可在水平井多次重复座封解封压裂用封隔器制造技术

本实用新型专利技术揭示了一种可在水平井多次重复座封解封压裂用封隔器，其包括：上接头、上中心管、单流阀座、与上中心管螺纹连接并压紧单流阀座的单流阀罩、套在上中心管外的上背帽、抗蠕弹簧、上端与上背帽螺纹连接的弹簧套、安装在上中心管下部外侧并被花键限位的抗磨密封组件、与弹簧套下端相连的胶筒中心管、套挂在胶筒中心管外且螺纹相连的锥体套与锥体、套在胶筒中心管外且至少两只相互连接的胶筒、以及与胶筒中心管螺纹连接的下中心管。本实用新型专利技术能在水平井体积压裂工艺管柱中，满足大体积、高排量、高含沙比的套管泵注、反循环及放喷作业，特殊设计的坐封机构具有防沙功能并可在水平井段反复坐封、解封，满足多层压裂的要求。

【技术实现步骤摘要】

本技术揭示了一种可在水平井多次重复座封解封压裂用封隔器。
技术介绍
随着油田开采的不断深入，储层改造技术的不断提升，地层能量的不断衰竭，水平井和大斜度井体积压裂工作量越来越大。体积压裂区别于普通的油层压裂，其最大特点是压裂液用量大、排量高、含沙比大、处理层多，注入排量很多在6m3/min以上，由于油管过流截面积相对较小，光油管注入已难以满足体积压裂的泵注要求，套管注入或油套同时注入已势在必行。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难，而机械锚定式的常规封隔器换轨机构直接暴露在高含固相的流体中，换轨灵活性降低。
技术实现思路
鉴于现有水平井体积压裂使用的封隔器存在的技术盲区，本技术目的就是为了克服上述技术缺陷而提出一种可在水平井多次重复座封解封压裂用封隔器。为达到上述目的，本技术采用如下技术方案:一种可在水平井多次重复座封解封压裂用封隔器，其包括:内建油管内螺纹的上接头、上端与上接头螺纹相连的上中心管、位于上中心管内腔的单流阀座、与上中心管螺纹连接并压紧单流阀座的单流阀罩、套在上中心管外的上背帽、一端与上中心管相连且被预压缩的抗蠕弹簧、上端与上背帽螺纹连接的弹簧套、安装在上中心管下部外侧并被花键限位的抗磨密封组件、与弹簧套下端相连且与抗蠕弹簧另一端相邻的胶筒中心管、套挂在胶筒中心管外且螺纹相连的锥体套与锥体、套在胶筒中心管外且至少两只相连接的胶筒、与胶筒中心管螺纹连接的下中心管、位于锥体下方且位于胶筒中心管之外的槽体、安装于槽体上且周向均布的若干个卡瓦、限制卡瓦中部的卡箍、卡瓦内部被压缩的支撑弹簧，卡瓦下部被径向限位且经螺纹连接于槽体下方外侧的并帽、与槽体内腔螺纹相连的轨道护套、与轨道护套内腔上端螺纹连接的上轨道管、与轨道护套内腔下端螺纹连接的下轨道管、设置在下中心管与胶筒中心管连接的空隙处且可自由旋转的销钉环、以及连接在下中心管下端的导向头，其中抗蠕弹簧位于上中心管与弹簧套的环形空间，抗磨密封组件包括多个轴向堆叠的平衡密封圈、以及被平衡密封圈轴向包围的支撑圈；所述上中心管、上背帽、弹簧套、抗蠕弹簧、抗磨密封组件、花键组成液力平衡单元；所述上轨道管、下轨道管、销钉环组成换轨单元，所述槽体设置有排沙孔。在上述技术方案的基础上，进一步包括如下附属技术方案:所述单流阀罩内有钢球，上背帽被上中心管的台阶悬挂，其中平衡密封圈的截面形状呈《形，而支撑圈的截面形状呈六边形。其进一步包括槽体、安装于槽体上且周向均布的若干个卡瓦、限制卡瓦中部的卡箍、卡瓦内部被支撑的外部支撑弹簧，卡瓦下部被径向限位且经螺纹连接于槽体下方外侧的并帽、与槽体内腔螺纹相连的轨道护套、与轨道护套内腔上端螺纹连接的上轨道管、与轨道护套内腔下端螺纹连接的下轨道管、设置在下中心管与胶筒中心管连接的空隙处且可自由旋转的销钉环、以及连接在下中心管下端的导向头。所述上中心管、上背帽、弹簧套、抗蠕弹簧、抗磨密封组件、花键组成液力平衡单元，在解封状态或起下钻过程中，抗蠕弹簧的预压缩力大于封隔器与套管的摩擦力；而弹簧套、上中心管上均加工有多个旁通孔，与单流阀座构成反洗井通道，排沙孔位于轨道护套的外侧。所述上轨道管、下轨道管、销钉环组成换轨单元，上轨道管与下轨道管上的镂空空间形成了空心的“J”形轨道，套装在胶筒中心管上并可自由旋转的销钉环上的凸起部分在该“J”形轨道里自由进退，并改变封隔器的工作状态；上中心管、上轨道管和下轨道管上均安装有轻度过盈的防沙挡圈。所述导向头下端做成半球形，且纵向加工了多个周向均布的过流槽、和多个旁通孔，其中导向头的多个旁通孔、下中心管内腔、胶筒中心管内腔、花键上的过流槽连通形成液路通道，在封隔器处于解封状态时，高含固相的液体可经过该通道向上返排。所述胶筒套装在胶筒中心管外并包括上、下部胶筒，且下部胶筒硬度较高，压缩幅度较小，压缩后起辅助密封，而上部胶筒硬度稍低，压缩幅度较大，起主要密封，且下部胶筒压缩后为辅助密封，而上部胶筒压缩后为主要密封。本技术，与现有技术相比具有下述优点:1、满足油田体积压裂从套管大排量注入、洗井、从油管大排量放喷的工艺需求；2、相对封闭的换轨系统使封隔器在高含固相的流体中也能正常换轨坐封，适合压裂作业；3、液力平衡单元的抗蠕动设计使液力平衡系统在起下管柱过程中始终处于开启状态，延长了液力平衡系统的寿命；4、特殊的胶筒组合设计，使封隔器承受的单向压差(上压差)更高。【附图说明】下面结合附图对本技术作进一步描述:图1为本技术的局部剖视图；图2为本技术应用于油管中并处于第一状态时的剖视图；图3为本技术应用于油管中并处于第二状态时的剖视图。【具体实施方式】如图1-3所示，本技术提供一种可在水平井多次重复座封解封压裂用封隔器，其包括:内建油管内螺纹的上接头1、上端与上接头I螺纹相连的上中心管4、位于上中心管4内腔的单流阀座3、与上中心管4螺纹连接并压紧单流阀座3以构成单流阀的单流阀罩2、套在上中心管4外的上背帽5、一端与上中心管4相连且被预压缩的抗蠕弹簧7、上端与上背帽5螺纹连接的弹簧套6、安装在上中心管4下部外侧并被花键9限位的抗磨密封组件8、与弹簧套6下端相连的胶筒中心管10、套挂在胶筒中心管10外且螺纹相连的锥体套12与锥体13、套在胶筒中心管10外且至少两只相互连接的胶筒11、与胶筒中心管10螺纹连接的下中心管28、位于锥体13下方且位于胶筒中心管10之外的槽体19、安装于槽体19上且周向均布的若干个卡瓦15、限制卡瓦15中部的卡箍16、卡瓦15内部被支撑的外部支撑弹簧17，卡瓦15下部被径向限位且经螺纹连接于槽体19下方外侧的并帽24、与槽体19内腔螺纹相连的轨道护套25、与轨道护套25内腔上端螺纹连接的上轨道管14、与轨道护套25内腔下端螺纹连接的下轨道管26、设置在下中心管28与胶筒中心管10连接的空隙处且可自由旋转的销钉环27、以及连接在下中心管28下端的导向头29。其中单流阀罩2内有钢球，上背帽5被上中心管4的台阶悬挂，且抗蠕弹簧7位于上中心管4与弹簧套6的环形空间。上中心管4内有与单流阀相连通的上内腔通道40。抗磨密封组件8可采用一组或多组的密封圈，均在本技术的专利保护范围内。抗磨密封组件8优选地包括多个轴向堆叠的平衡密封圈、以及被平衡密封圈轴向包围的支撑圈。销钉环27为单个一体式零件并通过线切割加工而成，凸起部分为圆柱状。上中心管4、上背帽5、弹簧套6、抗蠕弹簧7、抗磨密封组件8、花键9组成液力平衡单元，在解封状态或起下钻过程中，抗蠕弹簧7的预压缩力大于封隔器与套管的摩擦力；而上中心管4上均加工有与上内腔通道40相连通的多个上旁通孔42，弹簧套6加工有与上旁通孔42相连通的多个弹簧套旁通孔60，且这些旁通孔与单流阀座3构成反洗井通道，其足够大的过流面积满足体积压裂时的大排量(大于1mVmin)反洗井的要求。上轨道管14、下轨道管26、销钉环27组成换轨单元，上轨道管14与下轨道管26上的镂空空间形成了空心的“J”形轨道，套装在胶筒中心管10上并可自由旋转的销钉环27上的凸起部分在该“ J”形轨道里自由进退，并改变封隔器的工作状态，即坐封或解封；由于上轨道管14和下轨道管26中间经轨道护套25螺纹桥接，且所有螺纹均做了防转处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可在水平井多次重复座封解封压裂用封隔器，其特征在于其包括：内建油管内螺纹的上接头(1)、上端与上接头(1)螺纹相连的上中心管(4)、位于上中心管(4)内腔的单流阀座(3)、与上中心管(4)螺纹连接并压紧单流阀座(3)的单流阀罩(2)、套在上中心管(4)外的上背帽(5)、一端与上中心管(4)的上端相连且被预压缩的抗蠕弹簧(7)、上端与上背帽(5)螺纹连接的弹簧套(6)、安装在上中心管(4)下部外侧并被花键(9)限位的抗磨密封组件(8)、与弹簧套(6)下端相连且与抗蠕弹簧(7)另一端相邻的胶筒中心管(10)、套挂在胶筒中心管(10)外且螺纹相连的锥体套(12)与锥体(13)、套在胶筒中心管(10)外且至少两只相互连接的胶筒(11)、与胶筒中心管(10)螺纹连接的下中心管(28)、位于锥体(13)下方且位于胶筒中心管(10)之外的槽体(19)、安装于槽体(19)上且周向均布的若干个卡瓦(15)、限制卡瓦(15)中部的卡箍(16)、卡瓦(15)内部被压缩的支撑弹簧(17)，卡瓦(15)下部被径向限位且经螺纹连接于槽体(19)下方外侧的并帽(24)、与槽体(19)内腔螺纹相连的轨道护套(25)、与轨道护套(25)内腔上端螺纹连接的上轨道管(14)、与轨道护套(25)内腔下端螺纹连接的下轨道管(26)、设置在下中心管(28)与胶筒中心管(10)连接的空隙处且可自由旋转的销钉环(27)、以及连接在下中心管(28)下端的导向头(29)，其中抗蠕弹簧(7)位于上中心管(4)与弹簧套(6)的环形空间，抗磨密封组件(8)包括多个轴向堆叠的平衡密封圈、以及被平衡密封圈轴向包围的支撑圈；所述上中心管(4)、上背帽(5)、弹簧套(6)、抗蠕弹簧(7)、抗磨密封组件(8)、花键(9)组成液力平衡单元；所述上轨道管(14)、下轨道管(26)、销钉环(27)组成换轨单元，所述槽体(19)设置有排沙孔(32)。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁延瑞，
申请(专利权)人：金湖县支点石油科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32