CN109184614A - 封隔器、压裂工艺管柱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种封隔器、压裂工艺管柱，该封隔器包括：中心管，设置在所述中心管两端的封隔器上接头和封隔器下接头；设置在所述中心管外的弹性组件；设置在所述封隔器上接头外的胶筒组件；所述弹性组件设置有弹性件，所述胶筒组件设置有胶筒；设置在所述封隔器上接头与所述中心管之间的上活塞组件；所述上活塞组件形成有第一真空活塞腔；设置在所述封隔器下接头与所述中心管之间的下活塞组件；所述下活塞组件形成有第二真空活塞腔；所述封隔器上接头、上活塞组件、中心管、下活塞组件、封隔器下接头的内通径相同。本发明提供的封隔器、压裂工艺管柱，使用时，能够实现大排量压裂，从而能够较佳地满足体积压裂的设计需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种油气井压裂技术领域，特别涉及一种封隔器、压裂工艺管柱。
背景技术
随着目前国内压裂新理念的兴起，体积压裂改造成为了压裂行业的趋势。体积压裂是指在水力压裂过程中，使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移，形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络，从而增加改造体积，提高初始产量和最终采收率。
该体积压裂的作用机理具体如下：通过水力压裂对储层实施改造，在形成一条或者多条主裂缝的同时，使天然裂缝不断扩张和脆性岩石产生剪切滑移，实现对天然裂缝、岩石层理的沟通，以及在主裂缝的侧向强制形成次生裂缝，并在次生裂缝上继续分支形成二级次生裂缝，以此类推，形成天然裂缝与人工裂缝相互交错的裂缝网络。从而将可以进行渗流的有效储层打碎，实现长、宽、高三维方向的全面改造，增大渗流面积及导流能力，提高初始产量和最终采收率。
其中，大排量压裂是实现体积压裂的必然手段。而常规不动压裂管柱中的封隔器需要节流坐封，这就导致了泵压损失较大，排量受到限制，不能达到体积压裂设计的目标。也就是说，采用常规的多层压裂不动管柱无法满足大规模缝网体积压裂施工需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种封隔器、压裂工艺管柱，能够克服现有技术中的缺陷，使用时，能够实现大排量压裂，从而能够较佳地满足体积压裂的设计需求。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
一种封隔器，该封隔器包括：
中心管，设置在所述中心管两端的封隔器上接头和封隔器下接头；设置在所述中心管外的弹性组件；设置在所述封隔器上接头外的胶筒组件；所述弹性组件设置有弹性件，所述胶筒组件设置有胶筒；设置在所述封隔器上接头与所述中心管之间的上活塞组件；所述上活塞组件形成有第一真空活塞腔；设置在所述封隔器下接头与所述中心管之间的下活塞组件；所述下活塞组件形成有第二真空活塞腔；
所述封隔器上接头、上活塞组件、中心管、下活塞组件、封隔器下接头的内通径相同；
坐封时，压力液进入所述上活塞组件和下活塞组件，通过压缩所述第一真空活塞腔、第二真空活塞腔和所述弹性件，推动所述胶筒坐封；
解封时，在被压缩的所述弹性件、所述第一真空活塞腔和第二真空活塞腔配合下，所述胶筒自动复位。
在一个优选的实施方式中，所述胶筒组件包括：胶筒和用于对所述胶筒的一端进行限位的压环，所述封隔器上接头上设置有用于对所述胶筒的另一端进行限位的第一台肩部。
在一个优选的实施方式中，所述胶筒的个数至少为两个，所述胶筒组件还包括套设在所述封隔器上接头外的锥形支撑环，所述锥形支撑环设置相邻两个胶筒之间。
在一个优选的实施方式中，所述上活塞组件包括：上动力腔内壳和上动力腔外壳，
所述上动力腔内壳的上端与所述封隔器上接头相连接，所述上动力腔内壳的下端通过连接件与所述中心管相连接；
所述上动力腔外壳的上端与所述压环相连接；
所述上动力腔内壳和上动力腔外壳相配合形成所述第一真空活塞腔，所述上动力腔内壳上设置有第一进液孔，所述上动力腔外壳与所述连接件之间形成有与所述第一进液孔相连通的第一环型腔体，压力液能通过所述第一进液孔进入所述第一环形腔体，推动所述上动力腔外壳并带动所述压环向上移动。
在一个优选的实施方式中，所述上动力腔内壳上设置有第一限位部，用于限制所述上动力腔外壳的最大上行距离。
在一个优选的实施方式中，所述第一进液孔为在所述上动力腔内壳上设置的割缝，所述割缝的缝宽小于压裂砂的粒径。
在一个优选的实施方式中，所述弹性件套设在所述中心管外，所述弹性件的上端能抵靠在所述连接件的下端，所述弹性组件还包括：套设在所述弹性件外的弹性件外壳，以及设置在所述弹性件下端的驱动环。
在一个优选的实施方式中，所述下活塞组件包括：下动力腔内壳、下动力腔外壳和调节环；
所述下动力腔内壳的上端内侧与所述中心管的下端外侧相连接，所述下动力腔内壳的下端外侧与所述封隔器下接头的内侧相连接；
所述下动力腔外壳的上端抵靠在所述驱动环的下端；所述下动力腔外壳的下端与所述调节环相连接；
所述调节环连接在所述封隔器下接头的外侧，所述调节环与所述驱动环相配合能调节所述弹性件的压紧程度；
所述下动力腔内壳和下动力腔外壳相配合形成所述第二真空活塞腔，所述下动力腔内壳上设置有第二进液孔，所述下动力腔外壳与所述封隔器下接头之间形成有与所述第二进液孔相连通的第二环型腔体，压力液能通过所述第二进液孔进入所述第二环形腔体，推动所述下动力腔外壳并带动所述驱动环向上移动，压缩所述弹性件。
在一个优选的实施方式中，所述下动力腔内壳上设置有第二限位部，用于限制所述下动力腔外壳的最大上行距离。
在一个优选的实施方式中，所述第二进液孔为在所述下动力腔内壳上设置的割缝，所述割缝的缝宽小于压裂砂的粒径。
在一个优选的实施方式中，所述连接件具有中空的环状本体，所述环状本体的外侧设置有第二台肩部，所述封隔器还包括：限位件，所述限位件的上端与所述上动力腔外壳相连接，所述限位件的下端与所述弹性件外壳相连接；并且所述连接件的下端能被所述第二台肩部限位。
一种压裂工艺管柱，设置有至少一个上述所述的封隔器。
在一个优选的实施方式中，其还包括：安全接头、水力锚、滑套喷砂器、球座、底端喷砂器，其中，
所述封隔器、滑套喷砂器与所述底端喷砂器的内通径与所述压裂工艺管柱的截面积相同。
在一个优选的实施方式中，所述滑套喷砂器包括：固定连接的喷砂器上接头和喷砂器下接头，所述喷砂器上接头和喷砂器下接头相连接形成有贯通孔，所述贯通孔内通过剪切销钉固定有滑套，所述喷砂器下接头上设置有第一喷砂通道，所述第一喷砂通道被所述滑套封堵，当所述剪切销钉被剪断后，所述滑套下移，所述第一喷砂通道被打开。
在一个优选的实施方式中，所述第一喷砂通道包括沿着所述喷砂器下接头的周向均匀分布的多个第一侧流孔，所述第一侧流孔的截面积等于所述压裂工艺管柱的截面积。
在一个优选的实施方式中，所述底端喷砂器具有中空的本体，所述本体的下端设置有直喷孔，所述本体的侧壁上开设有第二喷砂通道。
在一个优选的实施方式中，所述第二喷砂通道包括沿着所述本体的周向均匀分布的多个第二侧流孔，所述第二侧流孔和所述直喷孔的截面积之和等于所述压裂工艺管柱的截面积。
本发明的特点和优点是：本申请所提供的压裂工艺管柱，通过设置静压坐封的封隔器，由于该封隔器无需节流坐封，整个管柱内部包括封隔器内部没有缩颈结构，内通径大，可配套大通道的喷砂器，从而可显著提高压裂排量至5-12m3。此外，大排量压裂工艺管柱中，通过设置等同于管柱截面积的喷砂通道，配合上述静压坐封的封隔器，在压裂时能显著降低对地面泵车排量的要求，并且降低对工具的冲蚀，提高施工时管柱的安全性能，实现大排量压裂，较佳地满足体积压裂的设计需求。
参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
图1是本申请实施方式中一种压裂工艺管柱的结构示意图；
图2是本申请实施方式中一种封隔器的结构示意图；
图3是本申请实施方式中一种滑套喷砂器的结构示意图；
图4是本申请实施方式中一种底端喷砂器的结构示意图。
附图标记说明：
1-安全接头，2-水力锚，3-封隔器，4-滑套喷砂器，5-球座，6-底端喷砂器，7-封隔器上接头，70-第一台肩部，8-胶筒，9-锥形支撑环，10-压环，11-上动力腔外壳，12-上动力腔内壳，120-第一限位部，121-第一进液孔，13-连接件，130-第二台肩部，14-弹性件，15-弹性件外壳，16-中心管，17-驱动环，18-下动力腔内壳，180-第二限位部，181-第二进液孔，19-下动力腔外壳，20-调节环，21-封隔器下接头，22-限位件，24-喷砂器上接头，25-固定销钉，26-接头密封圈，27-剪切销钉，28-滑套密封圈，29-第一侧流孔，30-滑套，31-喷砂器下接头，32-本体，33-第二侧流孔，34-压裂球；35-直喷孔。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
本发明提供一种封隔器、压裂工艺管柱，能够克服现有技术中的缺陷，使用时，能够实现大排量压裂，从而能够较佳地满足体积压裂的设计需求。
请参阅图1至图4，本申请实施方式中提供一种压裂工艺管柱，该压裂工艺管柱可以包括：安全接头1、水力锚2、封隔器3、滑套30封隔器3、球座5和底端喷砂器6等。所述封隔器3、滑套喷砂器4与所述底端喷砂器6的内通径与所述压裂工艺管柱的截面积相同。
其中，所述安全接头1和水力锚2为现有的结构，本申请在此不再展开解释。
请参阅图2，本申请实施方式中提供一种封隔器，该封隔器具体为满足大排量需求的静压封隔器。
该封隔器3可以包括：中心管16，设置在所述中心管16两端的封隔器上接头7和封隔器下接头21；设置在所述中心管16外的弹性组件；设置在所述封隔器上接头7外的胶筒组件；所述弹性组件设置有弹性件14，所述胶筒组件设置有胶筒8；设置在所述封隔器上接头7与所述中心管16之间的上活塞组件；所述上活塞组件形成有第一真空活塞腔；设置在所述封隔器下接头21与所述中心管16之间的下活塞组件；所述下活塞组件形成有第二真空活塞腔；所述封隔器上接头7、上活塞组件、中心管16、下活塞组件、封隔器下接头21的内通径相同；坐封时，压力液进入所述上活塞组件和下活塞组件，通过压缩所述第一真空活塞腔、第二真空活塞腔和所述弹性件14，推动所述胶筒8坐封；解封时，在被压缩的所述弹性件14、所述第一真空活塞腔和第二真空活塞腔配合下，所述胶筒8自动复位。
在本实施方式中，所述封隔器3主要包括：封隔器上接头7、中心管16、封隔器下接头21，以及设置在所述中心管16外的弹性组件、设置在所述封隔器上接头7外的胶筒组件、设置在所述封隔器上接头7与所述中心管16之间的上活塞组件、设置在所述封隔器下接头21与所述中心管16之间的下活塞组件。其中，所述封隔器上接头7、上活塞组件、中心管16、下活塞组件、封隔器下接头21的内通径相同，也就是说，本身请所提供的封隔器3坐封时，其内部没有节流用的缩颈结构。
在本实施方式中，所述封隔器上接头7整体呈中空的回转体，该封隔器上接头7的上端用于和上部的油管相连接，具体的，该连接方式可以为螺纹连接的方式。该封隔器上接头7的下端可以通过螺纹连接的方式与上活塞组件相连接。该封隔器上接头7外套设有胶筒组件。
所述胶筒组件可以包括：胶筒8和用于对所述胶筒8的一端进行限位的压环10。所述封隔器上接头7上设置有用于对所述胶筒8的另一端进行限位的第一台肩部70。所述第一台肩部70和压环10相配合能对胶筒8进行压缩，使其坐封。
所述胶筒8的个数可以至少为两个。所述胶筒组件还可以包括套设在所述封隔器上接头7外的锥形支撑环9，所述锥形支撑环9设置相邻两个胶筒8之间。当相邻两个胶筒8之间设置所述锥形支撑环9后，能够对胶筒8的端面提供可靠地支撑力。
具体的，该锥形支撑环9可以整体呈环状，套设在封隔器上接头7的外侧，其具有相对的第一锥面和第二锥面，以及连接所述第一锥面和第二锥面的内侧面。其中，所述第一锥面和第二锥面分别用于支撑上下两个胶筒8，所述内侧面用于和封隔器上接头7相匹配。
所述上活塞组件可以包括：上动力腔内壳12和上动力腔外壳11。所述上动力腔内壳12的上端与所述封隔器上接头7相连接，所述上动力腔内壳12的下端通过连接件13与所述中心管16相连接；所述上动力腔外壳11的上端与所述压环10相连接。所述上动力腔内壳12和上动力腔外壳11相配合形成所述第一真空活塞腔。所述上动力腔内壳12上设置有第一进液孔121，所述上动力腔外壳11与所述连接件13之间形成有与所述第一进液孔121相连通的第一环型腔体，压力液能通过所述第一进液孔121进入所述第一环形腔体，推动所述上动力腔外壳11并带动所述压环10向上移动。
其中，所述上动力腔内壳12可以整体为中空的回转体，其上端可以通过螺纹连接在所述封隔器上接头7下端的外侧，其下端可以通过连接件13与中心管16上端的外侧相连接。由于所述上动力腔内壳12设置在所述封隔器上接头7下端的外侧，其上端面还具有对所述压环10进行限位的作用。当解封时，胶筒8收缩向下移动时，该压环10可以抵靠在该上动力腔内壳12上。
所述上动力腔的侧壁上开设有第一进液孔121。具体的，所述第一进液孔121为在所述上动力腔内壳12上设置的割缝，所述割缝的缝宽小于压裂砂的粒径。当所述第一进液孔121为割缝的形式，且其缝宽小于压裂砂的粒径时，其能够实现进液的同时实现防砂，即能够防止压裂砂通过该第一进液孔121进入第一真空活塞腔，影响后续的正常使用。
所述下动力腔外壳19可以整体为中空的回转体，其上端通过螺纹与所述压环10相连接，其下端可以通过限位件22与弹簧外壳相连接。所述上动力腔内壳12和上动力腔外壳11之间相配合的对接面上设置有多个密封件。例如，在所述上动力腔内壳12的外侧和上动力腔外壳11的内侧分别设置有密封件。设置有密封件的所述上动力腔内壳12和上动力腔外壳11之间能形第一真空活塞腔。
所述上动力腔外壳11与所述连接件13之间形成有与所述第一进液孔121相连通的第一环型腔体。具体而言，所述第一环型腔体可以由所述上动力腔外壳11的下端面、所述连接件13的上端面，以及所述限位件22的内侧面形成。坐封时，压力液能通过所述第一进液孔121进入所述第一环形腔体，推动所述上动力腔外壳11并带动所述压环10向上移动，从而压缩胶筒8，实现坐封。
进一步的，所述上动力腔内壳12上设置有第一限位部120，用于限制所述上动力腔外壳11的最大上行距离，从而确保第一真空活塞腔内的空气不被过渡压缩，进而影响封隔器3的气密性。
具体的，所述上动力腔内壳12的外侧壁上可以设置有第一限位部120，所述上动力腔外壳11的内侧形成有台阶部。坐封时，当所述上动力腔外壳11的内侧台阶部抵靠在所述第一限位部120上时，胶筒8能实现坐封，并且此时第一真空活塞腔内的空气没有被过渡压缩。具体的，该第一限位部120的位置可以根据实际需要确定，只需要满足上动力腔外壳11的上行距离足够坐封胶筒8，且保证第一真空活塞腔不被过渡压缩即可。此外，该第一限位部120具体可以为设置在所述上动力腔内壳12的外侧壁上的环状凸起，或者，多个点状凸起等，当然该第一限位部120还可以为其他形式，本申请在此并不作具体的限定，只要能够保证当上动力腔外壳11与其接触时能够被可靠限位即可。
所述弹性件14套设在所述中心管16外，所述弹性件14的上端能抵靠在所述连接件13的下端。所述弹性组件还可以包括：套设在所述弹性件14外的弹性件外壳15，以及设置在所述弹性件14下端的驱动环17。
具体的，所述弹性组件可以包括：套设在中心管16外的弹性件14，套设在所述弹性件14外的弹性件外壳15，以及设置在所述弹性件14下端的驱动环17。其中，所述弹性件14可以为蝶形弹簧，对合安装在中心管16上。所述弹性件外壳15可以整体为中空的管状，其下端可以通过螺纹连接的方式与驱动环17相连接。
所述驱动环17具有中空的环状本体，其本体的上部伸入所述中心管16和弹性件外壳15之间的环形空间中，坐封时，上端能够抵靠在所述弹性件14的下端。所述驱动环17的下端可以抵靠在所述下动力腔外壳19的上端，从而在下活塞组件的推动下，能够向上压缩弹性件14。
所述下活塞组件可以包括：下动力腔内壳18、下动力腔外壳19和调节环20。所述下动力腔内壳18的上端内侧与所述中心管16的下端外侧相连接，所述下动力腔内壳18的下端外侧与所述封隔器3封隔器下接头21的内侧相连接。所述下动力腔外壳19的上端抵靠在所述驱动环17的下端；所述下动力腔外壳19的下端与所述调节环20相连接。所述调节环20连接在所述封隔器下接头21的外侧，所述调节环20与所述驱动环17相配合能调节所述弹性件14的压紧程度。
所述下动力腔内壳18和下动力腔外壳19相配合形成所述第二真空活塞腔，所述下动力腔内壳18上设置有第二进液孔181，所述下动力腔外壳19与所述封隔器下接头21之间形成有与所述第二进液孔181相连通的第二环型腔体，压力液能通过所述第二进液孔181进入所述第二环形腔体，推动所述下动力腔外壳19并带动所述驱动环17向上移动，压缩所述弹性件14。
所述下动力腔内壳18和下动力腔外壳19的具体结构和配合关系可以参照上述上动力腔内壳12和上动力腔外壳11的具体描述，本申请在此不再赘述。其中，所述下动力腔内壳18上设置有第二限位部180，用于限制所述下动力腔外壳19的最大上行距离，从而确保第二真空活塞腔内的空气不被过渡压缩，进而影响封隔器3的气密性。
同样的，参照上式第一进液孔121实施方式的具体描述，所述第二进液孔181可以为在所述下动力腔内壳18上设置的割缝，所述割缝的缝宽小于压裂砂的粒径，其能够实现进液的同时实现防砂。
在一个实施方式中，所述连接件13具有中空的环状本体，所述环状本体的外侧设置有第二台肩部130。所述封隔器3还可以包括：限位件22，所述限位件22的上端与所述上动力腔外壳11相连接，其下端与所述弹性件外壳15相连接；并且所述连接件13的下端能被所述第二台肩部130限位。
在本实施方式中，所述连接件13的外侧可以形成有第二台肩部130，该第二台肩部130用于对所述上连接件13进行限位，以控制解封时该连接件13的位置，防止其在弹性组件的带动下过渡下移。
本申请所提供的大排量静压坐封封隔器3，坐封时，压力液进入所述上活塞组件和下活塞组件，通过压缩所述第一真空活塞腔、第二真空活塞腔和所述弹性件14，推动所述胶筒8坐封；解封时，在被压缩的所述弹性件14、所述第一真空活塞腔和第二真空活塞腔配合下，所述胶筒8自动复位。
当该静压坐封的封隔器3应用在压裂工艺管柱中时，由于该封隔器3无需节流坐封，整个管柱内部包括封隔器3内部没有缩颈结构，内通径大，可配套大通道的喷砂器，从而可显著提高压裂排量至5-12m3。此外，大排量压裂工艺管柱中，通过设置等同于管柱截面积的喷砂通道，配合上述静压坐封的封隔器3，在压裂时能显著降低对地面泵车排量的要求，并且降低对工具的冲蚀，提高施工时管柱的安全性能，实现大排量压裂，较佳地满足体积压裂的设计需求。
请参阅图3，本申请实施方式中所提供的滑套喷砂器4具体可以包括：固定连接的喷砂器上接头24和喷砂器下接头31，所述喷砂器上接头24和喷砂器下接头31相连接形成有贯通孔，所述贯通孔内通过剪切销钉27固定有滑套30，所述喷砂器下接头31上设置有第一喷砂通道，所述第一喷砂通道被所述滑套30封堵，当所述剪切销钉27被剪断后，所述滑套30下移，所述第一喷砂通道被打开。
在本实施方式中，所述喷砂器上接头24和喷砂器下接头31可以通过螺纹实现连接。进一步的，为了保证喷砂器上接头24和喷砂器下接头31连接的可靠性，所述喷砂器上接头24和喷砂器下接头31在螺纹连接位置还可以设置有固定销钉25。
所述喷砂器下接头31上设置有第一喷砂通道，具体的，所述第一喷砂通道包括沿着所述喷砂器下接头31的周向均匀分布的多个第一侧流孔29，所述第一侧流孔29的截面积等于所述压裂工艺管柱的截面积，即过砂通道不节流。例如，所述第一侧流孔29的个数可以为四个，均匀分布在所述喷砂器下接头31的圆周方向上。此外，为了保证喷砂器上接头24与喷砂器下接头31配合位置的密封性，在两者配合的位置可以设置有接头密封圈26。具体的，该接头密封圈26的个数可以为两个，分别位于所述固定销钉25的两侧。
为了保证滑套30与所述喷砂器下接头31和喷砂器上接头24之间配合的密封性，在滑套30与所述喷砂器下接头31和喷砂器上接头24配合的位置分别设置有滑套密封圈28。具体的，该滑套密封圈28可以分别位于所述第一侧流孔29的两侧。
当需要对该滑套喷砂器4对应的储层进行压裂操作时，可以向该管柱中投球。投入的压裂球34可以坐封在所述滑套30上；接着向管柱内打压，当压力大于所述剪切销钉27的剪断力时，所述剪切销钉27被剪断，所述滑套30和压裂球34向下移动，落在球座5上，此时所述第一侧流孔29被打开。
请参阅图4，本申请实施方式中所提供的底端喷砂器6具有中空的本体32，所述本体32的下端设置有直喷孔35，所述本体32的侧壁上开设有第二喷砂通道。
所述底端喷砂器6设置在压裂工艺管柱的最下端，其中空的本体32下端设置有直喷孔35，所述本体32的侧壁上开设有第二喷砂通道。所述第二喷砂通道可以包括沿着所述本体32的周向均匀分布的多个第二侧流孔33，所述第二侧流孔33和所述直喷孔35的截面积之和等于所述压裂工艺管柱的截面积，即过砂通道不节流。例如所述第二侧流孔33的个数可以为三个，均匀分布在所述本体32的圆周方向上。
当压裂液从该底端喷砂器6喷出时，用于对最下层(即第一层实施压裂)。具体的，对第一层实施压裂时，可以相管柱内打如压裂液。压裂液从大通道的压裂工艺管柱中下入并通过底端喷砂器6的直喷孔35和第二侧流孔33流入地层。
在一个具体的施工场景下，在进行多层压裂或酸化施工时，压裂工艺管柱最下端为施工的第一层，灌满井口后关闭套管闸门，正打压至封隔器3坐封，按照设计要求施工第一段。第一段施工结束后投压裂球34，压裂球34落在第二层对应的大通道滑套喷砂器4上的滑套30上，憋压剪断剪切销钉27，压裂球34和滑套30下行并坐在球座5上，此时，可按照设计施工第二层，后续层段依次进行。压裂施工结束后，停泵封隔器3解封。
本发明提供一种用于缝网体积压裂的大排量压裂工艺管柱及配套工具、通过改变常规多层压裂工具的坐封原理，将需要节流来提供压裂管柱内外压差使封隔器3坐封的方式，改变为封隔器3位置静压力达到坐封压力即可坐封的方式，配套大通道的滑套喷砂器4和底端喷砂器6，来降低节流损失，提高排量，在不动管柱的前提下实现封隔器3坐封解封。
也就是说，本申请所提供的大排量压裂工艺管柱不依靠节流坐封，可配套大通道的喷砂器，能够显著提高压裂排量至5-12m3；大排量压裂工艺管柱中，设计了等同于管柱截面积的喷砂通道，压裂时能显著降低对工具的冲蚀，提高施工时管柱的安全性能；大排量压裂工艺管柱结构和施工工序同K344封隔器直井分层压裂工具，不增加施工难度，有利于工具的现场使用。
本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。
除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。
本文披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。
多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。
本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。
以上所述仅为本发明的几个实施方式，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。
Claims (17)
1.一种封隔器，其特征在于，包括：中心管，设置在所述中心管两端的封隔器上接头和封隔器下接头；设置在所述中心管外的弹性组件；设置在所述封隔器上接头外的胶筒组件；所述弹性组件设置有弹性件，所述胶筒组件设置有胶筒；设置在所述封隔器上接头与所述中心管之间的上活塞组件；所述上活塞组件形成有第一真空活塞腔；设置在所述封隔器下接头与所述中心管之间的下活塞组件；所述下活塞组件形成有第二真空活塞腔；
所述封隔器上接头、上活塞组件、中心管、下活塞组件、封隔器下接头的内通径相同；
坐封时，压力液进入所述上活塞组件和下活塞组件，通过压缩所述第一真空活塞腔、第二真空活塞腔和所述弹性件，推动所述胶筒坐封；
解封时，在被压缩的所述弹性件、所述第一真空活塞腔和第二真空活塞腔配合下，所述胶筒自动复位。
2.如权利要求1所述的封隔器，其特征在于，所述胶筒组件包括：胶筒和用于对所述胶筒的一端进行限位的压环，所述封隔器上接头上设置有用于对所述胶筒的另一端进行限位的第一台肩部。
3.如权利要求2所述的封隔器，其特征在于，所述胶筒的个数至少为两个，所述胶筒组件还包括套设在所述封隔器上接头外的锥形支撑环，所述锥形支撑环设置相邻两个胶筒之间。
4.如权利要求2所述的封隔器，其特征在于，所述上活塞组件包括：上动力腔内壳和上动力腔外壳，
所述上动力腔内壳的上端与所述封隔器上接头相连接，所述上动力腔内壳的下端通过连接件与所述中心管相连接；
所述上动力腔外壳的上端与所述压环相连接；
所述上动力腔内壳和上动力腔外壳相配合形成所述第一真空活塞腔，所述上动力腔内壳上设置有第一进液孔，所述上动力腔外壳与所述连接件之间形成有与所述第一进液孔相连通的第一环型腔体，压力液能通过所述第一进液孔进入所述第一环形腔体，推动所述上动力腔外壳并带动所述压环向上移动。
5.如权利要求4所述的封隔器，其特征在于，所述上动力腔内壳上设置有第一限位部，用于限制所述上动力腔外壳的最大上行距离。
6.如权利要求4所述的封隔器，其特征在于，所述第一进液孔为在所述上动力腔内壳上设置的割缝，所述割缝的缝宽小于压裂砂的粒径。
7.如权利要求4所述的封隔器，其特征在于，所述弹性件套设在所述中心管外，所述弹性件的上端能抵靠在所述连接件的下端，所述弹性组件还包括：套设在所述弹性件外的弹性件外壳，以及设置在所述弹性件下端的驱动环。
8.如权利要求7所述的封隔器，其特征在于，所述下活塞组件包括：下动力腔内壳、下动力腔外壳和调节环；
所述下动力腔内壳的上端内侧与所述中心管的下端外侧相连接，所述下动力腔内壳的下端外侧与所述封隔器下接头的内侧相连接；
所述下动力腔外壳的上端抵靠在所述驱动环的下端；所述下动力腔外壳的下端与所述调节环相连接；
所述调节环连接在所述封隔器下接头的外侧，所述调节环与所述驱动环相配合能调节所述弹性件的压紧程度；
所述下动力腔内壳和下动力腔外壳相配合形成所述第二真空活塞腔，所述下动力腔内壳上设置有第二进液孔，所述下动力腔外壳与所述封隔器下接头之间形成有与所述第二进液孔相连通的第二环型腔体，压力液能通过所述第二进液孔进入所述第二环形腔体，推动所述下动力腔外壳并带动所述驱动环向上移动，压缩所述弹性件。
9.如权利要求8所述的封隔器，其特征在于，所述下动力腔内壳上设置有第二限位部，用于限制所述下动力腔外壳的最大上行距离。
10.如权利要求8所述的封隔器，其特征在于，所述第二进液孔为在所述下动力腔内壳上设置的割缝，所述割缝的缝宽小于压裂砂的粒径。
11.如权利要求7所述的封隔器，其特征在于，所述连接件具有中空的环状本体，所述环状本体的外侧设置有第二台肩部，所述封隔器还包括：限位件，所述限位件的上端与所述上动力腔外壳相连接，所述限位件的下端与所述弹性件外壳相连接；并且所述连接件的下端能被所述第二台肩部限位。
12.一种压裂工艺管柱，其特征在于，设置有至少一个如权利要求1至11任一所述的封隔器。
13.如权利要求12所述的压裂工艺管柱，其特征在于，其还包括：安全接头、水力锚、滑套喷砂器、球座、底端喷砂器，其中，
所述封隔器、滑套喷砂器与所述底端喷砂器的内通径与所述压裂工艺管柱的截面积相同。
14.如权利要求13所述的压裂工艺管柱，其特征在于，所述滑套喷砂器包括：固定连接的喷砂器上接头和喷砂器下接头，所述喷砂器上接头和喷砂器下接头相连接形成有贯通孔，所述贯通孔内通过剪切销钉固定有滑套，所述喷砂器下接头上设置有第一喷砂通道，所述第一喷砂通道被所述滑套封堵，当所述剪切销钉被剪断后，所述滑套下移，所述第一喷砂通道被打开。
15.如权利要求14所述的压裂工艺管柱，其特征在于，所述第一喷砂通道包括沿着所述喷砂器下接头的周向均匀分布的多个第一侧流孔，所述第一侧流孔的截面积等于所述压裂工艺管柱的截面积。
16.如权利要求13所述的压裂工艺管柱，其特征在于，所述底端喷砂器具有中空的本体，所述本体的下端设置有直喷孔，所述本体的侧壁上开设有第二喷砂通道。
17.如权利要求16所述的压裂工艺管柱，其特征在于，所述第二喷砂通道包括沿着所述本体的周向均匀分布的多个第二侧流孔，所述第二侧流孔和所述直喷孔的截面积之和等于所述压裂工艺管柱的截面积。
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