一種具有雙級(jí)封隔單元的k344型封隔器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有雙級(jí)封隔單元的K344型封隔器，兩級(jí)封隔器單元通過(guò)中接頭連接，第一級(jí)封隔器單元下中心管上分別設(shè)有上、下導(dǎo)壓水眼，中接頭與下中心管間設(shè)有間隙一，間隙一的上端部分從上至下依次設(shè)有滑動(dòng)密封的密封環(huán)以及限位環(huán)；限位環(huán)與下中心管通過(guò)剪切銷釘相固定，且它們之間設(shè)有間隙二；上導(dǎo)壓水眼及第二級(jí)封隔器單元進(jìn)液孔被隔開(kāi)于密封環(huán)的兩側(cè)，下導(dǎo)壓水眼通過(guò)間隙二以及限位環(huán)上的水流通孔與第一級(jí)封隔器單元進(jìn)液孔相通。本發(fā)明在第一組封隔單元失效時(shí)，第二組封隔單元能夠在油套壓差作用下自動(dòng)開(kāi)啟，同時(shí)關(guān)閉第一組封隔單元進(jìn)液通道，實(shí)現(xiàn)了兩級(jí)封隔單元的交替工作。能夠雙重保證封隔器的可靠座封，延長(zhǎng)了其使用壽命。
【專利說(shuō)明】—種具有雙級(jí)封隔單元的K344型封隔器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油氣井實(shí)施井下作業(yè)用的井下工具【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及用于地下使用的隔離裝置，是油、氣田試油、試氣的主要工具之一，特別是應(yīng)用于動(dòng)管柱水力噴射連續(xù)壓裂施工作為底封隔器的一種具有雙級(jí)封隔單元的K344型封隔器。

【背景技術(shù)】
[0002]封隔器是低滲透油藏儲(chǔ)層改造必不可少的井下工具，近年來(lái)為進(jìn)一步提高單井產(chǎn)量并縮短作業(yè)周期，對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行更加有效的改造，開(kāi)展了對(duì)井下壓裂工具的研究。如圖5所示，目前施工中經(jīng)常使用的擴(kuò)張式封隔器包括上接頭1、下接頭7、上膠筒座2、下膠筒座3、膠筒4、中心管5、進(jìn)液孔6以及進(jìn)液通道等。當(dāng)擴(kuò)張式封隔器下至設(shè)計(jì)深度時(shí)，向油管內(nèi)打壓，液體經(jīng)進(jìn)液孔及進(jìn)液通道，充滿膠筒的整個(gè)空間，當(dāng)油管內(nèi)外壓差達(dá)到封隔器坐封壓力時(shí)膠筒脹大，從而密封油套管的環(huán)形空間；當(dāng)泄掉油管內(nèi)的壓力，膠筒依靠本身的彈力回縮原狀，即可解封。因目前施工中使用的該類擴(kuò)張式封隔器只有一級(jí)封隔單元，壓裂施工過(guò)程中封隔器膠筒破損會(huì)直接影響壓裂施工效果，甚至造成壓裂施工被迫中斷。如果僅通過(guò)提高膠筒的性能來(lái)提高封隔器坐封穩(wěn)定性，開(kāi)發(fā)成本高，也不容易實(shí)現(xiàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中所使用的擴(kuò)張式封隔器只有一級(jí)封隔單元，壓裂施工過(guò)程中封隔器膠筒破損，會(huì)直接影響壓裂施工效果，甚至造成壓裂施工被迫中斷的問(wèn)題；并且如果僅通過(guò)提高膠筒的性能來(lái)提高封隔器坐封穩(wěn)定性，其開(kāi)發(fā)成本高，也不容易實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。
[0004]為此，本發(fā)明提供了一種具有雙級(jí)封隔單元的K344型封隔器，包括第一級(jí)K344型封隔器單元以及第二級(jí)K344型封隔器單元，所述第一級(jí)K344型封隔器單元與第二級(jí)K344型封隔器單元通過(guò)中接頭固定連接；所述第一級(jí)K344型封隔器單元的下中心管上分別設(shè)有上導(dǎo)壓水眼以及下導(dǎo)壓水眼，所述中接頭與下中心管之間設(shè)有間隙一，間隙一的上端部分從上至下依次設(shè)有密封環(huán)和限位環(huán)，密封環(huán)和限位環(huán)固定連接；密封環(huán)與下中心管及中接頭之間為滑動(dòng)密封，限位環(huán)與下中心管之間設(shè)有間隙二，并通過(guò)剪切銷釘相互固定；所述上導(dǎo)壓水眼以及第二級(jí)K344型封隔器單元進(jìn)液孔被隔開(kāi)于密封環(huán)的兩側(cè)，所述下導(dǎo)壓水眼通過(guò)間隙二以及限位環(huán)上的水流通孔與第一級(jí)K344型封隔器單元進(jìn)液孔相通。
[0005]上述第一級(jí)K344型封隔器單元以及第二級(jí)K344型封隔器單元分別與中接頭之間通過(guò)螺紋連接。
[0006]上述第一級(jí)K344型封隔器單元的上膠筒座與中接頭的下端部螺紋連接，所述第二級(jí)K344型封隔器單元的下膠筒座與中接頭的上端部螺紋連接。
[0007]上述下中心管內(nèi)位于上導(dǎo)壓水眼和下導(dǎo)壓水眼部分套接有防砂管。
[0008]上述防砂管側(cè)壁上沿軸向開(kāi)設(shè)有多個(gè)作為過(guò)液通道并濾除砂子的切割縫，該防砂管通過(guò)卡簧固定。
[0009]上述切割縫的縫寬為0.2mm。
[0010]上述切割縫分為兩組，其在上導(dǎo)壓水眼一邊以及下導(dǎo)壓水眼一邊各分布一組，且每組切割縫的數(shù)量均為8條，并均勻分布于防砂管側(cè)壁上。
[0011]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的這種具有雙級(jí)封隔單元的K344型封隔器擁有兩組封隔單元，當(dāng)?shù)谝唤M封隔單元失效時(shí)，第二組封隔單元能夠在油套壓差作用下自動(dòng)開(kāi)啟，同時(shí)關(guān)閉第一組封隔單元進(jìn)液通道，這樣就實(shí)現(xiàn)了兩級(jí)封隔單元的交替工作。本發(fā)明不僅能夠滿足儲(chǔ)層改造的需要，而且能夠雙重保證封隔器的可靠座封，延長(zhǎng)了封隔器使用壽命。其克服了現(xiàn)有技術(shù)中所使用的擴(kuò)張式封隔器只有一級(jí)封隔單元，壓裂施工過(guò)程中封隔器膠筒破損，會(huì)直接影響壓裂施工效果，甚至造成壓裂施工被迫中斷的問(wèn)題；并且克服了如果僅通過(guò)提高膠筒的性能來(lái)提高封隔器坐封穩(wěn)定性所帶來(lái)的開(kāi)發(fā)成本高并且也不容易實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。
[0012]以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明第一級(jí)封隔單元工作時(shí)局部示意圖。
[0015]圖3是本發(fā)明第二級(jí)封隔單元工作時(shí)局部示意圖。
[0016]圖4 (a)是本發(fā)明防砂管結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖4 (b)是本發(fā)明防砂管側(cè)視結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖5是目前施工中經(jīng)常使用的擴(kuò)張式封隔器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1、上接頭；2、上膠筒座；3、下膠筒座；4、膠筒；5、中心管；6、進(jìn)液孔；7、下接頭；8、第二級(jí)K344型封隔器單元上接頭；9、第二級(jí)K344型封隔器單元的上膠筒座；10、上中心管；11、第二級(jí)K344型封隔器單元膠筒；12、第二級(jí)K344型封隔器單元的下膠筒座；13、卡簧；14、上導(dǎo)壓水眼；15、中接頭；16、防砂管；17、密封環(huán)；18、下導(dǎo)壓水眼；19、限位環(huán)；20、第一級(jí)K344型封隔器單元的上膠筒座；21、下中心管；22、第一級(jí)K344型封隔器單元膠筒；23、第一級(jí)K344型封隔器單元的下膠筒座；24、第一級(jí)K344型封隔器單元下接頭；25、切割縫；26、剪切銷釘；27、間隙一 ；28、第二級(jí)K344型封隔器單元進(jìn)液孔；29、間隙二 ；30、水流通孔；31、第一級(jí)K344型封隔器單元進(jìn)液孔。

【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
如圖1所示的這種具有雙級(jí)封隔單元的K344型封隔器，包括第一級(jí)K344型封隔器單元以及第二級(jí)K344型封隔器單元，該兩個(gè)封隔器單元其結(jié)構(gòu)均為現(xiàn)有技術(shù)，以下將只做簡(jiǎn)略敘述。本發(fā)明中第一級(jí)K344型封隔器單元與第二級(jí)K344型封隔器單元通過(guò)中接頭15固定連接；其中第一級(jí)K344型封隔器單元位于中接頭15的下方，第二級(jí)K344型封隔器單元位于中接頭15的上方。第一級(jí)K344型封隔器單元主要包括第一級(jí)K344型封隔器單元下接頭24、第一級(jí)K344型封隔器單元的上膠筒座20、第一級(jí)K344型封隔器單元的下膠筒座23、第一級(jí)K344型封隔器單元膠筒22以及下中心管21等部件。第二級(jí)K344型封隔器單元主要包括第二級(jí)K344型封隔器單元上接頭8、第二級(jí)K344型封隔器單元的上膠筒座9、第二級(jí)K344型封隔器單元的下膠筒座12、第二級(jí)K344型封隔器單元膠筒11以及上中心管10等部件。本發(fā)明第一級(jí)K344型封隔器單元的下中心管21上分別設(shè)有上導(dǎo)壓水眼14以及下導(dǎo)壓水眼18，中接頭15與下中心管21之間設(shè)有間隙一 27，間隙一 27的上端部分從上至下依次設(shè)有密封環(huán)17和限位環(huán)19，密封環(huán)17和限位環(huán)19固定連接；密封環(huán)17與下中心管21及中接頭15之間為滑動(dòng)密封，限位環(huán)19與下中心管21之間設(shè)有間隙二 29，限位環(huán)19與下中心管21通過(guò)剪切銷釘26相互固定；上導(dǎo)壓水眼14以及第二級(jí)K344型封隔器單元進(jìn)液孔28被隔開(kāi)于密封環(huán)17的兩側(cè)，下導(dǎo)壓水眼18通過(guò)間隙二 29以及限位環(huán)19上的水流通孔30與第一級(jí)K344型封隔器單元進(jìn)液孔31相通。通過(guò)具體設(shè)計(jì)，當(dāng)本發(fā)明的第一級(jí)K344型封隔器單元第一級(jí)封隔單元膠筒破損時(shí)，第二級(jí)封隔單元在油壓大于套壓2Mpa時(shí)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)啟。由于封隔器上、下導(dǎo)壓水眼均設(shè)計(jì)于本發(fā)明中間部位，可通過(guò)密封環(huán)17和限位環(huán)19同時(shí)控制兩個(gè)水眼的開(kāi)啟及關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)控制兩級(jí)封隔單元的交替工作。
[0021]實(shí)施例2
在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述第一級(jí)K344型封隔器單元以及第二級(jí)K344型封隔器單元分別與中接頭15之間通過(guò)螺紋連接。具體連接為:第一級(jí)K344型封隔器單元的上膠筒座20與中接頭15的下端部螺紋連接，第二級(jí)K344型封隔器單元的下膠筒座12與中接頭15的上端部螺紋連接。本實(shí)施例中下中心管21內(nèi)位于上導(dǎo)壓水眼14和下導(dǎo)壓水眼18部分套接有防砂管16，以防止砂子進(jìn)入封隔器的膠筒內(nèi)。防砂管16通過(guò)卡簧13固定，卡簧13為標(biāo)準(zhǔn)件，固定于下中心管21內(nèi)壁槽內(nèi)，此處通過(guò)卡簧13進(jìn)行固定的方式為本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)，此處不再詳述。如圖4所示，本防砂管16側(cè)壁上沿軸向開(kāi)設(shè)有多個(gè)作為過(guò)液通道并濾除砂子的切割縫25，切割縫25的縫寬為0.2mm。切割縫25的具體布置為:共分為兩組，其在上導(dǎo)壓水眼14附近以及下導(dǎo)壓水眼18附近各分布一組，且每組切割縫25的數(shù)量均為8條，并均勻分布于防砂管16側(cè)壁上。防砂管16過(guò)液通道為寬0.2mm線切割縫25，可有效避免細(xì)小顆粒物堵塞水眼，造成封隔器不能正常坐封。
[0022]本發(fā)明的工作原理:本發(fā)明在常規(guī)K344型封隔器的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)創(chuàng)新，將封隔器設(shè)計(jì)為兩級(jí)封隔單元交替工作，雙重保障坐封，兩組封隔單元之間通過(guò)中接頭15螺紋連接。密封環(huán)17與下中心管21及中接頭15之間為滑動(dòng)密封。限位環(huán)19與下中心管21之間為間隙配合，通過(guò)銅銷釘固定。本發(fā)明為擴(kuò)張式封隔器，工具內(nèi)加壓后封隔器膠筒膨脹實(shí)現(xiàn)坐封，卸壓后膠筒收縮，封隔器實(shí)現(xiàn)解封。將本發(fā)明連接在入井管柱指定位置。此時(shí)上導(dǎo)壓水眼14在密封環(huán)17作用下處于封閉狀態(tài)，下導(dǎo)壓水眼18處于開(kāi)啟狀態(tài)(如附圖1、圖2所示)。當(dāng)需要封隔器坐封時(shí)，油管泵注液體，第一級(jí)K344型封隔器單元膠筒22首先開(kāi)始坐封，當(dāng)?shù)谝患?jí)K344型封隔器單元膠筒22破損時(shí)，即出現(xiàn)損傷壓力漏失時(shí)，等同于密封環(huán)17下方與油套環(huán)空聯(lián)通，上方與油管聯(lián)通，則會(huì)在密封環(huán)17上下端產(chǎn)生一定的油套壓差，在限位環(huán)19和密封環(huán)17處產(chǎn)生一定的節(jié)流壓差。在節(jié)流壓差作用下剪斷剪切銷釘，推動(dòng)密封環(huán)17和限位環(huán)19下移，封堵下導(dǎo)壓水眼18的同時(shí)開(kāi)啟上導(dǎo)壓水眼14。這時(shí)，位于下方的第一級(jí)K344型封隔器單元膠筒22的進(jìn)液通道關(guān)閉停止工作，而位于上方的第二級(jí)K344型封隔器單元膠筒11進(jìn)液通道開(kāi)啟實(shí)現(xiàn)坐封，如圖3所示。如果油管連續(xù)泵注，可實(shí)現(xiàn)下面的膠筒發(fā)生破損時(shí)上面的膠筒進(jìn)行自開(kāi)啟動(dòng)作。
[0023]綜上，本發(fā)明提供的這種具有雙級(jí)封隔單元的K344型封隔器擁有兩級(jí)封隔單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，當(dāng)?shù)谝患?jí)封隔單元失效時(shí)，第二級(jí)封隔單元可繼續(xù)保障封隔器坐封，保證了封隔器的可靠性，當(dāng)?shù)谝唤M封隔單元失效時(shí)，第二組封隔單元能夠在油套壓差作用下自動(dòng)開(kāi)啟，同時(shí)關(guān)閉第一組封隔單元進(jìn)液通道，這樣就實(shí)現(xiàn)了兩級(jí)封隔單元的交替工作。本發(fā)明不僅能夠滿足儲(chǔ)層改造的需要，而且能夠雙重保證封隔器的可靠座封，延長(zhǎng)了封隔器使用壽命。其克服了現(xiàn)有技術(shù)中所使用的擴(kuò)張式封隔器只有一級(jí)封隔單元，壓裂施工過(guò)程中封隔器膠筒破損，會(huì)直接影響壓裂施工效果，甚至造成壓裂施工被迫中斷的問(wèn)題；并且克服了如果僅通過(guò)提高膠筒的性能來(lái)提高封隔器坐封穩(wěn)定性所帶來(lái)的開(kāi)發(fā)成本高并且也不容易實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。
[0024]本實(shí)施例沒(méi)有詳細(xì)敘述的部分屬本行業(yè)的公知的常用手段，這里不一一敘述。以上例舉僅僅是對(duì)本發(fā)明的舉例說(shuō)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計(jì)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有雙級(jí)封隔單元的K344型封隔器，包括第一級(jí)K344型封隔器單元以及第二級(jí)K344型封隔器單元，其特征在于:所述第一級(jí)K344型封隔器單元與第二級(jí)K344型封隔器單元通過(guò)中接頭(15)固定連接；所述第一級(jí)K344型封隔器單元的下中心管(21)上分別設(shè)有上導(dǎo)壓水眼(14)以及下導(dǎo)壓水眼(18)，所述中接頭(15)與下中心管(21)之間設(shè)有間隙一(27)，間隙一(27 )的上端部分從上至下依次設(shè)有密封環(huán)(17)和限位環(huán)(19)，密封環(huán)(17)和限位環(huán)(19)固定連接；密封環(huán)(17)與下中心管(21)及中接頭(15)之間為滑動(dòng)密封，限位環(huán)(19)與下中心管(21)之間設(shè)有間隙二( 29)，并通過(guò)剪切銷釘(26)相互固定；所述上導(dǎo)壓水眼(14)以及第二級(jí)K344型封隔器單元進(jìn)液孔(28)被隔開(kāi)于密封環(huán)(17)的兩偵牝所述下導(dǎo)壓水眼(18)通過(guò)間隙二(29)以及限位環(huán)(19)上的水流通孔(30)與第一級(jí)K344型封隔器單元進(jìn)液孔(31)相通。
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有雙級(jí)封隔單元的K344型封隔器，其特征在于:所述第一級(jí)K344型封隔器單元以及第二級(jí)K344型封隔器單元分別與中接頭(15)之間通過(guò)螺紋連接。
3.如權(quán)利要求2所述的一種具有雙級(jí)封隔單元的K344型封隔器，其特征在于:所述第一級(jí)K344型封隔器單元的上膠筒座(20)與中接頭(15)的下端部螺紋連接，所述第二級(jí)K344型封隔器單元的下膠筒座(12)與中接頭(15)的上端部螺紋連接。
4.如權(quán)利要求1所述的一種具有雙級(jí)封隔單元的K344型封隔器，其特征在于:所述下中心管(21)內(nèi)位于上導(dǎo)壓水眼(14)和下導(dǎo)壓水眼(18)部分套接有防砂管(16)。
5.如權(quán)利要求4所述的一種具有雙級(jí)封隔單元的K344型封隔器，其特征在于:所述防砂管(16)側(cè)壁上沿軸向開(kāi)設(shè)有多個(gè)作為過(guò)液通道并濾除砂子的切割縫(25)，該防砂管(16)通過(guò)卡簧(13)固定。
6.如權(quán)利要求5所述的一種具有雙級(jí)封隔單元的K344型封隔器，其特征在于:所述切割縫(25)的縫寬為0.2mm。
7.如權(quán)利要求5或6所述的一種具有雙級(jí)封隔單元的K344型封隔器，其特征在于:所述切割縫(25)分為兩組，其在上導(dǎo)壓水眼(14) 一邊以及下導(dǎo)壓水眼(18) 一邊各分布一組，且每組切割縫(25)的數(shù)量均為8條，并均勻分布于防砂管(16)側(cè)壁上。
【文檔編號(hào)】E21B33/12GK104265232SQ201410463291
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】張文, 周豐, 孫虎, 王祖文, 蘇敏文, 鄧小強(qiáng), 隆世明, 田文超, 杜加玉, 許建偉, 柳瑞軍, 李星星, 廖作杰, 安永江 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司長(zhǎng)慶井下技術(shù)作業(yè)公司