CN203742532U - 一种新型压裂封隔器 - Google Patents

Abstract

一种新型压裂封隔器，将原有的胶筒改进为耐压胶筒，耐压胶筒采用高分子材料114碳纤维线与橡胶合制而成，具有耐高温，耐腐蚀，耐压的功效，不会造成胶筒破裂现象的发生，使密封效果得到了增强；动力滑块外端面A-B面积设计成相等，压裂封隔器下井后，井下液体自由环绕在工具周围，油套环空间的液体不会对压裂封隔器的动力滑块产生压力差，压裂封隔器不会受工具外部力量的影响产生滑动，而形成不必要的坐封；在压裂封隔器内部设一个内封闭空气腔，使连通油管内液体的液压动力腔和内封闭空气腔之间存在压力差，为动力滑块的滑动提供可靠性，从而进一步挤压耐压胶筒，达到密封油、套管环形空间的作用。

Description

一种新型压裂封隔器

技术领域

本实用新型涉及到石油井下封隔器，特别是一种新型压裂封隔器。

背景技术

我国改革开放以来，国民经济得到快速增长，以“科技创新，自主创新”已成为我国目前工业发展的主流，我国工业逐步向集约型，节能减排，低碳的方向发展。随着全球人口不断增长和经济快速发展，能源消耗急剧增加，能源危机已悄然成为全球发展中面临的重大问题。缓解能源危机，提高原油产量是我们石油机械设备行业主要开发方向。油井在日常使用中，因原油中的石腊、砂砾等多种原因，会导致原油汇集线路不畅通、易堵塞，需要通过压裂工具酸化等相关技术方法来解决井下疏通的难题。目前在压裂酸化操作过程中，通常使用Y341型、K344型封隔器来封隔油管、套管空间。K344扩张式封隔器、Y341压缩式封隔器，这两种封隔器均依赖于橡胶件，压缩或扩张填充油管和套管的环形空间，实现油套管内上下分层的目的。K344扩张式封隔器、Y341压缩式封隔器都是通过液体的压力来挤压胶筒，胶筒往往存在着不耐高温与腐蚀，容易变形，解封上提时出现拉翻、胶筒破裂等现象。两者坐封都是通过液体的压力来封隔套管空间，达到坐封状态。K344通过内部泄压来达到解封状态，Y341只是通过上提工具，以机械方式拉断销钉来达到泄压、解封状态。在压裂过程的后期，K344封隔器因油管内液体的压强和套管间的液体压强趋于平衡，其坐封力减弱，油管和套管内封隔器两端的压力超大，在70MP左右，K344此时密封效果较差，造成压裂液的漏失浪费，且污染了其它油层。因压裂液的漏失，从而降低了压裂效果，影响了施工质量。为了解决这一系列问题，科研单位和石油系统的科技人员在不断的研究、探索，利用现代科学技术对封隔器的部分结构进行了技术改进，虽然在技术上取得了一些进步，但在实际运用中仍然存在着尚未克服的技术难题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服以上不足，提供一种新型压裂封隔器，将原有的胶筒改进为耐压胶筒，耐压胶筒采用高分子材料114碳纤维线与橡胶合制而成，具有耐高温，耐腐蚀，耐压的功效，不会造成胶筒破裂现象的发生，使密封效果得到了增强；动力滑块外端面A-B面积设计成相等，压裂封隔器下井后，井下液体自由环绕在工具周围，油套环空间的液体不会对压裂封隔器的动力滑块产生压力差，压裂封隔器不会受工具外部力量的影响产生滑动，而形成不必要的坐封；在压裂封隔器内部设一个内封闭空气腔，使连通油管内液体的液压动力腔和内封闭空气腔之间存在压力差，为动力滑块的滑动提供可靠性，从而进一步挤压耐压胶筒，达到密封油、套管环形空间的作用。该压裂封隔器吸收了Y341的坐封优点，避开了K344在油、套管上下压差越大渗漏越严重的坐封缺点，强化了压裂过程中的封隔效果，解封吸收了K344的简易泄压解封方式，避开了解封多个串联Y341需要的强大上提力。可以不受节流器的影响，能配套使用大流量喷砂器，降低了陶粒砂经过排砂工具出口处的流速，降低了工具的磨损，防止工具的损坏，节约施工时间，降低了生产风险及成本，提高了安全性与工作效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：含有套管、变扣接头、橡胶限位块、耐压胶筒、动力滑块外端面A、中心管、内封闭空气腔、动力滑块、液压动力腔、进水割缝、动力滑块外端面B，套管是一个较长较大的钢铁制成圆管状、套管伸入在油井中、压裂封隔器伸在套管内、中间设有中心管，中心管一端外围固定有橡胶限位块，变扣接头一端与中心管上端相连接，橡胶限位块下边设有耐压胶筒，耐压胶筒含有114碳纤维线与橡胶合制而成，耐压胶筒下边是动力滑块外端面A，动力滑块的另一端面为动力滑块外端面B，内封闭空气腔设置在动力滑块内端上部，液压动力腔设置在动力滑块内下端，进水割缝在中心管的上端面割成一道缝口，中心管和动力滑块围城了环形液压动力腔，液压动力腔通过进水割缝和中心管中央通道相连，组成了一种新型压裂封隔器。

本实用新型所采用的技术原理是：该封隔器采用流体力学与机械原理相结合设计而成，将原有的扩张式胶筒改进为耐压胶筒，耐压胶筒采用高分子材料114碳纤维线与橡胶合制而成，具有耐高温，耐腐蚀，耐压的功效，不会造成胶筒破裂现象的发生，使密封效果得到了增强。液体经中心管中央通道，通过进水割缝进入动力滑块与中心管外壁围成的液压动力腔中，动力滑块因液压动力腔与内封闭空气腔之间的压差形成的压力被推动，向动力滑块外端面A面方向移动，挤压耐压胶筒，使耐压胶筒膨胀，封隔了工具和套管间的环形空间，进入工作状态。动力滑块外端面A、动力滑块外端面B面积设计相等，在压裂过程中，不论油管和套管环形空间的压强大小，都不会在动力滑块外端面A-B产生压力差，不会影响压裂封隔器的自身坐封效果。避免因为节流器设置的使用，而造成的排液量受限状况的发生。在实际使用过程中，随着油管内压裂液的压强加大，液压动力腔与内封闭空气腔之间的压差加大，对橡胶限位块的推力加大，使密封效果更好。在结构设置上，喷砂口靠近耐压胶筒，使喷砂口和耐压胶筒间的油套环形空间体积减少，防止了陶粒砂的淀积，降低了上提工具造成的阻力，最大限度地减小工具的安全风险，起到防止工具被砂埋，为安全上提管柱提供更好的安全性。液压动力腔容积和内封闭空气腔容积变化相反，解封时中心管中压力消失，被压缩的内封闭空气腔中空气反向推动动力滑块，加上耐压胶筒在自身弹性下恢复原状，从而脱离套管内壁，达到解封状态。

本实用新型的有益效果是：耐压胶筒采用高分子材料114碳纤维线与橡胶合制而成，具有耐高温，耐腐蚀，耐压的功效，不会造成胶筒破裂现象的发生；动力滑块外端面A-B面积设计成相等，封隔器下井后，封隔器不会受工具外部力量的影响产生滑动，而形成不必要的坐封；在封隔器内部设一个内封闭空气腔，使连通油管内液体的液压动力腔和内封闭空气腔之间存在压力差，为动力滑块的滑动提供可靠性，该封隔器设计合理，操作安全方便，吸收了Y341的坐封优点，避开了K344的在油、套管上下压差越大渗漏越严重的坐封缺点，强化了压裂过程中的封隔效果，解封吸收了K344的简易泄压解封方式，避开了解封多个串联Y341需要的强大上提力。可以不受节流器的影响，能配套使用大流量喷砂器，降低了陶粒砂，经过排砂工具出口处的流速，降低了工具的磨损，防止工具的损坏，节约施工时间，降低了生产风险及成本，提高了安全性与工作效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图中是一种新型压裂封隔器结构示意图；

在图中：1、套管、2、变扣接头、3、橡胶限位块、4、耐压胶筒、5、动力滑块外端面A、6、中心管、7、内封闭空气腔、8、动力滑块、9、液压动力腔、10、进水割缝、11、动力滑块外端面B。

具体实施方式

在图中：套管1是一个较长较大的钢铁制成圆管状、套管1伸入在油井中、压裂封隔器伸在套管1内、中间设有中心管6，中心管6一端外围固定有橡胶限位块3，变扣接头2一端与中心管6上端相连接，橡胶限位块3下边设有耐压胶筒4，耐压胶筒4含有114碳纤维线与橡胶合制而成，耐压胶筒4下边是动力滑块外端面A5，动力滑块8的另一端面为动力滑块外端面B11，内封闭空气腔7设置在动力滑块8内端上部，液压动力腔9设置在动力滑块8内下端，进水割缝10在中心管6的上端面割成一道缝口，中心管6和动力滑块8围城了环形液压动力腔9，液压动力腔9通过进水割缝10和中心管6中央通道相连，组成了一种新型压裂封隔器。

该封隔器采用流体力学与机械原理相结合设计而成，将原有的扩张式胶筒改进为耐压胶筒4，耐压胶筒4采用高分子材料114碳纤维线与橡胶合制而成，具有耐高温，耐腐蚀，耐压的功效，不会造成胶筒破裂现象的发生，使密封效果得到了增强。液体经中心管6中央通道，通过进水割缝10进入动力滑块8与中心管6外壁围成的液压动力腔中9，动力滑块8因液压动力腔9与内封闭空气腔7之间的压差形成的压力被推动，向动力滑块外端面A5面方向移动，挤压耐压胶筒4，使耐压胶筒4膨胀，封隔了工具和套管间的环形空间，进入工作状态。动力滑块外端面A5、动力滑块外端面B11面积设计相等，在压裂过程中，不论油管和套管1环形空间的压强大小，都不会在动力滑块外端面A-B产生压力差，不会影响压裂封隔器的自身坐封效果。避免因为节流器设置的使用，而造成的排液量受限状况的发生。在实际使用过程中，随着油管内压裂液的压强加大，液压动力腔9与内封闭空气腔7之间的压差加大，对橡胶限位块3的推力加大，使密封效果更好。在结构设置上，喷砂口靠近耐压胶筒4，使喷砂口和耐压胶筒4间的油套环形空间体积减少，防止了陶粒砂的淀积，降低了上提工具造成的阻力，最大限度地减小工具的安全风险，起到防止工具被砂埋，为安全上提管柱提供更好的安全性。液压动力腔9容积和内封闭空气腔7容积变化相反，解封时中心管6中压力消失，被压缩的内封闭空气腔7中空气反向推动动力滑块8，加上耐压胶筒4在自身弹性下恢复原状，从而脱离套管1内壁，达到解封状态。

该封隔器设计合理，操作安全方便，吸收了Y341的坐封优点，避开了K344的坐封缺点，强化了压裂过程中的封隔效果，不受节流器的影响，降低了陶粒砂，经过排砂工具出口处的流速，降低了工具的磨损，防止工具的损坏，能配套使用大流量喷砂器，节约施工时间，降低了生产风险及成本，提高了施工效率。

Claims (1)

1.一种新型压裂封隔器，含有套管、变扣接头、橡胶限位块、耐压胶筒、动力滑块外端面A、中心管、内封闭空气腔、动力滑块、液压动力腔、进水割缝、动力滑块外端面B，其特征是：套管是一个较长较大的钢铁制成圆管状，套管伸入在油井中，压裂封隔器伸在套管内，中间设有中心管，中心管一端外围固定有橡胶限位块，变扣接头一端与中心管上端相连接，橡胶限位块下边设有耐压胶筒，耐压胶筒含有114碳纤维线与橡胶合制而成，耐压胶筒下边是动力滑块外端面A，动力滑块的另一端面为动力滑块外端面B，内封闭空气腔设置在动力滑块内端上部，液压动力腔设置在动力滑块内下端，进水割缝在中心管的上端面割成一道缝口，中心管和动力滑块围城了环形液压动力腔，液压动力腔通过进水割缝和中心管中央通道相连，组成了一种新型压裂封隔器。