CN110529061B - 逐步解封伸缩器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种逐步解封伸缩器，属于石油压裂领域，其技术方案要点是包括顶部连接节、中管、外管、底部连接节、滑套、抵接槽、抵接块、弹性件、缩口部、通槽、卡槽、卡块以及导向环，导向环的外侧壁伸出中管的外侧壁以外且与外管的内侧壁抵接；卡块的侧壁同时与卡槽的内侧壁以及通槽的内侧壁抵接时，顶部连接节的底端与外管的顶端抵接。本发明达到了能够使多个封隔器更方便的取出的效果，应用于压裂法获取石油中。
Description
技术领域
本发明涉及石油压裂领域，更具体的说，它涉及一种逐步解封伸缩器。
背景技术
油井生产到一定阶段后，产能和渗透率降低，为了增强排油能力，提高油井产量，人们发明了压裂工艺技术。压裂的方法分水力压裂和高能气体压裂两大类，水力压裂是靠地面高压泵车车组将流体高速注入井中，借助井底憋起的高压，使油层岩石破裂产生裂缝。为防止泵车停止工作后，压力下降，裂缝又自行合拢，在地层破裂后的注入液体中，混入比地层密度大数倍的砂子，同流体一并进入裂缝，并永久停留在裂缝中，支撑裂缝处于开启状态，使油流环境长期得以改善。
在压裂法获取石油的过程中，常采用封隔器来对不同深度层级的石油层进行分隔密封，但是当石油层大于等于六层时，封隔器的数量较多，受封隔器的自重还有封隔器与岩层或者吸油管之间较大的的摩擦力的影响，使用者常常难以一次性将所有封隔器取出，因此需要一种能够便于使用者取出封隔器的产品。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种逐步解封伸缩器，其通过外管、中管、滑套、开设在外管上的卡槽、开设在中管上的通槽、插接在卡槽与通槽内部的卡块以及固设于中管侧壁上的导向环，能够在封隔器数量较多时先为一部分封隔器提供一定的位移量，使用者可以先将一部分封隔器取出，再将剩下的封隔器取出。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种逐步解封伸缩器，包括顶部连接节，顶部连接节上螺纹连接有沿其长度方向设置的中管，中管的一端伸出顶部连接节的外部，中管上可拆卸连接有套设在中管外侧壁上且沿中管长度方向设置的外管，中管伸出顶部连接节的端部插接在外管内部，外管背向顶部连接节的端部可拆卸连接有与顶部连接节配合的底部连接节；中管内部沿其长度方向滑移连接有沿其长度方向设置的滑套，滑套的外侧壁上开设有向滑套内部凹陷的抵接槽，抵接槽沿底部连接节的方向贯穿滑套侧壁，抵接槽内部铰接有转动轴线垂直于滑套长度方向的抵接块，抵接槽的内部侧壁上设有驱使抵接块抵接在中管内侧壁上的弹性件，滑套的内部设有缩口部；中管的侧壁上开设有多个沿周向均匀分布的通槽，通槽的内侧壁从中管的内侧壁向中管的外侧壁方向持续收拢，外管的内侧壁上开设有多个与通槽配合的卡槽，卡槽的内侧壁沿中管朝向外管的方向持续收拢，卡槽的内侧壁与通槽的内侧壁之间平滑过渡，通槽与卡槽内部共同的插接有与其二者配合的卡块；外管包括开设有卡槽的卡管以及与卡管螺纹连接的主管，卡管背向顶部连接节的端部位于主管内部，且主管内部的卡管内径小于主管内径，所述限位管的外侧壁上固设有环状的导向环，导向环的外侧壁伸出中管的外侧壁以外且与外管的内侧壁抵接；卡块的侧壁同时与卡槽的内侧壁以及通槽的内侧壁抵接时，顶部连接节的底端与外管的顶端抵接。
通过采用上述技术方案，油井生产到一定阶段后，产能和渗透率降低，为了增强排油能力，提高油井产量，人们发明了压裂工艺技术。压裂的方法分水力压裂和高能气体压裂两大类，水力压裂是靠地面高压泵车车组将流体高速注入井中，借助井底憋起的高压，使油层岩石破裂产生裂缝。在通过压裂的方式获取石油时常将多层压裂管柱下到深孔中的套管的指定位置，以四层油层适用的压裂管柱为例，包括由下向上依次分布的座封开关、密封接头、封隔器、滑套开关、伸缩器、封隔器、滑套开关、伸缩器、封隔器、滑套开关以及顶端的顶封封隔器。在使用时，将压裂管柱下到套管中的指定位置，然后投入密封球(座封开关用球)，缓慢加压至15Mpa并稳压5分钟，在封隔器全部坐封后，施压至22Mpa打开座封开关，使得最下方的第一层连通。然后开始向深孔中的套管的底部充入混有比地层密度大数倍的砂子的流体，在最底部的第一层施工完成后，投入另一密封球并施加压力（每次投入的密封球的直径依次增大），这一密封球会落到第二层的滑套开关内部并与滑套开关内部滑套形成密封，随着向这一密封球所在的空腔施压，滑套开关内部的滑套会开启，这一密封球与滑套开关内部的滑套一起下落，通过下方的封隔器后落到下方的密封接头内部，并与密封接头形成密封，这样一来就使得最下方的第一层与第二层分隔开来，可以对第二层的油层进行压裂施工了。在对第二层施工完成之后，投入第三层油层所适用的密封球，这一密封球落在第三层的滑套开关内部并形成密封，在持续施压下，这一密封球会与这一滑套开关的滑套一同下落，并通过封隔器下落到伸缩器内部，并与伸缩器内部的滑套形成密封，这样就将第二层与第三层分隔开来，使用者就能够对第三层的油层进行压裂施工了。在对第三层压裂施工的过程中，通过对密封球施加的压力，使得滑套向中管的底端移动，在滑套移动至滑套的侧壁不与卡块抵接时，卡块不再受到滑套提供的限位效果，此时卡块就能够从卡槽中脱离甚至掉落在滑套内部，即此时中管不再被锁紧并能够向上移动，在使用者对第三层施工完成之后按照与第三层施工相同的方式对顶部的第四层施工即可。在需要将封隔器取出时，由于压裂过程中伸缩器已经被释放，因此上提管柱时，在从上往下数第一只伸缩器上端将封隔器首先解封，解封完成后继续上提，继续解封第二只伸缩器上端的封隔器，这样就能够将所有封隔器逐级的全部解封并顺畅的取出了。
较佳的：弹性件包括与滑套固定连接的环状片簧，中管背向顶部连接节的端部螺纹连接有与套管同轴线设置的限位管，限位管正对中管的端部内侧壁上开设有与环状片簧配合的限位槽。
较佳的：环状片簧抵接在限位槽内部时，环状片簧处于被压缩状态，且抵接槽的内部侧壁与限位槽处的限位管的内侧壁抵接。
通过采用上述技术方案，能够通过环状片簧对滑套施加沿中管长度方向的限位，同时能够通过抵接槽的侧壁与限位管的内侧壁抵接对滑套施加垂直于与中管长度方向上的限位。
较佳的：中管正对顶部连接节的端部上螺纹连接有限位环，限位环的内侧壁与滑套正对顶部连接节端的内侧壁位于同一圆柱面上。
通过采用上述技术方案，通过限位环能够对滑套的滑移路径施加限位，减小滑套从中管与顶部连接节连接端滑出的可能。
较佳的：所述限位环正对顶部连接节的端面上开设有环状的斜面部，斜面部朝向限位环的内部中心处设置，环状的斜面部与滑套同轴线设置。
通过采用上述技术方案，通过斜面部能够为密封球施加导向效果，使得密封球在通过顶部连接节之后想滑套内部滑移的过程更加顺畅，减小了密封球与限位环之间产生碰撞的可能，延长了限位环的使用寿命，同时能够使得密封球可以更加直接的落在缩口部的中间位置处，减小了密封球与滑套内侧壁产生碰撞的可能。
较佳的：所述限位管内部固设有沿其长度方向设置的加厚管，环状片簧抵接在限位槽内部时，滑套正对底部连接节的端部与加厚管背向底部连接节的端部抵接。
通过采用上述技术方案，能够在环状片簧抵接在限位槽内部时，通过加厚管的顶端与滑套的底端抵接，实现对滑套的支撑，减小环状片簧受到的压力，延长了环状片簧的使用寿命。
较佳的：所述卡块呈轴线垂直于中管轴线的圆台状，圆台状的卡块的较小端面一端朝向外管设置。
通过采用上述技术方案，圆台状的卡块能够更加顺畅的从卡槽内部滑出，提高了工作稳定性，同时，由于卡块在压裂过程中被释放，无需单开启，即在对伸缩器下方的油层进行压裂施工时，顶部连接节与底部连接节通过卡块连为一体，二者之间没有位移量，当对伸缩器上方的油层进行压裂施工时，卡块在施工过程中被释放，这就使得顶部连接节与底部连接节相互独立，降低了后续封隔器的取出工序的施工难度。
较佳的: 卡块正对滑套的侧壁呈与滑套外侧壁配合的弧面状。
通过采用上述技术方案,能够使得卡块可以更贴合的与滑套的侧壁抵接，能够让滑套更加稳定的停留在某一个高度上，减小滑套与卡块之间抵接不稳导致滑套难以稳定的停留在某一高度的可能。
较佳的：所述限位环处的中管内壁上以及滑套开设有抵接槽处的外侧壁上均固设有第一密封圈。
综上所述，本发明相比于现有技术具有以下有益效果：
1. 通过外管、中管、滑套、开设在外管上的卡槽、开设在中管上的通槽、插接在卡槽与通槽内部的卡块以及固设于中管侧壁上的导向环，能够在封隔器数量较多时先为一部分封隔器提供一定的位移量，使用者可以先将一部分封隔器取出，再将剩下的封隔器取出；
2. 能够通过环状片簧对滑套施加沿中管长度方向的限位，同时能够通过抵接槽的侧壁与限位管的内侧壁抵接对滑套施加垂直于中管长度方向上的限位，加固管能够在环状片簧抵接在限位槽内部时，通过加厚管的顶端与滑套的底端抵接，实现对滑套的支撑，减小环状片簧受到的压力，延长了环状片簧的使用寿命；
3. 卡块在压裂过程中被释放，无需单开启，及在对伸缩器下方的油层进行压裂施工时，顶部连接节与底部连接节通过卡块连在一体，二者之间没有位移量，当对伸缩器上方的油层进行压裂施工时，卡块在施工过程中被释放，这就使得顶部连接节与底部连接节相互独立，降低了后续封隔器的取出工序的施工难度。
附图说明
图1为实施例的示意图；
图2是图1中为表示限位环结构的A部放大图；
图3是图1中为表示缩口部结构的B部放大图；
图4是图1中为表示抵接块位置的C部放大图；
图5是图1中为表示限位槽位置的D部放大图；
图6是图1中为表示导向环位置的E部放大图。
附图标记：1、顶部连接节；11、底部连接节；2、中管；21、通槽；22、第一剪钉；3、滑套；31、缩口部；32、抵接槽；33、第二剪钉；34、抵接块；35、弹性件；36、环状片簧；4、外管；41、卡管；411、卡槽；412、连接部；42、主管；421、连接槽；5、限位管；51、限位槽；52、加厚管；53、导向环；54、插接部；6、限位环；61、斜面部；7、卡块；8、密封圈。
具体实施方式
实施例：一种逐步解封伸缩器，参见图1和图2，包括两端连通的管状的顶部连接节1，顶部连接节1的轴线竖直设置，顶部连接节1的底端内部螺纹连接有与顶部连接节1同轴线设置的中管2，中管2的顶端位于顶部连接节1内部，底端伸出顶部连接节1外部。中管2的顶端内侧壁上螺纹连接有与其同轴线设置的限位环6，限位环6内侧壁顶部开设有环状的斜面部61，斜面部61朝向限位环6内部中心位置的上方设置，且环状的斜面部61与限位环6同轴线设置。限位环6下方的中管2内部沿中管2的长度方向滑移连接有滑套3，滑套3的内侧壁、限位环6的内侧壁以及顶部连接节1的内侧壁均位于同一圆柱面上。滑套3与中管2同轴线设置，限位环6下方的中管2内侧壁上固定连接有与限位环6同轴线设置的密封圈8，滑套3的顶端与限位环6的底端抵接时，连接在中管2内侧壁内部的密封圈8的内侧壁与滑套3的外侧壁抵接。中管2上可拆卸连接有外管4，外管4与中管2同轴线设置，外管4包括与中管2可拆卸连接的卡管41以及与卡管41可拆卸连接的主管42，卡管41下方的中管2内部螺纹连接有与中管2同轴线设置的限位管5。主管42的底端螺纹连接有呈两端连通的管状件的底部连接节11。
参见图3和图4，顶部连接节1下方的中管2外侧壁上固定连接有垂直于中管2轴线设置的第一剪钉22，第一剪钉22的一端与中管2固定连接，另一端与卡管41固定连接，第一剪钉22下方的中管2外侧壁上也固定连接有与中管2同轴线设置的密封圈8，第一剪钉22将中管2与卡管41连接时，连接在中管2上的密封圈8的外侧壁与卡管41的内侧壁抵接。连接在中管2上的密封圈8下方的中管2侧壁上开设有沿垂直于中管2的轴线方向贯穿中管2侧壁的通槽21，通槽21有四个且沿周向均匀分布在中管2的侧壁上，相邻两个通槽21互不连通。卡管41的内侧壁上开设有与通槽21配合的卡槽411，卡槽411与通槽21的侧壁均沿中管2的内侧壁朝向外管4的外侧壁方向平滑收拢，及第一剪钉22将卡管41与中管2连接时，卡槽411与通槽21二者同轴线设置且互相连通，此时通槽21与卡槽411形成的槽体结构的截面成横置的等腰梯形状。卡槽411与通槽21内部共同的放置有圆台状的卡块7。卡槽411下方的卡管41底端外侧壁上开设有沿竖直向下方向贯穿卡管41的侧壁的环槽并形成与中管2同轴线设置的圆管状的连接部412，主管42的顶端内侧壁上开设有与主管42同轴线设置的连接槽421，连接部412螺纹连接在连接槽421内部，且连接部412正对主管42的侧壁与连接槽421正对中管2的侧壁抵接，主管42的顶端与连接部412顶端处的卡管41端面抵接，主管42不与中管2抵接，连接部412底端与连接槽421的内部底面抵接，且连接部412的底端端面仅有一半面积与连接槽421的内部底面抵接。滑套3的内侧壁中间位置处设有朝向滑套3内部延伸的缩口部31。滑套3的底端侧壁上开设有环槽状的抵接槽32，抵接槽32沿竖直向下的方向贯穿滑套3的侧壁，且抵接槽32沿滑套3的内侧壁朝向滑套3的外侧壁方向贯穿滑槽的侧壁。抵接槽32内部固定连接有垂直于滑套3轴线设置的第二剪钉33，第二剪钉33的一端与滑套3固定连接，另一端铰接有转动轴线水平设置的抵接块34，第二剪钉33有四个且沿周线均匀分布在抵接槽32内部。第二剪钉33下方的抵接槽32侧壁上开设有环槽状的弹性安置槽，弹性件35安置槽内部固定连接有驱动抵接块34抵接在中管2内侧壁上的弹性件35，本实施例中的弹性件35为环状片簧36，抵接块34与内管的侧壁抵接时，环状片簧36处于被压缩状态。
参见图4和图5，限位管5的内侧壁顶端开设有环槽状的限位槽51，限位槽51与环状片簧36配合，限位管5内侧壁上固设有与其同轴线设置的加厚管52，环状片簧36抵接在限位槽51内部时，环状片簧36处于自然状态下，且滑套3的底端与加厚管52的顶端端面抵接。
参见图4和图6，限位管5的底端侧壁上开设有环形槽并形成与限位管5同轴线设置的管状的连接部412，连接部412插接在底部连接节11内部。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种逐步解封伸缩器，其特征在于：包括两端连通的管状的顶部连接节(1)，顶部连接节(1)上螺纹连接有沿其长度方向设置的中管(2)，中管(2)的一端伸出顶部连接节(1)的外部，中管(2)上可拆卸连接有套设在中管(2)外侧壁上且沿中管(2)长度方向设置的外管(4)，中管(2)伸出顶部连接节(1)的端部插接在外管(4)内部，外管(4)背向顶部连接节(1)的端部可拆卸连接有与顶部连接节(1)配合的底部连接节(11)；
中管(2)内部沿其长度方向滑移连接有沿其长度方向设置的滑套(3)，滑套(3)的外侧壁上开设有向滑套(3)内部凹陷的抵接槽(32)，抵接槽(32)沿底部连接节(11)的方向贯穿滑套(3)侧壁，抵接槽(32)内部铰接有转动轴线垂直于滑套(3)长度方向的抵接块(34)，抵接槽(32)的内部侧壁上设有驱使抵接块(34)抵接在中管(2)内侧壁上的弹性件(35)，滑套(3)的内部设有缩口部（31）；
中管(2)的侧壁上开设有多个沿周向均匀分布的通槽(21)，通槽(21)的内侧壁从中管(2)的内侧壁向中管(2)的外侧壁方向持续收拢，外管(4)的内侧壁上开设有多个与通槽(21)配合的卡槽(411)，卡槽(411)的内侧壁沿中管(2)朝向外管(4)的方向持续收拢，卡槽(411)的内侧壁与通槽(21)的内侧壁之间平滑过渡，通槽(21)与卡槽(411)内部共同的插接有与其二者配合的卡块(7)；
外管(4)包括开设有卡槽(411)的卡管(41)以及与卡管(41)螺纹连接的主管(42)，卡管(41)背向顶部连接节(1)的端部位于主管(42)内部，且主管(42)内部的卡管(41)内径小于主管(42)内径，限位管(5)的外侧壁上固设有环状的导向环(53)，导向环(53)的外侧壁伸出中管(2)的外侧壁以外且与外管(4)的内侧壁抵接；
卡块(7)的侧壁同时与卡槽(411)的内侧壁以及通槽(21)的内侧壁抵接时，顶部连接节(1)的底端与外管(4)的顶端抵接；
弹性件(35)包括与滑套(3)固定连接的环状片簧（36），中管(2)背向顶部连接节(1)的端部螺纹连接有与套管同轴线设置的限位管(5)，限位管(5)正对中管(2)的端部内侧壁上开设有与环状片簧（36）配合的限位槽(51)；
环状片簧（36）抵接在限位槽(51)内部时，环状片簧（36）处于被压缩状态，且抵接槽(32)的内部侧壁与限位槽(51)处的限位管(5)的内侧壁抵接；
中管(2)正对顶部连接节(1)的端部上螺纹连接有限位环(6)，限位环(6)的内侧壁与滑套(3)正对顶部连接节(1)端的内侧壁位于同一圆柱面上；
所述限位环(6)正对顶部连接节(1)的端面上开设有环状的斜面部(61)，斜面部(61)朝向限位环(6)的内部中心处设置，环状的斜面部(61)与滑套(3)同轴线设置；
所述限位管(5)内部固设有沿其长度方向设置的加厚管(52)，环状片簧(36)抵接在限位槽(51)内部时，滑套(3)正对底部连接节(11)的端部与加厚管(52)背向底部连接节(11)的端部抵接。
2.根据权利要求1所述的逐步解封伸缩器，其特征在于：所述卡块(7)呈轴线垂直于中管(2)轴线的圆台状，圆台状的卡块(7)的较小端面一端朝向外管(4)设置。
3.根据权利要求1所述的逐步解封伸缩器，其特征在于：卡块(7)正对滑套(3)的侧壁呈与滑套(3)外侧壁配合的弧面状。
4.根据权利要求1所述的逐步解封伸缩器，其特征在于：所述限位环(6)处的中管(2)内壁上以及滑套(3)开设有抵接槽(32)处的外侧壁上均固设有第一密封圈(8)。
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| CN201910726908.3A Active CN110529061B (zh) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | 逐步解封伸缩器 |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0701043A2 (en) * | 1994-08-26 | 1996-03-13 | Halliburton Company | Torque-resistant well packer |
| CN204877369U (zh) * | 2015-08-25 | 2015-12-16 | 中国石油化工股份有限公司 | 液控自解封式压裂封隔器 |
| CN106593346A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-04-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种化学解封压缩式卡瓦压裂封隔器 |
| CN106593391A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-04-26 | 中国石油天然气股份有限公司 | 化学解封压缩式封隔器分压管柱及油井压裂方法 |
| CN210460555U (zh) * | 2019-08-07 | 2020-05-05 | 北京金科龙石油技术开发有限公司 | 逐步解封伸缩器 |
-
2019
- 2019-08-07 CN CN201910726908.3A patent/CN110529061B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0701043A2 (en) * | 1994-08-26 | 1996-03-13 | Halliburton Company | Torque-resistant well packer |
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| CN210460555U (zh) * | 2019-08-07 | 2020-05-05 | 北京金科龙石油技术开发有限公司 | 逐步解封伸缩器 |
Also Published As
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| CN110529061A (zh) | 2019-12-03 |
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