[發明專利]一種長伸縮距補償短節及補償方法

在審

• 申請號: 201711382308.7
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN107939307A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 聶俊;楊延增;章東哲;李前春;葉文勇;魏小房;張岄
• 申請（專利權）人: 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司工程技術研究院
• 主分類號: E21B17/07
• 分類號: E21B17/07;E21B17/10;E21B43/26
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司61108
• 代理人: 張培勛

1.一種長伸縮距補償短節，其特征在于：包括上接頭（1）、內筒（6）、外筒（5）、扶正防塵短節（7）和密封端蓋（10）；所述的上接頭（1）下端與外筒（5）上端連接；所述內筒（6）位于外筒（5）內，所述內筒（6）上端通過活塞機構（3）與外筒（5）內壁動密封連接，所述活塞機構（3）上端面與上接頭（1）的下端面接觸連接；所述的內筒（6）壁上部設有阻尼器（4）；所述外筒（5）下端依次連接有扶正防塵短節（7）和密封端蓋（10），密封端蓋（10）下部與內筒（6）通過銷釘鎖緊機構（11）連接；密封端蓋（10）、扶正防塵短節（7）與內筒（6）外壁形成動密封；外筒（5）下部內有下限位臺階（27）；上接頭（1）下端設有上限位臺階（26），活塞機構（3）在上限位臺階（26）與下限位臺階（27）之間滑動。

2.根據權利要求1所述的一種長伸縮距補償短節，其特征在于：所述的扶正防塵短節（7）上端開有與外筒（5）下端相對應的螺紋孔，扶正防塵短節（7）上端外筒（5）下端螺紋連接；所述扶正防塵短節（7）下端依此開有兩個臺階，最下面的臺階的密封短節臺階面（25）與密封端蓋（10）上端連接，另一個臺階為密封臺階（24），密封臺階（24）上設有密封圈組合（8）；扶正防塵短節（7）的內壁與內筒（6）的外壁連接，該內壁上設有扶正圈（23）。

3.根據權利要求1所述的一種長伸縮距補償短節，其特征在于：所述的密封端蓋（10）上部內設有防塵槽（19），防塵槽（19）內設有防塵圈組合（9），所述的防塵槽（19）至少為兩組；密封端蓋（10）下部內設有銷釘腔（20），銷釘腔（20）與內筒（6）外壁形成環形空間。

4.根據權利要求1所述的一種長伸縮距補償短節，其特征在于：所述的阻尼器（4）包括阻尼孔（12）、濾網（13）、密封壓筒（14）、密封圈（15）、內方壓塊（16）和防松塊（17）；所述的阻尼孔（12）、濾網（13）、密封壓筒（14）和內方壓塊（16）從內到外依此橫向安裝在內筒（6）壁上，密封壓筒（14）與內筒（6）之間通過密封圈（15）連接，內方壓塊（16）通過防松塊（17）固定在內筒（6）壁上。

5.根據權利要求3所述的一種長伸縮距補償短節，其特征在于：所述的防塵圈組合（9）為3組。

6.根據權利要求1所述的一種長伸縮距補償短節，其特征在于：所述的銷釘鎖緊機構（11）包括內方銷釘（21）和鎖緊螺母（22），內方銷釘（21）將內筒（6）和密封端蓋（10）連在一起，鎖緊螺母（22）安裝在密封端蓋（10）的內螺紋上。

7.根據權利要求1所述的一種長伸縮距補償短節，其特征在于：所述的上接頭（1）外螺紋與外筒（5）內螺紋連接，上接頭（1）外螺紋以下與外筒（5）內壁設有密封圈（2）。

8.根據權利要求2所述的一種長伸縮距補償短節，其特征在于：所述的扶正圈（23）材質為石墨化高分子；其內徑大于內筒（6）外徑，小于下限位臺階（27）內徑，與內筒（6）外壁間隙配合。

9.根據權利要求2所述的一種長伸縮距補償短節，其特征在于：所述的密封圈組合（8）安裝在扶正防塵短節（7）的密封臺階（24）上，并高出扶正防塵短節臺階面（25）。

10.根據權利要求1-9所述的任意一種長伸縮距補償方法，其特征在于：具體步驟為：

將一種長伸縮距補償短節接在壓裂管柱的適當位置，下入井中，此時一種長伸縮距補償短節處于原始位置，即內筒（6）處于上限位臺階（26），銷釘鎖緊機構（11）處于鎖緊狀態；

當進行CO₂干法壓裂施工時，液態CO₂會被壓裂車泵入井筒中，從上至下，壓裂管柱會不斷被冷卻，施工過程管柱內的壓力也會突然增加，使管柱有收縮的趨勢，溫度、壓力變化會在管柱上產生內應力，當內應力超過一種長伸縮距補償短節的銷釘鎖緊機構（11）所能承受的力時，內方銷釘（21）會在內筒（6）和外筒（5）的作用下被剪斷，剪斷部分落入銷釘腔（20），一種長伸縮距補償短節就會將壓裂管柱分成兩部分，內筒（6）與外筒（5）會產生相對運動，內筒（6）由上限位臺階（26）向下限位臺階（27）運動，內筒（6）的活塞機構（3）與外筒（5）內壁形成動密封，內筒（6）、外筒（5）空間的液體通過阻尼器（4）流出；

施工完畢，進行放噴，井內恢復原始壓力的過程中，與上面情況恰好相反，溫度逐漸升高、壓力逐漸降低，兩者共同作用于壓裂管柱，管柱有不斷的伸長的趨勢，內筒（6）與外筒（5）會產生相對運動，內筒（6）由下限位臺階（27）向上限位臺階（26）運動，內筒（6）的活塞機構（3）與外筒（5）內壁形成動密封，液體會從阻尼器（4）流入到內筒（6）、外筒（5）之間的空間。