高温高压逐级坐封解封可控式封隔器制造技术

本发明专利技术提供了一种高温高压逐级坐封解封可控式封隔器，该可控封隔器用于压裂施工过程的压裂管柱上，在压裂施工时投一次球便能打开目标施工层位对应的配套使用的可控封隔器和喷砂器，使压裂施工工艺更加简单、方便；能够实现压裂施工层位封隔器逐级坐封、未施工层位封隔器不坐封、已施工层位封隔器逐级解封，能够有效的检验每一级封隔器的密封性；有效减少了可控封隔器的坐封次数和承压时间，提高了可控封隔器的密封效率，避免了因坐封次数频繁及承压时间过长而导致的胶筒损坏及密封性下降的问题，有利于延长可控封隔器的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高温高压逐级坐封解封可控式封隔器，主要用于高温高压油气井分段压裂施工，属于完井作业施工工具。
技术介绍
近年来，机械分层压裂技术已经日趋成熟，在低渗透油气资源开发中取得了良好的效果，封隔器机械分层压裂技术已经成为提高油气田单井产量的主体技术，然而在大量的现场压裂施工过程中，尤其是高温、高压井，封隔器反复坐封、解封，胶筒密封性能降低，导致封隔器密封不严；压裂施工结束后封隔器不解封、砂卡，管柱起出困难，导致后期措施无法进行，制约了该项技术的进一步发展；因此急需提供一种性能稳定、结构合理、能够适应高温高压环境、坐封解封可靠、回收成功率高的油气井压裂封隔器。
技术实现思路
有鉴于此，针对高温高压油气井压裂施工特点，本专利技术的目的在于提供高温高压逐级坐封解封可控式封隔器，有效提高可控封隔器的密封效率，降低可控封隔器砂卡风险，后期易起出，操作安全、可靠。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种高温高压逐级坐封解封可控式封隔器，包括可控封隔器主体及可相对所述可控封隔器主体下滑的内滑套组件，所述内滑套组件与所述可控封隔器主体间通过剪钉固定连接，所述内滑套组件与所述可控封隔器主体间设有能打开的进液口，所述进液口与所述可控封隔器的液体坐封空间连通，所述内滑套组件内设有变径球座。上述可控封隔器可用于压裂管柱，从而形成一种高温高压逐级坐封解封多级压裂管柱，所述压裂管柱包含若干对上下设置并配套使用的可控封隔器和喷砂器，所述压裂管柱由下至上顺次连接有底阀、封隔器、若干对所述配套使用的可控封隔器和喷砂器、防砂水力锚、液压安全接头，上述各工具之间通过油管连接；所述喷砂器内设有可相对喷砂器主体下滑的滑套球座，所述滑套球座与所述喷砂器
主体间通过剪钉固定连接，所述喷砂器主体上设有能通过所述滑套球座下滑而打开的喷砂口；所述可控封隔器变径前的变径球座和与之配套使用的喷砂器的滑套球座的内径相同。现有技术中，随油管下入套管/裸眼内的压裂管串中若干封隔器一般是一次性全部坐封，当需要对某施工层位进行压裂操作时，再用钢球打开相应层位的喷砂器，但是上述封隔器的坐封时间较长，甚至为了提高封隔器的密封性需要反复坐封，该坐封过程势必影响封隔器的使用寿命；本专利技术的上述技术方案的压裂管柱的压裂过程如下：向油气井中投入相应大小的低密度球，落在相应的可控封隔器的变径球座上，然后向油管内打压，继而憋压剪断剪钉，所述内滑套组件相对所述可控封隔器主体下滑，在可控封隔器主体下滑的过程中变径球座随之下滑，且变径球座内径扩大，与此同时，内滑套组件与可控封隔器主体间的进液口打开，打压液体通过进液口进入可控封隔器主体的液体坐封空间内，胶筒继而膨胀，实现坐封，并可对该可控封隔器的密封性进行有针对性的检测；变径球座内径扩大后低密度球继续下行至配套使用的喷砂器的滑套球座上，并憋压剪断剪钉，滑套球座下滑，喷砂器主体上的喷砂口打开，低密度球及滑套球座一起下行并坐落在下部封隔器/可控封隔器的下接头处，从而封堵下面通道，压裂液从喷砂口进入对应层段，进行压裂施工，对应层段压裂完毕后，不停泵的情况下投入尺寸较大的另一低密度球，如此重复上述步骤，使得压裂管柱在完成目标层段压裂施工的同时，压裂施工层位可控封隔器逐级坐封、未施工层位封隔器不坐封、已施工层位封隔器逐级解封，有效减少了可控封隔器的坐封时间，避免了因坐封时间过长而导致的胶筒损坏及密封性下降的问题，有利于延长可控封隔器的使用寿命；另外，该可控封隔器与喷砂器配合使用，压裂施工时投一次球便能打开某一施工层位对应的可控封隔器和喷砂器，使压裂工艺更加简单、方便；本专利技术使用的低密度球的当量密度为1.5-1.6g/cm3，较钢球的耐压能力高，抗冲击强度高，并以其低密度，质量轻的有点能够提高其在水平状态下向前移动的能力，在压裂施工结束后，因其密度低也易于返排，降低了时间成本的同时也降低了施工风险。压裂施工时，防砂水力锚的锚爪张开卡在套管内壁上，起固定管柱的作用；防砂水力锚上端设置有液压安全接头，施工出现砂堵、砂埋等应急情况管柱无法安全起出时，
投球打开液压安全接头，管柱从液压安全接头处脱开，起出上部管柱再实施对应措施。在一些实施例中，所述内滑套组件包括套筒、变径球座、导向筒、弹簧和端盖；所述套筒与所述可控封隔器主体间通过剪钉固定连接；所述套筒中部环向设有若干开窗，所述变径球座为若干楔形块，所述楔形块由所述开窗插入，所述楔形块的外围与所述可控封隔器主体内壁面接触，所述楔形块的一部分位于所述开窗内，另一部分位于所述套筒内，所述楔形块位于所述套筒内的部分下部设有斜面；所述导向筒位于所述套筒内部，并与所述套筒内壁贴合，所述导向筒内设有弹簧，所述导向筒的上端面由所述楔形块的斜面抵接限位，所述端盖与所述套筒下端部内壁为螺纹连接，所述导向筒的下端面与所述端盖的内台肩抵接，所述套筒的下端部与所述端盖的外台肩抵接，所述弹簧受到所述端盖顶面的压缩。在一些实施例中，所述可控封隔器主体包括上接头、胶筒组件、接触控制套组件和下接头；所述上接头密封固设于中心管的上端部；所述胶筒组件密封套设于中心管的外围，所述胶筒组件与所述中心管间形成液体坐封空间；所述接触控制套组件固设于中心管外围下端部，所述接触控制套组件内部设有进液通道；所述内滑套组件通过剪钉相对固设于接触控制套组件上，所述内滑套组件与所述接触控制套组件间设有能打开的进液口，所述进液口与所述进液通道及所述液体坐封空间连通；所述下接头密封固设于所述接触控制套组件的下端部。在一些实施例中，所述胶筒组件包括经硫化连接为一体的上胶筒座、胶筒和下胶筒座。胶筒采用耐高温高压橡胶材料，并与铁质的上胶筒座与下胶筒座通过硫化铸造而成为一体，能够承受90MPa压差和150℃高温；在一些实施例中，所述接触控制套组件包括转换接头、锁环、接触套和连接筒；所述转换接头上端部与中心管下端部外围螺纹连接；所述接触套套设于所述内滑套组件上端部的外围，所述接触套外围设有第一圈槽，所述转换接头内壁设有第二圈槽，所述锁环位于所述第一圈槽与所述第二圈槽形成的锁定空间内，该锁环用以将所述接触套锁定在所述转换接头上；所述接触套内设有第一进
液通道，所述转换接头内设有第二进液通道，所述锁定空间位于所述第一进液通道及所述第二进液通道之间，并与二者相连通；即进液通道由接触套内的第一进液通道及转换接头内的第二进液通道构成；所述连接筒的上端部与所述下胶筒座的下端部相邻，所述连接筒的上端部与所述转换接头的外围螺纹连接，所述连接筒的下端部与所述下接头的上端部螺纹连接。该连接筒用以连接接触控制套组件及下接头，并用以限制内滑套组件内各配件的位置，该设置使得接触控制套组件、下接头及内滑套组件的位置更加稳定可靠，也便于装配。其中，所述接触套为割缝管结构，所述割缝为线切割，所述第一进液通道为若干所述割缝形成的液体容纳空间；即该进液通道采用0.1～0.2mm的线切割缝，防止压裂砂进入胶筒，降低可控封隔器砂卡风险，另外，所述接触套外围设有多条割缝，能够使胶筒快速膨胀或快速缩回，从而实现快速坐封或解封。所述内滑套组件包括套筒、变径球座、导向筒、弹簧和端盖；所述套筒与所述连接筒间通过剪钉固定连接，所述套筒的上端部外围与转换接头内壁密封连接；所述套本文档来自技高网...

【技术保护点】
高温高压逐级坐封解封可控式封隔器，其特征在于，包括可控封隔器主体及可相对所述可控封隔器主体下滑的内滑套组件，所述内滑套组件与所述可控封隔器主体间通过剪钉固定连接，所述内滑套组件与所述可控封隔器主体间设有能打开的进液口，所述进液口与所述可控封隔器主体间的液体坐封空间连通，所述内滑套组件内设有变径球座，所述变径球座随所述内滑套组件的下滑内径变大。

【技术特征摘要】
1.高温高压逐级坐封解封可控式封隔器，其特征在于，包括可控封隔器主体及可相对所述可控封隔器主体下滑的内滑套组件，所述内滑套组件与所述可控封隔器主体间通过剪钉固定连接，所述内滑套组件与所述可控封隔器主体间设有能打开的进液口，所述进液口与所述可控封隔器主体间的液体坐封空间连通，所述内滑套组件内设有变径球座，所述变径球座随所述内滑套组件的下滑内径变大。2.如权利要求1所述的高温高压逐级坐封解封可控式封隔器，其特征在于，其特征在于：所述内滑套组件包括套筒、变径球座、导向筒、弹簧和端盖；所述套筒与所述可控封隔器主体间通过剪钉固定连接；所述套筒中部环向设有若干开窗，所述变径球座为若干楔形块，所述楔形块由所述开窗插入，所述楔形块的外围与所述可控封隔器主体内壁面接触，所述楔形块的一部分位于所述开窗内，另一部分位于所述套筒内，所述楔形块位于所述套筒内的部分下部设有斜面；所述导向筒位于所述套筒内部，并与所述套筒内壁贴合，所述导向筒内设有弹簧，所述导向筒的上端面由所述楔形块的斜面抵接限位，所述端盖与所述套筒下端部内壁为螺纹连接，所述导向筒的下端面与所述端盖的内台肩抵接，所述套筒的下端部与所述端盖的外台肩抵接，所述弹簧受到所述端盖顶面的压缩。3.如权利要求1所述的高温高压逐级坐封解封可控式封隔器，其特征在于，高温高压逐级坐封解封可控式封隔器，其特征在于，所述可控封隔器主体包括上接头、胶筒组件、接触控制套组件和下接头；所述上接头密封固设于中心管的上端部；所述胶筒组件密封套设于中心管的外围，所述液体坐封空间位于所述胶筒组件与所述中心管间；所述接触控制套组件固设于中心管外围下端部，所述接触控制套组件内部设有进液通道；所述内滑套组件通过剪钉相对固设于接触控制套组件上，所述内滑套组件与所述接触控制套组件间设有能打开的所述进液口，所述进液口与所述进液通道及所述液体坐封空间连通；所述下接头密封固设于所述接触控制套组件的下端部。4.如权利要求3所述的高温高压逐级坐封解封可控式封隔器，其特征在于，所述胶筒组件包括经硫化连接为一体的上胶筒座、胶筒和下胶筒座。5.如权利要求3所述的高温高压逐级坐封解封可控式封隔器，其特征在于，所述接触控制套组件包括转换接头、锁环、接触套和连接筒；所述转换接头上端部与中心管下端部外围螺纹连接；所述接触套套设于所述内滑套组...

【专利技术属性】
技术研发人员：程智远，詹鸿运，刘志斌，张鹏，任正军，骆劲羽，冯强，郭鸣，韩永亮，崔振锚，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12