CN214091777U - 一种液压坐封工具及坐封射孔联作系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种液压坐封工具及坐封射孔联作系统，包括依次连接的连枪接头(101)、液压平衡短节和电子线路短节，液压平衡短节包括活塞筒(115)、位于活塞筒内的平衡活塞(113)，以及与平衡活塞可滑动连接的活塞导杆(116)。平衡活塞将活塞筒的内腔划分为油液腔和井液腔，井液腔的内壁上开设有贯通至活塞筒的外表面的通孔，油液腔的内壁开设有与连枪接头的外螺纹相配合的内螺纹，内螺纹与外螺纹之间设置有由弹性材料制成的减振层(103)，活塞导杆的内部开设有轴向通道，轴向通道的内壁开设有与油液腔连通的过油孔(106)。本实用新型可有效避免其内的电机泵组等零件因射孔震动而损伤，有利于提高使用寿命。

Description

一种液压坐封工具及坐封射孔联作系统

技术领域

本实用新型涉及油气井开采技术领域，特别是涉及一种液压坐封工具及坐封射孔联作系统。

背景技术

分簇射孔压裂是针对页岩油气藏储层进行压裂改造的重要手段之一，目前的液压坐封工具与射孔管串联作施工时，射孔产生的冲击震动常使液压坐封工具内的电机泵组及其他零件遭受损伤，影响液压坐封工具的使用寿命及工程进度。因此，如何改进液压坐封工具以提高使用寿命，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种液压坐封工具及坐封射孔联作系统，该液压坐封工具可有效避免其内的电机泵组等零件因射孔震动而损伤，有利于提高使用寿命。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种液压坐封工具，包括依次连接的连枪接头、液压平衡短节和电子线路短节，所述连枪接头用于与射孔管串相连，所述液压平衡短节包括活塞筒、位于所述活塞筒内的平衡活塞，以及与所述平衡活塞可滑动连接的活塞导杆，所述平衡活塞将所述活塞筒的内腔划分为油液腔和井液腔，所述井液腔的内壁上开设有贯通至所述活塞筒的外表面的通孔，所述油液腔的内壁开设有与所述连枪接头的外螺纹相配合的内螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹之间设置有由弹性材料制成的减振层，所述活塞导杆的内部开设有轴向通道，所述轴向通道的内壁开设有与所述油液腔连通的过油孔。

可选地，在上述液压坐封工具中，所述减振层为包覆在所述外螺纹上的橡胶层。

可选地，在上述液压坐封工具中，所述电子线路短节远离所述液压平衡短节的一端通过转接筒与液压动力短节相连，所述转接筒的筒体上设置有单向注油塞。

可选地，在上述液压坐封工具中，所述液压动力短节包括电机和与所述电机通过联轴器连接的柱塞泵，所述柱塞泵位于所述电机远离所述转接筒的一侧。

可选地，在上述液压坐封工具中，所述液压动力短节远离所述转接筒的一端通过带换向阀芯的阀块与桥塞执行机构相连，所述桥塞执行机构包括活塞推杆，所述阀块具有与所述柱塞泵的出液口连通的进油通道、与所述柱塞泵的进液口连通的回油通道，以及分别与所述活塞推杆的活塞部的两端连通的第一油道和第二油道，当所述换向阀芯位于第一工位时，所述进油通道与所述第一油道导通，所述回油通道与所述第二油道导通；当所述换向阀芯位于第二工位时，所述进油通道与所述第二油道导通，所述回油通道与所述第一油道导通。

可选地，在上述液压坐封工具中，所述阀块设置有位于所述进油通道的旁通位置的压力传感器，所述压力传感器与所述电子线路短节中的处理器电连接。

可选地，在上述液压坐封工具中，所述活塞推杆的活塞部设置有用于将所述活塞部的两端导通的第一安全阀。

可选地，在上述液压坐封工具中，所述活塞推杆的活塞部还设置有用于将所述活塞部的两端导通的第二安全阀和与所述第二安全阀配合的泄压顶杆，所述第二安全阀的阈值高于所述第一安全阀的阈值，所述泄压顶杆远离所述第二安全阀的一端伸出所述活塞部远离所述阀块的端面。

可选地，在上述液压坐封工具中，所述连枪接头设置有与所述活塞导杆内部的所述轴向通道连通的反向承压密封针，所述反向承压密封针用于与所述电子线路短节中的处理器电连接。

一种坐封射孔联作系统，包括射孔管串和如上述任意一项所公开的液压坐封工具，所述射孔管串的下端与所述液压坐封工具的所述连枪接头相连。

根据上述技术方案可知，本实用新型提供的液压坐封工具中，电子线路短节连接于液压平衡短节的相对连枪接头的另一端，因此当与射孔管串连接后，电子线路短节的位置离射孔管串较远，再加上连枪接头的外螺纹与液压平衡短节的活塞筒的内螺纹之间设置有减振层，而减振层由弹性材料制成，本身具有缓冲振动的作用，所以，本实用新型提供的液压坐封工具能够有效避免电子元器件等零件因射孔震动而损伤，这样有利于提高使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的液压坐封工具的上段的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的液压坐封工具的下段的示意图；

图3是图1中液压平衡短节1的示意图；

图4是图3中连枪接头101的示意图；

图5是图1中电子线路短节2的示意图；

图6是图5中的A-A剖视图；

图7是图1中液压动力短节3的示意图；

图8是图7中阀块307的示意图；

图9是图8中B-B剖视图；

图10是图7中电机303和柱塞泵305的示意图；

图11是图1中桥塞执行机构4的示意图。

图中标记为：

1、液压平衡短节；101、连枪接头；102、反向承压密封针；103、减振层；104、弹簧座；105、弹簧；106、过油孔；107、内刮油环；108、弹簧套环；109、内密封圈；110、外刮油环；111、外密封圈；112、外刮泥环；113、平衡活塞；114、内刮泥环；115、活塞筒；116、活塞导杆；117、螺环；118、压环；119、键；

2、电子线路短节；201、双道密封插针；202、减震垫；203、电路板；204、电子筒；205、过油通道；206、高压插头；207、转接筒；208、常压插头；209、单向注油塞；210、安全阀；

3、液压动力短节；301、常压插座；302、动力筒；303、电机；304、电机座；305、柱塞泵；306、换向阀芯；307、阀块；308、回油通道；309、堵头；310、过油管；311、扶正套；312、第一油道；313、进油通道；314、传感器盖；315、传感器座；316、压力传感器；317、联轴器；318、泵连接头；

4、桥塞执行机构；401、安全阀；402、安全阀；403、活塞推杆；404、推杆筒；405、防脱卡环；406、插销；407、滑套；408、坐封连杆；409、滑槽；410、泄压顶杆。

具体实施方式

为了便于理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

参见图1和图2，分别展示了本实用新型实施例提供的液压坐封工具的上段部分和下段部分，该液压坐封工具包括液压平衡短节1、电子线路短节2、液压动力短节3和桥塞执行机构4，其中，液压平衡短节1的结构如图3所示，液压平衡短节1包括活塞筒115、位于活塞筒115内的平衡活塞113，以及与平衡活塞113可滑动连接的活塞导杆116。活塞筒115的一端设置有用于连接电子线路短节2的螺环117和键119，另一端与连枪接头101连接，也就是说，在本实用新型提供的液压坐封工具中，连枪接头101、液压平衡短节1和电子线路短节2依次相连。

由图3可见，平衡活塞113将活塞筒115的内腔划分为油液腔(即图中平衡活塞113的左侧)和井液腔(即图中平衡活塞113的右侧)，油液腔的内壁开设有与连枪接头101的外螺纹相配合的内螺纹，内螺纹与外螺纹之间设置有由弹性材料制成的减振层103。使用时，连枪接头101远离液压平衡短节1的一端与射孔管串相连，由于连枪接头101、液压平衡短节1和电子线路短节2是依次相连的，所以电子线路短节2的位置离射孔管串较远，再加上由弹性材料制成的减振层103本身具有缓冲振动的作用，因此，本实用新型提供的液压坐封工具能够有效避免电子元器件等零件因射孔震动而损伤，这样有利于提高使用寿命。

如图3所示，活塞导杆116的一端抵在连枪接头101上，另一端由压环118固定在活塞筒115上，活塞导杆116的内部开设有轴向通道，轴向通道的内壁开设有与油液腔连通的过油孔106，因此油液腔内的油液可经活塞导杆116内部的轴向通道通往液压系统。井液腔的内壁上开设有贯通至活塞筒115的外表面的通孔(图中未标记)，当液压坐封工具位于井下时，井液由该通孔进入井液腔，如果井液压力大于液压系统的油压，那么平衡活塞113将沿活塞导杆116向油液腔方向移动，随着平衡活塞113的移动，液压系统的油液压力因平衡活塞113的挤压而不断升高，直至平衡活塞113停止移动，此时便实现了液压坐封工具内部油液与外部井液的压力平衡，从而可以避免液压坐封工具因内外压差而出现变形。

活塞筒115内设置有弹簧105，弹簧105的一端设置在弹簧座104上，另一端设置在平衡活塞113上，并由安装在平衡活塞113上的弹簧套环108固定住。平衡活塞113的内表面与活塞导杆116的外表面之间设置有内刮油环107、内密封圈109和内刮泥环114，平衡活塞113的外表面与活塞筒115的内表面之间设置有外刮油环110、外密封圈111和外刮泥环112。

活塞导杆116的轴向通道除了作为液体通道，也可以同时用作布线通道，如图3所示，连枪接头101设置有与活塞导杆116内部的轴向通道连通的反向承压密封针102，这样，与反向承压密封针102连接的导线穿过活塞导杆116的轴向通道后去往电子线路短节2，从而使反向承压密封针102与电子线路短节2中的处理器电连接。

减振层103的材料可以为橡胶，本实施例中，减振层103为包覆在连枪接头101的外螺纹上的橡胶层，如图4所示，减振层103的表面为螺纹形。当然，在其他的实施例中，减振层103也可以是衬贴在活塞筒115的内螺纹上的橡胶层。

参见图5和图6，电子线路短节2包括电子筒204和位于电子筒204内的电路板203，为了保护电路板203上的电子元器件，可以在电路板203的端部设置减震垫202，双道密封插针201设置在电子筒204上，导线可由此处与电路板203电连接。本实施例中，电子线路短节2远离液压平衡短节1的一端通过转接筒207与液压动力短节3相连，转接筒207靠近电子线路短节2的一端设置高压插头206，另一端设置常压插头208，高压插头206和常压插头208之间为转接筒207的筒腔，电子筒204的筒体内开设有过油通道205，来自转接筒207的筒腔内的油液可以沿过油通道205到达电子线路短节2的另一端，也就是说，转接筒207的筒腔与液压平衡短节1中活塞导杆116的轴向通道是连通的。转接筒207的筒体上设置有单向注油塞209，可以由单向注油塞209向液压系统补充油液，为了防止液压系统内压力过高，转接筒207的筒体上还设置有安全阀210。

参见图7和图10，液压动力短节3包括电机303和与电机303通过联轴器317连接的柱塞泵305，电机303和柱塞泵305均通过螺栓固定安装在电机座304上，电机座304安装在动力筒302内，柱塞泵305位于电机303远离转接筒207的一侧，电机座304远离柱塞泵305的一端设置有与常压插头208配合的常压插座301。动力筒302远离转接筒207的一端通过带换向阀芯306的阀块307与桥塞执行机构4相连，如图8和图9，阀块307具有进油通道313、回油通道308、第一油道312和第二油道，其中，第二油道内设置有扶正套311和与扶正套311可滑动连接的过油管310，过油管310穿过阀块307一端的堵头309后与桥塞执行机构4的活塞推杆403(见图11)固定连接，过油管310经由活塞推杆403内部的油道与活塞部的一端连通，活塞部的另一端则与阀块307上的第一油道312连通。进油通道313通过泵连接头318与柱塞泵305的出液口连通，回油通道308与柱塞泵305的进液口连通。

为了能够监测液压系统的压力，阀块307设置有压力传感器316，如图9所示，压力传感器316安装在传感器座315上，位于进油通道313的旁通位置，并由传感器盖314固定，压力传感器316与电子线路短节2中的处理器电连接。

参见图11，桥塞执行机构4包括与阀块307相连的推杆筒404和与推杆筒404可滑动连接的活塞推杆403，推杆筒404远离阀块307的一端连接有坐封连杆408，坐封连杆408上套有滑套407，滑套407与活塞推杆403由插销406连接，而插销406位于坐封连杆408的滑槽409中，为了防止插销406从滑套407上脱落下来，滑套407的一端设置有防脱卡环405，防脱卡环405与插销406的凸台卡接。

当活塞推杆403相对推杆筒404移动时，滑套407随活塞推杆403一起移动，而坐封连杆408与推杆筒404保持相对固定，因此，滑套407的端部(带有外螺纹)与坐封连杆408的端部(带有外螺纹)之间的距离会发生变化。桥塞(图中未示出)安装在滑套407和坐封连杆408上，以图11所示方向为例，当活塞推杆403向右移动时，滑套407的端部与坐封连杆408的端部之间的距离变小，桥塞发生挤压变形完成坐封。

阀块307中设置换向阀芯306的目的是为了便于使活塞推杆403复位，首先，当液压坐封工具位于井下工作的时候，换向阀芯306处在第一工位，此时，进油通道313与第一油道312导通，回油通道308与过油管310所在的第二油道导通，参见图7、图8和图11，电机303驱动柱塞泵305转动，泵出的油液依次经过进油通道313和第一油道312到达推杆筒404，并推压活塞推杆403移动完成坐封。在活塞推杆403移动的过程中，活塞推杆403的杆部所在腔室内的油液依次经过活塞推杆403内部的油道、过油管310和回油通道308返回到柱塞泵305所在的油腔中。其次，当起出液压坐封工具回到地面后，将换向阀芯306由第一工位切换到第二工位，此时，进油通道313与过油管310所在的第二油道导通，回油通道308与第一油道312导通，这样再启动柱塞泵305即可使推压活塞推杆403反方向移动完成复位。

如图11所示，当活塞推杆403向右移动时，活塞推杆403的杆部所在腔室逐渐变小，虽然有活塞推杆403内部的油道将活塞部的两端连通，但为了提高安全性，本实施例在活塞推杆403的活塞部还设置了用于将活塞部的两端导通的安全阀402。为了进一步提高安全性，活塞推杆403的活塞部还可以设置有安全阀401和与安全阀401配合的泄压顶杆410，安全阀401同样能够将活塞部的两端导通，但其阈值高于安全阀402的阈值。泄压顶杆410远离安全阀401的一端伸出活塞部远离阀块307的端面，当活塞推杆403的活塞部移动到坐封连杆408的位置时，泄压顶杆410受到坐封连杆408的作用力将安全阀401顶开，从而使保证坐封到位后系统压力能够及时泄压。

基于本实用新型提供的液压坐封工具，本实用新型还提供了一种坐封射孔联作系统，该坐封射孔联作系统包括射孔管串和上述实施例公开的液压坐封工具，射孔管串的下端与液压坐封工具的连枪接头101相连。由于上述实施例公开的液压坐封工具具有上述技术效果，因此具有该液压坐封工具的坐封射孔联作系统同样具有上述技术效果，本文在此不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种液压坐封工具，其特征在于，包括依次连接的连枪接头(101)、液压平衡短节(1)和电子线路短节(2)，所述连枪接头(101)用于与射孔管串相连，所述液压平衡短节(1)包括活塞筒(115)、位于所述活塞筒(115)内的平衡活塞(113)，以及与所述平衡活塞(113)可滑动连接的活塞导杆(116)，所述平衡活塞(113)将所述活塞筒(115)的内腔划分为油液腔和井液腔，所述井液腔的内壁上开设有贯通至所述活塞筒(115)的外表面的通孔，所述油液腔的内壁开设有与所述连枪接头(101)的外螺纹相配合的内螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹之间设置有由弹性材料制成的减振层(103)，所述活塞导杆(116)的内部开设有轴向通道，所述轴向通道的内壁开设有与所述油液腔连通的过油孔(106)。

2.根据权利要求1所述的液压坐封工具，其特征在于，所述减振层(103)为包覆在所述外螺纹上的橡胶层。

3.根据权利要求1所述的液压坐封工具，其特征在于，所述电子线路短节(2)远离所述液压平衡短节(1)的一端通过转接筒(207)与液压动力短节(3)相连，所述转接筒(207)的筒体上设置有单向注油塞(209)。

4.根据权利要求3所述的液压坐封工具，其特征在于，所述液压动力短节(3)包括电机(303)和与所述电机(303)通过联轴器(317)连接的柱塞泵(305)，所述柱塞泵(305)位于所述电机(303)远离所述转接筒(207)的一侧。

5.根据权利要求4所述的液压坐封工具，其特征在于，所述液压动力短节(3)远离所述转接筒(207)的一端通过带换向阀芯(306)的阀块(307)与桥塞执行机构(4)相连，所述桥塞执行机构(4)包括活塞推杆(403)，所述阀块(307)具有与所述柱塞泵(305)的出液口连通的进油通道(313)、与所述柱塞泵(305)的进液口连通的回油通道(308)，以及分别与所述活塞推杆(403)的活塞部的两端连通的第一油道(312)和第二油道，当所述换向阀芯(306)位于第一工位时，所述进油通道(313)与所述第一油道(312)导通，所述回油通道(308)与所述第二油道导通；当所述换向阀芯(306)位于第二工位时，所述进油通道(313)与所述第二油道导通，所述回油通道(308)与所述第一油道(312)导通。

6.根据权利要求5所述的液压坐封工具，其特征在于，所述阀块(307)设置有位于所述进油通道(313)的旁通位置的压力传感器(316)，所述压力传感器(316)与所述电子线路短节(2)中的处理器电连接。

7.根据权利要求5所述的液压坐封工具，其特征在于，所述活塞推杆(403)的活塞部设置有用于将所述活塞部的两端导通的第一安全阀(402)。

8.根据权利要求7所述的液压坐封工具，其特征在于，所述活塞推杆(403)的活塞部还设置有用于将所述活塞部的两端导通的第二安全阀(401)和与所述第二安全阀(401)配合的泄压顶杆(410)，所述第二安全阀(401)的阈值高于所述第一安全阀(402)的阈值，所述泄压顶杆(410)远离所述第二安全阀(401)的一端伸出所述活塞部远离所述阀块(307)的端面。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的液压坐封工具，其特征在于，所述连枪接头(101)设置有与所述活塞导杆(116)内部的所述轴向通道连通的反向承压密封针(102)，所述反向承压密封针(102)用于与所述电子线路短节(2)中的处理器电连接。

10.一种坐封射孔联作系统，其特征在于，包括射孔管串和如权利要求1～9中任意一项所述的液压坐封工具，所述射孔管串的下端与所述液压坐封工具的所述连枪接头(101)相连。

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