可在水平井多次重復(fù)座封解封壓裂用封隔器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型揭示了一種可在水平井多次重復(fù)座封解封壓裂用封隔器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著油田開采的不斷深入，儲層改造技術(shù)的不斷提升，地層能量的不斷衰竭，水平井和大斜度井體積壓裂工作量越來越大。體積壓裂區(qū)別于普通的油層壓裂，其最大特點是壓裂液用量大、排量高、含沙比大、處理層多，注入排量很多在6m3/min以上，由于油管過流截面積相對較小，光油管注入已難以滿足體積壓裂的泵注要求，套管注入或油套同時注入已勢在必行。水平井中使用的封隔器存在的通病就是在水平井段坐封困難，而機械錨定式的常規(guī)封隔器換軌機構(gòu)直接暴露在高含固相的流體中，換軌靈活性降低。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]鑒于現(xiàn)有水平井體積壓裂使用的封隔器存在的技術(shù)盲區(qū)，本實用新型目的就是為了克服上述技術(shù)缺陷而提出一種可在水平井多次重復(fù)座封解封壓裂用封隔器。
[0004]為達到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:一種可在水平井多次重復(fù)座封解封壓裂用封隔器，其包括:內(nèi)建油管內(nèi)螺紋的上接頭、上端與上接頭螺紋相連的上中心管、位于上中心管內(nèi)腔的單流閥座、與上中心管螺紋連接并壓緊單流閥座的單流閥罩、套在上中心管外的上背帽、一端與上中心管相連且被預(yù)壓縮的抗蠕彈簧、上端與上背帽螺紋連接的彈簧套、安裝在上中心管下部外側(cè)并被花鍵限位的抗磨密封組件、與彈簧套下端相連且與抗蠕彈簧另一端相鄰的膠筒中心管、套掛在膠筒中心管外且螺紋相連的錐體套與錐體、套在膠筒中心管外且至少兩只相連接的膠筒、與膠筒中心管螺紋連接的下中心管、位于錐體下方且位于膠筒中心管之外的槽體、安裝于槽體上且周向均布的若干個卡瓦、限制卡瓦中部的卡箍、卡瓦內(nèi)部被壓縮的支撐彈簧，卡瓦下部被徑向限位且經(jīng)螺紋連接于槽體下方外側(cè)的并帽、與槽體內(nèi)腔螺紋相連的軌道護套、與軌道護套內(nèi)腔上端螺紋連接的上軌道管、與軌道護套內(nèi)腔下端螺紋連接的下軌道管、設(shè)置在下中心管與膠筒中心管連接的空隙處且可自由旋轉(zhuǎn)的銷釘環(huán)、以及連接在下中心管下端的導(dǎo)向頭，其中抗蠕彈簧位于上中心管與彈簧套的環(huán)形空間，抗磨密封組件包括多個軸向堆疊的平衡密封圈、以及被平衡密封圈軸向包圍的支撐圈；所述上中心管、上背帽、彈簧套、抗蠕彈簧、抗磨密封組件、花鍵組成液力平衡單元；所述上軌道管、下軌道管、銷釘環(huán)組成換軌單元，所述槽體設(shè)置有排沙孔。
[0005]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，進一步包括如下附屬技術(shù)方案:
[0006]所述單流閥罩內(nèi)有鋼球，上背帽被上中心管的臺階懸掛，其中平衡密封圈的截面形狀呈《形，而支撐圈的截面形狀呈六邊形。
[0007]其進一步包括槽體、安裝于槽體上且周向均布的若干個卡瓦、限制卡瓦中部的卡箍、卡瓦內(nèi)部被支撐的外部支撐彈簧，卡瓦下部被徑向限位且經(jīng)螺紋連接于槽體下方外側(cè)的并帽、與槽體內(nèi)腔螺紋相連的軌道護套、與軌道護套內(nèi)腔上端螺紋連接的上軌道管、與軌道護套內(nèi)腔下端螺紋連接的下軌道管、設(shè)置在下中心管與膠筒中心管連接的空隙處且可自由旋轉(zhuǎn)的銷釘環(huán)、以及連接在下中心管下端的導(dǎo)向頭。
[0008]所述上中心管、上背帽、彈簧套、抗蠕彈簧、抗磨密封組件、花鍵組成液力平衡單元，在解封狀態(tài)或起下鉆過程中，抗蠕彈簧的預(yù)壓縮力大于封隔器與套管的摩擦力；而彈簧套、上中心管上均加工有多個旁通孔，與單流閥座構(gòu)成反洗井通道，排沙孔位于軌道護套的外側(cè)。
[0009]所述上軌道管、下軌道管、銷釘環(huán)組成換軌單元，上軌道管與下軌道管上的鏤空空間形成了空心的“J”形軌道，套裝在膠筒中心管上并可自由旋轉(zhuǎn)的銷釘環(huán)上的凸起部分在該“J”形軌道里自由進退，并改變封隔器的工作狀態(tài)；上中心管、上軌道管和下軌道管上均安裝有輕度過盈的防沙擋圈。
[0010]所述導(dǎo)向頭下端做成半球形，且縱向加工了多個周向均布的過流槽、和多個旁通孔，其中導(dǎo)向頭的多個旁通孔、下中心管內(nèi)腔、膠筒中心管內(nèi)腔、花鍵上的過流槽連通形成液路通道，在封隔器處于解封狀態(tài)時，高含固相的液體可經(jīng)過該通道向上返排。
[0011]所述膠筒套裝在膠筒中心管外并包括上、下部膠筒，且下部膠筒硬度較高，壓縮幅度較小，壓縮后起輔助密封，而上部膠筒硬度稍低，壓縮幅度較大，起主要密封，且下部膠筒壓縮后為輔助密封，而上部膠筒壓縮后為主要密封。
[0012]本實用新型，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下述優(yōu)點:
[0013]1、滿足油田體積壓裂從套管大排量注入、洗井、從油管大排量放噴的工藝需求；
[0014]2、相對封閉的換軌系統(tǒng)使封隔器在高含固相的流體中也能正常換軌坐封，適合壓裂作業(yè)；
[0015]3、液力平衡單元的抗蠕動設(shè)計使液力平衡系統(tǒng)在起下管柱過程中始終處于開啟狀態(tài)，延長了液力平衡系統(tǒng)的壽命；
[0016]4、特殊的膠筒組合設(shè)計，使封隔器承受的單向壓差(上壓差)更高。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述:
[0018]圖1為本實用新型的局部剖視圖；
[0019]圖2為本實用新型應(yīng)用于油管中并處于第一狀態(tài)時的剖視圖；
[0020]圖3為本實用新型應(yīng)用于油管中并處于第二狀態(tài)時的剖視圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1-3所示，本實用新型提供一種可在水平井多次重復(fù)座封解封壓裂用封隔器，其包括:內(nèi)建油管內(nèi)螺紋的上接頭1、上端與上接頭I螺紋相連的上中心管4、位于上中心管4內(nèi)腔的單流閥座3、與上中心管4螺紋連接并壓緊單流閥座3以構(gòu)成單流閥的單流閥罩2、套在上中心管4外的上背帽5、一端與上中心管4相連且被預(yù)壓縮的抗蠕彈簧7、上端與上背帽5螺紋連接的彈簧套6、安裝在上中心管4下部外側(cè)并被花鍵9限位的抗磨密封組件8、與彈簧套6下端相連的膠筒中心管10、套掛在膠筒中心管10外且螺紋相連的錐體套12與錐體13、套在膠筒中心管10外且至少兩只相互連接的膠筒11、與膠筒中心管10螺紋連接的下中心管28、位于錐體13下方且位于膠筒中心管10之外的槽體19、安裝于槽體19上且周向均布的若干個卡瓦15、限制卡瓦15中部的卡箍16、卡瓦15內(nèi)部被支撐的外部支撐彈簧17，卡瓦15下部被徑向限位且經(jīng)螺紋連接于槽體19下方外側(cè)的并帽24、與槽體19內(nèi)腔螺紋相連的軌道護套25、與軌道護套25內(nèi)腔上端螺紋連接的上軌道管14、與軌道護套25內(nèi)腔下端螺紋連接的下軌道管26、設(shè)置在下中心管28與膠筒中心管10連接的空隙處且可自由旋轉(zhuǎn)的銷釘環(huán)27、以及連接在下中心管28下端的導(dǎo)向頭29。其中單流閥罩2內(nèi)有鋼球，上背帽5被上中心管4的臺階懸掛，且抗蠕彈簧7位于上中心管4與彈簧套6的環(huán)形空間。上中心管4內(nèi)有與單流閥相連通的上內(nèi)腔通道40。抗磨密封組件8可采用一組或多組的密封圈，均在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)?？鼓ッ芊饨M件8優(yōu)選地包括多個軸向堆疊的平衡密封圈、以及被平衡密封圈軸向包圍的支撐圈。銷釘環(huán)27為單個一體式零件并通過線切割加工而成，凸起部分為圓柱狀。
[0022]上中心管4、上背帽5、彈簧套6、抗蠕彈簧7、抗磨密封組件8、花鍵9組成液力平衡單元，在解封狀態(tài)或起下鉆過程中，抗蠕彈簧7的預(yù)壓縮力大于封隔器與套管的摩擦力；而上中心管4上均加工有與上內(nèi)腔通道40相連通的多個上旁通孔42，彈簧套6加工有與上旁通孔42相連通的多個彈簧套旁通孔60，且這些旁通孔與單流閥座3構(gòu)成反洗井通道，其足夠大的過流面積滿足體積壓裂時的大排量(大于1mVmin)反洗井的要求。
[0023]上軌道管14、下軌道管26、銷釘環(huán)27組成換軌單元，上軌道管14與下軌道管26上的鏤空空間形成了空心的“J”形軌道，套裝在膠筒中心管10上并可自由旋轉(zhuǎn)的銷釘環(huán)27上的凸起部分在該“ J”形軌道里自由進退，并改變封隔器的工作狀態(tài)，即坐封或解封；由于上軌道管14和下軌道管26中間經(jīng)軌道護套25螺紋橋接，且所有螺紋均做了防轉(zhuǎn)處理，所以上軌道管14和下軌道管26圍成的空心“J”形軌道不會發(fā)生變形，以保證封隔器換軌的正常進行；上中心管4、上軌道管14和下軌道管26上均安裝有輕度過盈的防沙擋圈30，尤其是在上中心管4與上背帽5之間、上中心管4與彈簧套6之間、上中心