自封壓縮式封隔器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及油氣田開發(fā)鉆采井下工具技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種自封壓縮式封隔器。
【背景技術(shù)】
[0002]在油氣井分層壓裂、分層采油、酸化、找串、封串等井下作業(yè)時(shí)，常用的封隔器有壓縮式和擴(kuò)張式兩種類型，這兩種類型的封隔器在井下作業(yè)施工中各有優(yōu)勢(shì)，但用于壓裂(酸化)與水力栗排液聯(lián)作施工時(shí)，容易出現(xiàn)座封困難和施工途中出現(xiàn)解封、承壓能力差等狀況，特別是隨著鉆采工藝不斷向高溫、高壓和復(fù)雜深部地層方面的進(jìn)展，油氣井開采的工況條件也越來越復(fù)雜，這對(duì)于井下作業(yè)中的關(guān)鍵工具一封隔器提出了更高的要求，而在水平井、大斜度井施工中暴露出的問題尤為突出。
[0003]目前在壓裂(酸化)與水力栗排液聯(lián)作工藝中使用的的封隔器主要是RTTS，它存在著坐封成功率低、在大斜度井和水平井內(nèi)無法坐封的問題；Y531封隔器雖然坐封不受井斜角和井眼軌跡限制，但其沒有卡瓦支撐結(jié)構(gòu)，放噴結(jié)束后，封隔器自動(dòng)解封，而且不能同時(shí)完成水力栗排液施工作業(yè)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種適用于直井、斜井及大斜度井的壓裂及水力栗排液聯(lián)作作業(yè)且一次入井可多次重復(fù)座封施工作業(yè)的自封壓縮式封隔器。
[0005]為此，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]—種自封壓縮式封隔器，包括上接頭、中心管、外套管、壓縮膠筒、液壓缸組件、卡瓦組件、自封皮碗密封組件、下接頭、密封套、壓縮限位套和球座，其中:
[0007]所述外套管套裝在所述中心管外側(cè)上部且所述中心管和所述外套管的頂端均與所述上接頭的下端固定連接，所述外套管下側(cè)外壁向內(nèi)凹陷，所述壓縮膠筒套裝在所述外套管外壁凹陷處使其外壁在未壓縮狀態(tài)下的外徑與位于其上部的所述外套管的外徑和位于其下部的上套壓活塞的外徑相一致，在所述外套管的側(cè)壁上沿圓周方向均勻形成有多個(gè)防砂過液孔，所述外套管與所述中心管之間形成第一環(huán)空并通過所述防砂過液孔與套管內(nèi)部連通；
[0008]所述液壓缸組件包括能夠沿中心管軸向進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的上套壓活塞和卡瓦椎體活塞，所述上套壓活塞套裝在所述外套管底部外側(cè)，所述卡瓦椎體活塞套裝在所述中心管的外側(cè)，所述上套壓活塞下側(cè)內(nèi)壁向內(nèi)凹陷形成與所述卡瓦椎體活塞上端面配合的第一環(huán)形臺(tái)階使所述上套壓活塞與中心管之間形成與所述外套管與所述中心管之間形成環(huán)空連通的第二環(huán)空，，所述卡瓦椎體活塞底端外壁沿圓周方向凸起形成有與所述上套壓活塞配合的第一支撐臺(tái)階；
[0009]所述卡瓦組件包括卡瓦上椎體、卡瓦、卡瓦下椎體、限位環(huán)、鎖環(huán)壓帽、鎖環(huán)和座卡支撐管，所述限位環(huán)套裝并固定在所述中心管外壁上且所述卡瓦椎體活塞下端內(nèi)壁向內(nèi)凹陷形成有與所述限位環(huán)上端面配合的第二環(huán)形臺(tái)階形成限位，限制所述卡瓦錐體活塞下行，所述卡瓦上椎體固定在所述卡瓦錐體活塞的下端，所述鎖環(huán)和所述鎖環(huán)壓帽設(shè)置在所述卡瓦錐體活塞與所述中心管之間形成的空隙處，所述鎖環(huán)套裝并活動(dòng)固定在所述中心管外側(cè)，所述鎖環(huán)壓帽壓配在所述鎖環(huán)上，使所述鎖環(huán)壓帽通過所述鎖環(huán)限位在一定區(qū)間內(nèi)上下移動(dòng)，所述座卡支撐管套裝在所述中心管外側(cè)并固定在所述鎖環(huán)壓帽底端，所述卡瓦下椎體套裝在所述座卡支撐管下部外側(cè)，所述卡瓦上椎體和所述卡瓦下椎體分別通過多個(gè)座卡剪釘和多個(gè)解封剪釘固定在所述座卡支撐管的上部和所述座卡支撐管的下部，所述卡瓦設(shè)置在所述卡瓦上椎體和所述卡瓦下椎體之間形成的導(dǎo)向槽內(nèi)；
[0010]進(jìn)一步地，上述所述鎖環(huán)套裝并活動(dòng)固定在所述中心管外側(cè)所采用的技術(shù)方案具體為:所述鎖環(huán)的內(nèi)壁上形成有鋸齒形內(nèi)螺紋，所述中心管外壁上形成有與所述鎖環(huán)內(nèi)壁上的鋸齒形內(nèi)螺紋配合的鋸齒形外螺紋，通過控制中心管外壁上的鋸齒形外螺紋與所述鎖環(huán)內(nèi)壁上的鋸齒形內(nèi)螺紋之間的相對(duì)位置形成嚙合和非嚙合狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)鎖環(huán)在中心管上的自鎖與解鎖。
[0011 ] 所述自封皮碗密封組件包括皮碗內(nèi)骨架、皮碗外骨架、皮碗、皮碗壓縮套和座封剪釘套，所述皮碗內(nèi)骨架套裝在所述中心管外側(cè)，所述皮碗外骨架套裝在所述皮碗內(nèi)骨架外偵牝且所述皮碗外骨架內(nèi)壁和所述卡瓦下椎體內(nèi)壁均固定在所述皮碗內(nèi)骨架外壁上，所述皮碗碗口向下套裝在所述中心管上；
[0012]所述下接頭固定連接在所述中心管下端，所述皮碗壓縮套套裝在所述下接頭外側(cè)上部并通過座封剪釘固定在所述下接頭上，所述皮碗壓縮套頂端向上延伸使所述皮碗套裝在所述中心管上并設(shè)置在所述皮碗內(nèi)骨架、所述皮碗外骨架以及所述皮碗壓縮套之間形成的空腔內(nèi)，所述密封套套裝在所述下接頭外側(cè)下部，所述密封套底部外壁凸起形成有與所述皮碗壓縮套底端配合并固定連接的第二支撐臺(tái)階，所述密封套上部?jī)?nèi)壁局部凹陷與所述下接頭外壁之間形成過液通道，所述下接頭側(cè)壁上加工有通孔，使所述過液通道通過所述下接頭側(cè)壁上的通孔與所述下接頭內(nèi)部連通；；
[0013]所述球座套裝在所述下接頭內(nèi)壁上并通過球座剪釘將所述球座固定在所述下接頭上，所述壓縮限位套套裝在所述下接頭底部外壁上并通過頂絲將所述壓縮限位套固定在所述下接頭上，當(dāng)需要坐封時(shí)所述皮碗壓縮套隨密封套掉落至壓縮限位套上時(shí)，所述下接頭側(cè)壁上的通孔與套管內(nèi)部連通，封隔器內(nèi)的作業(yè)液體可以通過下接頭側(cè)壁上的通孔進(jìn)入套管與封隔器之間的環(huán)空空間內(nèi)。
[0014]進(jìn)一步地，在所述外套管和所述上套壓活塞之間、所述上套壓活塞和所述卡瓦錐體活塞之間、所述中心管和所述卡瓦錐體活塞之間、所述中心管和所述皮碗內(nèi)骨架之間、所述下接頭和所述球座之間、所述皮碗壓縮套和所述下接頭之間以及所述皮碗壓縮套和所述密封套之間均相互配合形成密封。
[0015]進(jìn)一步的，所述卡瓦上椎體外壁形成有與所述卡瓦內(nèi)壁相互配合且能夠使所述卡瓦上行運(yùn)動(dòng)的錐面。
[0016]進(jìn)一步的，所述球坐剪釘?shù)哪軌虺惺艿募羟辛Υ笥谄ね雺嚎s套上的座封剪釘能夠承受的剪切力。
[0017]進(jìn)一步的，所述上接頭和所述中心管之間、所述上接頭和所述外套管之間、所述限位環(huán)內(nèi)壁和所述中心管外壁之間、所述皮碗內(nèi)骨架外壁和所述卡瓦下椎體內(nèi)壁之間、所述皮碗外骨架內(nèi)壁和所述皮碗內(nèi)骨架外壁之間，所述下接頭內(nèi)壁和所述中心管外壁之間以及所述壓縮限位套內(nèi)壁和所述中心管外壁之間均采用螺紋連接。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，該自封壓縮式封隔器采用壓縮膠筒密封與自封皮碗密封相結(jié)合的密封方式，通過壓縮膠筒、卡瓦組件、自封皮碗密封組件、液壓缸組件在坐封過程中形成自鎖裝置組成具有兩層坐封功能的封隔器，坐封力強(qiáng)，并且該自封壓縮式封隔器的坐封不受井斜角和井眼軌跡限制，坐封后，能夠保證承受的工作壓力高，承壓壓差范圍寬的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過驗(yàn)證該自封壓縮式封隔器能夠承受70MPa正向壓差和35MPa的反向壓差，在不同情況下該自封壓縮式封隔器的坐封能力均不會(huì)受到影響，需要解封時(shí)，該自封壓縮式封隔器采用上提管柱方式解封，解封后還可以再次坐封，一次入井可多次重復(fù)座封施工作業(yè)，不僅適用壓裂和水力栗排液聯(lián)作施工，還適用套管找漏、驗(yàn)漏及注水等施工作業(yè)，適用于直井、斜井以及大斜度井內(nèi)的坐封。
[0019]說明書附圖
[0020]圖1是本實(shí)用新型的自封壓縮式封隔器的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型的自封壓縮式封隔器在套管內(nèi)處于坐封狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:1、上接頭；2、中心管；2_1、鋸齒形內(nèi)螺紋；3、防砂過液孔；4、外套管；5、壓縮膠筒組件；6、上套壓活塞；7、液壓缸組件-卡瓦錐體活塞；8、限位環(huán)；9、鎖環(huán)壓帽；10、鎖環(huán)；11、座卡支撐管；12、卡瓦上椎體；12-1、座卡剪釘；13、卡瓦；14、卡瓦下錐體；14_1、解封剪釘；15、皮碗內(nèi)骨架；16、皮碗外骨架；17、皮碗；18、座封剪釘套；19、座封剪釘；20、皮碗壓縮套；21、下接頭；21-1、過液通道；22、封堵球；23、球座；24、密封套；25、球座剪釘；26、頂絲；27、壓縮限位套；
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的自封壓縮式封隔器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0024]如圖1?2所示，該自封壓縮式封隔器，包括上接頭1、中心管2、外套管4、壓縮膠筒5、液壓缸組件、卡瓦組件、自封皮碗密封組件、下接頭21、密封套24、壓縮限位套27和球座23，其