一種壓裂用耐高壓封隔器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于石油井下工具技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓裂用耐高壓封隔器。
【背景技術(shù)】
[0002]水平井封隔器完井分段壓裂技術(shù)是近年來油氣井工程技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展迅猛的一項(xiàng)新型的完井技術(shù)，是低壓、低滲透等非常規(guī)油氣資源開采的主要增產(chǎn)措施之一。該技術(shù)可有針對(duì)性地對(duì)產(chǎn)層進(jìn)行分段壓裂，擴(kuò)大油氣產(chǎn)層的泄油面積，提高油氣采收率。而封隔器完井分段壓裂工具作為實(shí)現(xiàn)水平井裸眼段增產(chǎn)改造技術(shù)的核心載體，其性能和質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到壓裂施工后的增產(chǎn)成效。
[0003]在封隔器完井分段壓裂技術(shù)中經(jīng)常應(yīng)用三種封隔器，分別是壓縮式封隔器、遇油/水自膨脹封隔器、擴(kuò)張式封隔器。而在實(shí)際應(yīng)用中，壓縮式封隔器應(yīng)用數(shù)量最多，并且應(yīng)用比例呈逐年上升趨勢。壓縮式封隔器利用管柱內(nèi)液壓通過液缸轉(zhuǎn)化為軸向載荷壓縮膠筒組件，使之徑向膨脹，擠壓井壁，封隔井壁與封隔器間環(huán)空，形成封閉層段。
[0004]但是壓縮式封隔器在應(yīng)用于壓裂作業(yè)時(shí)，尤其是封隔器應(yīng)用于封高壓壓裂作業(yè)時(shí)，在漲開的防突環(huán)擠壓膠筒過程中，防突環(huán)斷裂處膠筒容易發(fā)生破裂，造成封隔器無法長時(shí)間有效封壓。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)上述的問題，本實(shí)用新型旨在提供一種壓裂用耐高壓封隔器。封隔器能在封壓過程中，防止防突環(huán)斷裂處的膠筒破裂，保證長期有效封壓。尤其是保證封高壓時(shí)的隔器的穩(wěn)定性和安全性。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的壓裂用耐高壓封隔器，其包括:
[0007]本體，
[0008]環(huán)繞在本體的上端的外壁上的膠筒，
[0009]環(huán)繞在本體上并對(duì)稱式位于膠筒兩端的防突環(huán)組，各防突環(huán)組包括第一防突環(huán)和與第一防突環(huán)配合式接觸的第二防突環(huán)，
[0010]其中，在第二防突環(huán)和膠筒之間設(shè)有保護(hù)套，保護(hù)套包括與第二防突環(huán)的斜面相配合的傾斜的第一部分，以及與第一部分一體化連接并包圍膠筒的端部的筒形的第二部分。
[0011]由于在第一防突環(huán)和第二防突環(huán)上均設(shè)置有將其周向斷開的狹縫。在封壓過程中，尤其是封高壓過程中，漲開的第二防突環(huán)的狹縫兩端擠壓膠筒，容易使膠筒破裂。通過設(shè)置保護(hù)套，從而隔離了第二防突環(huán)與膠筒，在封隔器坐封過程中，保護(hù)套避免了漲開的第二防突環(huán)的狹縫兩端對(duì)膠筒造成破壞，從而保護(hù)了膠筒。并且保護(hù)套的結(jié)構(gòu)簡單，容易制造。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，在保護(hù)套內(nèi)設(shè)有第三防突環(huán)，第三防突環(huán)的斜面與第一部分相接合，第三防突環(huán)的端面與膠筒的端面相接合。通過這種設(shè)置，使第三防突環(huán)保護(hù)了膠筒的端部，并起到了支撐保護(hù)套的作用。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，還包括與本體固定連接的下接頭、環(huán)繞式設(shè)置在下接頭外壁上的液缸、與液缸的上端固定連接的鎖緊套，以及設(shè)置在鎖緊套上游的隔離套，其中，鎖緊套環(huán)繞在本體的下端的外壁上，隔離套環(huán)繞在本體的外壁上。在封隔過程中，高壓液體推動(dòng)液缸向上運(yùn)動(dòng)，從而推動(dòng)鎖緊套向上運(yùn)動(dòng)，再通過隔離套傳遞向上的運(yùn)動(dòng)，并最終能使膠筒膨脹坐封。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，封隔器還包括設(shè)置在本體外壁上的鎖緊機(jī)構(gòu)，其具有:
[0015]環(huán)繞在本體的外壁上并與處于下端的第一防突環(huán)接觸的錐套，其包含錐套本體和從錐套本體軸向延伸出來的錐爪，錐爪的自由端的外壁構(gòu)造有直徑由固定端向自由端方向逐漸減小的第一錐面，
[0016]環(huán)繞在本體的外壁上并接觸式設(shè)置在錐套下端的卡瓦，其外壁上設(shè)置有卡瓦齒，和
[0017]與本體固定連接的外筒，其上端環(huán)繞在錐套的外壁上，并構(gòu)造有與錐爪間隔式匹配的內(nèi)凸塊，其下端包圍卡瓦并環(huán)繞式設(shè)置于卡瓦的下端的隔離套的外壁上。通過這種設(shè)置，膠筒在坐封過程中，卡瓦上移，隨著壓力增加，卡瓦破裂，破裂后的卡瓦沿錐套上移，掛在外筒的內(nèi)壁上，防止膠筒外擠力造成錐套后退，保證了封隔器的封壓性能。從而使得封隔器在封壓過程中能有效防退以滿足壓裂過程中的耐高壓需求。
[0018]優(yōu)選地，在卡瓦的周向外壁上設(shè)置軸向的槽。進(jìn)一步優(yōu)選地，槽為6個(gè)，并在卡瓦的周向均勻布置。更進(jìn)一步優(yōu)選地，卡瓦的內(nèi)壁上具有與第一錐面配合的第二錐面。通過設(shè)置，利用應(yīng)力集中原理，在膠筒坐封過程中，使卡瓦沿槽的位置處破裂，破裂后的卡瓦沿錐套上移，并掛在外筒的內(nèi)壁上，從而防止坐封的膠筒回退，進(jìn)一步提高了封隔器的封壓性能。同時(shí)，其結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中，在膠筒軸向中心處的膠筒和本體之間設(shè)置隔離環(huán)。通過這種設(shè)置，膠筒在坐封過程中，中心位置處最突出，保證坐封的穩(wěn)定性。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，通過第一保護(hù)剪釘將隔離套連接在本體上。通過這種設(shè)置防止在管串下入過程中，由于摩擦所造成的提前坐封。
[0021]在一個(gè)實(shí)施例中，通過第二保護(hù)剪釘將錐套連接在本體上。通過這種設(shè)置防止在管串下入過程中，由于摩擦所造成的提前坐封。
[0022]本申請(qǐng)中，用于“上” “下”以壓裂用耐高壓封隔器的實(shí)際工作方向?yàn)閰⒖肌１旧暾?qǐng)中，“高壓”指不小于70MPa的壓力。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型包括如下優(yōu)點(diǎn)。通過設(shè)置保護(hù)套避免第二防突環(huán)的狹縫兩端對(duì)膠筒的破壞，保護(hù)了膠筒。同時(shí)，鎖緊機(jī)構(gòu)有效保證了膠筒坐封后不回退。因此，采用上述結(jié)構(gòu)的封隔器密封能力更好，工作可靠性更強(qiáng)，并適用于高壓壓裂作業(yè)。還有此封隔器自身結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低。
【附圖說明】
[0024]下面將結(jié)合附圖來對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)地描述。在圖中:
[0025]圖1顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的壓裂用耐高壓封隔器的結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖2顯示了來自圖1的B處的放大圖；
[0027]圖3顯示了來自圖1的A-A剖視圖；
[0028]圖4為顯示了錐套的立體圖；
[0029]圖5為顯示了卡瓦的立體圖；
[0030]圖6為顯示了外筒的立體圖。
[0031]在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實(shí)際的比例繪制。
【具體實(shí)施方式】
[0032]在下文中將介紹根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。
[0033]圖1顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的壓裂用耐高壓封隔器100的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，封隔器100包括本體1、環(huán)繞在本體I的上端的外壁上的膠筒4、環(huán)繞在本體I上并對(duì)稱式位于膠筒4兩端的防突環(huán)組2。如圖2所示，每個(gè)防突環(huán)組2包括第一防突環(huán)21、與第一防突環(huán)21配合式接觸的第二防突環(huán)22。在第二防突環(huán)22和膠筒4之間設(shè)置能保護(hù)膠筒的保護(hù)套24。
[0034]如圖2所示，保護(hù)套24包括與第二防突環(huán)22的斜面相配合的傾斜的第一部分241，以及與第一部分241 —體化連接的包圍在膠筒4的端部的第二部分242。第二防突環(huán)22具有軸向裂縫(圖中未示出)，在膠筒4封壓過程中，尤其是封高壓(壓力不小于70MPa)時(shí)，第二防突環(huán)22漲開，漲開的第二防突環(huán)22擠壓保護(hù)套24，而不是直接作用在膠筒4上。由此，通過上述結(jié)構(gòu)避免了第二防突環(huán)22的狹縫的兩端容易使膠筒4發(fā)生破裂，造成封隔器100無法長時(shí)間進(jìn)行封壓的問題。同時(shí)，封隔器100坐封過程中，保護(hù)套24始終處包住膠筒4的兩端的狀態(tài)，從而有助于防止膠筒4的兩端徑向向外突出，提高膠筒4工作安全性和穩(wěn)定性。例如，保護(hù)套24可由紫銅板沖壓而成。
[0035]如圖2所示，為支