CN104265232A - 一种具有双级封隔单元的k344型封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有双级封隔单元的K344型封隔器，两级封隔器单元通过中接头连接，第一级封隔器单元下中心管上分别设有上、下导压水眼，中接头与下中心管间设有间隙一，间隙一的上端部分从上至下依次设有滑动密封的密封环以及限位环；限位环与下中心管通过剪切销钉相固定，且它们之间设有间隙二；上导压水眼及第二级封隔器单元进液孔被隔开于密封环的两侧，下导压水眼通过间隙二以及限位环上的水流通孔与第一级封隔器单元进液孔相通。本发明在第一组封隔单元失效时，第二组封隔单元能够在油套压差作用下自动开启，同时关闭第一组封隔单元进液通道，实现了两级封隔单元的交替工作。能够双重保证封隔器的可靠座封，延长了其使用寿命。

Description

一种具有双级封隔单元的K344型封隔器

技术领域

本发明属于油气井实施井下作业用的井下工具技术领域，具体涉及用于地下使用的隔离装置，是油、气田试油、试气的主要工具之一，特别是应用于动管柱水力喷射连续压裂施工作为底封隔器的一种具有双级封隔单元的K344型封隔器。

背景技术

封隔器是低渗透油藏储层改造必不可少的井下工具，近年来为进一步提高单井产量并缩短作业周期，对储层进行更加有效的改造，开展了对井下压裂工具的研究。如图5所示，目前施工中经常使用的扩张式封隔器包括上接头1、下接头7、上胶筒座2、下胶筒座3、胶筒4、中心管5、进液孔6以及进液通道等。当扩张式封隔器下至设计深度时，向油管内打压，液体经进液孔及进液通道，充满胶筒的整个空间，当油管内外压差达到封隔器坐封压力时胶筒胀大，从而密封油套管的环形空间；当泄掉油管内的压力，胶筒依靠本身的弹力回缩原状，即可解封。因目前施工中使用的该类扩张式封隔器只有一级封隔单元，压裂施工过程中封隔器胶筒破损会直接影响压裂施工效果，甚至造成压裂施工被迫中断。如果仅通过提高胶筒的性能来提高封隔器坐封稳定性，开发成本高，也不容易实现。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中所使用的扩张式封隔器只有一级封隔单元，压裂施工过程中封隔器胶筒破损，会直接影响压裂施工效果，甚至造成压裂施工被迫中断的问题；并且如果仅通过提高胶筒的性能来提高封隔器坐封稳定性，其开发成本高，也不容易实现的问题。

  为此，本发明提供了一种具有双级封隔单元的K344型封隔器，包括第一级K344型封隔器单元以及第二级K344型封隔器单元，所述第一级K344型封隔器单元与第二级K344型封隔器单元通过中接头固定连接；所述第一级K344型封隔器单元的下中心管上分别设有上导压水眼以及下导压水眼，所述中接头与下中心管之间设有间隙一，间隙一的上端部分从上至下依次设有密封环和限位环，密封环和限位环固定连接；密封环与下中心管及中接头之间为滑动密封，限位环与下中心管之间设有间隙二，并通过剪切销钉相互固定；所述上导压水眼以及第二级K344型封隔器单元进液孔被隔开于密封环的两侧，所述下导压水眼通过间隙二以及限位环上的水流通孔与第一级K344型封隔器单元进液孔相通。

  上述第一级K344型封隔器单元以及第二级K344型封隔器单元分别与中接头之间通过螺纹连接。

 上述第一级K344型封隔器单元的上胶筒座与中接头的下端部螺纹连接，所述第二级K344型封隔器单元的下胶筒座与中接头的上端部螺纹连接。

 上述下中心管内位于上导压水眼和下导压水眼部分套接有防砂管。

 上述防砂管侧壁上沿轴向开设有多个作为过液通道并滤除砂子的切割缝，该防砂管通过卡簧固定。

 上述切割缝的缝宽为0.2mm。

上述切割缝分为两组，其在上导压水眼一边以及下导压水眼一边各分布一组，且每组切割缝的数量均为8条，并均匀分布于防砂管侧壁上。

本发明的有益效果：本发明提供的这种具有双级封隔单元的K344型封隔器拥有两组封隔单元，当第一组封隔单元失效时，第二组封隔单元能够在油套压差作用下自动开启，同时关闭第一组封隔单元进液通道，这样就实现了两级封隔单元的交替工作。本发明不仅能够满足储层改造的需要，而且能够双重保证封隔器的可靠座封，延长了封隔器使用寿命。其克服了现有技术中所使用的扩张式封隔器只有一级封隔单元，压裂施工过程中封隔器胶筒破损，会直接影响压裂施工效果，甚至造成压裂施工被迫中断的问题；并且克服了如果仅通过提高胶筒的性能来提高封隔器坐封稳定性所带来的开发成本高并且也不容易实现的问题。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明总体结构示意图。 

图2是本发明第一级封隔单元工作时局部示意图。

图3是本发明第二级封隔单元工作时局部示意图。

图4（a）是本发明防砂管结构图。

图4（b）是本发明防砂管侧视结构图。

图5是目前施工中经常使用的扩张式封隔器结构示意图。

附图标记说明：1、上接头；2、上胶筒座；3、下胶筒座；4、胶筒；5、中心管；6、进液孔；7、下接头；8、第二级K344型封隔器单元上接头；9、第二级K344型封隔器单元的上胶筒座；10、上中心管；11、第二级K344型封隔器单元胶筒；12、第二级K344型封隔器单元的下胶筒座；13、卡簧；14、上导压水眼；15、中接头；16、防砂管；17、密封环；18、下导压水眼；19、限位环；20、第一级K344型封隔器单元的上胶筒座；21、下中心管；22、第一级K344型封隔器单元胶筒；23、第一级K344型封隔器单元的下胶筒座；24、第一级K344型封隔器单元下接头；25、切割缝；26、剪切销钉；27、间隙一；28、第二级K344型封隔器单元进液孔；29、间隙二；30、水流通孔；31、第一级K344型封隔器单元进液孔。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的这种具有双级封隔单元的K344型封隔器，包括第一级K344型封隔器单元以及第二级K344型封隔器单元，该两个封隔器单元其结构均为现有技术，以下将只做简略叙述。本发明中第一级K344型封隔器单元与第二级K344型封隔器单元通过中接头15固定连接；其中第一级K344型封隔器单元位于中接头15的下方，第二级K344型封隔器单元位于中接头15的上方。第一级K344型封隔器单元主要包括第一级K344型封隔器单元下接头24、第一级K344型封隔器单元的上胶筒座20、第一级K344型封隔器单元的下胶筒座23、第一级K344型封隔器单元胶筒22以及下中心管21等部件。第二级K344型封隔器单元主要包括第二级K344型封隔器单元上接头8、第二级K344型封隔器单元的上胶筒座9、第二级K344型封隔器单元的下胶筒座12、第二级K344型封隔器单元胶筒11以及上中心管10等部件。本发明第一级K344型封隔器单元的下中心管21上分别设有上导压水眼14以及下导压水眼18，中接头15与下中心管21之间设有间隙一27，间隙一27的上端部分从上至下依次设有密封环17和限位环19，密封环17和限位环19固定连接；密封环17与下中心管21及中接头15之间为滑动密封，限位环19与下中心管21之间设有间隙二29，限位环19与下中心管21通过剪切销钉26相互固定；上导压水眼14以及第二级K344型封隔器单元进液孔28被隔开于密封环17的两侧，下导压水眼18通过间隙二29以及限位环19上的水流通孔30与第一级K344型封隔器单元进液孔31相通。通过具体设计，当本发明的第一级K344型封隔器单元第一级封隔单元胶筒破损时，第二级封隔单元在油压大于套压2Mpa时可实现自动开启。由于封隔器上、下导压水眼均设计于本发明中间部位，可通过密封环17和限位环19同时控制两个水眼的开启及关闭，从而实现控制两级封隔单元的交替工作。

实施例2

在实施例1的基础上，所述第一级K344型封隔器单元以及第二级K344型封隔器单元分别与中接头15之间通过螺纹连接。具体连接为：第一级K344型封隔器单元的上胶筒座20与中接头15的下端部螺纹连接，第二级K344型封隔器单元的下胶筒座12与中接头15的上端部螺纹连接。本实施例中下中心管21内位于上导压水眼14和下导压水眼18部分套接有防砂管16，以防止砂子进入封隔器的胶筒内。防砂管16通过卡簧13固定,卡簧13为标准件，固定于下中心管21内壁槽内，此处通过卡簧13进行固定的方式为本领域现有技术，此处不再详述。如图4所示，本防砂管16侧壁上沿轴向开设有多个作为过液通道并滤除砂子的切割缝25，切割缝25的缝宽为0.2mm。切割缝25的具体布置为：共分为两组，其在上导压水眼14附近以及下导压水眼18附近各分布一组，且每组切割缝25的数量均为8条，并均匀分布于防砂管16侧壁上。防砂管16过液通道为宽0.2mm线切割缝25，可有效避免细小颗粒物堵塞水眼，造成封隔器不能正常坐封。

本发明的工作原理：本发明在常规K344型封隔器的基础上进行了改进创新，将封隔器设计为两级封隔单元交替工作，双重保障坐封,两组封隔单元之间通过中接头15螺纹连接。密封环17与下中心管21及中接头15之间为滑动密封。限位环19与下中心管21之间为间隙配合，通过铜销钉固定。本发明为扩张式封隔器，工具内加压后封隔器胶筒膨胀实现坐封，卸压后胶筒收缩，封隔器实现解封。将本发明连接在入井管柱指定位置。此时上导压水眼14在密封环17作用下处于封闭状态，下导压水眼18处于开启状态（如附图1、图2所示）。当需要封隔器坐封时，油管泵注液体，第一级K344型封隔器单元胶筒22首先开始坐封，当第一级K344型封隔器单元胶筒22破损时，即出现损伤压力漏失时，等同于密封环17下方与油套环空联通，上方与油管联通，则会在密封环17上下端产生一定的油套压差，在限位环19和密封环17处产生一定的节流压差。在节流压差作用下剪断剪切销钉，推动密封环17和限位环19下移，封堵下导压水眼18的同时开启上导压水眼14。这时，位于下方的第一级K344型封隔器单元胶筒22的进液通道关闭停止工作，而位于上方的第二级K344型封隔器单元胶筒11进液通道开启实现坐封，如图3所示。如果油管连续泵注，可实现下面的胶筒发生破损时上面的胶筒进行自开启动作。

综上，本发明提供的这种具有双级封隔单元的K344型封隔器拥有两级封隔单元结构设计，当第一级封隔单元失效时，第二级封隔单元可继续保障封隔器坐封，保证了封隔器的可靠性，当第一组封隔单元失效时，第二组封隔单元能够在油套压差作用下自动开启，同时关闭第一组封隔单元进液通道，这样就实现了两级封隔单元的交替工作。本发明不仅能够满足储层改造的需要，而且能够双重保证封隔器的可靠座封，延长了封隔器使用寿命。其克服了现有技术中所使用的扩张式封隔器只有一级封隔单元，压裂施工过程中封隔器胶筒破损，会直接影响压裂施工效果，甚至造成压裂施工被迫中断的问题；并且克服了如果仅通过提高胶筒的性能来提高封隔器坐封稳定性所带来的开发成本高并且也不容易实现的问题。

本实施例没有详细叙述的部分属本行业的公知的常用手段，这里不一一叙述。以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有双级封隔单元的K344型封隔器，包括第一级K344型封隔器单元以及第二级K344型封隔器单元，其特征在于：所述第一级K344型封隔器单元与第二级K344型封隔器单元通过中接头（15）固定连接；所述第一级K344型封隔器单元的下中心管（21）上分别设有上导压水眼（14）以及下导压水眼（18），所述中接头（15）与下中心管（21）之间设有间隙一（27），间隙一（27）的上端部分从上至下依次设有密封环（17）和限位环（19），密封环（17）和限位环（19）固定连接；密封环（17）与下中心管（21）及中接头（15）之间为滑动密封，限位环（19）与下中心管（21）之间设有间隙二（29），并通过剪切销钉（26）相互固定；所述上导压水眼（14）以及第二级K344型封隔器单元进液孔（28）被隔开于密封环（17）的两侧，所述下导压水眼（18）通过间隙二（29）以及限位环（19）上的水流通孔（30）与第一级K344型封隔器单元进液孔（31）相通。

2.如权利要求1所述的一种具有双级封隔单元的K344型封隔器，其特征在于：所述第一级K344型封隔器单元以及第二级K344型封隔器单元分别与中接头（15）之间通过螺纹连接。

3.如权利要求2所述的一种具有双级封隔单元的K344型封隔器，其特征在于：所述第一级K344型封隔器单元的上胶筒座（20）与中接头（15）的下端部螺纹连接，所述第二级K344型封隔器单元的下胶筒座（12）与中接头（15）的上端部螺纹连接。

4.如权利要求1所述的一种具有双级封隔单元的K344型封隔器，其特征在于：所述下中心管（21）内位于上导压水眼（14）和下导压水眼（18）部分套接有防砂管（16）。

5.如权利要求4所述的一种具有双级封隔单元的K344型封隔器，其特征在于：所述防砂管（16）侧壁上沿轴向开设有多个作为过液通道并滤除砂子的切割缝（25），该防砂管（16）通过卡簧（13）固定。

6.如权利要求5所述的一种具有双级封隔单元的K344型封隔器，其特征在于：所述切割缝（25）的缝宽为0.2mm。

7.如权利要求5或6所述的一种具有双级封隔单元的K344型封隔器，其特征在于：所述切割缝（25）分为两组，其在上导压水眼（14）一边以及下导压水眼（18）一边各分布一组，且每组切割缝（25）的数量均为8条，并均匀分布于防砂管（16）侧壁上。