CN204877369U - 液控自解封式压裂封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了液控自解封式压裂封隔器，所述喷砂体上端径向开设喷砂口，喷砂体内壁套装滑套，所述喷砂体外壁自上而下依次套装有组合胶筒、锁套，所述锁套内部设置卡环座，卡环座下端外壁设置卡环，在坐封时卡环对应锁套内壁下端开设的锁齿配合锁紧，所述卡环座与喷砂体之间设置有解封活塞，所述解封活塞上端顶在喷砂体开设的限位台下端面，所述锁套下方依次连接上活塞和下活塞，所述上活塞位于下中心管外部并且和下中心管之间形成空腔，在上活塞上开设连通至该空腔的通孔，所述下活塞位于下接头外部并且通过坐封剪钉暂时与下接头连接固定。本实用新型解决了目前套管内压裂用封隔器无法有效解封以及依靠喷口节流坐封等问题。

Description

液控自解封式压裂封隔器

技术领域

本实用新型涉及石油压裂技术，具体地说是液控自解封式压裂封隔器。

背景技术

分段压裂工艺是提高低渗透油藏、薄互油藏开发效果的重要手段，其中管内机械分层分段压裂技术是重要手段之一，应用规模正在逐步扩大，其具有压裂层段针对性强，压裂过程连续，压裂后提高驱油效率，返排及时，能有效保护储层等技术优势，封隔器是该技术最重要的配套工具之一。

近几年，国内多家公司都致力于套管内封隔器分段压裂技术的研究，形成了多种套管内封隔器分段压裂管柱，但是无论采用哪种管柱，现场都要求压裂完成后管柱能够顺利起出,封隔器能够解封，目前能检索到的套管内分段压裂用的封隔器有扩张式和压缩式两种，扩张式封隔器在应用过程中是通过减小压裂喷砂器喷砂口的过流面积或者其他方式,使压裂管柱内外产生节流压差座封封隔器实现分段，压裂完成后泄压解封，这种设计存在的缺点是压裂过程中压裂液对喷砂口的磨损较大，造成喷砂口的过流面积增大，节流压差减小或消失，导致封隔器实效，甚至导致整个管柱断裂，造成施工事故。而现有的压缩式封隔器在使用过程中，解封时需上提管柱克服封隔器的解封力，上提力大，特别是当下部管柱被砂埋时，上提力非常大，无法实现有效的解封，致使管柱无法提出，造成施工事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供液控自解封式压裂封隔器，解决了目前套管内压裂用封隔器无法有效解封以及依靠喷口节流坐封等问题。

为了达成上述目的，本实用新型采用了如下技术方案，液控自解封式压裂封隔器，包括自上而下依次连接的上接头、喷砂体、下中心管、下接头，所述喷砂体上端径向开设喷砂口，喷砂体内壁套装滑套，滑套下端通过压裂剪钉连接固定在喷砂体上暂时封堵住喷沙口，所述喷砂体外壁自上而下依次套装有组合胶筒、锁套，所述锁套内部设置卡环座，卡环座下端外壁设置卡环，在坐封时卡环对应锁套内壁下端开设的锁齿配合锁紧，所述卡环座与喷砂体之间设置有解封活塞，所述解封活塞上端顶在喷砂体开设的限位台下端面，并且解封活塞一方面通过解封剪钉与喷砂体连接，另一方面通过锁环与卡环座连接，所述锁套下方依次连接上活塞和下活塞，所述上活塞位于下中心管外部并且和下中心管之间形成空腔，在上活塞上开设连通至该空腔的通孔，所述下活塞位于下接头外部并且通过坐封剪钉暂时与下接头连接固定，所述喷砂体在自身下端且位于解封剪钉、上活塞附近位置开设有传压孔，所述下中心管在自身下端且位于下活塞附近位置也开设有传压孔。

所述组合胶筒上下两端分别设置上挡帽和下挡帽，所述喷砂体外壁还设置挡砂皮碗，所述挡砂皮碗位于组合胶筒上端的上挡帽上端。

所述锁套上端连接在下挡帽上，所述卡环座上端固定在喷砂体上并且两者之间安装防松销钉。

所述滑套外壁和喷砂体内壁均开设相互配合限制轴向定程移动的限位台阶，所述限位台阶的轴向长度大于等于滑套上端面到喷砂口的距离。

所述滑套上端端口内壁设计为球面端口，该端口直径小于投球的直径。

所述滑套与喷砂体之间设置密封圈，解封活塞与喷砂体之间设置密封圈，所述上活塞与喷砂体以及下中心管之间设置密封圈，所述下活塞与下中心管以及下接头之间设置密封圈。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

滑套喷砂器与封隔器采用一体式结构，打开滑套的同时启动封隔器的解封机构，压裂完成可直接上提起出管柱，上提力小。无需依靠节流压差坐封封隔器，喷砂器喷砂口的过流面积大，大大减少了压裂过程中对喷砂口的磨损，提高了管柱的安全性，同时消除了对施工排量的限制。设计的挡砂装置，降低了管柱砂卡的风险。

附图说明

图1为本实用新型的液控自解封式压裂封隔器的结构示意图。

图中：上接头1、喷砂体2、滑套3、挡砂皮碗4、上压帽5、组合胶筒6、下压帽7、防松销钉8、解封剪钉9、压裂剪钉10、解封活塞11、锁环12、卡环座13、卡环14、锁套15、上活塞16、密封圈17、下中心管18、下活塞19、座封剪钉20、下接头21。

具体实施方式

有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

根据图1，实施例1：液控自解封式压裂封隔器，包括自上而下依次连接的上接头1、喷砂体2、下中心管18、下接头21，所述喷砂体上端径向开设喷砂口，喷砂体内壁套装滑套3，滑套下端通过压裂剪钉10连接固定在喷砂体上暂时封堵住喷沙口，所述喷砂体外壁自上而下依次套装有组合胶筒6、锁套15，所述锁套内部设置卡环座13，卡环座下端外壁设置卡环14，在坐封时卡环对应锁套内壁下端开设的锁齿配合锁紧，所述卡环座与喷砂体之间设置有解封活塞11，所述解封活塞上端顶在喷砂体开设的限位台下端面，并且解封活塞一方面通过解封剪钉9与喷砂体连接，另一方面通过锁环12与卡环座连接，所述锁套下方依次连接上活塞16和下活塞19，所述上活塞位于下中心管外部并且和下中心管之间形成空腔，在上活塞上开设连通至该空腔的通孔，所述下活塞位于下接头外部并且通过坐封剪钉20暂时与下接头连接固定，所述喷砂体在自身下端且位于解封剪钉、上活塞附近位置开设有传压孔，所述下中心管在自身下端且位于下活塞附近位置也开设有传压孔。所述滑套外壁和喷砂体内壁均开设相互配合限制轴向定程移动的限位台阶，所述限位台阶的轴向长度大于等于滑套上端面到喷砂口的距离。所述滑套上端端口内壁设计为锥面端口，该锥面端口最小直径小于投球的直径。

实施例2：在实施例1的基础上，所述组合胶筒上下两端分别设置上挡帽5和下挡帽7，所述喷砂体外壁还设置挡砂皮碗4，所述挡砂皮碗位于组合胶筒上端的上挡帽上端。所述锁套上端连接在下挡帽上，所述卡环座上端固定在喷砂体上并且两者之间安装防松销钉8。所述滑套与喷砂体之间设置密封圈，解封活塞与喷砂体之间设置密封圈，所述上活塞与喷砂体以及下中心管之间设置密封圈，所述下活塞与下中心管以及下接头之间设置密封圈。

上接头1下端连接喷砂体2，喷砂体2径向上均匀分布四个喷砂孔，喷砂体2内部与滑套3配合，且通过压裂剪钉10连接，外部依次与挡砂皮碗4、上压帽5、组合胶筒6、下压帽7、解封活塞11等配合，与解封活塞11通过解封剪钉9连接，下端通过螺纹与卡环座13连接，连接螺纹处配有防松销钉。滑套上设有多道密封圈,上端部与投入的压裂球配合。卡环座13上配有卡环14，座封时卡环14可与锁套15配合锁紧。卡环座13内部通过锁环12与解封活塞11连接。上活塞16和下活塞19上均设有两道密封圈，二者通过螺纹连接，连接螺纹处配有防松销钉，座封时可在喷砂体2和下中心管18上滑动。下接头21内部与下中心管18通过螺纹连接，螺纹连接处配有防松销钉，外部与下活塞19通过座封剪钉20连接。喷砂体21下端、下中心管18下端均设有传压孔。

本实用新型液控自解封式压裂封隔器的工作原理如下：

压裂之前，管内打压，压力从喷砂体2、下中心管18的传压孔内传入，剪断座封剪钉20，上活塞16和下活塞19分别沿着喷砂体2和下中心管18上行，同时带动卡环座13、下压帽7上行，压缩组合胶筒6座封封隔器，卡环14与锁套15配合锁紧。压裂时投入与滑套3配合的球，剪断压裂剪钉10，滑套3下行，露出喷砂体2上的喷砂口进行压裂，同时压力通过滑套3与喷砂体2的环空进入喷砂体2上的压裂剪钉孔以及附近的传压孔，作用在解封活塞11的压差面上，推动解封活塞11剪断解封剪钉9并克服锁环12的锁紧力下行，则解封活塞11与卡环座13脱开，完成丢手机构的启动。压裂过程中由于球座在滑套3的球座面上，形成活塞，压力作用在活塞面上产生向下的作用力，并通过滑套3外面的台阶作用在喷砂体2上，因此封隔器仍处于座封状态，当压裂完成后，作用在喷砂体2上向下的力消失，封隔器组合胶筒6具有回弹的趋势，上提管柱完成封隔器的解封。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，非用以限定本实用新型的专利范围，其他运用本实用新型的专利精神的等效变化，均应俱属本实用新型的专利范围。

Claims (6)

1.液控自解封式压裂封隔器，其特征在于，包括自上而下依次连接的上接头、喷砂体、下中心管、下接头，所述喷砂体上端径向开设喷砂口，喷砂体内壁套装滑套，滑套下端通过压裂剪钉连接固定在喷砂体上暂时封堵住喷砂口，所述喷砂体外壁自上而下依次套装有组合胶筒、锁套，所述锁套内部设置卡环座，卡环座下端外壁设置卡环，在坐封时卡环对应锁套内壁下端开设的锁齿配合锁紧，所述卡环座与喷砂体之间设置有解封活塞，所述解封活塞上端顶在喷砂体开设的限位台下端面，并且解封活塞一方面通过解封剪钉与喷砂体连接，另一方面通过锁环与卡环座连接，所述锁套下方依次连接上活塞和下活塞，所述上活塞位于下中心管外部并且和下中心管之间形成空腔，在上活塞上开设连通至该空腔的通孔，所述下活塞位于下接头外部并且通过坐封剪钉暂时与下接头连接固定，所述喷砂体在自身下端且位于解封剪钉、上活塞附近位置开设有传压孔，所述下中心管在自身下端且位于下活塞附近位置也开设有传压孔。

2.根据权利要求1所述的液控自解封式压裂封隔器，其特征在于，所述组合胶筒上下两端分别设置上挡帽和下挡帽，所述喷砂体外壁还设置挡砂皮碗，所述挡砂皮碗位于组合胶筒上端的上挡帽上端。

3.根据权利要求2所述的液控自解封式压裂封隔器，其特征在于，所述锁套上端连接在下挡帽上，所述卡环座上端固定在喷砂体上并且两者之间安装防松销钉。

4.根据权利要求1所述的液控自解封式压裂封隔器，其特征在于，所述滑套外壁和喷砂体内壁均开设相互配合限制轴向定程移动的限位台阶，所述限位台阶的轴向长度大于等于滑套上端面到喷沙口的距离。

5.根据权利要求1所述的液控自解封式压裂封隔器，其特征在于，所述滑套上端端口内壁设计为锥面端口，该锥面端口最小直径小于投球的直径。

6.根据权利要求1所述的液控自解封式压裂封隔器，其特征在于，所述滑套与喷砂体之间设置密封圈，解封活塞与喷砂体之间设置密封圈，所述上活塞与喷砂体以及下中心管之间设置密封圈，所述下活塞与下中心管以及下接头之间设置密封圈。