一種壓縮式底封封隔器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于油田采氣【技術(shù)領(lǐng)域】，具體提供一種壓縮式底封封隔器，包括自下而上依次連接的換向扶正機(jī)構(gòu)、錨定機(jī)構(gòu)和密封機(jī)構(gòu)，所述換向扶正機(jī)構(gòu)由下接頭、導(dǎo)向中心管、導(dǎo)向銷、導(dǎo)向銷載體、扶正塊、扶正塊載體和彈簧組成，所述錨定機(jī)構(gòu)由卡瓦盒、卡瓦、卡瓦彈簧和錐體組成，所述密封機(jī)構(gòu)由下邊環(huán)、外膠筒、中心管、內(nèi)膠筒、內(nèi)中心桿、壓帽組成。該發(fā)明與常規(guī)壓裂封隔器相比，施工效率高，能滿足封隔器一次下井拖動(dòng)壓裂多段的要求，同時(shí)克服了多次起下鉆增加作業(yè)成本和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種壓縮式底封封隔器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油田采氣【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種壓縮式底封封隔器，適用于油氣井拖動(dòng)逐段壓裂改造。

【背景技術(shù)】
[0002]油田常規(guī)壓裂封隔器用作底封壓裂時(shí)存在諸多問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:一是壓裂后封隔器上下會(huì)存在壓差，不利于封隔器膠筒回縮，導(dǎo)致解封困難；二是壓裂時(shí)不可避免的會(huì)有壓裂砂沉積到封隔器上，會(huì)導(dǎo)致封隔器難以解封，此時(shí)需要循環(huán)洗井沖砂，但由于封隔器上部有液流通道(壓裂液出口)會(huì)形成短路，沖砂液波及不到封隔器膠筒上面的沉砂，導(dǎo)致沖砂效果不理想。所以常規(guī)壓裂封隔器在做底封封隔器使用時(shí)，施工效率很低，不能滿足封隔器一次下井拖動(dòng)壓裂多段的要求，多次起下鉆不但會(huì)增加作業(yè)成本，也會(huì)使作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)增加。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)壓裂封隔器在做底封封隔器使用時(shí)，施工效率低，不能滿足封隔器一次下井拖動(dòng)壓裂多段要求的問(wèn)題。
[0004]為此，本發(fā)明提供了一種壓縮式底封封隔器，包括自下而上依次連接的換向扶正機(jī)構(gòu)、錨定機(jī)構(gòu)和密封機(jī)構(gòu)；
所述換向扶正機(jī)構(gòu)由下接頭、導(dǎo)向中心管、導(dǎo)向銷、導(dǎo)向銷載體、扶正塊、扶正塊載體和彈簧組成，所述下接頭上端與導(dǎo)向中心管下端連接，所述導(dǎo)向中心管下端外壁設(shè)有"W"型換向淺槽，所述導(dǎo)向銷載體下端設(shè)有一個(gè)內(nèi)螺紋孔，所述內(nèi)螺紋孔與導(dǎo)向中心管的"W"型換向淺槽位置相對(duì)應(yīng)，所述導(dǎo)向銷固定于導(dǎo)向銷載體的內(nèi)螺紋孔內(nèi)，所述導(dǎo)向銷載體上端與扶正塊載體下端連接，所述扶正塊載體外壁沿軸向均勻分布四個(gè)扶正塊槽，所述四個(gè)扶正塊槽中各安裝有一個(gè)扶正塊，所述扶正塊與扶正塊槽中間設(shè)有彈簧；
所述錨定機(jī)構(gòu)由卡瓦盒、卡瓦、卡瓦彈簧和錐體組成，所述卡瓦盒下端與扶正塊載體上端連接，所述卡瓦盒上端內(nèi)壁沿軸向均勻分布四個(gè)圓弧形槽，所述四個(gè)圓弧形槽內(nèi)各固定有一個(gè)卡瓦，所述卡瓦上端與錐體下端相貼合，所述卡瓦彈簧設(shè)置在卡瓦上；
所述密封機(jī)構(gòu)由下邊環(huán)、外膠筒、中心管、內(nèi)膠筒、內(nèi)中心桿、壓帽組成，所述下邊環(huán)下端與錐體上端連接，所述外膠筒套在中心管下端外壁上，所述外膠筒下端與下邊環(huán)上端相貼合，所述中心管下端與導(dǎo)向中心管上端連接，所述內(nèi)中心桿置于中心管內(nèi)，其下端連接壓帽，所述內(nèi)膠筒置于內(nèi)中心桿和中心管之間。
[0005]上述內(nèi)中心桿為圓柱形，且由上而下分為上、中、下三段，其外徑依次變小，中段和下段之間由圓錐面平緩過(guò)渡。
[0006]上述內(nèi)中心桿上段有不貫通的兩級(jí)內(nèi)中心孔，內(nèi)中心孔變徑處有一個(gè)鋼球，內(nèi)中心桿上段外壁均勻分布4個(gè)與內(nèi)中心孔連通的液流孔。
[0007]上述中心管為圓筒體，其外徑為上大下小，內(nèi)孔徑為上大下小，且內(nèi)孔由圓錐面平緩過(guò)渡。
[0008]上述內(nèi)中心桿的圓錐面與中心管內(nèi)孔的圓錐面的斜度相同。
[0009]上述下邊環(huán)為圓筒形，其上端內(nèi)徑小，下端內(nèi)徑大且有內(nèi)螺紋與錐體連接。
[0010]上述卡瓦盒的圓弧形槽的槽寬與卡瓦寬度一致，且圓弧形槽下端與卡瓦盒外壁連通。
[0011]上述導(dǎo)向中心管外壁分布有多個(gè)等直徑通孔。
[0012]上述下接頭下段為帶外螺紋的小圓筒體，中段為圓錐體，上段為帶內(nèi)螺紋的大圓筒體，大圓筒體外沿軸向均布有6個(gè)“U”形導(dǎo)流槽。
[0013]上述錐體上端為圓筒形，下端為圓錐體，所述卡瓦I上端為錐面，且錐體的錐面與卡瓦的錐面斜度相同。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
(I)本發(fā)明在解封時(shí)通過(guò)上提管柱，使內(nèi)膠筒解封后，流體可以通過(guò)內(nèi)中心桿與中心管的環(huán)形空間進(jìn)入到封隔器下方，從而使得封隔器上下壓力平衡，利于解封。
[0015](2)當(dāng)遇到砂卡情況時(shí)，可以在關(guān)閉油套環(huán)空的條件下，從油管注入沖砂液，沖砂液會(huì)從中心管上的進(jìn)液孔進(jìn)入到其與內(nèi)中心桿的環(huán)空,再?gòu)闹行墓艿臎_砂通道出來(lái),從而將封隔器上的沉砂沖洗到封隔器下方，解除封隔器砂卡。
[0016]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明壓縮式底封封隔器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明“W”型換向淺槽示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明中卡瓦盒軸向剖面示意圖。
[0020]圖4為圖3中沿A-A方向的剖面示意圖。
[0021]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1、內(nèi)中心桿；2、內(nèi)膠筒；3、中心管；4、外膠筒；5、下邊環(huán)；6、錐體；7、卡瓦彈簧；8、卡瓦盒；9、彈簧；10、扶正塊載體；11、導(dǎo)向銷載體；12、導(dǎo)向中心管；13、下接頭；14、壓帽；15、卡瓦；16、扶正塊；17、導(dǎo)向銷；18、鋼球；19、內(nèi)中心孔；20、液流孔；21、
導(dǎo)流槽。

【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例1:
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)壓裂封隔器在做底封封隔器使用時(shí)，施工效率低，不能滿足封隔器一次下井拖動(dòng)壓裂多段要求的問(wèn)題，本實(shí)施例提供了一種如圖1、圖2、圖3所示的壓縮式底封封隔器，包括自下而上依次連接的換向扶正機(jī)構(gòu)、錨定機(jī)構(gòu)和密封機(jī)構(gòu)；
所述換向扶正機(jī)構(gòu)由下接頭13、導(dǎo)向中心管12、導(dǎo)向銷17、導(dǎo)向銷載體11、扶正塊16、扶正塊載體10和彈簧9組成，所述下接頭13上端與導(dǎo)向中心管12下端連接，所述導(dǎo)向中心管12下端外壁設(shè)有"W"型換向淺槽，所述導(dǎo)向銷載體11為圓筒體，其上端有內(nèi)螺紋，導(dǎo)向銷載體11下端設(shè)有一個(gè)內(nèi)螺紋孔，所述內(nèi)螺紋孔與導(dǎo)向中心管12的"W"型換向淺槽位置相對(duì)應(yīng)，所述導(dǎo)向銷17固定于導(dǎo)向銷載體11的內(nèi)螺紋孔內(nèi)，所述導(dǎo)向銷載體11上端與扶正塊載體10下端連接，所述扶正塊載體10外壁沿軸向均勻分布四個(gè)扶正塊槽，所述四個(gè)扶正塊槽中各安裝有一個(gè)扶正塊16，所述扶正塊16與扶正塊槽中間設(shè)有彈簧9，使得扶正塊可以沿軸向擴(kuò)張與收縮；
所述錨定機(jī)構(gòu)由卡瓦盒8、卡瓦15、卡瓦彈簧7和錐體6組成，所述卡瓦盒8下端與扶正塊載體10上端連接，所述卡瓦盒8上端內(nèi)壁沿軸向均勻分布四個(gè)圓弧形槽，所述四個(gè)圓弧形槽內(nèi)各固定有一個(gè)卡瓦15，所述卡瓦15上端與錐體6下端相貼合，所述卡瓦彈簧7設(shè)置在卡瓦15上；
所述密封機(jī)構(gòu)由下邊環(huán)5、外膠筒4、中心管3、內(nèi)膠筒2、內(nèi)中心桿1、壓帽14組成，所述下邊環(huán)5下端與錐體6上端連接，所述外膠筒4套在中心管3下端外壁上，所述外膠筒4下端與下邊環(huán)5上端相貼合，所述中心管3下端與導(dǎo)向中心管12上端連接，所述內(nèi)中心桿I置于中心管3內(nèi)，其下端連接壓帽14，所述內(nèi)膠筒2置于內(nèi)中心桿I和中心管3之間。
[0023]而其中，所述內(nèi)中心桿I為圓柱形，且由上而下分為上、中、下三段，其外徑依次變小，中段和下段之間由圓錐面平緩過(guò)渡，所述內(nèi)中心桿I上段有不貫通的兩級(jí)內(nèi)中心孔19，內(nèi)中心孔19變徑處有一個(gè)鋼球18，內(nèi)中心桿I上段外壁均勻分布4個(gè)Φ 1mm與內(nèi)中心孔連通的液流孔20，內(nèi)中心桿I下端有外螺紋與壓帽14連接，上端有內(nèi)螺紋與油管連接。
[0024]所述內(nèi)膠筒2為圓筒形，下端倒45°角，內(nèi)膠筒2套在內(nèi)中心桿I中段上，且與內(nèi)中心桿I用工業(yè)粘合劑固定。
[0025]所述中心管3為圓筒體，其外徑為上大下小，中心管3內(nèi)孔分為兩段，內(nèi)孔徑為上大下小，且內(nèi)孔由圓錐面平緩過(guò)渡，所述內(nèi)中心桿I的圓錐面與中心管3內(nèi)孔的圓錐面的斜度相同；所述中心管3上端軸向分布4個(gè)Φ 1mm的液流孔。
[0026]所述下邊環(huán)5為圓筒形，其上端內(nèi)徑小，下端內(nèi)徑大且有內(nèi)螺紋與錐體6連接。
[0027]所述壓帽14為圓筒體，有內(nèi)螺紋，上下兩端倒45 °角。
[0028]所述卡瓦盒8為圓筒形，卡瓦盒8的圓弧形槽的槽寬與卡瓦15寬度相同，用于固定卡瓦15,且圓弧形槽下端與卡瓦盒8外壁連通。
[0029]所述扶正塊載體10為圓筒體，其上端有外螺紋，下端有外螺紋和導(dǎo)向銷載體11上端連接。
[0030]所述卡瓦15上配一個(gè)卡瓦彈簧7，卡瓦彈簧7為普通圓柱形彈簧；所述錐體6上端為圓筒形，下端為圓錐體，所述卡瓦15上端為錐面，且錐體6的錐面與卡瓦15的錐面斜度一致，當(dāng)下放封隔器，錐體6就會(huì)把卡瓦15推開(kāi)，實(shí)現(xiàn)封隔器錨定，當(dāng)上提封隔器時(shí)，錐體6脫離卡瓦15，錨定解除。
[0031]所述導(dǎo)向中心管12外壁分布有多個(gè)等直徑通孔，用于溝通導(dǎo)向中心管12內(nèi)外壁，用作沖砂通道和導(dǎo)壓通道。
[0032]所述下接頭13下段為帶外螺紋的小圓筒體，中段為圓錐體，上段為帶內(nèi)螺紋的大圓筒體，大圓筒體外沿軸向均布有6個(gè)“U”形導(dǎo)流槽21。
[0033]所述導(dǎo)向銷17為圓柱體，一端有外螺紋，固定在導(dǎo)向銷載體11小內(nèi)螺紋孔上，導(dǎo)向銷17可以在“W”形換向槽內(nèi)滑動(dòng)，帶動(dòng)整個(gè)換向機(jī)構(gòu)在長(zhǎng)槽和短槽間變換位置。
[0034]實(shí)施例2:
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，該壓縮式底封封隔器的工作過(guò)程如下:該封隔器的坐封方式為壓縮式，采用上提下放坐封，再上提解封。
[0035]坐封過(guò)程: 封隔器入井時(shí)，導(dǎo)向銷17位于換向淺槽的短軌道(D點(diǎn))處，此時(shí)錐體6與卡瓦15不接觸，封隔器不會(huì)錨定，當(dāng)下至預(yù)定坐封深度時(shí)，上提管柱0.3m?0.4m,再下放管柱，導(dǎo)向銷17將位于換向淺槽的長(zhǎng)軌道(A點(diǎn))處，卡瓦被撐開(kāi)并咬住套管壁，施加10?35kN下壓力(管柱井口懸重減輕)使得封隔器內(nèi)中心桿I向下壓縮內(nèi)膠筒2，內(nèi)中心桿I推著中心管3繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)壓縮外膠筒4，封隔油套環(huán)形空間。
[0036]解封過(guò)程:
上提管柱，帶動(dòng)封隔器內(nèi)中心桿I上行，內(nèi)膠筒2先解封，此時(shí)，高壓液體通過(guò)內(nèi)膠筒2與中心管3之間的間隙進(jìn)入到中心管3內(nèi)，并通過(guò)導(dǎo)向中心管12管壁上的沖砂通道進(jìn)入到封隔器下部，使封隔器上下壓力平衡，當(dāng)連接在內(nèi)中心桿I上的壓帽14接觸到中心管3下端時(shí)，壓帽14頂著中心管3向上運(yùn)動(dòng)，外膠筒4解封。繼續(xù)上提管柱，中心管3繼續(xù)上行，錐體6與卡瓦15脫開(kāi),卡瓦15回縮。
[0037]沖砂過(guò)程:
如果封隔器上部有沉砂導(dǎo)致起鉆困難，那么先反循環(huán)，將液流通道上部的砂子反洗出井筒，之后對(duì)于外膠筒4上方少量的沉砂，可以在關(guān)閉油管閘門的條件下，從環(huán)空泵注流體,流體從內(nèi)膠筒2與中心管3之間的間隙進(jìn)入到中心管3內(nèi)，并通過(guò)導(dǎo)向中心管12管壁上的沖砂通道進(jìn)入到封隔器下部，進(jìn)而將沉砂攜帶到封隔器下方。
[0038]綜上所述，本發(fā)明與常規(guī)的封隔器相比，本發(fā)明在解封時(shí)通過(guò)上提管柱，使內(nèi)膠筒解封后，流體可以通過(guò)內(nèi)中心桿與中心管的環(huán)形空間進(jìn)入到封隔器下方，從而使得封隔器上下壓力平衡，利于解封；另外當(dāng)遇到砂卡情況時(shí)，可以在關(guān)閉油套環(huán)空的條件下，從油管注入沖砂液,沖砂液會(huì)從中心管上的進(jìn)液孔進(jìn)入到其與內(nèi)中心桿的環(huán)空,再?gòu)闹行墓艿臎_砂通道出來(lái)，從而將封隔器上的沉砂沖洗到封隔器下方，解除封隔器砂卡。
[0039]以上例舉僅僅是對(duì)本發(fā)明的舉例說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種壓縮式底封封隔器，其特征在于:包括自下而上依次連接的換向扶正機(jī)構(gòu)、錨定機(jī)構(gòu)和密封機(jī)構(gòu)； 所述換向扶正機(jī)構(gòu)由下接頭(13)、導(dǎo)向中心管(12)、導(dǎo)向銷(17)、導(dǎo)向銷載體(11)、扶正塊(16)、扶正塊載體(10)和彈簧(9)組成，所述下接頭(13)上端與導(dǎo)向中心管(12)下端連接，所述導(dǎo)向中心管(12)下端外壁設(shè)有“W”型換向淺槽，所述導(dǎo)向銷載體(11)下端設(shè)有一個(gè)內(nèi)螺紋孔，所述內(nèi)螺紋孔與導(dǎo)向中心管(12)的“W”型換向淺槽位置相對(duì)應(yīng)，所述導(dǎo)向銷(17)固定于導(dǎo)向銷載體(11)的內(nèi)螺紋孔內(nèi)，所述導(dǎo)向銷載體(11)上端與扶正塊載體(10)下端連接，所述扶正塊載體(10)外壁沿軸向均勻分布四個(gè)扶正塊槽，所述四個(gè)扶正塊槽中各安裝有一個(gè)扶正塊(16)，所述扶正塊(16)與扶正塊槽中間設(shè)有彈簧(9)； 所述錨定機(jī)構(gòu)由卡瓦盒(8)、卡瓦(15)、卡瓦彈簧(7)和錐體(6)組成，所述卡瓦盒(8)下端與扶正塊載體(10)上端連接，所述卡瓦盒(8)上端內(nèi)壁沿軸向均勻分布四個(gè)圓弧形槽，所述四個(gè)圓弧形槽內(nèi)各固定有一個(gè)卡瓦(15)，所述卡瓦(15)上端與錐體(6)下端相貼合，所述卡瓦彈簧(7)設(shè)置在卡瓦(15)上； 所述密封機(jī)構(gòu)由下邊環(huán)(5)、外膠筒(4)、中心管(3)、內(nèi)膠筒(2)、內(nèi)中心桿⑴、壓帽(14)組成，所述下邊環(huán)(5)下端與錐體(6)上端連接，所述外膠筒(4)套在中心管(3)下端外壁上，所述外膠筒(4)下端與下邊環(huán)(5)上端相貼合，所述中心管(3)下端與導(dǎo)向中心管(12)上端連接，所述內(nèi)中心桿(I)置于中心管(3)內(nèi)，其下端連接壓帽(14)，所述內(nèi)膠筒(2)置于內(nèi)中心桿⑴和中心管(3)之間。
2.如權(quán)利要求1所述的壓縮式底封封隔器，其特征在于:所述內(nèi)中心桿(I)為圓柱形，且由上而下分為上、中、下三段，其外徑依次變小，中段和下段之間由圓錐面平緩過(guò)渡。
3.如權(quán)利要求2所述的壓縮式底封封隔器，其特征在于:所述內(nèi)中心桿(I)上段有不貫通的兩級(jí)內(nèi)中心孔(19)，內(nèi)中心孔(19)變徑處有一個(gè)鋼球(18)，內(nèi)中心桿(I)上段外壁均勻分布4個(gè)與內(nèi)中心孔連通的液流孔(20)。
4.如權(quán)利要求1所述的壓縮式底封封隔器，其特征在于:所述中心管(3)為圓筒體，其外徑為上大下小，內(nèi)孔徑為上大下小，且內(nèi)孔由圓錐面平緩過(guò)渡。
5.如權(quán)利要求2或4所述的壓縮式底封封隔器，其特征在于:所述內(nèi)中心桿(I)的圓錐面與中心管(3)內(nèi)孔的圓錐面的斜度相同。
6.如權(quán)利要求1所述的壓縮式底封封隔器，其特征在于:所述下邊環(huán)(5)為圓筒形，其上端內(nèi)徑小，下端內(nèi)徑大且有內(nèi)螺紋與錐體(6)連接。
7.如權(quán)利要求1所述的壓縮式底封封隔器，其特征在于:所述卡瓦盒(8)的圓弧形槽的槽寬與卡瓦(15)寬度一致，且圓弧形槽下端與卡瓦盒(8)外壁連通。
8.如權(quán)利要求1所述的壓縮式底封封隔器，其特征在于:所述導(dǎo)向中心管(12)外壁分布有多個(gè)等直徑通孔。
9.如權(quán)利要求1所述的壓縮式底封封隔器，其特征在于:所述下接頭(13)下段為帶外螺紋的小圓筒體，中段為圓錐體，上段為帶內(nèi)螺紋的大圓筒體，大圓筒體外沿軸向均布有6個(gè)“U”形導(dǎo)流槽(21)。
10.如權(quán)利要求1所述的壓縮式底封封隔器，其特征在于:所述錐體(6)上端為圓筒形，下端為圓錐體，所述卡瓦(15)上端為錐面，且錐體￠)的錐面與卡瓦(15)的錐面斜度相同。
【文檔編號(hào)】E21B33/129GK104314511SQ201410633636
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】任國(guó)富, 王在強(qiáng), 桂捷, 邵媛, 蒙鑫, 任勇 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司