CN202937223U - 组合密封压裂封隔器 - Google Patents

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张世林
王林
倪振海
陈志忠
李金凤
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China National Petroleum Corp
CNPC Bohai Drilling Engineering Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种组合密封压裂封隔器,包括上接头、中心管、上侧上长压缩胶筒、上侧上隔环、上侧短压缩胶筒、上侧下隔环、上侧下长压缩胶筒、上护腕、扩张胶筒、下护腕、下侧上长压缩胶筒、下侧上隔环、下侧短压缩胶筒、下侧下隔环、下侧下长压缩胶筒以及下接头。中心管上下两端分别通过螺纹与上接头和下接头相连接,各胶筒、隔环及护腕均套在中心管的外部。在上护腕与中心管的贴合处以及下护腕与中心管的贴合处分别设置有密封胶圈。在中心管靠近扩张胶筒中部处的侧壁上设置有缝形通孔。采用本实用新型的组合密封压裂封隔器,结构简单、性能稳定,具有防砂能力,适用于压裂施工。

Description

组合密封压裂封隔器
技术领域
本实用新型涉及一种油田开发应用的井下工具,特别涉及一种应用于压裂施工的组合密封压裂封隔器。
背景技术
在油田开发过程中,压裂是一种通过改善地层渗透率以达到增产增效目的的措施性工艺技术。压裂的种类繁多,如直井单层压裂、分层压裂,水平井的分段压裂等。无论何种压裂施工,其实质均是通过压开地层,利用压裂砂充填地层裂缝,以改善地层渗透率。随着油田勘探开发技术的发展,压裂施工井深在不断增加。因此,对压裂施工所应用的井下工具而言,必须通过结构性能的提高,满足高温、高压的作业要求,并针对压裂施工的特点,具备一定防砂能力。
目前,压裂施工的主要发展方向为深井直井分层压裂、水平井分段压裂。井深的增加对工具串的性能要求越来越高,分层、分段的数量越大,对工具串的技术的要求也会越高。特别是直井分层压裂施工,施工后需要起出施工管串,该工序极大地增加了对管串的组合技术方式及构成管串工具的技术要求。
通过对以往施工中压裂施工失败原因的分析,可以确认造成施工管串卡阻的主要问题是封隔器。具体因素有二:一是封隔器防砂能力差,在有砂状态下,无法实施封隔器解封;二是封隔器的性能不稳定,在高温、高压的复杂施工条件下,封隔器发生过载失效,甚至解体,无法完成后续动作。因此,提高压裂施工管串性能,研发新型高性能的压裂封隔器,已成为完善分层压裂施工工艺的关键。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种适用于压裂施工、具有较高稳定性和防砂能力的组合密封压裂封隔器。
为了实现上述目的,本实用新型的技术方案如下:
一种组合密封压裂封隔器,包括上接头、中心管、上侧上长压缩胶筒、上侧上隔环、上侧短压缩胶筒、上侧下隔环、上侧下长压缩胶筒、上护腕、扩张胶筒、下护腕、下侧上长压缩胶筒、下侧上隔环、下侧短压缩胶筒、下侧下隔环、下侧下长压缩胶筒以及下接头。中心管的上下两端分别通过螺纹与上接头和下接头相连接,上侧上长压缩胶筒、上侧上隔环、上侧短压缩胶筒、上侧下隔环、上侧下长压缩胶筒、上护腕、扩张胶筒、下护腕、下侧上长压缩胶筒、下侧上隔环、下侧短压缩胶筒、下侧下隔环以及下侧下长压缩胶筒依次从上到下套在中心管的外部,且上侧上长压缩胶筒位于上接头下方,下侧下长压缩胶筒位于下接头上方。上护腕的上端内表面与中心管的外表面相贴合,上护腕的下端套在扩张胶筒上端的外部。下护腕的下端内表面与中心管的外表面相贴合,下护腕的上端套在扩张胶筒下端的外部。在上护腕与中心管的贴合处以及下护腕与中心管的贴合处分别设置有起密封作用的密封胶圈。在中心管靠近扩张胶筒中部处的侧壁上设置有沿轴向延伸的缝形通孔。
当封隔器内部压力大于外部压力,并达到一定差值时,液体经中心管上的缝形通孔进入扩张胶筒,在密封胶圈的密封作用下,扩张胶筒扩张,密封油套环空。当环空下方压力大于上方压力时,在压差的作用下,扩张胶筒上行,压缩其上部的各胶筒,使其沿径向扩张,进一步产生密封油套环空;反之,当环空上方压力大于下方压力时,在压差的作用下,扩张胶筒下行,压缩下部的各胶筒,同样产生进一步的密封油套环空。当封隔器内外压力平衡时,胶筒恢复原形状,封隔器解封。
在上述装置中,缝形通孔的孔型采用轴向割缝型,缝宽一般设置为0.30~0.4mm,以阻止压裂砂进入封隔器内腔。封隔器的坐封、解封均采用液压控制,整体结构上采用无支撑设计,无卡瓦结构。组合胶筒以及无卡瓦结构设计,使封隔器进一步具备了防砂性能。
采用本实用新型的组合密封压裂封隔器,结构简单、性能稳定,具有防砂能力,适用于压裂施工。
附图说明
图1是本实用新型组合密封压裂封隔器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行进一步的详细说明。
如图1所示,1为上接头,2为中心管,301为上侧上长压缩胶筒,401为上侧上隔环,501为上侧短压缩胶筒,402为上侧下隔环,302为上侧下长压缩胶筒,701为上护腕,8为扩张胶筒,702为下护腕,303为下侧上长压缩胶筒,403为下侧上隔环,502为下侧短压缩胶筒,404为下侧下隔环,304为下侧下长压缩胶筒,11为下接头。中心管2的上下两端分别通过螺纹与上接头1和下接头11相连接,上侧上长压缩胶筒301、上侧上隔环401、上侧短压缩胶筒501、上侧下隔环402、上侧下长压缩胶筒302、上护腕701、扩张胶筒8、下护腕702、下侧上长压缩胶筒303、下侧上隔环403、下侧短压缩胶筒502、下侧下隔环404以及下侧下长压缩胶筒304依次从上到下套在中心管2的外部,且上侧上长压缩胶筒301位于上接头1下方,下侧下长压缩胶筒304位于下接头2上方。上护腕701的上端内表面与中心管2的外表面相贴合,上护腕701的下端套在扩张胶筒8上端的外部,下护腕702的下端内表面与中心管2的外表面相贴合,下护腕702的上端套在扩张胶筒8下端的外部。在上护腕701与中心管2的贴合处以及下护腕702与中心管2的贴合处分别设置有起密封作用的密封胶圈6。在中心管2靠近扩张胶筒8中部处的侧壁上设置有沿轴向延伸的缝形通孔801。
坐封时,在封隔器中注入液体,当封隔器内部压力大于外部压力,并达到一定差值时,液体经中心管2上的缝形通孔801进入扩张胶筒8,在密封胶圈6的密封作用下,扩张胶筒8扩张,密封油套环空。当环空下方压力大于上方压力时,在压差的作用下,扩张胶筒8上行,通过上护腕701压缩其上方的上侧上长压缩胶筒301、上侧短压缩胶筒501以及上侧下长压缩胶筒302,使它们沿径向扩张,进一步产生密封油套环空。反之,当环空上方压力大于下方压力时,在压差的作用下,扩张胶筒8下行,通过下护腕702压缩其下方的下侧上长压缩胶筒303、下侧短压缩胶筒502以及下侧下长压缩胶筒304,同样产生进一步的密封油套环空。当封隔器内外压力平衡时,扩张胶筒8恢复原形状,封隔器解封。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种组合密封压裂封隔器,其特征在于:包括上接头(1)、中心管(2)、上侧上长压缩胶筒(301)、上侧上隔环(401)、上侧短压缩胶筒(501)、上侧下隔环(402)、上侧下长压缩胶筒(302)、上护腕(701)、扩张胶筒(8)、下护腕(702)、下侧上长压缩胶筒(303)、下侧上隔环(403)、下侧短压缩胶筒(502)、下侧下隔环(404)、下侧下长压缩胶筒(304)以及下接头(11);所述中心管(2)的上下两端分别通过螺纹与所述上接头(1)和所述下接头(11)相连接;所述上侧上长压缩胶筒(301)、所述上侧上隔环(401)、所述上侧短压缩胶筒(501)、所述上侧下隔环(402)、所述上侧下长压缩胶筒(302)、所述上护腕(701)、所述扩张胶筒(8)、所述下护腕(702)、所述下侧上长压缩胶筒(303)、所述下侧上隔环(403)、所述下侧短压缩胶筒(502)、所述下侧下隔环(404)以及所述下侧下长压缩胶筒(304)依次从上到下套在所述中心管(2)的外部,且所述上侧上长压缩胶筒(301)位于所述上接头(1)下方,所述下侧下长压缩胶筒(304)位于所述下接头(2)上方;所述上护腕(701)的上端内表面与所述中心管(2)的外表面相贴合,所述上护腕(701)的下端套在所述扩张胶筒(8)上端的外部;所述下护腕(702)的下端内表面与所述中心管(2)的外表面相贴合,所述下护腕(702)的上端套在所述扩张胶筒(8)下端的外部;在所述上护腕(701)与所述中心管(2)的贴合处以及所述下护腕(702)与所述中心管(2)的贴合处分别设置有起密封作用的密封胶圈(6);在所述中心管(2)靠近所述扩张胶筒(8)中部处的侧壁上设置有沿轴向延伸的缝形通孔(801)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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