裸眼封隔器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種裸眼封隔器，裸眼封隔器包括中心管，沿著中心管的軸向從前至后依次套設(shè)在中心管上的接頭、坐封機(jī)構(gòu)，位于坐封機(jī)構(gòu)軸向后側(cè)的第一動(dòng)力傳遞組件，裸眼封隔器還包括設(shè)置在坐封機(jī)構(gòu)與第一動(dòng)力傳遞組件之間且套設(shè)在中心管外的扶正裝置、設(shè)置在第一動(dòng)力傳遞組件軸向后側(cè)的第二動(dòng)力傳遞組件，在坐封機(jī)構(gòu)及第二動(dòng)力傳遞組件上分別設(shè)置有止退鎖緊機(jī)構(gòu)。扶正裝置包括浮動(dòng)設(shè)在中心管上的扶正塊、將扶正塊卡在其內(nèi)的扶正套，扶正套的內(nèi)孔壁與扶正塊的凹槽間設(shè)置有彈性元件。扶正裝置對坐封后的封隔器起到支撐作用，使得封隔器在坐封后不會產(chǎn)生不必要的解封。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及了一種石油開采設(shè)備，特別涉及一種用于水平井多段壓裂的裸眼 封隔器。 裸眼封隔器

【背景技術(shù)】
[0002] 低滲透油田往往具有油層儲層滲透率低、低儲量豐度、單井產(chǎn)能低等特點(diǎn)。目前一 般采用水平井對低滲透油田進(jìn)行開采。在利用水平井進(jìn)行開采之前，一般通過分段壓裂的 方式產(chǎn)生數(shù)條相互獨(dú)立的裂縫來導(dǎo)通油層和水平井井筒，從而最終達(dá)到提高產(chǎn)量的目的。
[0003] 水平井分段壓裂時(shí)，所采用的設(shè)備是裸眼封隔器。裸眼封隔器的工作位置處于水 平井的水平裸眼段，其壓裂效果的好壞取決于裸眼封隔器在水平井內(nèi)坐封的位置和與井壁 之間的坐封效果(密封效果)。由于井底情況復(fù)雜、地層壓力高，在井壁不規(guī)則及摩擦的作用 下比較容易造成封隔器的膠筒與井壁坐封效果不好或提前坐封，影響后期的壓裂施工。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供了一種裸 眼封隔器，其能夠提高裸眼封隔器在井筒內(nèi)的坐封性。
[0005] 本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案是：
[0006] -種裸眼封隔器，所述裸眼封隔器包括中心管，沿著所述中心管的軸向從前至后 依次套設(shè)在所述中心管上的接頭、坐封機(jī)構(gòu)，位于所述坐封機(jī)構(gòu)軸向后側(cè)的第一動(dòng)力傳遞 組件，其特征在于：所述裸眼封隔器還包括設(shè)置在所述坐封機(jī)構(gòu)與所述第一動(dòng)力傳遞組件 之間且套設(shè)在所述中心管外的扶正裝置、設(shè)置在所述第一動(dòng)力傳遞組件軸向后側(cè)的的第二 動(dòng)力傳遞組件，在所述坐封機(jī)構(gòu)及所述第二動(dòng)力傳遞組件上分別設(shè)置有止退鎖緊機(jī)構(gòu)。
[0007] 優(yōu)選地，所述扶正裝置包括浮動(dòng)設(shè)在所述中心管上的扶正塊、將所述扶正塊卡在 其內(nèi)的扶正套，所述扶正套的內(nèi)孔壁與所述扶正塊的凹槽間設(shè)置有彈性元件。
[0008] 優(yōu)選地，所述扶正套的兩端呈碗狀，所述扶正套的兩端分別設(shè)置有與其形狀相對 應(yīng)匹配的第一錐體和第二錐體。
[0009] 優(yōu)選地，所述扶正塊通過第一剪釘分別與所述第一錐體和所述第二錐體相固定連 接，在所述第一剪釘斷裂后，所述扶正塊能沿所述中心管的徑向浮動(dòng)。
[0010] 優(yōu)選地，所述扶正套沿其周向上均勻開設(shè)有內(nèi)孔，所述每個(gè)內(nèi)孔內(nèi)均對應(yīng)設(shè)置有 一扶正塊。
[0011] 優(yōu)選地，所述第一動(dòng)力組件包括與所述中心管相固定連接的第一缸體、能沿所述 中心管軸向滑動(dòng)且套設(shè)在所述第一缸體外的第一活塞，所述第一缸體與所述第一活塞之間 形成第一環(huán)形空間，所述中心管上開設(shè)有與所述第一環(huán)形空間相連通的第一通孔，所述第 二動(dòng)力傳遞組件包括與所述第一缸體相固定連接的第二缸體、與所述第一活塞相固定連接 的第二活塞，所述第二缸體與所述第二活塞之間形成第二環(huán)形空間，所述第一缸體上開設(shè) 有與所述第二環(huán)形空間相連通的第二通孔。
[0012] 優(yōu)選地，所述第二活塞套設(shè)在所述第二缸體外且通過第二剪釘與所述第二缸體相 固定連接，在所述第二剪釘斷裂后，所述第二活塞能沿所述第二缸體軸向滑動(dòng)。
[0013] 優(yōu)選地，設(shè)置在所述第二動(dòng)力傳遞組件上的止退鎖緊機(jī)構(gòu)包括位于所述第二活塞 與所述第二缸體形成的環(huán)形間隙中的第一鎖環(huán)，所述第一鎖環(huán)與所述第二缸體上形成有對 應(yīng)的第一止退部。
[0014] 優(yōu)選地，設(shè)置在所述坐封機(jī)構(gòu)上止退鎖緊機(jī)構(gòu)包括位于所述坐封機(jī)構(gòu)軸向后側(cè)的 第二鎖環(huán)，所述第二鎖環(huán)與所述中心管上形成有對應(yīng)的第二止退部。
[0015] 本實(shí)用新型采用以上結(jié)構(gòu)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0016] 1、扶正裝置對封隔器在坐封后起到支撐作用，使得封隔器在坐封后不會產(chǎn)生不必 要的解封；
[0017] 2、在第一鎖環(huán)和/或第二鎖環(huán)的輔助作用下，封隔器在形成坐封后，鎖環(huán)對膠筒 和動(dòng)力傳遞組件起到了限制使得膠筒和動(dòng)力傳遞組件不易產(chǎn)生復(fù)位，提高封隔器的坐封效 果；
[0018] 3、相較于采用單個(gè)缸體和活塞，可以采用多組動(dòng)力傳遞組件以提高坐封力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本實(shí)用新型公開的 范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對本實(shí)用新型的理 解，并不是具體限定本實(shí)用新型各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新 型的教導(dǎo)下，可以根據(jù)具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實(shí)施本實(shí)用新型。
[0020] 圖1顯示了本實(shí)用新型中裸眼封隔器的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 以上附圖的附圖標(biāo)記：1、接頭；2、中心管；3、坐封機(jī)構(gòu)；31、背圈；32、膠筒；33、膠 筒座；4、第二鎖環(huán)；5、第一動(dòng)力傳遞組件；51、第一缸體；52、第一活塞；53、第一環(huán)形空間； 54、第一通孔；6、扶正裝置；61、扶正套；62、彈性元件；63、扶正塊；64、第一錐體；65、第二 錐體；66、內(nèi)孔；7、第二動(dòng)力傳遞組件；71、第二缸體；72、第二活塞；73、第二環(huán)形空間；74、 第二通孔；8、第一鎖環(huán)；9、第二剪釘；10、第一剪釘。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 結(jié)合附圖和本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的描述，能夠更加清楚地了解本實(shí)用新型的 細(xì)節(jié)。但是，在此描述的本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，僅用于解釋本實(shí)用新型的目的，而不 能以任何方式理解成是對本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的教導(dǎo)下，技術(shù)人員可以構(gòu)想 基于本實(shí)用新型的任意可能的變形，這些都應(yīng)被視為屬于本實(shí)用新型的范圍。
[0023] 請參考圖1，本實(shí)用新型公開了裸眼封隔器，裸眼封隔器包括中心管2、接頭1、坐 封機(jī)構(gòu)3、第一動(dòng)力傳遞組件5、扶正裝置6、第二動(dòng)力傳遞組件7、止退鎖緊機(jī)構(gòu)。
[0024] 中心管2大體呈中空的圓柱體。中心管2可以沿該圓柱體的軸向延伸。接頭1和 坐封機(jī)構(gòu)3沿著所述中心管2的軸向從前至后（即圖中從左至右的方向)依次套設(shè)在中心管 2上。接頭1套設(shè)在中心管2的左端部，接頭1通過螺紋等方式與中心管2相固定連接。接 頭1的左端部可以與油管相連接。在本實(shí)施方式中，坐封機(jī)構(gòu)3包括套設(shè)在所述中心管外 的膠筒32,套設(shè)在所述膠筒上的背圈31。膠筒32的左部與接頭1相抵觸，膠筒32的右部 與扶正裝置6相抵觸。在受到壓縮力時(shí)，膠筒32可以發(fā)生長度變小且外徑變大的形變直至 膠筒31對井壁形成密封，此時(shí)該封隔器處于坐封狀態(tài)。在需要對該封隔器進(jìn)行解封時(shí)，膠 筒32可以發(fā)生長度變大且外徑變小的形變直至膠筒32對井壁不再形成密封。扶正裝置6 位于坐封機(jī)構(gòu)3和第一動(dòng)力傳遞組件5之間。扶正裝置6用于在坐封機(jī)構(gòu)3坐封完成后對 地層進(jìn)行貼合，確保在裸眼封隔器在坐封后不會產(chǎn)生不必要的解封，進(jìn)而提高裸眼封隔器 的坐封性能。第一動(dòng)力傳遞組件5和第二動(dòng)力傳遞組件7共同對扶正裝置6施以向前的推 力（即向圖中的左側(cè))，以壓縮膠筒32。相較于僅設(shè)置有一個(gè)動(dòng)力傳遞組件的封隔器，本實(shí)用 新型中的封隔器在坐封時(shí)產(chǎn)生的坐封推力更大。當(dāng)推力變大時(shí)，膠筒32的變形必然更加徹 底不易解封，因而本實(shí)用新型中的裸眼封隔器更利于坐封。止退鎖緊機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在坐封 機(jī)構(gòu)3和第二動(dòng)力傳遞組件7上，用于分別限制坐封機(jī)構(gòu)3和第二動(dòng)力傳遞組件7在坐封 完成后向后復(fù)位（即向圖中的右側(cè))。
[0025] 進(jìn)一步的，扶正裝置6包括浮動(dòng)設(shè)在所述中心管2上的扶正塊63、將所述扶正塊 63卡在其內(nèi)的扶正套61，所述扶正套61的內(nèi)孔壁與所述扶正塊63的凹槽間設(shè)置有彈性元 件62,彈性元件62可以是彈簧等具有復(fù)位彈性的裝置或元件。扶正套61大體呈圓柱體， 扶正套61的兩端呈向自身內(nèi)部凹陷的碗狀，所述扶正套61的兩端分別設(shè)置有與其形狀相 對應(yīng)匹配的第一錐體64和第二錐體65。第一錐體64的右端與扶正套61的左端內(nèi)壁相匹 配，即均成由左至右逐漸變小的錐形。第一錐體64的左端與坐封機(jī)構(gòu)3相抵觸。第二錐體 65的左端與扶正套61的右端內(nèi)壁相匹配，即均呈由左至右逐漸變大的錐形。扶正塊62可 以通過第一剪釘10分別與所述第一錐體64和所述第二錐體65相固定連接，在所述第一剪 釘10斷裂后，所述扶正塊63能沿所述中心管2的徑向浮動(dòng)。在初始狀態(tài)時(shí)，彈性元件62 處于壓縮狀態(tài)。當(dāng)?shù)谝粍?dòng)力傳遞組件5和第二動(dòng)力傳遞組件7繼續(xù)對扶正裝置6以及坐封 機(jī)構(gòu)3施以向前的作用力以壓縮膠筒32,當(dāng)膠筒32壓縮至極限時(shí)，第一動(dòng)力傳遞組件5和 第二動(dòng)力傳遞組件7繼續(xù)給予扶正裝置6 -向前的作用力，當(dāng)該作用力大于第一剪釘10能 承受的最大剪切力并將第一剪釘10剪斷后，彈性元件62被釋放，扶正塊63被彈性元件62 從扶正套61的內(nèi)孔壁中推出直至抵住地層。此時(shí)扶正塊63與井壁相抵觸以確保裸眼封隔 器的坐封穩(wěn)定。為了使得封隔器在其自身周向上受力均勻，所述扶正套61沿其周向上均勻 開設(shè)有內(nèi)孔66,每個(gè)內(nèi)孔66內(nèi)均對應(yīng)設(shè)置有一扶正塊63以期對封隔器產(chǎn)生沿中心管2周 向?qū)ΨQ的定位力。
[0026] 進(jìn)一步的，第一動(dòng)力傳遞組件5用于通過對坐封機(jī)構(gòu)3的膠筒32施以壓縮力使得 封隔器達(dá)到坐封狀態(tài)。第一動(dòng)力傳遞組件5包括固定設(shè)置在中心管2上的第一缸體51、套 設(shè)在第一缸體51外且能沿第一缸體51的軸向滑動(dòng)的第一活塞52,所述第一缸體51與所述 第一活塞52之間形成第一環(huán)形空間53,所述中心管2上開設(shè)有與所述第一環(huán)形空間53相 連通的第一通孔54。第一缸體51的左端部與中心管2通過螺紋等其他可行方式相固定連 接。第一活塞52的左端部與扶正裝置6相抵觸。
[0027] 第二動(dòng)力傳遞組件7位于第一動(dòng)力傳遞組件5之后，第二動(dòng)力傳遞組件7用于向 第一動(dòng)力傳遞組件5提供推力。第二動(dòng)力傳遞組件7包括與第一缸體51相固定連接的第 二缸體71、通過第二剪釘9與第二缸體71相固定連接的第二活塞72,所述第二缸體71與 所述第二活塞72之間形成第二環(huán)形空間73,所述第一缸體51上開設(shè)有與所述第二環(huán)形空 間73相連通的第二通孔74。在所述第二剪釘9斷裂后，所述第二活塞72能沿所述第二缸 體71滑動(dòng)。第二缸體71的左端部與第一缸體51的右端部可以通過螺紋等固定方式相固 定連接。第二活塞72套設(shè)在第二缸體71外，且第二活塞72的左端部與第一活塞52相固 定連接。當(dāng)對中心管2內(nèi)打壓時(shí)，第二剪釘9在受到壓力情況下斷裂，第二活塞72能沿第 二缸體71的軸向即中心管2的軸向向左滑動(dòng)。
[0028] 在封隔器的后端（即圖中的右側(cè)位置)投球后，當(dāng)對中心管2內(nèi)打壓時(shí)，加壓液自第 一通孔54進(jìn)入第一環(huán)形空間53、第二通孔74進(jìn)入第二環(huán)形空間73中，并給予第一活塞52 以及第二活塞72向前（即向圖中的左側(cè)）的推力，當(dāng)該推力大于第二剪釘9的承受極限值 時(shí)，第二剪釘9斷裂。當(dāng)?shù)诙翎?斷裂后，第一活塞52以及第二活塞72共同給予扶正裝 置6向前（即向圖中的左偵彳）的推力，進(jìn)而對坐封機(jī)構(gòu)3的膠筒32產(chǎn)生壓縮作用。顯見的， 采用兩組動(dòng)力傳遞組件的作用力必然大于僅僅設(shè)置有一個(gè)動(dòng)力傳遞組件的情形。
[0029] 進(jìn)一步的，設(shè)置在所述第二動(dòng)力傳遞組件7上的止退鎖緊機(jī)構(gòu)包括位于所述第二 活塞72與所述第二缸體71形成的環(huán)形間隙中的第一鎖環(huán)8,所述第一鎖環(huán)8與所述第二缸 體71上形成有對應(yīng)的第一止退部。第一止退部包括形成第一鎖環(huán)8上的第一齒形結(jié)構(gòu)和 形成于第二缸體71上的第二齒形結(jié)構(gòu)。第一止退部使得第一鎖環(huán)8只能沿所述第二缸體 71的軸向向前(即向圖中的左側(cè))運(yùn)動(dòng)，而不能向后運(yùn)動(dòng)。因此第一鎖環(huán)8在坐封完成后對 第二動(dòng)力傳遞組件7產(chǎn)生限制作用，即限制第二活塞72不能向后（即向圖中的右側(cè)）運(yùn)動(dòng)， 進(jìn)而防止了膠筒32在非正常情形下解封。
[0030] 設(shè)置在所述坐封機(jī)構(gòu)3上止退鎖緊機(jī)構(gòu)包括位于所述坐封機(jī)構(gòu)3軸向后側(cè)（即向 圖中的右側(cè)）的第二鎖環(huán)4,所述第二鎖環(huán)4與所述中心管2上形成有對應(yīng)的第二止退部。 第二止退部包括形成第二鎖環(huán)4上的第三齒形結(jié)構(gòu)和形成于中心管2上的第四齒形結(jié)構(gòu)。 第二止退部使得第二鎖環(huán)4只能向前（即向圖中的左側(cè)）運(yùn)動(dòng)，而不能向后（即向圖中的右 偵D運(yùn)動(dòng)。因此第二鎖環(huán)4在坐封完成后對坐封機(jī)構(gòu)3產(chǎn)生限制作用，即限制膠筒32不能 向后（即向圖中的右偵彳）運(yùn)動(dòng)，防止了膠筒32在非正常情形下解封。
[0031] 本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與 其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可。
[0032] 上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù) 的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。 凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種裸眼封隔器，所述裸眼封隔器包括中心管，沿著所述中心管的軸向從前至后依 次套設(shè)在所述中心管上的接頭、坐封機(jī)構(gòu)，位于所述坐封機(jī)構(gòu)軸向后側(cè)的第一動(dòng)力傳遞組 件，其特征在于：所述裸眼封隔器還包括設(shè)置在所述坐封機(jī)構(gòu)與所述第一動(dòng)力傳遞組件之 間且套設(shè)在所述中心管外的扶正裝置、設(shè)置在所述第一動(dòng)力傳遞組件軸向后側(cè)的的第二動(dòng) 力傳遞組件，在所述坐封機(jī)構(gòu)及所述第二動(dòng)力傳遞組件上分別設(shè)置有止退鎖緊機(jī)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裸眼封隔器，其特征在于：所述扶正裝置包括浮動(dòng)設(shè)在所述 中心管上的扶正塊、將所述扶正塊卡在其內(nèi)的扶正套，所述扶正套的內(nèi)孔壁與所述扶正塊 的凹槽間設(shè)置有彈性元件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裸眼封隔器，其特征在于：所述扶正套的兩端呈碗狀，所述扶 正套的兩端分別設(shè)置有與其形狀相對應(yīng)匹配的第一錐體和第二錐體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裸眼封隔器，其特征在于：所述扶正塊通過第一剪釘分別與 所述第一錐體和所述第二錐體相固定連接，在所述第一剪釘斷裂后，所述扶正塊能沿所述 中心管的徑向浮動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裸眼封隔器，其特征在于：所述扶正套沿其周向上均勻開設(shè) 有內(nèi)孔，所述每個(gè)內(nèi)孔內(nèi)均對應(yīng)設(shè)置有一扶正塊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裸眼封隔器，其特征在于：所述第一動(dòng)力組件包括與所述中 心管相固定連接的第一缸體、能沿所述中心管軸向滑動(dòng)且套設(shè)在所述第一缸體外的第一活 塞，所述第一缸體與所述第一活塞之間形成第一環(huán)形空間，所述中心管上開設(shè)有與所述第 一環(huán)形空間相連通的第一通孔，所述第二動(dòng)力傳遞組件包括與所述第一缸體相固定連接的 第二缸體、與所述第一活塞相固定連接的第二活塞，所述第二缸體與所述第二活塞之間形 成第二環(huán)形空間，所述第一缸體上開設(shè)有與所述第二環(huán)形空間相連通的第二通孔。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裸眼封隔器，其特征在于：所述第二活塞套設(shè)在所述第二缸 體外且通過第二剪釘與所述第二缸體相固定連接，在所述第二剪釘斷裂后，所述第二活塞 能沿所述第二缸體軸向滑動(dòng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裸眼封隔器，其特征在于：設(shè)置在所述第二動(dòng)力傳遞組件上 的止退鎖緊機(jī)構(gòu)包括位于所述第二活塞與所述第二缸體形成的環(huán)形間隙中的第一鎖環(huán)，所 述第一鎖環(huán)與所述第二缸體上形成有對應(yīng)的第一止退部。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裸眼封隔器，其特征在于：設(shè)置在所述坐封機(jī)構(gòu)上止退鎖緊 機(jī)構(gòu)包括位于所述坐封機(jī)構(gòu)軸向后側(cè)的第二鎖環(huán)，所述第二鎖環(huán)與所述中心管上形成有對 應(yīng)的第二止退部。
【文檔編號】E21B33/12GK203847051SQ201420171189
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】宋翔虎, 陳悅, 陳遼望, 張建, 韓冬深, 徐樂, 張文昌 申請人:中國石油天然氣股份有限公司