【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及非常规油气井压裂工具，是一种聚能压裂工具。
技术介绍
1、非常规油气产量对于经济发展作用巨大，非常规油气的开发由于低渗透性必须进行储层改造，为了响应环保要求和提高开采效率，超临界二氧化碳压裂技术逐渐成为一种替代方案，利用其特殊的物理化学性质，既可以改善压裂效果，又能降低环境风险。
2、超临界二氧化碳是指当二氧化碳的温度高于31.1℃时，对应的超临界压力高于7.39mpa时的超临界态，超临界二氧化碳由于具有接近于液体的密度、接近于气体的黏度，极强的扩散性，在压裂施工中效果显著。
3、公开号为cn111911125a的中国专利文献公开了一种聚能压裂工具，其包括：具有空腔的壳体，所述壳体具有入口端和出口端，所述壳体内壁上设置有凹槽；靠近所述入口端设置的密封件和靠近所述出口端设置的第一弹性件；所述密封件设置有与所述凹槽相配合的销钉以及为所述销钉提供推力的第二弹性件；压裂介质的压力使得所述销钉被剪切，当所述密封件相对所述壳体移动并压缩所述第一弹性件时，所述空腔处于贯通状态，所述压裂介质从所述出口端流出；当所述第一弹性件和所述第二弹性件配合将所述销钉推入所述凹槽时，所述空腔为堵塞状态。
4、公开号为cn111911124a的中国专利文献公开了一种投球式聚能压裂工具，其包括：具有空腔的壳体，所述空腔内设置有球座；用于容纳多个球的球夹，所述球夹具有开口；设置在所述开口与所述球座之间的固定座，所述固定座具有第一通道；设置在所述第一通道与所述开口之间的滑动座，所述滑动座具有第二通道；所述滑动座具有允
5、现存的超临界二氧化碳聚能压裂工具存在不可循环性，大部分是一次性下井工具，成本大，材料浪费，即使可以循环的聚能压裂工具也存在作业效率低下、易发生损失等缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种聚能压裂工具，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有非常规油气井压裂过程中使用的超临界二氧化碳聚能压裂工具存在作业效率低下、成本高、易发生损失的问题。
2、本专利技术的技术方案是通过以下措施来实现的：一种聚能压裂工具，包括外筒、充能管、储气罐、伸缩密封总成和切换总成，外筒上端内侧固定安装有充能管，对应充能管下方位置的外筒内套装有储气罐，储气罐内上下间隔设有封闭的进气腔和封闭的储气腔，储气罐中部设有上端与进气腔下部连通的开关孔，所述开关孔的下端与储气腔上部连通，储气腔内设有能够启闭开关孔的单向阀，外筒上部和下部设有能够径向收缩的伸缩密封总成，储气罐外侧和外筒内侧之间设有切换总成，切换总成上部设有与充能管下部连通的外进气通道，储气罐上部外侧设有与进气腔连通的内进气通道，储气罐下部外侧设有与储气腔连通的内出气通道，外筒下部外侧设有内外连通的外出气通道，充能管内通入带压介质后所述切换总成能够使得储气罐为充能状态或者放能状态，当储气罐为充能状态时，外进气通道与内进气通道，内出气通道和外出气通道互不连通，单向阀开启，进气腔和储气腔相互连通，伸缩密封总成能够向内缩回；当储气罐为放能状态时，外进气通道与内进气通道互不连通，单向阀关闭，进气腔和储气腔互不连通，内出气通道和外出气通道相互连通，所述伸缩密封总成向外伸开并且能够与井壁密封接触。
3、下面是对上述专利技术技术方案的进一步优化或/和改进：
4、上述切换总成可包括旋钮、按钮、旋转筒、第一弹性复位机构和第二弹性复位机构，对应进气腔位置的外筒上部内侧固定有限位内环台，储气罐外侧与外筒内侧之间套装有管状结构的旋钮，旋钮上部外侧套装有上端位于充能管下方的按钮，所述按钮呈下端开口上端封闭的筒状结构，外进气通道包括至少一个沿圆周间隔均布于按钮上部外侧的外进气孔，内进气通道包括与外进气孔一一对应且设置于储气罐上部外侧的内进气孔，对应限位内环台下端位置的旋钮外侧沿轴向滑动安装有管状结构的旋转筒，旋转筒下部外侧沿圆周间隔均布有至少两个下端开口的长槽，每相邻的两个长槽之间位置的旋转筒下端均设有内外连通的短槽，短槽的上端位于长槽上端下方，每两个相邻的长槽和短槽之间均形成有齿尖向下的下棘齿，每个长槽内均设有与旋钮外侧固定安装在一起的定位块，对应定位块上方位置的按钮下端沿圆周设置有若干个呈开口向上的v形的上棘齿，储气罐上端与按钮上部内侧之间设有第一弹性复位机构，储气罐下部外侧与旋钮下部内侧之间设有第二弹性复位机构，外出气通道包括至少一个沿圆周间隔设于外筒下部外侧的外出气孔，内出气通道包括与外出气孔一一对应且设置于储气罐下部外侧的内出气孔，旋钮上部外侧设有与内进气孔一一对应的过渡进气孔，旋钮下部外侧设有与内出气孔一一对应的过渡出气孔，当储气罐为充能状态时，定位块由长槽移动至相邻位置的短槽内，外进气孔、过渡进气孔和内进气孔一一对应并相互连通，并且内出气孔、过渡出气孔和外出气孔互不连通，当储气罐为放能状态时，定位块由短槽移动至相邻位置的长槽内，内出气孔、过渡出气孔和外出气孔一一对应并相互连通，并且外进气孔、过渡进气孔和内进气孔互不连通。
5、上述伸缩密封总成可包括上伸缩组件和下伸缩组件，上伸缩组件包括上安装管、上连接套、第三弹性复位件和上封隔片，外筒上端固定安装有套装于充能管外侧的上安装管，上安装管下部内侧与充能管下端外侧之间固定安装有下支撑板，对应下支撑板上方位置的上安装管上部内侧固定安装有套装于充能管外侧的上支撑板，上支撑板内侧设有密封套装于充能管外侧的上连接套，对应上支撑板和下支撑板之间位置的上连接套下端外侧固定安装有第一挡板，下支撑板上端沿圆周间隔均布有若干个上下贯通的第一导向孔，对应每个第一导向孔位置的按钮上端均设有上下贯通的第二导向孔，每个第一导向孔内均设有下侧穿过对应位置的第二导向孔后与旋钮上端相抵的支撑条，每个支撑条上侧均与第一挡板下侧对应位置固定安装在一起，上支撑板下侧与第一挡板上侧之间设有套装于上连接套外侧的第三弹性复位件，对应上支撑板上方位置的上连接套上部外侧固定有上支撑凸台，对上安装管上部沿径向滑动安装有内侧与上支撑凸台相互接触的上封隔片，所述上支撑凸台于定位块由长槽移动至短槽内时向下移动后和上封隔片相互错开；
6、下伸缩组件包括下安装管、下连接套、第四弹性复位件和下封隔片，外筒下端固定安装有下安装管，下安装管内套装有下连接套，下连接套上端外侧固定安装有第二挡板，储气罐下部外侧与外筒内侧之间套装有上端与旋钮下端相互接触的导向套，导向套下端与第二挡板上侧固定安装在一起，导向套外侧与外筒下部内侧之间设有第四弹性复位件，上连接套下部外侧固定有下支撑凸台，下安装管下部沿径向滑动安装有内侧与下支撑凸台相互接触的下封隔片，所述下支撑凸台于定位块由长槽移动至短槽内时向下移动后和下分隔片相互错开。
7、上述上封隔片可包本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚能压裂工具，其特征在于包括外筒、充能管、储气罐、伸缩密封总成和切换总成，外筒上端内侧固定安装有充能管，对应充能管下方位置的外筒内套装有储气罐，储气罐内上下间隔设有封闭的进气腔和封闭的储气腔，储气罐中部设有上端与进气腔下部连通的开关孔，所述开关孔的下端与储气腔上部连通，储气腔内设有能够启闭开关孔的单向阀，外筒上部和下部设有能够径向收缩的伸缩密封总成，储气罐外侧和外筒内侧之间设有切换总成，切换总成上部设有与充能管下部连通的外进气通道，储气罐上部外侧设有与进气腔连通的内进气通道，储气罐下部外侧设有与储气腔连通的内出气通道，外筒下部外侧设有内外连通的外出气通道，充能管内通入带压介质后所述切换总成能够使得储气罐为充能状态或者放能状态，当储气罐为充能状态时，外进气通道与内进气通道，内出气通道和外出气通道互不连通，单向阀开启，进气腔和储气腔相互连通，伸缩密封总成能够向内缩回；当储气罐为放能状态时，外进气通道与内进气通道互不连通，单向阀关闭，进气腔和储气腔互不连通，内出气通道和外出气通道相互连通，所述伸缩密封总成向外伸开并且能够与井壁密封接触。
2.根据权利要求1所述的聚能
3.根据权利要求1所述的聚能压裂工具，其特征在于伸缩密封总成包括上伸缩组件和下伸缩组件，上伸缩组件包括上安装管、上连接套、第三弹性复位件和上封隔片，外筒上端固定安装有套装于充能管外侧的上安装管，上安装管下部内侧与充能管下端外侧之间固定安装有下支撑板，对应下支撑板上方位置的上安装管上部内侧固定安装有套装于充能管外侧的上支撑板，上支撑板内侧设有密封套装于充能管外侧的上连接套，对应上支撑板和下支撑板之间位置的上连接套下端外侧固定安装有第一挡板，下支撑板上端沿圆周间隔均布有若干个上下贯通的第一导向孔，对应每个第一导向孔位置的按钮上端均设有上下贯通的第二导向孔，每个第一导向孔内均设有下侧穿过对应位置的第二导向孔后与旋钮上端相抵的支撑条，每个支撑条上侧均与第一挡板下侧对应位置固定安装在一起，上支撑板下侧与第一挡板上侧之间设有套装于上连接套外侧的第三弹性复位件，对应上支撑板上方位置的上连接套上部外侧固定有上支撑凸台，对上安装管上部沿径向滑动安装有内侧与上支撑凸台相互接触的上封隔片，所述上支撑凸台于定位块由长槽移动至短槽内时向下移动后和上封隔片相互错开；
4.根据权利要求3所述的聚能压裂工具，其特征在于上封隔片包括第一上封隔板和第一下封隔板，上安装管上方设有上端盖，上端盖呈上端封闭下端开口的筒状结构，上端盖上端中央设有上下贯通的上安装孔，充能管上部外侧密封套装于上安装孔内，上端盖下端沿圆周间隔分布有若干个第一上导向块，对应相邻的两个第一上导向块之间位置的上安装管上端均固定有第一下导向块，每相邻的两个第一上导向块之间的上端盖下端均滑动安装有扇环形的第一上封隔板，每相邻的两个第一下导向块之间位置的上安装管上端均滑动安装有扇环形的第一下封隔板，每个第一下封隔板上侧均与相邻位置的第一上封隔板下侧相互接触，每个第一上封隔板内侧和每个第一下封隔板内侧均与上支撑凸台外侧相互接触...
【技术特征摘要】
1.一种聚能压裂工具，其特征在于包括外筒、充能管、储气罐、伸缩密封总成和切换总成，外筒上端内侧固定安装有充能管，对应充能管下方位置的外筒内套装有储气罐，储气罐内上下间隔设有封闭的进气腔和封闭的储气腔，储气罐中部设有上端与进气腔下部连通的开关孔，所述开关孔的下端与储气腔上部连通，储气腔内设有能够启闭开关孔的单向阀，外筒上部和下部设有能够径向收缩的伸缩密封总成，储气罐外侧和外筒内侧之间设有切换总成，切换总成上部设有与充能管下部连通的外进气通道，储气罐上部外侧设有与进气腔连通的内进气通道，储气罐下部外侧设有与储气腔连通的内出气通道，外筒下部外侧设有内外连通的外出气通道，充能管内通入带压介质后所述切换总成能够使得储气罐为充能状态或者放能状态，当储气罐为充能状态时，外进气通道与内进气通道，内出气通道和外出气通道互不连通，单向阀开启，进气腔和储气腔相互连通，伸缩密封总成能够向内缩回；当储气罐为放能状态时，外进气通道与内进气通道互不连通，单向阀关闭，进气腔和储气腔互不连通，内出气通道和外出气通道相互连通，所述伸缩密封总成向外伸开并且能够与井壁密封接触。
2.根据权利要求1所述的聚能压裂工具，其特征在于切换总成包括旋钮、按钮、旋转筒、第一弹性复位机构和第二弹性复位机构，对应进气腔位置的外筒上部内侧固定有限位内环台，储气罐外侧与外筒内侧之间套装有管状结构的旋钮，旋钮上部外侧套装有上端位于充能管下方的按钮，所述按钮呈下端开口上端封闭的筒状结构，外进气通道包括至少一个沿圆周间隔均布于按钮上部外侧的外进气孔，内进气通道包括与外进气孔一一对应且设置于储气罐上部外侧的内进气孔，对应限位内环台下端位置的旋钮外侧沿轴向滑动安装有管状结构的旋转筒，旋转筒下部外侧沿圆周间隔均布有至少两个下端开口的长槽，每相邻的两个长槽之间位置的旋转筒下端均设有内外连通的短槽，短槽的上端位于长槽上端下方，每两个相邻的长槽和短槽之间均形成有齿尖向下的下棘齿，每个长槽内均设有与旋钮外侧固定安装在一起的定位块，对应定位块上方位置的按钮下端沿圆周设置有若干个呈开口向上的v形的上棘齿，储气罐上端与按钮上部内侧之间设有第一弹性复位机构，储气罐下部外侧与旋钮下部内侧之间设有第二弹性复位机构，外出气通道包括至少一个沿圆周间隔设于外筒下部外侧的外出气孔，内出气通道包括与外出气孔一一对应且设置于储气罐下部外侧的内出气孔，旋钮上部外侧设有与内进气孔一一对应的过渡进气孔，旋钮下部外侧设有与内出气孔一一对应的过渡出气孔，当储气罐为充能状态时，定位块由长槽移动至相邻位置的短槽内，外进气孔、过渡进气孔和内进气孔一一对应并相互连通，并且内出气孔、过渡出气孔和外出气孔互不连通，当储气罐为放能状态时，定位块由短槽移动至相邻位置的长槽内，内出气孔、过渡出气孔和外出气孔一一对应并相互连通，并且外进气孔、过渡进气孔和内进气孔互不连通。
3.根据权利要求1所述的聚能压裂工具，其特征在于伸缩密封总成包括上伸缩组件和下伸缩组件，上伸缩组件包括上安装管、上连接套、第三弹性复位件和上封隔片，外筒上端固定安装有套装于充能管外侧的上安装管，上安装管下部内侧与充能管下端外侧之间固定安装有下支撑板，对应下支撑板上方位置的上安装管上部内侧固定安装有套装于充能管外侧的上支撑板，上支撑板内侧设有密封套装于充能管外侧的上连接套，对应上支撑板和下支撑板之间位置的上连接套下端外侧固定安装有第一挡板，下支撑板上端沿圆周间隔均布有若干个上下贯通的第一导向孔，对应每个第一导向孔位置的按钮上端均设有上下贯通的第二导向孔，每个第一导向孔内均设有下侧穿过对应位置的第二导向孔后与旋钮上端相抵的支撑条，每个支撑条上侧均与第一挡板下侧对应位置固定安装在一起，上支撑板下侧与第一挡板上侧之间设有套装于上连接套外侧的第三弹性复位件，对应上支撑板上方位置的上连接套上部外侧固定有上支撑凸台，对上安装管上部沿径向滑动安装有内侧与上支撑凸台相互接触的上封隔片，所述上支撑凸台于定位块由长槽移动至短槽内时向下移动后和上封隔片相互错开；
4.根据权利要求3所述的聚能压裂工具，其特征在于上封隔片包括第一上封隔板和第一下封隔板，上安装管上方设有上端盖，上...
【专利技术属性】
技术研发人员：穆总结，尹鹏波，张潘潘，田守嶒，王海柱，盛茂，曾常辉，赫曦龄，戴佳成，魏奇龙，王睿，韩明辰，傅思源，
申请(专利权)人：中国石油大学北京克拉玛依校区，
类型：发明
国别省市：
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