反循環高壓壓裂酸化封隔器的製作方法

2023-10-27 18:16:17

專利名稱：反循環高壓壓裂酸化封隔器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油天然氣開採技術領域，尤其是一種反循環高壓壓裂酸化封隔器。
背景技術：
國內油氣田在開發作業過程中，很多油氣井都需要進行壓裂酸化，而酸化封隔器是壓裂酸化過程中尤為重要的工具，現有的酸化封隔器主要包括中心管，在中心管上從上到下依次套設有上膠筒座、膠筒、下膠筒座、液壓缸，中心管上端設置有上接頭，下端設置有下接頭，所述液壓缸包括與下接頭固定連接的缸套以及設置在缸套內的活塞，所述缸套與活塞通過剪釘固定在一起，在膠筒與中心管之間設置有襯套，所述上膠筒座與襯套的端頭通過絲扣連接，下膠筒座與襯套活動連接，所述上接頭與上膠筒座接觸的一端設置有密封圈。該酸化封隔器的工作過程如下:當需要使用酸化封隔器進行壓裂酸化作業時，首先，將酸化封隔器下至套管內的設計位置，此時，中心管內的液體進入液壓缸，當缸套內的壓力達到一定程度，剪釘被剪斷，然後進而推動液壓缸的活塞向上運動，活塞在向上運動的過程中會推動下膠筒座向上運動，下膠筒座在向上運動的過程中擠壓膠筒，膠筒被擠壓膨脹緊貼在套管內壁上，膠筒在被擠壓的過程中同時推動上膠筒座向上運動，頂住密封圈，從而達到坐封的目的，當壓裂酸化施工完成後，需要排出井下壓裂液或酸液才能進行石油、天然氣的開採，此時就需要解除酸化封隔器的坐封狀態，有時在加沙壓裂時管柱內被堵塞需要反循環的時候，也需要解除酸化封隔器的坐封狀態，上述酸化封隔器的解封是靠套管內的液壓自動完成解封的，即在需要解封時，降低中心管內的液壓，當套管內的液壓大於中心管內的液壓時，套管內的液體對膠筒施加向下的作用力，使得膠筒向下運動，由於下膠筒座與襯套活動連接，因此，膠筒在向下運動過程中只能靠摩擦力帶動襯套進而帶動上膠筒座向下運動，從而使上膠筒座與密封圈分離，實現解封，此時封隔器通道貫通開啟，膠筒上下處於連通狀態，膠筒不再受力。但是，上述酸化封隔器在實際使用過程中還是存在以下問題，由於酸化封隔器在長時間坐封后，上膠筒座會與密封圈粘接在一起，僅靠膠筒與襯套之間的摩擦力很難將其拉開，如果在施工過程中需要反循環或者排液時，若酸化封隔器通道未能及時開啟，套管內的液壓持續作用於酸化封隔器的膠筒上，膠筒將作用力通過活塞傳遞到中心管上，從而使整個管柱受到向下的拉力，這個拉力將有可能使上部管柱某個位置被拉斷，發生嚴重的事故，輕則將會使該井無法正常投產，後期投入大量修井作業費用進行補救，重則如果斷落油管斷點位置較高而無法進行循環壓井作業造成井控風險，甚至發生井噴等嚴重後果。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠實現強制解封的反循環高壓壓裂酸化封隔器。[0006]本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案為:該反循環高壓壓裂酸化封隔器，包括中心管，在中心管上從上到下依次套設有上膠筒座、膠筒、下膠筒座、液壓缸，中心管上端設置有上接頭，下端設置有下接頭，所述液壓缸包括與下接頭固定連接的缸套以及設置在缸套內的活塞，所述缸套與活塞通過剪釘固定在一起，在膠筒與中心管之間設置有襯套，所述上膠筒座與襯套固定連接，所述上接頭與上膠筒座接觸的一端設置有密封圈，所述下膠筒座與襯套通過單向傳動結構相配合，所述單向傳動結構的傳動方向為背離密封圈的方向。進一步的是，所述單向傳動結構為解封拉套，解封拉套一端通過絲扣與襯套連接，另一端與下膠筒座卡接在一起。進一步的是，所述上膠筒座與襯套通過絲扣連接。進一步的是，所述上接頭、下接頭分別與中心管通過螺紋連接。本實用新型的有益效果是:在解封過程中，膠筒受到向下的作用力後將作用力傳遞給下膠筒座，由於下膠筒座與襯套通過單向傳動結構相配合且所述單向傳動結構的傳動方向為背離密封圈的方向，同時上膠筒座與襯套也是固定連接的，因此，作用在下膠筒座上的作用力會通過襯套作用在上膠筒座上，即使由於酸化封隔器在長時間坐封后，上膠筒座會與密封圈粘接在一起，也能夠強制將上膠筒座與密封圈拉開，使封隔器膠筒上下處於連通狀態，從而避免中心管受力將油管拉斷，防止事故的發生。

圖1是本實用新型反循環高壓壓裂酸化封隔器的結構示意圖；圖中標記說明:中心管1、上膠筒座2、膠筒3、液壓缸4、缸套41、活塞42、上接頭5、下接頭6、襯套7、剪釘8、密封圈9、解封拉套10、下膠筒座11。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，該反循環高壓壓裂酸化封隔器，包括中心管1，在中心管I上從上到下依次套設有上膠筒座2、膠筒3、下膠筒座11、液壓缸4，中心管I上端設置有上接頭5，下端設置有下接頭6，所述液壓缸4包括與下接頭6固定連接的缸套41以及設置在缸套41內的活塞42，所述缸套41與活塞42通過剪釘8固定在一起，在膠筒3與中心管I之間設置有襯套7，所述上膠筒座2與襯套7固定連接，所述上接頭5與上膠筒座2接觸的一端設置有密封圈9,所述下膠筒座11與襯套7通過單向傳動結構相配合,所述單向傳動結構的傳動方向為背離密封圈9的方向。該反循環高壓壓裂酸化封隔器的工作過程如下:當需要使用反循環高壓壓裂酸化封隔器進行壓裂酸化作業時，首先，將反循環高壓壓裂酸化封隔器下至套管內的設計位置，此時，中心管I內的液體進入液壓缸4，當缸套41內的壓力達到一定程度，剪釘8被剪斷，然後進而推動液壓缸4的活塞42向上運動，活塞42在向上運動的過程中推動下膠筒座11向上運動，下膠筒座11在向上運動的過程中會擠壓膠筒3，膠筒3被擠壓膨脹緊貼在套管內壁上，膠筒3在被擠壓的過程中同時推動上膠筒座2向上運動，頂住密封圈9，從而達到坐封的目的，當壓裂酸化施工完成後，需要排出井下壓裂液或酸液才能進行石油、天然氣的開採，此時就需要解除反循環高壓壓裂酸化封隔器的坐封狀態，有時在加沙壓裂時管柱內被堵塞需要反循環的時候，也需要解除反循環高壓壓裂酸化封隔器的坐封狀態，在需要解封時，降低中心管I內的液壓，當套管內的液壓大於中心管I內的液壓時，套管內的液體對膠筒3施加向下的作用力，使得膠筒3向下運動，膠筒3受力向下運動會帶動下膠筒座11 一起向下運動，由於下膠筒座11與襯套7通過單向傳動結構相配合且單向傳動結構的傳動方向為背離密封圈9的方向，同時上膠筒座2與襯套7也是固定連接的，因此，作用在下膠筒座11上的作用力會通過襯套7作用在上膠筒座2上，即使由於酸化封隔器在長時間坐封后，上膠筒座2會與密封圈9粘接在一起，也能夠強制將上膠筒座2與密封圈9拉開，使封隔器膠筒3上下處於連通狀態，從而避免中心管I受力將油管拉斷，防止事故的發生。在上述實施方式中，所述單向傳動結構可以有多種實施方式，譬如，可以採用楔形拉杆、單向推桿等方式實現，只要能夠將下膠筒座11與襯套7連接為一體即可，作為優選的方式是:所述單向傳動結構為解封拉套10，解封拉套10 —端通過絲扣與襯套I連接，另一端與下膠筒座11卡接在一起，這種方式結構簡單，安裝非常方便，而且連接效果好不容易發生移位。所述上膠筒座2與襯套7可以通過各種現有的連接方式連接，作為優選的方式是:所述上膠筒座2與襯套7通過絲扣連接，絲扣連接精度高，不容易發生移位，而且安裝非常方便。另外，所述上接頭5、下接頭6與中心管I也可以通過各種現有的連接方式連接，作為優選的方式是:所述上接頭5、下接頭6分別與中心管I通過螺紋連接，螺紋連接方便快速，而且便於拆卸。
權利要求1.反循環高壓壓裂酸化封隔器，包括中心管(I)，在中心管(I)上從上到下依次套設有上膠筒座(2)、膠筒(3)、下膠筒座(11)、液壓缸(4)，中心管(I)上端設置有上接頭(5)，下端設置有下接頭(6)，所述液壓缸(4)包括與下接頭(6)固定連接的缸套(41)以及設置在缸套(41)內的活塞(42)，所述缸套(41)與活塞(42)通過剪釘(8)固定在一起，在膠筒(3)與中心管(I)之間設置有襯套(7)，所述上膠筒座(2)與襯套(7)固定連接，所述上接頭(5)與上膠筒座(2)接觸的一端設置有密封圈(9)，其特徵在於:所述下膠筒座(11)與襯套(7)通過單向傳動結構相配合，所述單向傳動結構的傳動方向為背離密封圈(9 )的方向。
2.如權利要求1所述的反循環高壓壓裂酸化封隔器，其特徵在於:所述單向傳動結構為解封拉套(10)，解封拉套(10) 一端通過絲扣與襯套(7)連接，另一端與下膠筒座(11)卡接在一起。
3.如權利要求1或2所述的反循環高壓壓裂酸化封隔器，其特徵在於:所述上接頭(5)、下接頭(6)分別與中心管(I)通過螺紋連接。
專利摘要本實用新型公開了一種能夠實現強制解封的反循環高壓壓裂酸化封隔器。該封隔器包括中心管，在中心管上從上到下依次套設有上膠筒座、膠筒、下膠筒座、液壓缸，在膠筒與中心管之間設置有襯套，所述上膠筒座與襯套固定連接，所述下膠筒座與襯套通過單向傳動結構相配合，所述單向傳動結構的傳動方向為背離密封圈的方向。在解封過程中，作用在下膠筒座上的作用力會通過襯套作用在上膠筒座上，即使由於酸化封隔器在長時間坐封后，上膠筒座會與密封圈粘接在一起，也能夠強制將上膠筒座與密封圈拉開，使封隔器膠筒上下處於連通狀態。適合在石油天然氣開採技術領域推廣運用。
文檔編號E21B33/12GK202970604SQ20122057620
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月5日 優先權日2012年11月5日
發明者劉星 申請人:成都美聯能源開發服務有限公司