一种水力扩张式裸眼封隔器制造技术

本发明专利技术提供一种水力扩张式裸眼封隔器，包括封压胶筒、外套管、带进液孔的中心管和胶筒注液通道，所述胶筒注液通道由所述中心管与所述外套管围合而成，并与所述进液孔连通，还包括泄压组件和封堵活塞，所述泄压组件设于外套管，并连通所述胶筒注液通道与外部环空；所述泄压组件的启动压力大于所述封压胶筒的预设胀封压力；所述封堵活塞设于所述胶筒注液通道内，并在所述泄压组件开启后回退至封堵所述进液孔。本发明专利技术具有防止封隔器在压裂时二次胀封、对泵压波动适应性好等优点。对泵压波动适应性好等优点。对泵压波动适应性好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种水力扩张式裸眼封隔器


[0001]本专利技术涉及油田开采领域，尤其涉及一种水力扩张式裸眼封隔器。

技术介绍

[0002]裸眼分段压裂是提高单井产量，实现单井上产的有效工艺之一。裸眼封隔器是进行裸眼层间分段的关键工具，目前，多采用液压驱动压缩胶筒的裸眼封隔器进行环空封隔。但针对碳酸盐岩等破碎性储层，其井径不规则、井眼扩大率普遍较大，此时，常规压缩胶筒结构的裸眼封隔器无法进行可靠、有效的封隔。
[0003]为解决上述技术问题，现有技术中通常采用水力扩张式的裸眼封隔器来满足不规则井眼的可靠封隔需求。但在应用于裸眼分段压裂作业时，随着压裂液的泵入、环境温度的降低，水力扩张式封隔器胶筒内部液体由于热胀冷缩的作用将导致压力降低，现有的封隔器在压裂过程中会出现二次进液胀封的情况，导致封隔器存在胀破风险。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种防止封隔器在压裂时二次胀封、对泵压波动适应性好的水力扩张式裸眼封隔器。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
[0006]一种水力扩张式裸眼封隔器，包括封压胶筒、外套管、带进液孔的中心管和胶筒注液通道，所述胶筒注液通道由所述中心管与所述外套管围合而成，并与所述进液孔连通，还包括泄压组件和封堵活塞，所述泄压组件设于外套管，并连通所述胶筒注液通道与外部环空；所述泄压组件的启动压力大于所述封压胶筒的预设胀封压力；所述封堵活塞设于所述胶筒注液通道内，并在所述泄压组件开启后回退至封堵所述进液孔。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进：
[0008]所述泄压组件包括泄压通道、爆破阀和防止环空液体进入封隔器的单向阀，所述泄压通道设于所述外套管的靠近进液孔的位置；所述单向阀和所述爆破阀安装于所述泄压通道内，所述爆破阀的爆破压力为所述泄压组件的启动压力。
[0009]所述封堵活塞的两端部与所述中心管之间设有第一密封件，所述第一密封件在进液孔封堵时位于所述进液孔的两侧。
[0010]所述封堵活塞的移动行程上设有压缩弹簧，所述压缩弹簧在封堵活塞固定时呈压缩状布置于所述封堵活塞与外套管之间；当所述泄压组件开启时，所述封堵活塞在所述压缩弹簧和所述封压胶筒的液力作用下回退。
[0011]所述封堵活塞在封隔器入井时通过定位部件固定于胶筒注液通道内，所述定位部件包括剪钉套和剪钉，所述剪钉套安装于所述外套管的内侧壁；所述剪钉设于所述封堵活塞与所述剪钉套之间，并在注液憋压时剪断。
[0012]所述外套管包括依次连接的上接头、安装接头和连接外壳，所述安装接头、连接外壳和中心管围合形成所述胶筒注液通道，所述胶筒注液通道通过一设于连接外壳的过流通
孔与所述封压胶筒的内腔连通；所述泄压组件设于所述安装接头上；所述封压胶筒与所述连接外壳连接。
[0013]所述封堵活塞包括密封段和限位段，所述密封段套设于所述安装接头内，且所述密封段在所述封压胶筒注液开启后移动并脱离所述安装接头，以打开所述胶筒注液通道；所述限位段在所述进液孔封堵时与所述安装接头轴向限位配合。
[0014]所述限位段为多个沿所述封堵活塞周向间隔布置的限位凸部，相邻所述限位凸部之间形成供注液通过的过流槽。
[0015]所述密封段与所述安装接头、所述密封段与所述中心管之间均设有防止液体漏出的第二密封件。
[0016]所述上接头与安装接头、安装接头与连接外壳，以及连接外壳与封压胶筒的连接位置均设有防止液体漏出的第三密封件。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0018]本专利技术泄压组件和封堵活塞组合设置的形式使得封堵活塞可到达进液孔位置实现永久封堵，封堵后中心管不管压力多高，液体均不会进入胶筒注液通道，有效避免了封压胶筒在封隔器上部裸眼段压裂时二次胀封的发生，保证作业过程中封隔器封压可靠性。具体讲，当封压胶筒注液胀封、泄压组件开启后，胶筒注液通道与外部环空连通，中心管内的压力将通过泄压组件排至外部环空，其使得封隔器内外压力平衡、封压胶筒位置压力高，此时，封堵活塞将回退、泄压组件可将回退产生的压力和液体排至外部环空，使得封堵活塞可有效移动至进液孔位置实现封堵。
[0019]同时，本专利技术泄压组件的启动压力大于封压胶筒的预设胀封压力，使得封隔器在注液胀封时对泵压波动适应性好，可有效防止泵压波动造成的注液提前永久关闭，保证封隔器的可靠有效运行。具体讲，泄压组件在注液胀封未达到启动压力时将一直处于关闭状态，当地面操作或注液泵出现问题需停泵时，封堵活塞由于泄压组件未开启无法泄压，此时，封堵活塞将回至初始位置、其不会封堵进液孔；在后续起压注液时，封堵活塞将继续下移、封压胶筒开始注液，泄压组件只有在胀封满足要求、注液压力达到泄压组件开启压力时开启，此时，封堵活塞才可封堵进液孔。也就是说，注液压力达到泄压组件开启压力前，无论液压如何波动或地面有任何异常情况均不会导致胶筒注液通道永久关闭。可见，本专利技术在防止压裂过程二次胀封的同时，具有很好的适应泵压波动、防止注液提前关闭的优点。
附图说明
[0020]在下文中将基于实施例并参考附图来对本专利技术进行更详细的描述。其中：
[0021]图1是本专利技术水力扩张式裸眼封隔器的结构示意图(初始状态)。
[0022]图2是本专利技术水力扩张式裸眼封隔器的结构示意图(注液状态)。
[0023]图3是本专利技术水力扩张式裸眼封隔器的结构示意图(封堵状态)。
[0024]图4是本专利技术泄压组件的结构示意图。
[0025]图5是本专利技术封堵活塞的结构示意图。
[0026]图中各标号表示：
[0027]1、封压胶筒；2、外套管；21、上接头；22、安装接头；23、连接外壳；231、过流通孔；3、中心管；31、进液孔；4、胶筒注液通道；5、泄压组件；51、泄压通道；52、爆破阀；53、单向阀；
531、阀芯；532、阀芯弹簧；6、封堵活塞；61、密封段；62、限位段；621、限位凸部；622、过流槽；7、密封部件；71、第一密封件；72、第二密封件；73、第三密封件；8、压缩弹簧；9、定位部件；91、剪钉套；92、剪钉。
具体实施方式
[0028]下面将结合说明书附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。
[0029]如图1至图3所示，本实施例的水力扩张式裸眼封隔器，包括封压胶筒1、外套管2、中心管3和胶筒注液通道4。其中，中心管3带有进液孔31；胶筒注液通道4由中心管3与外套管2围合而成，同时，胶筒注液通道4与进液孔31连通，以将泵液通过中心管3、胶筒注液通道4输送至封压胶筒1完成胀封。本实施例中，水力扩张式裸眼封隔器还包括泄压组件5和封堵活塞6，其中，泄压组件5设于外套管2，且泄压组件5的两端连通胶筒注液通道4与外部环空；泄压组件5的启动压力大于封压胶筒1的预设胀封压力；封堵活塞6设于胶筒注液通道4内，且封堵活塞6在泄压组件5开启后回退至封堵进液孔31。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水力扩张式裸眼封隔器，包括封压胶筒、外套管、带进液孔的中心管和胶筒注液通道，所述胶筒注液通道由所述中心管与所述外套管围合而成，并与所述进液孔连通，其特征在于，还包括泄压组件和封堵活塞，所述泄压组件设于外套管，并连通所述胶筒注液通道与外部环空；所述泄压组件的启动压力大于所述封压胶筒的预设胀封压力；所述封堵活塞设于所述胶筒注液通道内，并在所述泄压组件开启后回退至封堵所述进液孔。2.根据权利要求1所述的水力扩张式裸眼封隔器，其特征在于，所述泄压组件包括泄压通道、爆破阀和防止环空液体进入封隔器的单向阀，所述泄压通道设于所述外套管的靠近进液孔的位置；所述单向阀和所述爆破阀安装于所述泄压通道内，所述爆破阀的爆破压力为所述泄压组件的启动压力。3.根据权利要求1所述的水力扩张式裸眼封隔器，其特征在于，所述封堵活塞的两端部与所述中心管之间设有第一密封件，所述第一密封件在进液孔封堵时位于所述进液孔的两侧。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的水力扩张式裸眼封隔器，其特征在于，所述封堵活塞的移动行程上设有压缩弹簧，所述压缩弹簧在封堵活塞固定时呈压缩状布置于所述封堵活塞与外套管之间；当所述泄压组件开启时，所述封堵活塞在所述压缩弹簧和所述封压胶筒的液力作用下回退。5.根据权利要求1至3中任意一项所述的水力扩张式裸眼封隔器，其特征在于，所述封堵活塞在封隔器入井时通过定位部件固定于胶筒注液通...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨德锴，阮臣良，谢进，廖洪千，樊凌云，刘阳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：