[發明專利]一種用于水平井體積壓裂的封隔器

有效

• 申請號: 201310472098.6
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103485746A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 隆世明;蘇敏文;韓虎成;鄧小強;寧治軍;張文;李景彬;田文超;李星星;張敏
• 申請（專利權）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公司
• 主分類號: E21B33/127
• 分類號: E21B33/127
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 江琴賢

技術領域

本發明涉及超低滲透油田儲層改造設備領域，特別涉及一種用于水平井體積壓裂的封隔器。

背景技術

油井水平井的體積壓裂技術的特點是大液量、大排量、大砂量，施工排量都在10m³/min以上，靠油管內泵注根本達不到設計排量要求，需要油管內和油套環空同時注入，或者是光套管注入。目前應用于體積壓裂工藝的封隔器工具還沒有較為成熟的產品，不能實現大排量泵注。

發明內容

為了解決現有技術中水平井的體積壓裂工藝所采用的封隔器不能實現大排量泵注的缺陷，本發明提供一種用于水平井體積壓裂的封隔器，該封隔器與水力噴射工具配和可以實現水力噴砂射孔，油管內和油套環空同時大排量注入，或僅油套環空大排量注入，滿足施工排量在10m³/min以上的需求。

本發明通過如下技術方案實現：

一種用于水平井體積壓裂的封隔器，該封隔器為柱狀壓縮式封隔器，包括上單流閥、反循環通道、膠筒和機械錨定機構，其中，上單流閥包括上接頭、芯軸和鋼球，上接頭從外側與芯軸螺紋連接，芯軸下部的內徑小于上部內徑，鋼球一置于芯軸內，鋼球一直徑大于芯軸下部內徑，小于芯軸上部內徑；芯軸外側設有外套，外套尾端從外側與機械錨定機構的中心管螺紋連接，外套頂端從內側與卡扣下部螺紋連接，卡扣上部與芯軸貼合，外套與芯軸之間留有空隙；芯軸與外套重合部分沿徑向對稱設有四個通孔，外套與芯軸上的通孔構成反循環通道；所述膠筒位于外套外側靠近機械錨定結構的凹陷部分。

進一步的，封隔器還包括平衡機構，所述平衡機構位于芯軸尾端，并與外套貼合密封，包括組合密封組和下單流閥，組合密封組嵌于芯軸與外套之間，下單流閥位于芯軸內側，包括鋼球二和球座，球座嵌于芯軸內側，球座內徑于中部向后收縮，鋼球二直徑小于球座前部內徑，大于球座后部內徑；芯軸尾部與卡扣二螺紋連接，卡扣二于芯軸外側壓緊組合密封組，并于芯軸內側壓緊下單流閥機構的球座。

進一步的，上單流閥機構在上接頭內側的芯軸端部卡有擋板一，下單流閥機構在芯軸內側的球座端部卡有擋板二，所述擋板一和擋板二上沿軸線方向均設有通孔。

進一步的，機械錨定機構為軌道式錨定機構，包括中心管、限位接頭和防砂結構，限位接頭套在中心管外側，防砂結構為限位接頭尾端的內側面沿徑向對稱設置的多個花鍵槽。

本發明的上單流閥機構配合反循環通道，滿足了油管內和油管環空同時大排量注入，或僅油管環空大排量注入，滿足施工排量在10m³/min以上的需求。同時，平衡機構使得封隔器在解封狀態下也可以進行大排量反循環作業，封隔器內部的砂粒在反洗過程中被反洗液流帶走，有效降低了整個封隔器內部的砂卡風險，同時也有利于封隔器的快速解封。

附圖說明

圖1為本發明所在管柱的結構示意圖；

圖2為本發明的結構示意圖；

圖3為本發明平衡機構的局部放大圖；

圖4為本發明坐封狀態下的反循環示意圖；

圖5為本發明解封狀態下的反循環示意圖；

圖6為本發明機械錨定機構的結構示意圖；

圖7為圖5的A-A剖視圖。

其中，1：上接頭；2：擋板一；3：鋼球一；4：卡扣一；5：芯軸；6：外套；7：組合密封組；8：擋板二；9：鋼球二；10：球座；11：膠筒；12：中心管；13：銷釘；14：限位接頭；15：卡扣二；16：花鍵槽；17：反循環通道；18：平衡機構；19：機械錨定機構；?21：油管；22：油管環空；23：水力噴射工具；24：封隔器；25：其他輔助工具；Ⅰ：反循環液流方向。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。?

如圖1所示，本發明所述的封隔器24與水力噴射工具23相結合，利用水力噴砂射孔、油管21內和油管環空22同時注入，或僅油管環空22注入、油管21內小排量伴注，由封隔器24封隔已施工層，配合其他輔助工具25，如壓裂閥工具等，進行自下而上逐層分層的大排量體積壓裂施工。

實施例1