本發(fā)明涉及石油天然氣工業(yè)井下工具的制造技術領域,確切地說涉及一種油氣井用分段壓裂酸化可控坐封封隔器。
背景技術:分段壓裂酸化技術是指對同一油氣井中的多個儲層井段分別進行壓裂酸化的一種增產(chǎn)改造技術。在分段壓裂酸化作業(yè)的油氣井中同時下入多套封隔器,將各施工井段分隔開,分別對各井段進行增產(chǎn)改造作業(yè)。公開號為CN103306658A,公開日為2013年9月18日的中國專利文獻公開了一種逐級坐封多級分段壓裂管柱及其使用方法,壓裂管柱包括多個封隔器和壓裂滑套,每個封隔器對應一個壓裂滑套,成對配套使用的封隔器坐封傳壓通道通過傳壓管連接在壓裂滑套的傳壓孔上。使用方法:1)組裝壓裂管柱;2)將壓裂管柱下井,使每一級壓裂管柱的滑套泄流通道與儲層段位置對應;3)投放啟動鑰匙,打開滑套內(nèi)筒,露出傳壓孔,封隔器坐封;打壓驗封;4)油管內(nèi)壓力繼續(xù)打開滑套內(nèi)筒,露出滑套泄流通道,實施壓裂施工;5)按從下往上的坐封、壓裂順序,重復步驟3)、4),將各級壓裂管柱的壓裂滑套進行逐級開啟,開啟每一級,進行相應級次封隔器的坐封和驗封,并進行相應級次的壓裂施工,直到完成最后一級壓裂施工。但以上述專利文獻為代表的分段壓裂酸化封隔器無法控制啟動,施工前需將各封隔器同時坐封,使得施工中油套管環(huán)空平衡壓力只能加至頂部封隔器。在異常高壓井中,無法施加平衡壓力的下部封隔器管柱可能出現(xiàn)超壓而導致封隔器失封或管柱斷裂,中斷施工。因此,有必要設計一種可以控制其啟動坐封的封隔器用于油氣井分段壓裂酸化施工作業(yè)。
技術實現(xiàn)要素:本發(fā)明旨在針對上述現(xiàn)有技術所存在的缺陷和不足,提供一種油氣井用分段壓裂酸化可控坐封封隔器,本發(fā)明結構簡單,操作方便,性能可靠。能分開控制油氣井中各封隔器的啟動,使得分段壓裂酸化施工中各封隔器均能施加平衡壓力。本發(fā)明是通過采用下述技術方案實現(xiàn)的:一種油氣井用分段壓裂酸化可控坐封封隔器,其特征在于:包括上接頭、中心管、膠筒、缸套、下接頭、開啟球、變徑球座、控制套和剪釘,所述中心管的外部上端連接有所述上接頭,中心管的外部下端連接有所述缸套,下接頭連接在中心管外部且位于中心管和缸套之間;所述下接頭上開有擴徑腔和傳壓孔,缸套、中心管和下接頭組成液壓缸,傳壓孔的一端與擴徑腔連通,另一端連通至所述液壓缸;所述變徑球座安裝在控制套頂端的環(huán)形槽內(nèi),變徑球座和控制套安裝在下接頭內(nèi)且變徑球座位于中心管的底端,變徑球座和控制套通過剪釘固定在所述下接頭內(nèi),擴徑腔位于剪釘?shù)纳戏剑凰瞿z筒連接在中心管上且位于缸套和上接頭之間;開啟球與所述變徑球座配合。所述變徑球座的縱截面為梯形,梯形的下底與所述擴徑腔配合。在所述上接頭和中心管之間,缸套和中心管之間,下接頭和中心管之間,控制套和下接頭之間,下接頭和缸套之間分別設置有密封圈。與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在:1、啟動本發(fā)明前,控制套將下接頭上的傳壓孔密封住,通過剪釘將控制套固定在下接頭內(nèi)腔中。缸套、中心管和下接頭組成液壓缸,缸套上部中心管外套裝有膠筒,膠筒上部與中心管通過螺紋連接有上接頭。需要啟動本發(fā)明時,從井口投入開啟球坐于變徑球座上,通過憋液壓剪斷剪釘,控制套、變徑球座和開啟球一起下移,當變徑球座移動到與擴徑腔對正時,變徑球座擴大,開啟球下落,此時,下接頭內(nèi)的傳壓孔露出,壓力傳到液壓缸,缸套上行推動壓縮膠筒,膠筒壓縮擴徑貼緊套管內(nèi)壁,封隔施工井段。這樣的技術方案結構簡單,操作方便,性能可靠。分開控制油氣井中各封隔器的啟動,使得分段壓裂酸化施工中各封隔器均能施加平衡壓力。2、本發(fā)明中,所述變徑球座的縱截面為梯形,梯形的下底與所述擴徑腔配合,這樣的結構方式,當變徑球座隨著控制套下滑到正對擴徑腔時,梯形的下底能剛好縮進擴徑腔內(nèi),從而使梯形的上底圍繞形成的內(nèi)徑變大,使得開啟球能順利下落,從而使下接頭的傳壓孔露出,將壓力傳遞到液壓缸內(nèi)。3、本發(fā)明中,在所述上接頭和中心管之間,缸套和中心管之間,下接頭和中心管之間,控制套和下接頭之間,下接頭和缸套之間分別設置有密封圈,能進一步增強密封性能。附圖說明下面將結合說明書附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明,其中:圖1為本發(fā)明的結構示意圖;圖2變徑球座橫截面示意圖。圖中標記:1、上接頭,2、中心管,3、膠筒,4、密封圈,5、缸套,6、下接頭,7、開啟球,8、變徑球座,9、控制套,10、擴徑腔,11、剪釘。具體實施方式實施例1本發(fā)明由上接頭1、中心管2、膠筒3、密封圈4、缸套5、下接頭6、開啟球7、變徑球座8、控制套9、擴徑腔10和剪釘11構成。下接頭6設有擴徑腔10和傳壓孔,控制套9兩端安裝有密封圈,控制套9頂部安裝有變徑球座8,啟動本發(fā)明前,控制套9將下接頭6上的傳壓孔密封住,并通過剪釘11將控制套9固定在下接頭6內(nèi)腔中。缸套5、中心管2和下接頭6組成液壓缸,缸套5以上中心管2外套裝有膠筒3,膠筒3上部與中心管2通過螺紋連接上接頭1。開啟球7不需安裝,在分段壓裂酸化施工中需要時,從井口投入開啟球7。實施例2本發(fā)明按照下面順序裝配,首先按要求將密封圈4分別安裝在上接頭1、中心管2、缸套5、下接頭6和控制套9的環(huán)形密封槽內(nèi),變徑球座8安裝在控制套9頂端的環(huán)形槽內(nèi),再用專用安裝套筒箍做變徑球座8,如圖2所示,變徑球座可做成多瓣哈弧式結構,將密封圈4、變徑球座8和控制套9一并安裝在下接頭6內(nèi),使控制套9上的剪釘安裝槽與下接頭6上的剪釘安裝螺紋孔對齊,然后,剪釘11通過螺紋連接安裝在下接頭6上,剪釘11末端進入控制套9上的剪釘安裝槽內(nèi),將變徑球座8和控制套9固定在下接頭6內(nèi)。再將安裝有密封圈4的缸套5套裝入下接頭6外部,膠筒3安裝在缸套5上端,套裝在中心管2外部。最后上接頭1通過螺紋與中心管2連接。實施例3現(xiàn)場使用時,用油管將本發(fā)明送入油氣井內(nèi)指定位置,需要啟動時,從井口向油管內(nèi)投入開啟球7,開啟球7坐落于變徑球座8上,向油管內(nèi)打壓,壓力升至一定值時,剪斷剪釘11,控制套5、變徑球座8和開啟球7一同下移,當變徑球座8移動到與擴徑腔10正對時,變徑球座8散開,內(nèi)徑增大,開啟球7通過變徑球座8下落。同時,下接頭6上的傳壓孔外露,壓力通過傳壓孔傳至由缸套5、中心管2和下接頭6組成液壓缸內(nèi),推動缸套5上行,壓縮脹大膠筒3,使膠筒3貼緊套管,完成密封封隔。