專利名稱：組合密封壓裂封隔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種油田開發(fā)應(yīng)用的井下工具，特別涉及一種應(yīng)用于壓裂施工的組合密封壓裂封隔器。
背景技術(shù)：
在油田開發(fā)過程中，壓裂是一種通過改善地層滲透率以達到增產(chǎn)增效目的的措施性工藝技術(shù)。壓裂的種類繁多，如直井單層壓裂、分層壓裂，水平井的分段壓裂等。無論何種壓裂施工，其實質(zhì)均是通過壓開地層，利用壓裂砂充填地層裂縫，以改善地層滲透率。隨著油田勘探開發(fā)技術(shù)的發(fā)展，壓裂施工井深在不斷增加。因此，對壓裂施工所應(yīng)用的井下工具而言，必須通過結(jié)構(gòu)性能的提高，滿足高溫、高壓的作業(yè)要求，并針對壓裂施工的特點，具備一定防砂能力。目前，壓裂施工的主要發(fā)展方向為深井直井分層壓裂、水平井分段壓裂。井深的增加對工具串的性能要求越來越高，分層、分段的數(shù)量越大，對工具串的技術(shù)的要求也會越高。特別是直井分層壓裂施工，施工后需要起出施工管串，該工序極大地增加了對管串的組合技術(shù)方式及構(gòu)成管串工具的技術(shù)要求。通過對以往施工中壓裂施工失敗原因的分析，可以確認造成施工管串卡阻的主要問題是封隔器。具體因素有二:一是封隔器防砂能力差，在有砂狀態(tài)下，無法實施封隔器解封；二是封隔器的性能不穩(wěn)定，在高溫、高壓的復(fù)雜施工條件下，封隔器發(fā)生過載失效，甚至解體，無法完成后續(xù)動作。因此，提高壓裂施工管串性能，研發(fā)新型高性能的壓裂封隔器，已成為完善分層壓裂施工工藝的關(guān)鍵。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種適用于壓裂施工、具有較高穩(wěn)定性和防砂能力的組合密封壓裂封隔器。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下:—種組合密封壓裂封隔器，包括上接頭、中心管、上側(cè)上長壓縮膠筒、上側(cè)上隔環(huán)、上側(cè)短壓縮膠筒、上側(cè)下隔環(huán)、上側(cè)下長壓縮膠筒、上護腕、擴張膠筒、下護腕、下側(cè)上長壓縮膠筒、下側(cè)上隔環(huán)、下側(cè)短壓縮膠筒、下側(cè)下隔環(huán)、下側(cè)下長壓縮膠筒以及下接頭。中心管的上下兩端分別通過螺紋與上接頭和下接頭相連接，上側(cè)上長壓縮膠筒、上側(cè)上隔環(huán)、上側(cè)短壓縮膠筒、上側(cè)下隔環(huán)、上側(cè)下長壓縮膠筒、上護腕、擴張膠筒、下護腕、下側(cè)上長壓縮膠筒、下側(cè)上隔環(huán)、下側(cè)短壓縮膠筒、下側(cè)下隔環(huán)以及下側(cè)下長壓縮膠筒依次從上到下套在中心管的外部，且上側(cè)上長壓縮膠筒位于上接頭下方，下側(cè)下長壓縮膠筒位于下接頭上方。上護腕的上端內(nèi)表面與中心管的外表面相貼合，上護腕的下端套在擴張膠筒上端的外部。下護腕的下端內(nèi)表面與中心管的外表面相貼合，下護腕的上端套在擴張膠筒下端的外部。在上護腕與中心管的貼合處以及下護腕與中心管的貼合處分別設(shè)置有起密封作用的密封膠圈。在中心管靠近擴張膠筒中部處的側(cè)壁上設(shè)置有沿軸向延伸的縫形通孔。[0008]當(dāng)封隔器內(nèi)部壓力大于外部壓力，并達到一定差值時，液體經(jīng)中心管上的縫形通孔進入擴張膠筒，在密封膠圈的密封作用下，擴張膠筒擴張，密封油套環(huán)空。當(dāng)環(huán)空下方壓力大于上方壓力時，在壓差的作用下，擴張膠筒上行，壓縮其上部的各膠筒，使其沿徑向擴張，進一步產(chǎn)生密封油套環(huán)空；反之，當(dāng)環(huán)空上方壓力大于下方壓力時，在壓差的作用下，擴張膠筒下行，壓縮下部的各膠筒，同樣產(chǎn)生進一步的密封油套環(huán)空。當(dāng)封隔器內(nèi)外壓力平衡時，膠筒恢復(fù)原形狀，封隔器解封。在上述裝置中，縫形通孔的孔型采用軸向割縫型，縫寬一般設(shè)置為0.3(T0.4mm,以阻止壓裂砂進入封隔器內(nèi)腔。封隔器的坐封、解封均采用液壓控制，整體結(jié)構(gòu)上采用無支撐設(shè)計，無卡瓦結(jié)構(gòu)。組合膠筒以及無卡瓦結(jié)構(gòu)設(shè)計，使封隔器進一步具備了防砂性能。采用本實用新型的組合密封壓裂封隔器，結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定，具有防砂能力，適用于壓裂施工。

圖1是本實用新型組合密封壓裂封隔器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行進一步的詳細說明。如圖1所示，I為上接頭,2為中心管,301為上側(cè)上長壓縮膠筒,401為上側(cè)上隔環(huán)，501為上側(cè)短壓縮膠筒，402為上側(cè)下隔環(huán)，302為上側(cè)下長壓縮膠筒，701為上護腕，8為擴張膠筒，702為下護腕，303為下側(cè)上長壓縮膠筒，403為下側(cè)上隔環(huán)，502為下側(cè)短壓縮膠筒，404為下側(cè)下隔環(huán)，304為下側(cè)下長壓縮膠筒，11為下接頭。中心管2的上下兩端分別通過螺紋與上接頭I和下接頭11相連接，上側(cè)上長壓縮膠筒301、上側(cè)上隔環(huán)401、上側(cè)短壓縮膠筒501、上側(cè)下隔環(huán)402、上側(cè)下長壓縮膠筒302、上護腕701、擴張膠筒8、下護腕702、下側(cè)上長壓縮膠筒303、下側(cè)上隔環(huán)403、下側(cè)短壓縮膠筒502、下側(cè)下隔環(huán)404以及下側(cè)下長壓縮膠筒304依次從上到下套在中心管2的外部，且上側(cè)上長壓縮膠筒301位于上接頭I下方，下側(cè)下長壓縮膠筒304位于下接頭2上方。上護腕701的上端內(nèi)表面與中心管2的外表面相貼合，上護腕701的下端套在擴張膠筒8上端的外部，下護腕702的下端內(nèi)表面與中心管2的外表面相貼合，下護腕702的上端套在擴張膠筒8下端的外部。在上護腕701與中心管2的貼合處以及下護腕702與中心管2的貼合處分別設(shè)置有起密封作用的密封膠圈6。在中心管2靠近擴張膠筒8中部處的側(cè)壁上設(shè)置有沿軸向延伸的縫形通孔801。坐封時，在封隔器中注入液體，當(dāng)封隔器內(nèi)部壓力大于外部壓力，并達到一定差值時，液體經(jīng)中心管2上的縫形通孔801進入擴張膠筒8，在密封膠圈6的密封作用下，擴張膠筒8擴張，密封油套環(huán)空。當(dāng)環(huán)空下方壓力大于上方壓力時，在壓差的作用下，擴張膠筒8上行，通過上護腕701壓縮其上方的上側(cè)上長壓縮膠筒301、上側(cè)短壓縮膠筒501以及上側(cè)下長壓縮膠筒302，使它們沿徑向擴張，進一步產(chǎn)生密封油套環(huán)空。反之，當(dāng)環(huán)空上方壓力大于下方壓力時，在壓差的作用下，擴張膠筒8下行，通過下護腕702壓縮其下方的下側(cè)上長壓縮膠筒303、下側(cè)短壓縮膠筒502以及下側(cè)下長壓縮膠筒304，同樣產(chǎn)生進一步的密封油套環(huán)空。當(dāng)封隔器內(nèi)外壓力平衡時，擴張膠筒8恢復(fù)原形狀，封隔器解封。以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進，這些改進也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種組合密封壓裂封隔器，其特征在于:包括上接頭(I)、中心管(2)、上側(cè)上長壓縮膠筒(301)、上側(cè)上隔環(huán)(401)、上側(cè)短壓縮膠筒(501)、上側(cè)下隔環(huán)(402)、上側(cè)下長壓縮膠筒(302)、上護腕(701)、擴張膠筒(8)、下護腕(702)、下側(cè)上長壓縮膠筒(303)、下側(cè)上隔環(huán)(403)、下側(cè)短壓縮膠筒(502)、下側(cè)下隔環(huán)(404)、下側(cè)下長壓縮膠筒(304)以及下接頭(11);所述中心管(2)的上下兩端分別通過螺紋與所述上接頭(I)和所述下接頭(11)相連接；所述上側(cè)上長壓縮膠筒(301)、所述上側(cè)上隔環(huán)(401)、所述上側(cè)短壓縮膠筒(501)、所述上側(cè)下隔環(huán)(402)、所述上側(cè)下長壓縮膠筒(302)、所述上護腕(701)、所述擴張膠筒(8)、所述下護腕(702)、所述下側(cè)上長壓縮膠筒(303)、所述下側(cè)上隔環(huán)(403)、所述下側(cè)短壓縮膠筒(502)、所述下側(cè)下隔環(huán)(404)以及所述下側(cè)下長壓縮膠筒(304)依次從上到下套在所述中心管(2)的外部，且所述上側(cè)上長壓縮膠筒(301)位于所述上接頭(I)下方，所述下側(cè)下長壓縮膠筒(304)位于所述下接頭(2)上方；所述上護腕(701)的上端內(nèi)表面與所述中心管(2)的外表面相貼合，所述上護腕(701)的下端套在所述擴張膠筒(8)上端的外部；所述下護腕(702)的下端內(nèi)表面與所述中心管(2)的外表面相貼合，所述下護腕(702)的上端套在所述擴張膠筒(8)下端的外部；在所述上護腕(701)與所述中心管(2)的貼合處以及所述下護腕(702)與所述中心管(2)的貼合處分別設(shè)置有起密封作用的密封膠圈(6)；在所述中心管(2)靠近所述擴張膠筒(8)中部處的側(cè)壁上設(shè)置有沿軸向延伸的縫形通孔(801)。
專利摘要本實用新型公開了一種組合密封壓裂封隔器，包括上接頭、中心管、上側(cè)上長壓縮膠筒、上側(cè)上隔環(huán)、上側(cè)短壓縮膠筒、上側(cè)下隔環(huán)、上側(cè)下長壓縮膠筒、上護腕、擴張膠筒、下護腕、下側(cè)上長壓縮膠筒、下側(cè)上隔環(huán)、下側(cè)短壓縮膠筒、下側(cè)下隔環(huán)、下側(cè)下長壓縮膠筒以及下接頭。中心管上下兩端分別通過螺紋與上接頭和下接頭相連接，各膠筒、隔環(huán)及護腕均套在中心管的外部。在上護腕與中心管的貼合處以及下護腕與中心管的貼合處分別設(shè)置有密封膠圈。在中心管靠近擴張膠筒中部處的側(cè)壁上設(shè)置有縫形通孔。采用本實用新型的組合密封壓裂封隔器，結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定，具有防砂能力，適用于壓裂施工。
文檔編號E21B33/122GK202937223SQ201220688278
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者張世林, 王林, 倪振海, 陳志忠, 李金鳳 申請人:中國石油集團渤海鉆探工程有限公司