[發(fā)明專利]一種帶壓縮保護(hù)機(jī)構(gòu)的自膨脹封隔器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410632625.X
• 申請(qǐng)日: 2014-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN104314510A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙廣民;付鋼旦;王治國(guó);桂捷;趙敏琦;李旭梅;郭思文;張華光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油天然氣股份有限公司
• 主分類號(hào): E21B33/127
• 分類號(hào): E21B33/127
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責(zé)任公司 61108
• 代理人: 張培勛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油氣井壓裂技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶壓縮保護(hù)機(jī)構(gòu)的自膨脹封隔器，采用鉆桿下入井內(nèi)，適用于Φ152.4mm鉆頭裸眼水平井的分段改造。

背景技術(shù)

隨著世界石油資源的不斷開采，儲(chǔ)層物性較好、相對(duì)容易開采的油氣資源越來(lái)越少，因此大量的儲(chǔ)層物性復(fù)雜、單井產(chǎn)量低的低品位油氣資源正在成為石油、天然氣上產(chǎn)的主體，儲(chǔ)層物性差的油氣田要得到有效開發(fā)，提高產(chǎn)量是關(guān)鍵，水平井已經(jīng)成為近年來(lái)提高低滲油氣田單井產(chǎn)量的一種有效手段。其中裸眼水平井以與地層接觸面積大而成為一種重要的水平井完井方式；裸眼水平井分段改造多采用裸眼封隔器進(jìn)行，其中壓縮式裸眼封隔器以其工具承壓高、長(zhǎng)度小、下入風(fēng)險(xiǎn)低被廣泛應(yīng)用。

由于壓縮式裸眼封隔器是依靠膠筒的軸向壓縮產(chǎn)生的徑向變形填充油套環(huán)空間隙而密封的，所以其在不規(guī)則裸眼段的密封能力受到一定影響，從而使分段改造效果無(wú)法完全達(dá)到設(shè)計(jì)目的，影響油氣井的產(chǎn)量。

目前國(guó)際上石油技術(shù)服務(wù)公司如哈里伯頓采用遇油膨脹封隔器系統(tǒng)進(jìn)行裸眼水平井的分段壓裂，其中的關(guān)鍵工具遇油膨脹封隔器膠筒變形量大且易填充不規(guī)則井段，段間封隔效果較好。同時(shí)由于該類型的封隔器完全依靠膠筒吸入某種特殊液體自行膨脹而實(shí)現(xiàn)段間封隔的，所以其膠筒的長(zhǎng)度對(duì)封隔器承壓性能起決定性作用。然而，該封隔器坐封后承受高壓差時(shí)，由于端部沒有支撐機(jī)構(gòu)保護(hù)，膠筒膨脹后變軟易發(fā)生流變而失去密封作用，所以只有通過(guò)增加膠筒長(zhǎng)度來(lái)提高其承壓能力。由于封隔器長(zhǎng)度較大，在需要改造段數(shù)較多時(shí)，管柱下入難度將大幅增加，易造成復(fù)雜井下事故，影響到該工具的使用范圍。??

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種帶壓縮保護(hù)機(jī)構(gòu)的自膨脹封隔器，克服現(xiàn)有技術(shù)中封隔器端部沒有支撐機(jī)構(gòu)保護(hù)，膠筒膨脹后變軟易發(fā)生流變而失去密封作用的問(wèn)題。

為此，本發(fā)明提供的一種帶壓縮保護(hù)機(jī)構(gòu)的自膨脹封隔器，包括封隔器本體，所述封隔器本體上半部外壁上設(shè)置有接頭和中心管，所述中心管與接頭下端連接，所述接頭外壁上連接有防撞頭，所述防撞頭下端通過(guò)坐封剪釘連接有鎖環(huán)座，所述鎖環(huán)座下端連接有連接頭，所述鎖環(huán)座上設(shè)置有鎖環(huán)，所述連接頭下邊的接頭上設(shè)置有防退螺紋，所述連接頭下端連接有活塞，所述中心管上設(shè)有進(jìn)液孔，所述進(jìn)液孔與活塞的活塞腔相通，所述活塞下端的中心管外壁上由上至下依次活動(dòng)連接有上支撐塊、錐體和下支撐塊，所述錐體的底面與中心管連接，錐體的兩斜面分別與上支撐塊和下支撐塊相貼合，所述上支撐塊和下支撐塊表面硫化有橡膠，所述下支撐塊下端中心管外壁上設(shè)有擋環(huán)，所述擋環(huán)下端中心管外壁上設(shè)置有膨脹膠筒，所述封隔器本體下半部與上半部以膨脹膠筒為中心兩端對(duì)稱。

上述防撞頭與接頭之間設(shè)有防轉(zhuǎn)銷釘。

上述上支撐塊和下支撐塊外表面均設(shè)置有箍簧。

上述錐體兩斜面的斜面角度不同，上支撐塊一端的斜面角度大于下支撐塊一端的斜面角度。

上述上支撐塊下端面為斜面，且斜面角度與錐體上端面的斜面角度相同。

上述下支撐塊上端面為斜面，且斜面角度與錐體下端面的斜面角度相同。

本發(fā)明的有益效果：

(1)本發(fā)明使用的膨脹膠筒更適應(yīng)不規(guī)則的裸眼井段，相對(duì)于壓縮式封隔器來(lái)說(shuō)，封隔可靠性高。

(2)本發(fā)明中膨脹膠筒兩端的支撐塊保護(hù)機(jī)構(gòu)可有效減小或填充環(huán)空間隙，避免膨脹膠筒在承受高壓差時(shí)發(fā)生流變導(dǎo)致封隔器失效。

(3)本發(fā)明的膨脹膠筒保護(hù)機(jī)構(gòu)可有效縮短膨脹封隔器長(zhǎng)度，大幅降低工具下入風(fēng)險(xiǎn)。

(4)本發(fā)明利用可擴(kuò)張保護(hù)塊的保護(hù)和膨脹膠筒的封隔，提升封隔器承壓能力，為裸眼水平井分段壓裂提供段間有效封隔，提高壓裂效果。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明帶壓縮保護(hù)機(jī)構(gòu)的自膨脹封隔器上半部的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明帶壓縮保護(hù)機(jī)構(gòu)的自膨脹封隔器下半部的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明中上支撐塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明帶壓縮保護(hù)機(jī)構(gòu)的自膨脹封隔器坐封后上支撐塊和下支撐塊的狀態(tài)示意圖。

圖5是本發(fā)明帶壓縮保護(hù)機(jī)構(gòu)的自膨脹封隔器坐封后膨脹膠筒狀態(tài)示意圖。

圖6是本發(fā)明帶壓縮保護(hù)機(jī)構(gòu)的自膨脹封隔器分段壓裂管柱示意圖。