一种地层岩屑支撑及封隔装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种地层岩屑支撑及封隔装置，包括依次连接的第一筒形本体和第二筒形本体；第一筒形本体的外侧侧壁上自上而下依次设置有第一液压推力系统和支撑机构；第二筒形本体的外侧侧壁上自上而下依次设置有第二液压推力系统、封隔机构和固定套；第一液压推力系统和第二液压推力系统分别作用于支撑机构和封隔机构，在液压作用下同时对支撑机构和封隔机构施加沿轴向向下的压力，使支撑机构和封隔机构受压而发生径向扩张；该地层岩屑支撑及封隔装置有效解决了支撑掉落岩屑的问题和永久性作用问题，对上下井段进行有效封隔，确保位于装置下方的井眼段得到了有效保护，油气井能够进行正常开采封隔，使井筒质量和油气采收率均得到提高。

【技术实现步骤摘要】
一种地层岩屑支撑及封隔装置
本专利技术涉及石油天然气勘探开发
，特别涉及一种地层岩屑支撑及封隔装置。
技术介绍
在钻井施工中，经常会遇到，易垮地层易坍塌、掉落岩屑。如设计要求裸眼完井的油气井，产层井段上部含有易垮地层，垮塌的岩屑会将下部井眼或产层堵塞，从而影响采收率，严重的甚至引起油气井报废。有人将水力扩张式封隔器置于易垮井段下部进行支撑和封隔，但只能解决短时的问题，随着时间的推移，封隔器胶筒会老化、破裂，填充的泥浆流出后造成环空封堵失效，导致岩屑从环空直接掉落井底，造成产层堵塞，影响到油气开采。另外，封隔器外径膨胀空间有限，无法实现对大井径部位实现有效支撑。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够在永久支撑承接垮塌的岩屑，使其不能落入下部裸眼井段，同时将上下井段的层间有效封隔开，确保了油气井的正常开采的地层岩屑支撑及封隔装置。为此，本专利技术技术方案如下：一种地层岩屑支撑及封隔装置，包括自上而下依次连接的第一筒形本体和第二筒形本体；第一筒形本体的外侧侧壁上自上而下依次设置有第一液压推力系统和支撑机构；第二筒形本体的外侧侧壁上自上而下依次设置有第二液压推力系统、封隔机构和固定套；其中，支撑机构包括上端筒、下端筒以及顶端和底端分别固定在上端筒和下端筒上的多条弓形弹簧片，多条弓形弹簧片依次采用部分叠加的方式环绕第一筒形本体一周形成筒形结构，使支撑机构受到轴向压力沿径向扩张后相邻两条弓形弹簧片之间无间隙；封隔机构包括套装在第二筒形本体外侧的胶筒；固定套螺纹连接在第二筒形本体的外壁上，且在固定套的外壁上设有多条沿圆周方向均布的扶正条；第一液压推力系统和第二液压推力系统分别作用于支撑机构和封隔机构，在液压作用下同时对支撑机构和封隔机构施加沿轴向向下的压力，使支撑机构和封隔机构受压而发生径向扩张。进一步地，在第一筒形本体和第二筒形本体的侧壁上分别开设有多个沿圆周方向均布的第一进液孔和第二进液孔；第一液压推力系统包括自上而下依次套装在第一筒形本体外侧的第一液缸和第一活塞；第一液缸的内径略大于第一活塞的外径，且在第一液缸的顶端内壁上和第一活塞的底端外壁上各设有一环形凸缘，使套装在一起的第一液缸和第一活塞与第一筒形本体之间形成有一环空空间，且环空空间与开设在筒形本体侧壁上的第一进液孔连通；第一液缸顶端通过沿圆周方向设置的多个紧固螺钉固定在第一筒形本体上、底端通过沿圆周方向设置的多个剪切销钉固定在第一活塞上；第二液压推力系统包括自上而下依次套装在第二筒形本体外侧的第二液缸和第二活塞；第二液缸的内径略大于第二活塞的外径，且在第二液缸的顶端内壁上和第二活塞的底端外壁上各设有一环形凸缘，使套装在一起的第二液缸和第二活塞与第二筒形本体之间形成有一环空空间，且环空空间与开设在筒形本体侧壁上的第二进液孔连通；第二液缸顶端通过沿圆周方向设置的多个紧固螺钉固定在第二筒形本体上、底端通过沿圆周方向设置的多个剪切销钉固定在第二活塞上。进一步地，第一液压推力系统还包括一套装在第一筒形本体外侧且位于第一活塞下方的第一止退装置，第二液压推力系统还包括一套装在第二筒形本体外侧且位于第二活塞下方的第二止退装置；所述第一止退装置和第二止退装置均包括保护壳和安装在保护壳内侧凹槽内的弹性卡圈，且自设置有第一止退装置和第二止退装置处的第一筒形本体和第二筒形本体的外壁处向下开设有一段锯齿斜面均倾斜向下的锯齿卡槽。进一步地，封隔机构包括自上而下依次套装在第二筒形本体外侧侧壁上的上挡环、胶筒和下挡环。进一步地，在第一液缸与第一筒形本体之间设置有至少一道密封圈，使第一液缸与第一筒形本体之间的接触面间形成密封；第一活塞与第一筒形本体之间设置有至少一道密封圈，使第一活塞与第一筒形本体之间的接触面间形成密封；第一液缸与第一活塞之间设置有至少一道密封圈，使第一液缸与第一活塞之间的接触面间形成密封。进一步地，在第二液缸与第二筒形本体之间设置有至少一道密封圈，使第二液缸与第二筒形本体之间的接触面间形成密封；第二活塞与第二筒形本体之间设置有至少一道密封圈，使第二活塞与第二筒形本体之间的接触面间形成密封；第二液缸与第二活塞之间设置有至少一道密封圈，使第二液缸与第二活塞之间的接触面间形成密封。进一步地，开设在第二筒形本体下侧外壁上的连接外螺纹的轴向长度大于固定套的轴向长度，使固定套能够通过螺纹调节其在第二筒形本体上的位置。进一步地，第一筒形本体和第二筒形本体之间通过双母接箍连接固定。进一步地，在第一筒形本体顶端螺纹连接有上接头；上接头的顶端内壁上设有连接内螺纹。进一步地，第二筒形本体的底端外壁上设有连接外螺纹。该地层岩屑支撑及封隔装置利用支撑机构下入至松软易垮塌地层的底部，依靠液力驱动系统打开支撑系统，永久支撑承接垮塌的岩屑，使其不能落入下部裸眼井段；同时下部位于松软地层下部的小井径处的封隔机构依靠液压系统永久胀封封隔器，实现上下井段的层间有效封隔开；二者协同作用，有效解决了支撑掉落岩屑的问题和永久性作用问题，对上下井段进行有效封隔，确保位于装置下方的井眼段得到了有效保护，油气井能够进行正常开采封隔，使井筒质量和油气采收率均得到提高。附图说明图1为本专利技术的地层岩屑支撑及封隔装置的剖视图；图2为图1的局部结构示意图；图3为本专利技术的地层岩屑支撑及封隔装置的支撑机构和封隔机构在第一液压推力机构和第二液压推力机构作用下打开状态的结构示意图；图4为本专利技术的地层岩屑支撑系统的井下工作状态示意图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步的说明，但下述实施例绝非对本专利技术有任何限制。如图1所示，该地层岩屑支撑及封隔装置包括自上而下依次连接的上接头1、第一筒形本体2和第二筒形本体15；第一筒形本体2的外侧侧壁上自上而下依次设置有第一液压推力系统和支撑机构；第二筒形本体15的外侧侧壁上自上而下依次设置有第二液压推力系统、封隔机构和固定套14；其中，上接头1与第一筒形本体2螺纹连接固定，第一筒形本体2和第二筒形本体15之间通过双母接箍8连接固定；另外，在上接头1的顶端内壁上设有用于与管柱连接的连接内螺纹；在第二筒形本体15的底端外壁上设有用于与管柱连接的连接外螺纹；在第一筒形本体2的上部侧壁上开设有多个沿圆周方向均布的第一进液孔201；同时，在第一筒形本体2中部外壁上还沿轴向开设有一段锯齿斜面均倾斜向下的锯齿卡槽202；第一液压推力系统包括自上而下依次套装在第一筒形本体2外侧的第一液缸3、第一活塞5和第一止退装置6；具体地，第一液缸3的内径略大于第一活塞5的外径，且在第一液缸3的顶端内壁上和第一活塞5的底端外壁上各设有一环形凸缘，使套装在一起的第一液缸3和第一活塞5与第一筒形本体2之间形成有一环空空间，且环空空间与开设在筒形本体2侧壁上的第一进液孔201连通；第一液缸3顶端通过沿圆周方向设置的4～6个紧固螺钉固定在第一筒形本体2上、底端通过沿圆周方向设置的4～6个剪切销钉4固定在第一活塞5上；为保证第一液压推力机构正常工作，在第一液缸3与第一筒形本体2之间设置有双道密封圈，使第一液缸3与第一筒形本体2之间的接触面间形成密封；第一活塞4与第一筒形本体2之间设置有双道密封圈，使第一活塞4与第一筒形本体2之间的接触面间形成密封；第一液缸3与第一活塞4之间设置有双道密封圈，使第一液缸3与第一活本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地层岩屑支撑及封隔装置，其特征在于，包括自上而下依次连接的第一筒形本体(2)和第二筒形本体(15)；第一筒形本体(2)的外侧侧壁上自上而下依次设置有第一液压推力系统和支撑机构；第二筒形本体(15)的外侧侧壁上自上而下依次设置有第二液压推力系统、封隔机构和固定套(14)；其中，支撑机构包括上端筒、下端筒以及顶端和底端分别固定在上端筒和下端筒上的多条弓形弹簧片(7)，多条弓形弹簧片(7)依次采用部分叠加的方式环绕第一筒形本体(2)一周形成筒形结构，使支撑机构受到轴向压力沿径向扩张后相邻两条弓形弹簧片(7)之间无间隙；封隔机构包括套装在第二筒形本体(15)外侧的胶筒(13)；固定套(14)螺纹连接在第二筒形本体(15)的外壁上，且在固定套(14)的外壁上设有多条沿圆周方向均布的扶正条；第一液压推力系统和第二液压推力系统分别作用于支撑机构和封隔机构，在液压作用下同时对支撑机构和封隔机构施加沿轴向向下的压力，使支撑机构和封隔机构受压而发生径向扩张。

【技术特征摘要】
1.一种地层岩屑支撑及封隔装置，其特征在于，包括自上而下依次连接的第一筒形本体(2)和第二筒形本体(15)；第一筒形本体(2)的外侧侧壁上自上而下依次设置有第一液压推力系统和支撑机构；第二筒形本体(15)的外侧侧壁上自上而下依次设置有第二液压推力系统、封隔机构和固定套(14)；其中，支撑机构包括上端筒、下端筒以及顶端和底端分别固定在上端筒和下端筒上的多条弓形弹簧片(7)，多条弓形弹簧片(7)依次采用部分叠加的方式环绕第一筒形本体(2)一周形成筒形结构，使支撑机构受到轴向压力沿径向扩张后相邻两条弓形弹簧片(7)之间无间隙；封隔机构包括套装在第二筒形本体(15)外侧的胶筒(13)；固定套(14)螺纹连接在第二筒形本体(15)的外壁上，且在固定套(14)的外壁上设有多条沿圆周方向均布的扶正条；第一液压推力系统和第二液压推力系统分别作用于支撑机构和封隔机构，在液压作用下同时对支撑机构和封隔机构施加沿轴向向下的压力，使支撑机构和封隔机构受压而发生径向扩张。2.根据权利要求1的地层岩屑支撑及封隔装置，其特征在于，在第一筒形本体(2)和第二筒形本体(15)的侧壁上分别开设有多个沿圆周方向均布的第一进液孔(201)和第二进液孔(1501)；第一液压推力系统包括自上而下依次套装在第一筒形本体(2)外侧的第一液缸(3)和第一活塞(5)；第一液缸(3)的内径略大于第一活塞(5)的外径，且在第一液缸(3)的顶端内壁上和第一活塞(5)的底端外壁上各设有一环形凸缘，使套装在一起的第一液缸(3)和第一活塞(5)与第一筒形本体(2)之间形成有一环空空间，且环空空间与开设在筒形本体(2)侧壁上的第一进液孔(201)连通；第一液缸(3)顶端通过沿圆周方向设置的多个紧固螺钉固定在第一筒形本体(2)上、底端通过沿圆周方向设置的多个剪切销钉(4)固定在第一活塞(5)上；第二液压推力系统包括自上而下依次套装在第二筒形本体(15)外侧的第二液缸(9)和第二活塞(11)；第二液缸(9)的内径略大于第二活塞(11)的外径，且在第二液缸(9)的顶端内壁上和第二活塞(11)的底端外壁上各设有一环形凸缘，使套装在一起的第二液缸(9)和第二活塞(11)与第二筒形本体(15)之间形成有一环空空间，且环空空间与开设在筒形本体(15)侧壁上的第二进液孔(1501)连通；第二液缸(9)顶端通过沿圆周方向设置的多个紧固螺钉固定在第二筒形本体(15)上、底端通过沿圆周方向设置的多个剪切销钉(10)固定在第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新哲，韩振强，蒋本强，王志刚，张京华，宋剑鸣，马淼，蒋立坤，周冀，曹博，古青，苟旭东，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12