發新型高性能的壓裂封隔器，已成為完善分層壓裂施工工藝的關鍵。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種適用於壓裂施工、具有較高穩定性和防砂能力的組合密封壓裂封隔器。為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下:—種組合密封壓裂封隔器，包括上接頭、中心管、上側上長壓縮膠筒、上側上隔環、上側短壓縮膠筒、上側下隔環、上側下長壓縮膠筒、上護腕、擴張膠筒、下護腕、下側上長壓縮膠筒、下側上隔環、下側短壓縮膠筒、下側下隔環、下側下長壓縮膠筒以及下接頭。中心管的上下兩端分別通過螺紋與上接頭和下接頭相連接，上側上長壓縮膠筒、上側上隔環、上側短壓縮膠筒、上側下隔環、上側下長壓縮膠筒、上護腕、擴張膠筒、下護腕、下側上長壓縮膠筒、下側上隔環、下側短壓縮膠筒、下側下隔環以及下側下長壓縮膠筒依次從上到下套在中心管的外部，且上側上長壓縮膠筒位於上接頭下方，下側下長壓縮膠筒位於下接頭上方。上護腕的上端內表面與中心管的外表面相貼合，上護腕的下端套在擴張膠筒上端的外部。下護腕的下端內表面與中心管的外表面相貼合，下護腕的上端套在擴張膠筒下端的外部。在上護腕與中心管的貼合處以及下護腕與中心管的貼合處分別設置有起密封作用的密封膠圈。在中心管靠近擴張膠筒中部處的側壁上設置有沿軸向延伸的縫形通孔。[0008]當封隔器內部壓力大於外部壓力，並達到一定差值時，液體經中心管上的縫形通孔進入擴張膠筒，在密封膠圈的密封作用下，擴張膠筒擴張，密封油套環空。當環空下方壓力大於上方壓力時，在壓差的作用下，擴張膠筒上行，壓縮其上部的各膠筒，使其沿徑向擴張，進一步產生密封油套環空；反之，當環空上方壓力大於下方壓力時，在壓差的作用下，擴張膠筒下行，壓縮下部的各膠筒，同樣產生進一步的密封油套環空。當封隔器內外壓力平衡時，膠筒恢復原形狀，封隔器解封。在上述裝置中，縫形通孔的孔型採用軸向割縫型，縫寬一般設置為0.3(T0.4mm,以阻止壓裂砂進入封隔器內腔。封隔器的坐封、解封均採用液壓控制，整體結構上採用無支撐設計，無卡瓦結構。組合膠筒以及無卡瓦結構設計，使封隔器進一步具備了防砂性能。採用本實用新型的組合密封壓裂封隔器，結構簡單、性能穩定，具有防砂能力，適用於壓裂施工。
圖1是本實用新型組合密封壓裂封隔器的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型進行進一步的詳細說明。如圖1所示，I為上接頭,2為中心管,301為上側上長壓縮膠筒,401為上側上隔環，501為上側短壓縮膠筒，402為上側下隔環，302為上側下長壓縮膠筒，701為上護腕，8為擴張膠筒，702為下護腕，303為下側上長壓縮膠筒，403為下側上隔環，502為下側短壓縮膠筒，404為下側下隔環，304為下側下長壓縮膠筒，11為下接頭。中心管2的上下兩端分別通過螺紋與上接頭I和下接頭11相連接，上側上長壓縮膠筒301、上側上隔環401、上側短壓縮膠筒501、上側下隔環402、上側下長壓縮膠筒302、上護腕701、擴張膠筒8、下護腕702、下側上長壓縮膠筒303、下側上隔環403、下側短壓縮膠筒502、下側下隔環404以及下側下長壓縮膠筒304依次從上到下套在中心管2的外部，且上側上長壓縮膠筒301位於上接頭I下方，下側下長壓縮膠筒304位於下接頭2上方。上護腕701的上端內表面與中心管2的外表面相貼合，上護腕701的下端套在擴張膠筒8上端的外部，下護腕702的下端內表面與中心管2的外表面相貼合，下護腕702的上端套在擴張膠筒8下端的外部。在上護腕701與中心管2的貼合處以及下護腕702與中心管2的貼合處分別設置有起密封作用的密封膠圈6。在中心管2靠近擴張膠筒8中部處的側壁上設置有沿軸向延伸的縫形通孔801。坐封時，在封隔器中注入液體，當封隔器內部壓力大於外部壓力，並達到一定差值時，液體經中心管2上的縫形通孔801進入擴張膠筒8，在密封膠圈6的密封作用下，擴張膠筒8擴張，密封油套環空。當環空下方壓力大於上方壓力時，在壓差的作用下，擴張膠筒8上行，通過上護腕701壓縮其上方的上側上長壓縮膠筒301、上側短壓縮膠筒501以及上側下長壓縮膠筒302，使它們沿徑向擴張，進一步產生密封油套環空。反之，當環空上方壓力大於下方壓力時，在壓差的作用下，擴張膠筒8下行，通過下護腕702壓縮其下方的下側上長壓縮膠筒303、下側短壓縮膠筒502以及下側下長壓縮膠筒304，同樣產生進一步的密封油套環空。當封隔器內外壓力平衡時，擴張膠筒8恢復原形狀，封隔器解封。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進，這些改進也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種組合密封壓裂封隔器，其特徵在於:包括上接頭(I)、中心管(2)、上側上長壓縮膠筒(301)、上側上隔環(401)、上側短壓縮膠筒(501)、上側下隔環(402)、上側下長壓縮膠筒(302)、上護腕(701)、擴張膠筒(8)、下護腕(702)、下側上長壓縮膠筒(303)、下側上隔環(403)、下側短壓縮膠筒(502)、下側下隔環(404)、下側下長壓縮膠筒(304)以及下接頭(11);所述中心管(2)的上下兩端分別通過螺紋與所述上接頭(I)和所述下接頭(11)相連接；所述上側上長壓縮膠筒(301)、所述上側上隔環(401)、所述上側短壓縮膠筒(501)、所述上側下隔環(402)、所述上側下長壓縮膠筒(302)、所述上護腕(701)、所述擴張膠筒(8)、所述下護腕(702)、所述下側上長壓縮膠筒(303)、所述下側上隔環(403)、所述下側短壓縮膠筒(502)、所述下側下隔環(404)以及所述下側下長壓縮膠筒(304)依次從上到下套在所述中心管(2)的外部，且所述上側上長壓縮膠筒(301)位於所述上接頭(I)下方，所述下側下長壓縮膠筒(304)位於所述下接頭(2)上方；所述上護腕(701)的上端內表面與所述中心管(2)的外表面相貼合，所述上護腕(701)的下端套在所述擴張膠筒(8)上端的外部；所述下護腕(702)的下端內表面與所述中心管(2)的外表面相貼合，所述下護腕(702)的上端套在所述擴張膠筒(8)下端的外部；在所述上護腕(701)與所述中心管(2)的貼合處以及所述下護腕(702)與所述中心管(2)的貼合處分別設置有起密封作用的密封膠圈(6)；在所述中心管(2)靠近所述擴張膠筒(8)中部處的側壁上設置有沿軸向延伸的縫形通孔(801)。
專利摘要本實用新型公開了一種組合密封壓裂封隔器，包括上接頭、中心管、上側上長壓縮膠筒、上側上隔環、上側短壓縮膠筒、上側下隔環、上側下長壓縮膠筒、上護腕、擴張膠筒、下護腕、下側上長壓縮膠筒、下側上隔環、下側短壓縮膠筒、下側下隔環、下側下長壓縮膠筒以及下接頭。中心管上下兩端分別通過螺紋與上接頭和下接頭相連接，各膠筒、隔環及護腕均套在中心管的外部。在上護腕與中心管的貼合處以及下護腕與中心管的貼合處分別設置有密封膠圈。在中心管靠近擴張膠筒中部處的側壁上設置有縫形通孔。採用本實用新型的組合密封壓裂封隔器，結構簡單、性能穩定，具有防砂能力，適用於壓裂施工。
文檔編號E21B33/122GK202937223SQ201220688278
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月11日 優先權日2012年12月11日
發明者張世林, 王林, 倪振海, 陳志忠, 李金鳳 申請人:中國石油集團渤海鑽探工程有限公司