本發(fā)明涉及封隔器，是一種水平井拖動壓裂用y344封隔器及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、目前水平井雙封單卡拖動壓裂管柱廣泛應(yīng)用于水平井老井重復(fù)壓裂，能夠?qū)λ蕉文繕?biāo)層段機(jī)械封隔，實現(xiàn)精準(zhǔn)壓裂，壓裂改造針對性強(qiáng)，有效提升壓裂改造效果，提高油井產(chǎn)能。在具體實施過程中，通過下入雙封單卡壓裂管柱，兩級封隔器分別下至壓裂目標(biāo)段上下，坐封封隔器將目標(biāo)段卡封后實施壓裂，壓裂結(jié)束后解封封隔器，拖動管柱至下一個目標(biāo)段實施壓裂，依此類推，直至完成全部目標(biāo)段的壓裂。目前在雙封單卡拖動壓裂管柱中，上封隔器多采用k344擴(kuò)張式封隔器，該封隔器解封時密封膠筒不能回收至原始狀態(tài)，其外徑大于剛體外徑，在水平段拖動過程中，密封膠筒在水平井段摩擦可能造成損壞，導(dǎo)致k344擴(kuò)張式封隔器失效，無法完成剩余井段的壓裂，需要更換工具，單套雙封單卡管柱壓裂段數(shù)少，影響作業(yè)時效，增加作業(yè)成本。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種水平井拖動壓裂用y344封隔器及其使用方法，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有水平井壓裂擴(kuò)張式封隔器密封膠筒無法回收至原始狀態(tài)在水平段拖動過程中密封膠筒在水平井段摩擦損壞的問題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案之一是通過以下措施來實現(xiàn)的：一種水平井拖動壓裂用y344封隔器，包括左接頭、右接頭、中心管、硫化壓縮式膠筒、右膠筒座、左膠筒座、一級活塞筒、二級活塞筒和限位管，中心管左端外側(cè)和右端外側(cè)分別螺紋連接有左接頭和右接頭，中心管上由右至左依次套裝有右膠筒座、硫化壓縮式膠筒、左膠筒座、一級活塞筒、二級活塞筒，硫化壓縮式膠筒右端和左端分別硫化在右膠筒座和左膠筒座內(nèi)部，右膠筒座右端與右接頭螺紋連接在一起，左膠筒座左端內(nèi)側(cè)與一級活塞筒右端外側(cè)螺紋連接在一起，一級活塞筒左端設(shè)有第一內(nèi)環(huán)槽，對應(yīng)第一內(nèi)環(huán)槽中部位置的中心管外側(cè)螺紋連接有限位管，限位管將第一內(nèi)環(huán)槽分為左右間隔的外液壓腔和內(nèi)液壓腔，對應(yīng)內(nèi)液壓腔位置的中心管上設(shè)有若干第一割縫，第一割縫將中心管與內(nèi)液壓腔連通，對應(yīng)外液壓腔位置的一級活塞筒上設(shè)有若干第二割縫，第二割縫將外液壓腔與套管環(huán)空連通，一級活塞筒左端內(nèi)側(cè)與二級活塞筒右端外側(cè)螺紋連接在一起，二級活塞筒左端設(shè)有第二內(nèi)環(huán)槽，第二內(nèi)環(huán)槽左部內(nèi)側(cè)位于左接頭外側(cè)，對應(yīng)第二內(nèi)環(huán)槽右部位置的中心管上設(shè)有若干第三割縫，第三割縫將中心管與第二內(nèi)環(huán)槽連通。

3、下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn)：

4、上述還可包括彈性卡爪，二級活塞筒左端內(nèi)側(cè)設(shè)有彈性卡爪，彈性卡爪右端外側(cè)與二級活塞筒內(nèi)側(cè)螺紋連接在一起，彈性卡爪左部外側(cè)與二級活塞通內(nèi)壁之間留有能夠使彈性卡爪彈起便于移動的空隙，對應(yīng)彈性卡爪左部內(nèi)側(cè)位置的左接頭外側(cè)設(shè)有能夠與彈性卡爪左端的卡爪嚙合的齒槽。

5、上述可右接頭內(nèi)設(shè)有與中心管連通的空腔，空腔由左至右依次包括直孔、錐孔和螺紋孔，錐孔的錐度為15°至20度之間。

6、上述錐孔的錐度可為18°。

7、上述還可包括膠筒護(hù)肩彈簧，對應(yīng)左膠筒座右端位置和右膠筒座左端位置的硫化壓縮式膠筒內(nèi)均設(shè)有膠筒護(hù)肩彈簧。

8、上述還可包括穩(wěn)釘，右膠筒座右端與右接頭通過穩(wěn)釘固定安裝在一起。

9、上述還可包括密封圈，一級活塞筒與中心管之間左右間隔設(shè)有至少兩個密封圈，限位管與一級活塞筒之間左右間隔設(shè)有至少兩個密封圈，二級活塞筒與中心管之間左右間隔設(shè)有至少兩個密封圈，左接頭與二級活塞筒之間左右間隔設(shè)有至少兩個密封圈。

10、本發(fā)明的技術(shù)方案之二是通過以下措施來實現(xiàn)的：水平井拖動壓裂用y344封隔器的使用方法，按照下述方法進(jìn)行：用油管下入水平井壓裂管柱，由左至右依次設(shè)有安全接頭、水力錨、y344封隔器、節(jié)流器、短節(jié)、噴砂器、單流閥、平衡閥和y211封隔器，壓裂第一段時具體坐封操作為，首先上提下放管柱y211封隔器坐封，從油管內(nèi)泵注壓裂液，當(dāng)液體經(jīng)過節(jié)流器時，產(chǎn)生節(jié)流壓力，隨著排量逐步提高，節(jié)流壓力逐漸增大，使得y344封隔器內(nèi)腔壓力高于外部壓力形成壓差，該壓差通過中心管上的第一割縫和第三割縫作用在一級活塞筒和二級活塞筒內(nèi)液壓腔和第二內(nèi)環(huán)槽上，一級活塞筒和二級活塞筒在壓差作用下產(chǎn)生活塞力，當(dāng)活塞力大于彈性卡爪與左接頭齒槽的嚙合力時，彈性卡爪、一級活塞筒和二級活塞筒向右接頭方向運(yùn)動，進(jìn)而推動左膠筒座向右接頭方向運(yùn)動，壓縮右膠筒座與左膠筒座之間的硫化壓縮式膠筒，使硫化壓縮式膠筒變形擴(kuò)徑直至貼合在套管內(nèi)壁上，實現(xiàn)封隔管柱與套管之間的環(huán)空，同時硫化壓縮式膠筒下部壓力高于上部壓力，產(chǎn)生的壓差進(jìn)一步壓縮硫化壓縮式膠筒，使得硫化壓縮式膠筒密封更加可靠，當(dāng)硫化壓縮式膠筒壓縮至二級活塞筒右端接觸限位管后，一級活塞筒和二級活塞筒無法繼續(xù)運(yùn)動，防止對硫化壓縮式膠筒造成過度壓縮，有利于保護(hù)硫化壓縮式膠筒，此時y344封隔器完成坐封，繼續(xù)泵注壓裂液完成第一段壓裂；第一段壓裂結(jié)束，需要解封封隔器并拖動至第二壓裂段時，具體解封操作為，首先在套管環(huán)空內(nèi)打壓，使環(huán)空內(nèi)壓力高于y344封隔器中心管內(nèi)腔壓力，由于硫化壓縮式膠筒兩端分別硫化在左膠筒座和右膠筒座內(nèi)，壓力促使硫化壓縮式膠筒外徑收縮并推動左膠筒座向左接頭方向運(yùn)動延展，直至硫化壓縮式膠筒外側(cè)收縮至脫離套管內(nèi)表面，同時由于套管壓力高于油管壓力，液體通過第二割縫進(jìn)入外液壓腔內(nèi)在一級活塞筒和二級活塞筒形成活塞力，推動一級活塞筒向左接頭方向繼續(xù)運(yùn)動，由于左膠筒座通過螺紋連接在一級活塞筒上，因此帶動左膠筒座向左接頭方向繼續(xù)運(yùn)動，左膠筒座拉動硫化壓縮式膠筒進(jìn)一步拉伸延展，直至恢復(fù)至原狀態(tài)，同時由于一級活塞筒和二級活塞筒產(chǎn)生的活塞力使彈性卡爪嚙合在左接頭齒槽內(nèi)，能夠防止起下鉆過程中一級活塞筒和二級活塞筒在與套管壁的摩擦力作用下產(chǎn)生運(yùn)動，進(jìn)而反復(fù)壓縮膠筒造成損壞，此時y344封隔器完成全部解封動作，上提管柱解封y211封隔器，通過起油管上提水平井拖動壓裂管柱至第二壓裂目的段，重復(fù)以上操作，實現(xiàn)第二段壓裂。

11、本發(fā)明提供一種水平井拖動壓裂用y344封隔器，連接在水平井雙封拖動壓裂管柱中，作為上封使用。該發(fā)明有以下效果：

12、（1）本發(fā)明一種水平井拖動壓裂用y344封隔器采用壓縮式膠筒，相比擴(kuò)張式膠筒解封后膠筒恢復(fù)性更好，在拖動過程中降低水平段套管對封隔器膠筒摩擦造成損壞，提升水平井雙封拖動壓裂管柱可靠行，增加單套工具的壓裂段數(shù)；

13、（2）本發(fā)明一種水平井拖動壓裂用y344封隔器壓縮式膠筒兩端硫化在左右膠筒座上，相比常用壓縮式膠筒不會在中心管上下竄動，反打壓即可實現(xiàn)解封，解封動作更加可靠；

14、（3）本發(fā)明一種水平井拖動壓裂用y344封隔器設(shè)有彈性卡爪及與之配合的齒槽，可有效防止封隔器在起下管柱過程中活塞上下運(yùn)動，進(jìn)而反復(fù)壓縮膠筒，造成封隔器異常坐封的情況出現(xiàn)；

15、（4）本發(fā)明一種水平井拖動壓裂用y344封隔器通過工具內(nèi)外壓差控制實現(xiàn)反復(fù)坐封、解封。

技術(shù)特征：

1.一種水平井拖動壓裂用y344封隔器，其特征在于包括左接頭、右接頭、中心管、硫化壓縮式膠筒、右膠筒座、左膠筒座、一級活塞筒、二級活塞筒和限位管，中心管左端外側(cè)和右端外側(cè)分別螺紋連接有左接頭和右接頭，中心管上由右至左依次套裝有右膠筒座、硫化壓縮式膠筒、左膠筒座、一級活塞筒、二級活塞筒，硫化壓縮式膠筒右端和左端分別硫化在右膠筒座和左膠筒座內(nèi)部，右膠筒座右端與右接頭螺紋連接在一起，左膠筒座左端內(nèi)側(cè)與一級活塞筒右端外側(cè)螺紋連接在一起，一級活塞筒左端設(shè)有第一內(nèi)環(huán)槽，對應(yīng)第一內(nèi)環(huán)槽中部位置的中心管外側(cè)螺紋連接有限位管，限位管將第一內(nèi)環(huán)槽分為左右間隔的外液壓腔和內(nèi)液壓腔，對應(yīng)內(nèi)液壓腔位置的中心管上設(shè)有若干第一割縫，第一割縫將中心管與內(nèi)液壓腔連通，對應(yīng)外液壓腔位置的一級活塞筒上設(shè)有若干第二割縫，第二割縫將外液壓腔與套管環(huán)空連通，一級活塞筒左端內(nèi)側(cè)與二級活塞筒右端外側(cè)螺紋連接在一起，二級活塞筒左端設(shè)有第二內(nèi)環(huán)槽，第二內(nèi)環(huán)槽左部內(nèi)側(cè)位于左接頭外側(cè)，對應(yīng)第二內(nèi)環(huán)槽右部位置的中心管上設(shè)有若干第三割縫，第三割縫將中心管與第二內(nèi)環(huán)槽連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平井拖動壓裂用y344封隔器，其特征在于還包括彈性卡爪，二級活塞筒左端內(nèi)側(cè)設(shè)有彈性卡爪，彈性卡爪右端外側(cè)與二級活塞筒內(nèi)側(cè)螺紋連接在一起，彈性卡爪左部外側(cè)與二級活塞通內(nèi)壁之間留有能夠使彈性卡爪彈起便于移動的空隙，對應(yīng)彈性卡爪左部內(nèi)側(cè)位置的左接頭外側(cè)設(shè)有能夠與彈性卡爪左端的卡爪嚙合的齒槽。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水平井拖動壓裂用y344封隔器，其特征在于右接頭內(nèi)設(shè)有與中心管連通的空腔，空腔由左至右依次包括直孔、錐孔和螺紋孔，錐孔的錐度為15°至20度之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水平井拖動壓裂用y344封隔器，其特征在于錐孔的錐度為18°。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的水平井拖動壓裂用y344封隔器，其特征在于還包括膠筒護(hù)肩彈簧，對應(yīng)左膠筒座右端位置和右膠筒座左端位置的硫化壓縮式膠筒內(nèi)均設(shè)有膠筒護(hù)肩彈簧。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水平井拖動壓裂用y344封隔器，其特征在于還包括膠筒護(hù)肩彈簧，對應(yīng)左膠筒座右端位置和右膠筒座左端位置的硫化壓縮式膠筒內(nèi)均設(shè)有膠筒護(hù)肩彈簧。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或6所述的水平井拖動壓裂用y344封隔器，其特征在于還包括穩(wěn)釘，右膠筒座右端與右接頭通過穩(wěn)釘固定安裝在一起；或/和，還包括密封圈，一級活塞筒與中心管之間左右間隔設(shè)有至少兩個密封圈，限位管與一級活塞筒之間左右間隔設(shè)有至少兩個密封圈，二級活塞筒與中心管之間左右間隔設(shè)有至少兩個密封圈，左接頭與二級活塞筒之間左右間隔設(shè)有至少兩個密封圈。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水平井拖動壓裂用y344封隔器，其特征在于還包括穩(wěn)釘，右膠筒座右端與右接頭通過穩(wěn)釘固定安裝在一起；或/和，還包括密封圈，一級活塞筒與中心管之間左右間隔設(shè)有至少兩個密封圈，限位管與一級活塞筒之間左右間隔設(shè)有至少兩個密封圈，二級活塞筒與中心管之間左右間隔設(shè)有至少兩個密封圈，左接頭與二級活塞筒之間左右間隔設(shè)有至少兩個密封圈。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水平井拖動壓裂用y344封隔器，其特征在于還包括穩(wěn)釘，右膠筒座右端與右接頭通過穩(wěn)釘固定安裝在一起；或/和，還包括密封圈，一級活塞筒與中心管之間左右間隔設(shè)有至少兩個密封圈，限位管與一級活塞筒之間左右間隔設(shè)有至少兩個密封圈，二級活塞筒與中心管之間左右間隔設(shè)有至少兩個密封圈，左接頭與二級活塞筒之間左右間隔設(shè)有至少兩個密封圈。

10.一種使用上述權(quán)利要求2至9中任意一項所述的水平井拖動壓裂用y344封隔器的使用方法，其特征在于按照下述方法進(jìn)行：用油管下入水平井壓裂管柱，由左至右依次設(shè)有安全接頭、水力錨、y344封隔器、節(jié)流器、短節(jié)、噴砂器、單流閥、平衡閥和y211封隔器，壓裂第一段時具體坐封操作為，首先上提下放管柱y211封隔器坐封，從油管內(nèi)泵注壓裂液，當(dāng)液體經(jīng)過節(jié)流器時，產(chǎn)生節(jié)流壓力，隨著排量逐步提高，節(jié)流壓力逐漸增大，使得y344封隔器內(nèi)腔壓力高于外部壓力形成壓差，該壓差通過中心管上的第一割縫和第三割縫作用在一級活塞筒和二級活塞筒內(nèi)液壓腔和第二內(nèi)環(huán)槽上，一級活塞筒和二級活塞筒在壓差作用下產(chǎn)生活塞力，當(dāng)活塞力大于彈性卡爪與左接頭齒槽的嚙合力時，彈性卡爪、一級活塞筒和二級活塞筒向右接頭方向運(yùn)動，進(jìn)而推動左膠筒座向右接頭方向運(yùn)動，壓縮右膠筒座與左膠筒座之間的硫化壓縮式膠筒，使硫化壓縮式膠筒變形擴(kuò)徑直至貼合在套管內(nèi)壁上，實現(xiàn)封隔管柱與套管之間的環(huán)空，同時硫化壓縮式膠筒下部壓力高于上部壓力，產(chǎn)生的壓差進(jìn)一步壓縮硫化壓縮式膠筒，使得硫化壓縮式膠筒密封更加可靠，當(dāng)硫化壓縮式膠筒壓縮至二級活塞筒右端接觸限位管后，一級活塞筒和二級活塞筒無法繼續(xù)運(yùn)動，防止對硫化壓縮式膠筒造成過度壓縮，有利于保護(hù)硫化壓縮式膠筒，此時y344封隔器完成坐封，繼續(xù)泵注壓裂液完成第一段壓裂；第一段壓裂結(jié)束，需要解封封隔器并拖動至第二壓裂段時，具體解封操作為，首先在套管環(huán)空內(nèi)打壓，使環(huán)空內(nèi)壓力高于y344封隔器中心管內(nèi)腔壓力，由于硫化壓縮式膠筒兩端分別硫化在左膠筒座和右膠筒座內(nèi)，壓力促使硫化壓縮式膠筒外徑收縮并推動左膠筒座向左接頭方向運(yùn)動延展，直至硫化壓縮式膠筒外側(cè)收縮至脫離套管內(nèi)表面，同時由于套管壓力高于油管壓力，液體通過第二割縫進(jìn)入外液壓腔內(nèi)在一級活塞筒和二級活塞筒形成活塞力，推動一級活塞筒向左接頭方向繼續(xù)運(yùn)動，由于左膠筒座通過螺紋連接在一級活塞筒上，因此帶動左膠筒座向左接頭方向繼續(xù)運(yùn)動，左膠筒座拉動硫化壓縮式膠筒進(jìn)一步拉伸延展，直至恢復(fù)至原狀態(tài)，同時由于一級活塞筒和二級活塞筒產(chǎn)生的活塞力使彈性卡爪嚙合在左接頭齒槽內(nèi)，能夠防止起下鉆過程中一級活塞筒和二級活塞筒在與套管壁的摩擦力作用下產(chǎn)生運(yùn)動，進(jìn)而反復(fù)壓縮膠筒造成損壞，此時y344封隔器完成全部解封動作，上提管柱解封y211封隔器，通過起油管上提水平井拖動壓裂管柱至第二壓裂目的段，重復(fù)以上操作，實現(xiàn)第二段壓裂。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及封隔器技術(shù)領(lǐng)域，是一種水平井拖動壓裂用Y344封隔器及其使用方法，其包括左接頭、右接頭、中心管、硫化壓縮式膠筒、右膠筒座、左膠筒座、一級活塞筒、二級活塞筒和限位管，中心管左端外側(cè)和右端外側(cè)分別螺紋連接有左接頭和右接頭。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，設(shè)置硫化壓縮式膠筒，相比擴(kuò)張式膠筒解封后膠筒恢復(fù)性更好，通過雙活塞筒推動促使硫化壓縮式膠筒壓縮膨脹坐封或拉伸延展縮回解封，在拖動過程中降低水平段套管對封隔器膠筒摩擦造成損壞，提升水平井雙封拖動壓裂管柱可靠行，并采用硫化的方式固定硫化壓縮式膠筒，相比常用壓縮式膠筒不會在中心管上下竄動，解封動作更加可靠。

技術(shù)研發(fā)人員：劉慎成,趙三省,楊其昌,高濤,黃鵬,梁華歆,張毅,李澤升
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油天然氣集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/26