[發明專利]擴張式封隔器及其坐封方法

有效

• 申請號: 201410415431.4
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN105401909B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 馬昌慶;余東合
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B33/127
• 分類號: E21B33/127
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司11138
• 代理人: 劉映東

技術領域

本發明涉及石油開采技術領域，特別涉及一種擴張式封隔器及其坐封方法。

背景技術

在石油開采過程中，采用水力壓裂技術改造油氣儲層指的是：在待改造油氣儲層上制造人工裂縫，將液體連續注入人工裂縫，通過水力產生壓力使得該人工裂縫變得更大，再通過液體攜帶高強度的固體顆粒，并將該固體顆粒填充至人工裂縫，施工結束后，將液體反排，固體顆粒留在裂縫中，改造后的油氣儲層上形成預設面積的人工裂縫，產生高流通能力的油氣通道，并擴大了油氣儲層的滲流面積。

水力壓裂技術中，需要通過封隔器的坐封來將水力轉化為對人工裂縫的壓力，現有的封隔器主要有壓縮式封隔器和擴張式封隔器兩種，其中，擴張式封隔器主要包括：依次套接在中心管外部的上接頭、擴張式膠筒和下接頭，在該中心管與擴張式膠筒的套接面上設置有進液孔。采用水力壓裂技術改造油氣儲層時，將擴張式封隔器的上接頭與壓裂管柱下端連接，下接頭與節流噴砂器連接，放置在套管內部，該套管固結在井內，將壓裂管柱延伸至地下距離需改造的油氣儲層以上10-20m(米)處，用壓裂泵車向壓裂管柱內泵入液體，液體通過擴張式封隔器的上接頭進入，再從擴張式封隔器的下接頭流入節流噴砂器，但是由于壓裂管柱的內徑遠遠大于節流噴砂器的入口直徑，從而在擴張式封隔器的上下形成壓差，使得液體通過進液孔對擴張式膠筒施力，當壓差達到1.2一1.5MPa(兆帕)時，擴張式膠筒產生徑向形變，當擴張式膠筒的外徑與該套管內徑相等時，擴張式封隔器的坐封過程完成。

但是，由于油氣層的深度越來越深，擴張式封隔器的上下形成的壓差也越來越大，由于現有的封隔器承受壓差的能力有限，擴張式膠筒可能過度形變，或者產生蠕動，因此，在水力壓裂的過程中容易出現封隔器失封現象，造成經濟損失。

發明內容

為了解決在水力壓裂的過程中容易出現封隔器失封現象，造成經濟損失的問題，本發明實施例提供了一種擴張式封隔器及其坐封方法。所述技術方案如下：

一方面，提供了一種擴張式封隔器，包括：

上接頭、上平衡液缸、擴張式膠筒、下平衡液缸、中心管和下接頭；

所述上接頭、所述上平衡液缸、所述擴張式膠筒、所述下平衡液缸和所述下接頭，由上至下依次套接在所述中心管外部，其中，所述上接頭、所述擴張式膠筒和所述下接頭分別與所述中心管固定連接，所述上接頭與所述上平衡液缸固定連接，所述下接頭與所述下平衡液缸固定連接，所述上平衡液缸和所述下平衡液缸分別與所述中心管活動連接；

所述上平衡液缸包括上缸套和上膠筒組，所述上缸套與所述上接頭固定連接，所述上缸套和所述上膠筒組由上至下依次套接在所述中心管外部；

所述下平衡液缸包括下膠筒組和下缸套，所述下缸套與所述下接頭固定連接，所述下膠筒組和所述下缸套由上至下依次套接在所述中心管外部；

在所述中心管與所述上平衡液缸、所述擴張式膠筒和所述下平衡液缸的套接面上分別設置有進液孔，所述進液孔貫穿所述中心管的管壁。

可選的，所述上接頭包括小外徑段和大外徑段，所述大外徑段的外徑大于所述小外徑段的外徑；

所述下接頭包括小外徑段和大外徑段，所述大外徑段的外徑大于所述小外徑段的外徑；

所述上缸套包括小內徑段和大內徑段，所述大內徑段的內徑大于所述小內徑段的內徑；

所述下缸套包括小內徑段和大內徑段，所述大內徑段的內徑大于所述小內徑段的內徑；

其中，所述上接頭的小外徑段與所述上缸套的大內徑段套接，所述下缸套的大內徑段與所述下接頭的小外徑段套接。

可選的，所述上接頭與所述上缸套通過第一剪釘固定連接，所述第一剪釘的軸線垂直所述上接頭的小外徑段與所述上缸套的大內徑段的套接面；

所述下缸套與所述下接頭通過第二剪釘固定連接，所述第二剪釘的軸線垂直所述下缸套的大內徑段與所述下接頭的小外徑段的套接面。

可選的，所述上接頭的小外徑段的外表面上與所述上缸套的套接處，設置有第一密封槽，所述第一密封槽中設置有第一密封圈；

所述上缸套的小內徑段的內表面上與所述中心管的套接處，設置有第二密封槽，所述第二密封槽中設置有第二密封圈；

所述下接頭的小外徑段的外表面上與所述下缸套的套接處，設置有第三密封槽，所述第三密封槽中設置有第三密封圈；

所述下缸套的小內徑段的內表面上與所述中心管的套接處，設置有第四密封槽，所述第四密封槽中設置有第四密封圈。

可選的，所述中心管的外表面上設置有外螺紋；