壓裂用回接插入密封裝置的製作方法

2023-05-27 07:05:06 1

專利名稱：壓裂用回接插入密封裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種壓裂用回接插入密封裝置，主要用於油氣田開發過程中的水平井壓裂改造工藝，屬於油氣井開發用的井筒作業工具。
背景技術：
目前所使用的回接裝置主要是針對直井的回接固井使用的，不能滿足水平井壓裂工藝的需要，在扶正方面，目前的回接裝置的扶正機構普遍採用固定扶正塊設計，該種扶正方式沒有伸縮性，使用受局限，一種型號的回接插入密封裝置只能適應一種型號壁厚的套管，而且不能滿足井斜要求，此外，在密封方面，密封機構主要採用膠圈密封，在回接插入過程中一旦膠圈被管具割傷，裝置密封將失效，即使順利回接，如果密封機構與回接筒沒有到達配合要求，也難以實現好的密封效果，在原密封機構的可調節性方面，由於採用膠圈密封，使得一種回接插入密封只能與其相對應的回接筒配合使用，一旦在施工中，對回接工藝有其它要求，更換安放膠圈的中心管時，將難以及時滿足現場的水平井壓裂生產需求。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種壓裂用回接插入密封裝置，使用彈簧調節式扶正機構，保證回接插入密封裝置在斜井段實現順利回接，此外，在壓裂施工時，回接插入密封能夠承受管柱內高壓，採用滑動活塞壓縮密封膠筒，該密封可以實現管柱內壓力越高密封性越好的效果，保證該回接裝置密封的可靠性，防止在水平井分段壓裂中出現密封失效等問題。滿足水平井分段壓裂施工中對密封和管具回接筒的匹配要求，適應水平井壓裂生產需求，回接施工操作方便，且密封機構密封效果好。本實用新型採用如下的技術方案，即一種壓裂用回接插入密封裝置，由上接頭、連接筒、上背帽、扶正塊、彈簧組、下背帽、心管、滑動活塞、密封膠筒、壓環、上連接套、支撐套、 下連接套和導向錐體構成，其特徵在於上接頭的下端開口與連接筒上段的外壁螺紋連接， 連接筒下段的外壁與心管上端的內壁螺紋連接，心管的下部螺紋連接上連接套的上部的外壁，上連接套下部外壁與下連接套上部外壁由支撐套的內壁螺紋連接在一起，心管下端的內壁向外擴徑減薄形成心管下端的薄壁段，導向錐體螺紋連接在下連接套下部的外壁上， 導向錐體的上埠處的內壁向外擴徑減薄形成導向錐體的薄壁段，上、下連接套的外壁中央各設有一個凸出的分隔環，支撐套的上部、下部兩段的內壁向外擴徑減薄形成支撐套的上薄壁段和下薄壁段，心管的外壁的頂部和中部設有臺階凸起，兩臺階凸起之間沿心管外壁圓周均勻開有2 8個凹槽作為彈簧槽，彈簧組安裝在彈簧槽內，扶正塊呈外凸的條塊狀，彈簧組在彈簧槽內支撐在扶正塊外凸的內壁一側，扶正塊的上端由上背帽探出的下端內壁壓住，扶正塊的下端由下背帽探出的上端內壁壓住，上背帽螺紋安裝在心管外壁的頂部臺階凸起的外壁上，下背帽螺紋安裝在心管外壁的中部臺階凸起的外壁上，扶正塊由上、 下背帽固定，扶正塊在心管外壁徑向被上、下背帽探出的內壁限位，在上連接套外壁與心管下端的薄壁段內側的間隙中、上連接套外壁與支撐套的上段薄壁段內壁的間隙中、下連接套外壁與支撐套的下段薄壁段內壁的間隙中和下連接套外壁與導向錐體上端的導向錐體的薄壁段內壁間隙中均密封安裝滑動活塞，將密封膠筒套裝在各滑動活塞的一側，並通過壓環在上、下連接套外壁上凸出的分隔環一側壓緊密封膠筒。本實用新型的壓裂用回接插入密封裝置，在上接頭下部內壁與連接體上部外壁螺紋連接處裝有密封圈，在連接體下部外壁與心管上部外壁螺紋連接處裝有密封圈，在滑動活塞與上、下連接套外壁接觸處和滑動活塞與上述各薄壁段內壁的接觸處均裝有密封圈。本實用新型的壓裂用回接插入密封裝置，其彈簧槽為在心管外壁的圓周上沿心管軸向均勻開有的2 8個長方形凹槽；彈簧組安裝在彈簧槽內，一個彈簧組由3 10個彈簧構成，一個彈簧組支撐同一個扶正塊。本實用新型的壓環為環型蓋狀，安裝時壓環的內側面壓緊密封膠筒，壓環的外背面與連接套外壁上凸出的分隔環的側面相抵。本實用新型的上接頭與心管通過連接體進行連接，上背帽與下背帽分別通過螺紋與心管相連，同時上背帽與下背帽起到控制扶正塊的作用，扶正塊通過彈簧使其處於撐開狀態，心管、連接套、支撐套與導向錐體均通過螺紋相連，連接套外壁上由相互接觸的同一組滑動活塞、密封膠筒、壓環和密封圈組成同一段密封機構，連接套外壁上設有若干段密封機構。本實用新型的壓裂用回接插入密封裝置，可根據回接密封插筒長度要求加長密封段長度，保證密封段的可靠性，只要通過增加連接套和支撐套的數量便可實現增加更多段密封機構的要求。本實用新型的工作原理，本壓裂用回接插入密封裝置在下入過程中，通過彈簧的作用力抵住扶正塊內壁，使扶正塊始終與套管壁相接觸，保證了本發明的回接插入密封裝置在回插過程中處於居中狀態實現該裝置的順利回接，同時採用彈簧來調節扶正塊的設計，可以根據套管內徑的大小壓縮彈簧，使得扶正塊始終與套管壁相接觸，實現一種型號的回接插入密封適應同種型號各種壁厚的套管，該種扶正機構更適合水平井及大位移井的回接插入使用；回接施工結束後，進行壓裂施工時，管柱內將承受高壓，管柱內壓力傳導到滑動活塞上使其壓縮密封膠筒，密封機構實現密封，管柱內壓力越高各段密封結構的密封效果越好，保證了本發明的可靠性。本實用新型結構簡單、安全可靠，適用於水平井的分段壓裂施工工藝。
圖是本實用新型的壓裂用回接插入密封裝置的結構圖；圖中上接頭1、連接體2、上背帽3、扶正塊4、彈簧組5、下背帽6、心管7、滑動活塞8、密封膠筒9、壓環10、上連接套11、密封圈12、支撐套13、下連接套14、導向錐體15、分隔環16。
具體實施方式
實施例一，
以下結合附圖，對本實用新型的結構予以進一步說明，如圖所示，本壓裂用回接插入密封裝置，由上接頭1、連接筒2、上背帽3、扶正塊4、彈簧組5、下背帽6、心管 7、滑動活塞8、密封膠筒9、壓環10、上連接套11、支撐套13、下連接套14和導向錐體15構成，其特徵在於上接頭1的下端開口與連接筒2上段的外壁螺紋連接，連接筒2下段的外壁與心管7上端的內壁螺紋連接，心管7的下部內壁螺紋連接上連接套11的上部的外壁，上連接套11下部外壁與下連接套14上部外壁由支撐套13的內壁螺紋連接在一起，心管7下端的內壁向外擴徑減薄形成心管7下端的薄壁段，導向錐體15螺紋連接在下連接套14下部的外壁上，導向錐體15的上埠處的內壁向外擴徑減薄形成導向錐體14的薄壁段，上、 下連接套11、14的外壁中央各設有一個凸出的分隔環16，支撐套13的上部、下部兩段的內壁向外擴徑減薄形成支撐套13的上薄壁段和下薄壁段，心管7的外壁的頂部和中部設有臺階凸起，兩臺階凸起之間沿心管7外壁圓周上沿心管軸向均勻開有凹槽作為的彈簧槽，彈簧組5安裝在彈簧槽內，扶正塊4呈外凸的條塊狀，彈簧組5在彈簧槽內支撐在扶正塊4外凸的內壁一側，扶正塊4由上、下背帽3、6固定，扶正塊4的上端由上背帽3探出的下端內壁壓住，扶正塊4的下端由下背帽6探出的上端內壁壓住，上背帽3螺紋安裝在心管7外壁的頂部臺階凸起的外壁上，下背帽6螺紋安裝在心管7外壁的中部臺階凸起的外壁上，扶正塊4在心管7外壁徑向被上、下背帽3、6探出的內壁限位，在上連接套11外壁與心管7下端的薄壁段內側的間隙中、上連接套11外壁與支撐套13的上段薄壁段內壁的間隙中、下連接套14外壁與支撐套13的下段薄壁段內壁的間隙中和下連接套14外壁與導向錐體15上端的導向錐體的薄壁段內壁間隙中均密封安裝滑動活塞8，密封膠筒9套裝在各滑動活塞的一側，壓環10在上、下連接套11、14的外壁上凸出的分隔環16的一側且壓緊密封膠筒9。上述的壓裂用回接插入密封裝置，在上接頭下部內壁與連接體上部外壁螺紋連接處裝有密封圈12，在連接體下部外壁與心管上部外壁螺紋連接處裝有密封圈12，在滑動活塞8與上、下連接套11、14外壁接觸處和滑動活塞8與心管7、支撐套13、導向錐體15的薄壁段內壁的接觸處均裝有密封圈12。上述的壓裂用回接插入密封裝置，其彈簧槽為在心管7外壁的圓周上沿心管軸向均勻開有五個長方形凹槽；一個彈簧組5由四個彈簧構成，一個彈簧組支撐同一個扶正塊。上述的壓裂用回接插入密封裝置，其壓環10為環型蓋狀，安裝時壓環10的內側面壓緊密封膠筒9，壓環10的外背面與連接套外壁上凸出的分隔環16的側面相抵。實施例二，本壓裂用回接插入密封裝置，在心管7下部只有連接一個連接套，裝置整體結構中不需要支撐套，導向錐體上端直接連接在連接套的底部，這樣只帶一個連接套， 其連接套外壁上只能安裝兩套密封機構，密封效果較差。僅適用於壓力要求不高的作業。實施例三，本壓裂用回接插入密封裝置，在心管7下部連接三個連接套單體，即在實施例一的結構基礎上，只要增加一套支撐套和一套連接套單體，加掛在實施例一的下連接套下部，底部再連接導向錐體，即可構成有帶三個連接套六段密封機構的壓裂用回接插入密封裝置。同樣道理，還可連接更多個連接套，加長密封段。上述實用新型的內容及其所涵蓋的技術內容均構成本實用新型的組成部分。本壓裂用回接插入密封裝置，設計彈簧調節式扶正機構可以保證回接插入密封在斜井段實現順利回接；壓裂施工時，回接插入密封能夠承受管柱內高壓，採用滑動活塞壓縮密封膠筒密封機構，可以實現管柱內壓力越高密封性越好的效果，保證該回接裝置密封的可靠性。
權利要求1.一種壓裂用回接插入密封裝置，由上接頭(1)、連接筒O)、上背帽(3)、扶正塊0)、 彈簧組(5)、下背帽(6)、心管(7)、滑動活塞(8)、密封膠筒(9)、壓環(10)、上連接套(11)、 支撐套(13)、下連接套(14)和導向錐體(15)構成，其特徵在於上接頭⑴的下端開口與連接筒( 上段的外壁螺紋連接，連接筒( 下段的外壁與心管(7)上端的內壁螺紋連接， 心管(7)的下部內壁螺紋連接上連接套(11)的上部的外壁，上連接套(11)下部外壁與下連接套(14)上部外壁由支撐套(1 的內壁螺紋連接在一起，心管(7)下端的內壁向外擴徑減薄形成心管(7)下端的薄壁段，導向錐體(1 螺紋連接在下連接套(14)下部的外壁上，導向錐體(巧)的上埠處的內壁向外擴徑減薄形成導向錐體(14)的薄壁段，上、下連接套(11)、(14)的外壁中央各設有一個凸出的分隔環(16)，支撐套(13)的上部、下部兩段的內壁向外擴徑減薄形成支撐套(1 的上薄壁段和下薄壁段，心管(7)的外壁的頂部和中部設有臺階凸起，兩臺階凸起之間沿心管(7)外壁圓周上沿心管軸向均勻開有凹槽作為的彈簧槽，彈簧組( 安裝在彈簧槽內，扶正塊(4)呈外凸的條塊狀，彈簧組( 在彈簧槽內支撐在扶正塊⑷外凸的內壁一側，扶正塊⑷由上、下背帽(3、6)固定，扶正塊⑷的上端由上背帽⑶探出的下端內壁壓住，扶正塊⑷的下端由下背帽(6)探出的上端內壁壓住，上背帽C3)螺紋安裝在心管(7)外壁的頂部臺階凸起的外壁上，下背帽(6)螺紋安裝在心管(7)外壁的中部臺階凸起的外壁上，扶正塊(4)在心管(7)外壁徑向被上、下背帽(3、 6)探出的內壁限位，在上連接套(11)外壁與心管(7)下端的薄壁段內側的間隙中、上連接套(11)外壁與支撐套(1 的上段薄壁段內壁的間隙中、下連接套(14)外壁與支撐套(13) 的下段薄壁段內壁的間隙中和下連接套(14)外壁與導向錐體(1 上端的導向錐體的薄壁段內壁間隙中均密封安裝滑動活塞(8)，密封膠筒(9)套裝在各滑動活塞(8)的一側，壓環 (10)在上、下連接套(11、14)的外壁上凸出的分隔環(16)的一側且壓緊密封膠筒(9)。
2.如權利要求1所述的壓裂用回接插入密封裝置，其特徵在於在上接頭(1)下部內壁與連接體( 上部外壁螺紋連接處裝有密封圈(12)，在連接體( 下部外壁與心管(7)上部外壁螺紋連接處裝有密封圈(12)，在滑動活塞(8)與上、下連接套(11、14)外壁接觸處和滑動活塞(8)與心管(7)、支撐套(13)、導向錐體(1 的薄壁段內壁的接觸處均裝有密封圈(12)。
3.如權利要求1所述的壓裂用回接插入密封裝置，其特徵在於所述的彈簧槽為在心管 (7)外壁的圓周上沿心管軸向均勻開有五個長方形凹槽；一個彈簧組(5)由四個彈簧構成， 一個彈簧組( 支撐同一個扶正塊。
4.如權利要求1所述的壓裂用回接插入密封裝置，其特徵在於所述的壓環(10)為環型蓋狀，壓環(10)的內側面壓緊密封膠筒(9)，壓環(10)的外背面與連接套外壁上凸出的分隔環(16)的側面相抵。
專利摘要本實用新型涉及一種壓裂用回接插入密封裝置，主要用於油氣田開發過程中的水平井壓裂改造。本實用新型的水平井壓裂用回接插入密封裝置由上接頭、連接筒、上背帽、扶正塊、彈簧組、下背帽、心管、滑動活塞、密封膠筒、壓環、上連接套、支撐套、下連接套和導向錐體構成，使用彈簧調節式扶正機構，保證回接插入密封裝置在斜井段實現順利回接，採用滑動活塞壓縮密封膠筒，實現管柱內壓力越高密封性越好的效果，此外，還可連接多個連接套，加長密封段，保證該回接裝置密封的可靠性，防止在水平井分段壓裂中出現密封失效等問題。
文檔編號E21B43/26GK202338317SQ20112042642
公開日2012年7月18日 申請日期2011年11月2日 優先權日2011年11月2日
發明者何志勇, 劉志斌, 張鵬, 田文江, 程智遠, 詹鴻運, 鄭永哲, 韓永亮, 駱勁羽 申請人:中國石油集團渤海鑽探工程有限公司