一种全密闭、大排量防异物堵塞不动管柱多层压裂用封隔器

摘要

本发明提出一种全密闭、大排量防异物堵塞不动管柱多层压裂用封隔器。涉及油田井下工具技术领域。下接头设有中心管防砂环和下接头防砂环。本发明具有如下有益效果：通过设置中活塞套和下活塞套接力推进上活塞套，上活塞套的推力提高了一倍，提高了坐封强度，压力传输孔间隙小于压裂砂的直径(压裂砂平均直径0.22‑0.76mm)，阻碍压裂砂等异物从封隔器内通径进入封隔器环腔，使闭锁机构运行正常，排气缝阻碍压裂砂等异物进入解封环腔，封隔器正常解封，通过弹簧推动坐封卡套、胶筒座和定位套上行，带动胶筒、隔环展开回缩，完全解封。

权利要求

1.一种全密闭、大排量防异物堵塞不动管柱多层压裂用封隔器，包括上接头(6)，其特征在于：上接头(6)螺纹连接中心管(2)，中心管(2)螺纹连接下接头(1)，下接头(1)上部设有中心管防砂环(10)与下接头(1)螺纹密封连接，中心管防砂环(10)与中心管(2)之间通过间隙配合连接，中心管防砂环(10)与中心管(2)间隙配合的环面位置，中心管(2)上开有上进液孔(24)；

中心管防砂环(10)外侧与中活塞套(12)通过密封圈间隙配合连接，中活塞套(12)与中心管(2)通过密封圈间隙配合连接，中活塞套(12)下部为下活塞套(13)，下活塞套(13)与下接头(1)通过密封圈间隙配合连接，下活塞套(13)内侧设有下接头防砂环(17)与下接头(1)螺纹密封连接，下接头防砂环(17)上部与下接头(1)间隙配合连接，下接头防砂环(17)与下接头(1)间隙配合的环面位置，下接头(1)上开有下进液孔(9)；

中活塞套(12)上部为上活塞套(11)，上活塞套(11)通过坐封销钉(22)连接坐封卡套(4)，坐封卡套(4)上部螺纹连接胶筒座(3)，胶筒座(3)上部螺纹连接定位套(7)，定位套(7)通过解封销钉(15)连接上接头(6)，定位套(7)和上接头(6)、胶筒座(3)之间均设有密封圈，上活塞套(11)和胶筒座(3)通过密封圈间隙配合连接，定位套(7)和上活塞套(11)之间设有胶筒(8)和隔环(14)；

坐封卡套(4)上开有圆周方向均布的通槽，通槽内设有定位卡块(16)，定位卡块(16)外侧，坐封卡套(4)上开有环槽，环槽内设有开口坐封环(5)，开口坐封环(5)外侧设有单向齿环(23)，上活塞套(11)内孔上设有单向齿套(20)；

定位卡块(16)位于中心管(2)的凸台(21)位置；

上活塞套(11)的下部外壁上开有排气缝(19)，排气缝(19)的宽度为0.18‑0.2mm；

中心管防砂环(10)和中心管(2)之间的配合间隙为0.18‑0.2mm，下接头防砂环(17)与下接头(1)之间的配合间隙为0.18‑0.2mm；

坐封卡套(4)和中活塞套(12)之间设有弹簧(18)；

定位套(7)、胶筒(8)、隔环(14)和上活塞套(11)之间均为胶粘连接。

说明书

一种全密闭、大排量防异物堵塞不动管柱多层压裂用封隔器

技术领域：

[0001] 本发明涉及油田井下工具技术领域，具体地说是一种全密闭、大排量防异物堵塞不动管柱多层压裂用封隔器。
背景技术：

[0002] 随着石油工业发展的日益加快，石油开采进入新阶段，一系列压裂增产的方式不断涌现，其中不动管柱大网缝多层一体式压裂技术工艺相对成熟，已经广泛应用于各大油
田，该工艺解决了原本单层压裂且每层都要上提管柱的缺陷，形成压裂工具一次下井，可进
行多层压裂的目的；

[0003] 现有的压裂封隔器在实际的压裂施工中，经常性的发生上提管柱封隔器无法解封的现象，经过反复调研，未解封的封隔器占总使用量的60％以上。封隔器未解封，对压裂完
成后管柱的起出造成很大的影响，增加了大量的劳动量，同样影响压裂效果，通过研究发
现，产生这种情况是因为大量压裂砂通过压力传输孔进入封隔器内腔，并将锁定机构工作
时的活动空间填满，导致上提管柱后，锁定机构的卡环没有释放空间，导致封隔器无法解
封。
发明内容：

[0004] 为了解决上述问题，本发明提供一种全密闭、大排量防异物堵塞不动管柱多层压裂用封隔器。

[0005] 本发明的技术方案是：一种全密闭、大排量防异物堵塞不动管柱多层压裂用封隔器，包括上接头，上接头螺纹连接中心管，中心管螺纹连接下接头，下接头上部设有中心管
防砂环与下接头螺纹密封连接，中心管防砂环与中心管之间通过间隙配合连接，中心管防
砂环与中心管间隙配合的环面位置，中心管上开有上进液孔；

[0006] 中心管防砂环外侧与中活塞套通过密封圈间隙配合连接，中活塞套与中心管通过密封圈间隙配合连接，中活塞套下部为下活塞套，下活塞套与下接头通过密封圈间隙配合
连接，下活塞套内侧设有下接头防砂环与下接头螺纹密封连接，下接头防砂环上部与下接
头间隙配合连接，下接头防砂环与下接头间隙配合的环面位置，下接头上开有下进液孔；

[0007] 中活塞套上部为上活塞套，上活塞套通过坐封销钉连接坐封卡套，坐封卡套上部螺纹连接胶筒座，胶筒座上部螺纹连接定位套，定位套通过解封销钉连接上接头，定位套和
上接头、胶筒座之间均设有密封圈，上活塞套和胶筒座通过密封圈间隙配合连接，定位套和
上活塞套之间设有胶筒和隔环；

[0008] 坐封卡套上开有圆周方向均布的通槽，通槽内设有定位卡块，定位卡块外侧，坐封卡套上开有环槽，环槽内设有开口坐封环，开口坐封环外侧设有单向齿环，上活塞套内孔上
设有单向齿套；

[0009] 定位卡块位于中心管的凸台位置。

[0010] 当上活塞套上行移动到设定位置时，开口坐封环的单向齿环和上活塞套的单向齿套啮合在一起。

[0011] 上活塞套的下部外壁上开有排气缝，排气缝的宽度为0.18‑0.2mm。

[0012] 中心管防砂环和中心管之间的配合间隙为0.18‑0.2mm，下接头防砂环与下接头之间的配合间隙为0.18‑0.2mm。

[0013] 坐封卡套和中活塞套之间设有弹簧。

[0014] 定位套、胶筒、隔环和上活塞套之间均为胶粘连接。

[0015] 本发明具有如下有益效果：通过设置中活塞套和下活塞套接力推进上活塞套，上活塞套的推力提高了一倍，提高了坐封强度，压力传输孔间隙小于压裂砂的直径(压裂砂平
均直径0.22‑0.76mm)，阻碍压裂砂等异物从封隔器内通径进入封隔器环腔，使闭锁机构运
行正常，排气缝阻碍压裂砂等异物进入解封环腔，封隔器正常解封，通过弹簧推动坐封卡
套、胶筒座和定位套上行，带动胶筒、隔环展开回缩，完全解封。
附图说明：

[0016] 图1是本发明的结构示意图；

[0017] 附图2是本发明的坐封示意图；

[0018] 附图3是附图2中A处放大图；

[0019] 附图4是附图的B‑B剖面图。

[0020] 图中1‑下接头，2‑中心管，3‑胶筒座，4‑做封卡套，5‑开口坐封环，6‑上接头，7‑定位套，8‑胶筒，9‑下进液孔，10‑中心管防砂环，11‑上活塞套，12‑中活塞套，13‑下活塞套，
14‑隔环，15‑解封销钉，16‑定位卡块，17‑下接头防砂环，18‑弹簧，19‑排气缝，20‑单向齿
套，21‑凸台，22‑坐封销钉，23‑单向齿环，24‑上进液孔。
具体实施方式：

[0021] 下面结合附图对本发明作进一步说明：

[0022] 由图1结合图2～4所示，一种全密闭、大排量防异物堵塞不动管柱多层压裂用封隔器，包括上接头6，上接头6螺纹连接中心管2，中心管2螺纹连接下接头1，下接头1上部设有
中心管防砂环10与下接头1螺纹密封连接，中心管防砂环10与中心管2之间通过间隙配合连
接，中心管防砂环10与中心管2间隙配合的环面位置，中心管2上开有上进液孔24；

[0023] 中心管防砂环10外侧与中活塞套12通过密封圈间隙配合连接，中活塞套12与中心管2通过密封圈间隙配合连接，中活塞套12下部为下活塞套13，下活塞套13与下接头1通过
密封圈间隙配合连接，下活塞套13内侧设有下接头防砂环17与下接头1螺纹密封连接，下接
头防砂环17上部与下接头1间隙配合连接，下接头防砂环17与下接头1间隙配合的环面位
置，下接头1上开有下进液孔9；

[0024] 通过设置中活塞套12和下活塞套13接力推进上活塞套11，上活塞套11推进胶筒8的推力提高了一倍，提高了胶筒8的坐封强度。

[0025] 中活塞套12上部为上活塞套11，上活塞套11通过坐封销钉22连接坐封卡套4，坐封卡套4上部螺纹连接胶筒座3，胶筒座3上部螺纹连接定位套7，定位套7通过解封销钉15连接
上接头6，定位套7和上接头6、胶筒座3之间均设有密封圈，上活塞套11和胶筒座3通过密封
圈间隙配合连接，定位套7和上活塞套11之间设有胶筒8和隔环14；

[0026] 坐封卡套4上开有圆周方向均布的通槽，通槽内设有定位卡块16，定位卡块16外侧，坐封卡套4上开有环槽，环槽内设有开口坐封环5，开口坐封环5外侧设有单向齿环23，上
活塞套11内孔上设有单向齿套20；

[0027] 定位卡块16位于中心管2的凸台21位置，凸台21使得定位卡块16向外扩张，开口坐封环5紧贴在上活塞套11内壁上，当上活塞套11上行移动到设定位置时，开口坐封环5的单
向齿环23和上活塞套11的单向齿套20啮合在一起。

[0028] 上活塞套11的下部外壁上开有排气缝19，排气缝19的宽度为0.18‑0.2mm。

[0029] 由于需要推动上活塞套11压缩胶筒8实现做封，上活塞套11的环腔需要进行气体外排，会导致在压裂过程中，压裂砂以及异物由排气孔进入环腔，导致闭锁机构失效，无法
解封，现采取线切割的方式加工排气缝19，阻碍压裂砂等异物进入环腔。

[0030] 中心管防砂环10和中心管2之间的配合间隙为0.18‑0.2mm，下接头防砂环17与下接头1之间的配合间隙为0.18‑0.2mm，压裂液通过该配合间隙进入并推动中活塞套12和下
活塞套13进行坐封，压力传输孔间隙小于压裂砂的直径(压裂砂平均直径0.22‑0.76mm)，阻
碍压裂砂等异物从封隔器内通径进入封隔器环腔，使闭锁机构运行正常，封隔器正常解封。

[0031] 工具串联好后，由上接头6向下接头1方向从封隔器内通径进液，试压，液体由下接头1以及中心管2处的进液孔24和下进液孔9传输压力上活塞套12和下活塞套13向上移动推
动上活塞套11，剪断坐封销钉22，推动下活塞套13、中活塞套12、上活塞套11上接头6方向运
动，并压缩胶筒8与套管密封，移动过程中，上活塞套11的单向齿套20与开口坐封环5的单向
齿环23闭锁，封隔器做封，可正常进行压裂施工，解封时，上提管柱，依靠胶筒8与套管内壁
的摩擦力，解封销钉15剪断，将中心管2向上接头6方向运动到解封销位置，定位卡块16与中
心管2的凸台21位置错开，定位卡块16回缩，加之胶筒8的回弹力，开口坐封环05与上活塞套
11脱离开，胶筒8释放，封隔器解封。

[0032] 坐封卡套4和中活塞套12之间设有弹簧18。

[0033] 定位套7、胶筒8、隔环14和上活塞套11之间均为胶粘连接。

[0034] 在井底高温高压的环境下，胶筒8可能存在橡胶老化，部分失去弹性，回弹力不够，造成解封不完全上提遇卡的问题，通过弹簧18的弹力，推动坐封卡套4、胶筒座3和定位套7
上行，带动胶筒8、隔环14展开回缩，完全解封。