一種具有雙級封隔單元的k344型封隔器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有雙級封隔單元的K344型封隔器，兩級封隔器單元通過中接頭連接，第一級封隔器單元下中心管上分別設有上、下導壓水眼，中接頭與下中心管間設有間隙一，間隙一的上端部分從上至下依次設有滑動密封的密封環(huán)以及限位環(huán)；限位環(huán)與下中心管通過剪切銷釘相固定，且它們之間設有間隙二；上導壓水眼及第二級封隔器單元進液孔被隔開于密封環(huán)的兩側，下導壓水眼通過間隙二以及限位環(huán)上的水流通孔與第一級封隔器單元進液孔相通。本發(fā)明在第一組封隔單元失效時，第二組封隔單元能夠在油套壓差作用下自動開啟，同時關閉第一組封隔單元進液通道，實現(xiàn)了兩級封隔單元的交替工作。能夠雙重保證封隔器的可靠座封，延長了其使用壽命。
【專利說明】—種具有雙級封隔單元的K344型封隔器

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于油氣井實施井下作業(yè)用的井下工具【技術領域】，具體涉及用于地下使用的隔離裝置，是油、氣田試油、試氣的主要工具之一，特別是應用于動管柱水力噴射連續(xù)壓裂施工作為底封隔器的一種具有雙級封隔單元的K344型封隔器。

【背景技術】
[0002]封隔器是低滲透油藏儲層改造必不可少的井下工具，近年來為進一步提高單井產量并縮短作業(yè)周期，對儲層進行更加有效的改造，開展了對井下壓裂工具的研究。如圖5所示，目前施工中經常使用的擴張式封隔器包括上接頭1、下接頭7、上膠筒座2、下膠筒座3、膠筒4、中心管5、進液孔6以及進液通道等。當擴張式封隔器下至設計深度時，向油管內打壓，液體經進液孔及進液通道，充滿膠筒的整個空間，當油管內外壓差達到封隔器坐封壓力時膠筒脹大，從而密封油套管的環(huán)形空間；當泄掉油管內的壓力，膠筒依靠本身的彈力回縮原狀，即可解封。因目前施工中使用的該類擴張式封隔器只有一級封隔單元，壓裂施工過程中封隔器膠筒破損會直接影響壓裂施工效果，甚至造成壓裂施工被迫中斷。如果僅通過提高膠筒的性能來提高封隔器坐封穩(wěn)定性，開發(fā)成本高，也不容易實現(xiàn)。


【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中所使用的擴張式封隔器只有一級封隔單元，壓裂施工過程中封隔器膠筒破損，會直接影響壓裂施工效果，甚至造成壓裂施工被迫中斷的問題；并且如果僅通過提高膠筒的性能來提高封隔器坐封穩(wěn)定性，其開發(fā)成本高，也不容易實現(xiàn)的問題。
[0004]為此，本發(fā)明提供了一種具有雙級封隔單元的K344型封隔器，包括第一級K344型封隔器單元以及第二級K344型封隔器單元，所述第一級K344型封隔器單元與第二級K344型封隔器單元通過中接頭固定連接；所述第一級K344型封隔器單元的下中心管上分別設有上導壓水眼以及下導壓水眼，所述中接頭與下中心管之間設有間隙一，間隙一的上端部分從上至下依次設有密封環(huán)和限位環(huán)，密封環(huán)和限位環(huán)固定連接；密封環(huán)與下中心管及中接頭之間為滑動密封，限位環(huán)與下中心管之間設有間隙二，并通過剪切銷釘相互固定；所述上導壓水眼以及第二級K344型封隔器單元進液孔被隔開于密封環(huán)的兩側，所述下導壓水眼通過間隙二以及限位環(huán)上的水流通孔與第一級K344型封隔器單元進液孔相通。
[0005]上述第一級K344型封隔器單元以及第二級K344型封隔器單元分別與中接頭之間通過螺紋連接。
[0006]上述第一級K344型封隔器單元的上膠筒座與中接頭的下端部螺紋連接，所述第二級K344型封隔器單元的下膠筒座與中接頭的上端部螺紋連接。
[0007]上述下中心管內位于上導壓水眼和下導壓水眼部分套接有防砂管。
[0008]上述防砂管側壁上沿軸向開設有多個作為過液通道并濾除砂子的切割縫，該防砂管通過卡簧固定。
[0009]上述切割縫的縫寬為0.2mm。
[0010]上述切割縫分為兩組，其在上導壓水眼一邊以及下導壓水眼一邊各分布一組，且每組切割縫的數(shù)量均為8條，并均勻分布于防砂管側壁上。
[0011]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的這種具有雙級封隔單元的K344型封隔器擁有兩組封隔單元，當?shù)谝唤M封隔單元失效時，第二組封隔單元能夠在油套壓差作用下自動開啟，同時關閉第一組封隔單元進液通道，這樣就實現(xiàn)了兩級封隔單元的交替工作。本發(fā)明不僅能夠滿足儲層改造的需要，而且能夠雙重保證封隔器的可靠座封，延長了封隔器使用壽命。其克服了現(xiàn)有技術中所使用的擴張式封隔器只有一級封隔單元，壓裂施工過程中封隔器膠筒破損，會直接影響壓裂施工效果，甚至造成壓裂施工被迫中斷的問題；并且克服了如果僅通過提高膠筒的性能來提高封隔器坐封穩(wěn)定性所帶來的開發(fā)成本高并且也不容易實現(xiàn)的問題。
[0012]以下將結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明總體結構示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明第一級封隔單元工作時局部示意圖。
[0015]圖3是本發(fā)明第二級封隔單元工作時局部示意圖。
[0016]圖4 (a)是本發(fā)明防砂管結構圖。
[0017]圖4 (b)是本發(fā)明防砂管側視結構圖。
[0018]圖5是目前施工中經常使用的擴張式封隔器結構示意圖。
[0019]附圖標記說明:1、上接頭；2、上膠筒座；3、下膠筒座；4、膠筒；5、中心管；6、進液孔；7、下接頭；8、第二級K344型封隔器單元上接頭；9、第二級K344型封隔器單元的上膠筒座；10、上中心管；11、第二級K344型封隔器單元膠筒；12、第二級K344型封隔器單元的下膠筒座；13、卡簧；14、上導壓水眼；15、中接頭；16、防砂管；17、密封環(huán)；18、下導壓水眼；19、限位環(huán)；20、第一級K344型封隔器單元的上膠筒座；21、下中心管；22、第一級K344型封隔器單元膠筒；23、第一級K344型封隔器單元的下膠筒座；24、第一級K344型封隔器單元下接頭；25、切割縫；26、剪切銷釘；27、間隙一 ；28、第二級K344型封隔器單元進液孔；29、間隙二 ；30、水流通孔；31、第一級K344型封隔器單元進液孔。

【具體實施方式】
[0020]實施例1
如圖1所示的這種具有雙級封隔單元的K344型封隔器，包括第一級K344型封隔器單元以及第二級K344型封隔器單元，該兩個封隔器單元其結構均為現(xiàn)有技術，以下將只做簡略敘述。本發(fā)明中第一級K344型封隔器單元與第二級K344型封隔器單元通過中接頭15固定連接；其中第一級K344型封隔器單元位于中接頭15的下方，第二級K344型封隔器單元位于中接頭15的上方。第一級K344型封隔器單元主要包括第一級K344型封隔器單元下接頭24、第一級K344型封隔器單元的上膠筒座20、第一級K344型封隔器單元的下膠筒座23、第一級K344型封隔器單元膠筒22以及下中心管21等部件。第二級K344型封隔器單元主要包括第二級K344型封隔器單元上接頭8、第二級K344型封隔器單元的上膠筒座9、第二級K344型封隔器單元的下膠筒座12、第二級K344型封隔器單元膠筒11以及上中心管10等部件。本發(fā)明第一級K344型封隔器單元的下中心管21上分別設有上導壓水眼14以及下導壓水眼18，中接頭15與下中心管21之間設有間隙一 27，間隙一 27的上端部分從上至下依次設有密封環(huán)17和限位環(huán)19，密封環(huán)17和限位環(huán)19固定連接；密封環(huán)17與下中心管21及中接頭15之間為滑動密封，限位環(huán)19與下中心管21之間設有間隙二 29，限位環(huán)19與下中心管21通過剪切銷釘26相互固定；上導壓水眼14以及第二級K344型封隔器單元進液孔28被隔開于密封環(huán)17的兩側，下導壓水眼18通過間隙二 29以及限位環(huán)19上的水流通孔30與第一級K344型封隔器單元進液孔31相通。通過具體設計，當本發(fā)明的第一級K344型封隔器單元第一級封隔單元膠筒破損時，第二級封隔單元在油壓大于套壓2Mpa時可實現(xiàn)自動開啟。由于封隔器上、下導壓水眼均設計于本發(fā)明中間部位，可通過密封環(huán)17和限位環(huán)19同時控制兩個水眼的開啟及關閉，從而實現(xiàn)控制兩級封隔單元的交替工作。
[0021]實施例2
在實施例1的基礎上，所述第一級K344型封隔器單元以及第二級K344型封隔器單元分別與中接頭15之間通過螺紋連接。具體連接為:第一級K344型封隔器單元的上膠筒座20與中接頭15的下端部螺紋連接，第二級K344型封隔器單元的下膠筒座12與中接頭15的上端部螺紋連接。本實施例中下中心管21內位于上導壓水眼14和下導壓水眼18部分套接有防砂管16，以防止砂子進入封隔器的膠筒內。防砂管16通過卡簧13固定，卡簧13為標準件，固定于下中心管21內壁槽內，此處通過卡簧13進行固定的方式為本領域現(xiàn)有技術，此處不再詳述。如圖4所示，本防砂管16側壁上沿軸向開設有多個作為過液通道并濾除砂子的切割縫25，切割縫25的縫寬為0.2mm。切割縫25的具體布置為:共分為兩組，其在上導壓水眼14附近以及下導壓水眼18附近各分布一組，且每組切割縫25的數(shù)量均為8條，并均勻分布于防砂管16側壁上。防砂管16過液通道為寬0.2mm線切割縫25，可有效避免細小顆粒物堵塞水眼，造成封隔器不能正常坐封。
[0022]本發(fā)明的工作原理:本發(fā)明在常規(guī)K344型封隔器的基礎上進行了改進創(chuàng)新，將封隔器設計為兩級封隔單元交替工作，雙重保障坐封，兩組封隔單元之間通過中接頭15螺紋連接。密封環(huán)17與下中心管21及中接頭15之間為滑動密封。限位環(huán)19與下中心管21之間為間隙配合，通過銅銷釘固定。本發(fā)明為擴張式封隔器，工具內加壓后封隔器膠筒膨脹實現(xiàn)坐封，卸壓后膠筒收縮，封隔器實現(xiàn)解封。將本發(fā)明連接在入井管柱指定位置。此時上導壓水眼14在密封環(huán)17作用下處于封閉狀態(tài)，下導壓水眼18處于開啟狀態(tài)(如附圖1、圖2所示)。當需要封隔器坐封時，油管泵注液體，第一級K344型封隔器單元膠筒22首先開始坐封，當?shù)谝患塊344型封隔器單元膠筒22破損時，即出現(xiàn)損傷壓力漏失時，等同于密封環(huán)17下方與油套環(huán)空聯(lián)通，上方與油管聯(lián)通，則會在密封環(huán)17上下端產生一定的油套壓差，在限位環(huán)19和密封環(huán)17處產生一定的節(jié)流壓差。在節(jié)流壓差作用下剪斷剪切銷釘，推動密封環(huán)17和限位環(huán)19下移，封堵下導壓水眼18的同時開啟上導壓水眼14。這時，位于下方的第一級K344型封隔器單元膠筒22的進液通道關閉停止工作，而位于上方的第二級K344型封隔器單元膠筒11進液通道開啟實現(xiàn)坐封，如圖3所示。如果油管連續(xù)泵注，可實現(xiàn)下面的膠筒發(fā)生破損時上面的膠筒進行自開啟動作。
[0023]綜上，本發(fā)明提供的這種具有雙級封隔單元的K344型封隔器擁有兩級封隔單元結構設計，當?shù)谝患壏飧魡卧r，第二級封隔單元可繼續(xù)保障封隔器坐封，保證了封隔器的可靠性，當?shù)谝唤M封隔單元失效時，第二組封隔單元能夠在油套壓差作用下自動開啟，同時關閉第一組封隔單元進液通道，這樣就實現(xiàn)了兩級封隔單元的交替工作。本發(fā)明不僅能夠滿足儲層改造的需要，而且能夠雙重保證封隔器的可靠座封，延長了封隔器使用壽命。其克服了現(xiàn)有技術中所使用的擴張式封隔器只有一級封隔單元，壓裂施工過程中封隔器膠筒破損，會直接影響壓裂施工效果，甚至造成壓裂施工被迫中斷的問題；并且克服了如果僅通過提高膠筒的性能來提高封隔器坐封穩(wěn)定性所帶來的開發(fā)成本高并且也不容易實現(xiàn)的問題。
[0024]本實施例沒有詳細敘述的部分屬本行業(yè)的公知的常用手段，這里不一一敘述。以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構成對本發(fā)明的保護范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設計均屬于本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種具有雙級封隔單元的K344型封隔器，包括第一級K344型封隔器單元以及第二級K344型封隔器單元，其特征在于:所述第一級K344型封隔器單元與第二級K344型封隔器單元通過中接頭(15)固定連接；所述第一級K344型封隔器單元的下中心管(21)上分別設有上導壓水眼(14)以及下導壓水眼(18)，所述中接頭(15)與下中心管(21)之間設有間隙一(27)，間隙一(27 )的上端部分從上至下依次設有密封環(huán)(17)和限位環(huán)(19)，密封環(huán)(17)和限位環(huán)(19)固定連接；密封環(huán)(17)與下中心管(21)及中接頭(15)之間為滑動密封，限位環(huán)(19)與下中心管(21)之間設有間隙二( 29)，并通過剪切銷釘(26)相互固定；所述上導壓水眼(14)以及第二級K344型封隔器單元進液孔(28)被隔開于密封環(huán)(17)的兩偵牝所述下導壓水眼(18)通過間隙二(29)以及限位環(huán)(19)上的水流通孔(30)與第一級K344型封隔器單元進液孔(31)相通。
2.如權利要求1所述的一種具有雙級封隔單元的K344型封隔器，其特征在于:所述第一級K344型封隔器單元以及第二級K344型封隔器單元分別與中接頭(15)之間通過螺紋連接。
3.如權利要求2所述的一種具有雙級封隔單元的K344型封隔器，其特征在于:所述第一級K344型封隔器單元的上膠筒座(20)與中接頭(15)的下端部螺紋連接，所述第二級K344型封隔器單元的下膠筒座(12)與中接頭(15)的上端部螺紋連接。
4.如權利要求1所述的一種具有雙級封隔單元的K344型封隔器，其特征在于:所述下中心管(21)內位于上導壓水眼(14)和下導壓水眼(18)部分套接有防砂管(16)。
5.如權利要求4所述的一種具有雙級封隔單元的K344型封隔器，其特征在于:所述防砂管(16)側壁上沿軸向開設有多個作為過液通道并濾除砂子的切割縫(25)，該防砂管(16)通過卡簧(13)固定。
6.如權利要求5所述的一種具有雙級封隔單元的K344型封隔器，其特征在于:所述切割縫(25)的縫寬為0.2mm。
7.如權利要求5或6所述的一種具有雙級封隔單元的K344型封隔器，其特征在于:所述切割縫(25)分為兩組，其在上導壓水眼(14) 一邊以及下導壓水眼(18) 一邊各分布一組，且每組切割縫(25)的數(shù)量均為8條，并均勻分布于防砂管(16)側壁上。
【文檔編號】E21B33/12GK104265232SQ201410463291
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權日:2014年9月12日
【發(fā)明者】張文, 周豐, 孫虎, 王祖文, 蘇敏文, 鄧小強, 隆世明, 田文超, 杜加玉, 許建偉, 柳瑞軍, 李星星, 廖作杰, 安永江 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶井下技術作業(yè)公司