[实用新型]一种分层压裂封隔器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种分层压裂封隔器，属油气田压裂作业井下工具领域。

背景技术

近年来，分层压裂技术越来越广泛地应用于油气井，以增加油气井的产能，提高油气藏的有效动用程度。现有的分层压裂管柱基本分为两种，分别是由扩张式封隔器组配的压裂管柱和由压缩式封隔器组配的压裂管柱，其存在的主要缺陷是：一是在进行单层压裂措施作业时，现场需通过油套环空对封隔器施加一定的平衡压力，此平衡压力直接作用于封隔器胶筒上端以减小封隔器上下端压差，可降低封隔器漏失风险，但是在分层压裂措施作业时，由于压裂管柱上串联有两级以上封隔器，且封隔器全部处于座封状态，从油套环空施加的平衡压力仅能作用于最上一级封隔器，在对下层进行压裂施工时，下级封隔器承受油套环空的压差较大，易导致封隔器失效，分层压裂措施失败；二是分层压裂措施作业完成后，在起出压裂管柱时，除克服管柱自身重量外，还需对各级封隔器施加上提解封力，由于封隔器级数越多，需平衡的解封力越大，起管柱的总上提力就越大，容易导致压裂管柱卡井或断脱事故的发生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的封隔器易失效、压裂管柱易卡、断脱的缺陷，提供一种分层压裂封隔器。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：本实用新型由喷砂管、喷砂滑套、锁爪、钢球、座封滑套、连接体、中心管、扩张胶筒、承压座、下接头组成，喷砂管上部为连接接头，下部设有阶梯状连接螺纹，喷砂管的管壁上开有与其中心孔道连通的轴向上传压孔，在喷砂管中部的管壁上开有径向的喷砂口，在与喷砂管中部径向的喷砂口对应的喷砂管的内管壁上通过剪钉安装有喷射滑套，喷砂管下部的阶梯状连接螺纹分别与锁爪和连接体连接；锁爪下部为分瓣状弹性内爪；连接体开有与其中心孔道连通的轴向下传压孔，座封滑套插装在锁爪与喷砂管的环空内，置于喷砂管与连接体的结合部的内管壁上，连接体下部通过螺纹依次与中心管和下接头连接，在连接体与下接头之间的中心管的外管壁上套装有扩张胶筒，扩张胶筒两端由承压座固定。

本实用新型的有益效果是：一是封隔器配套有相应规格的钢球，只有通过投球打压打开座封传压通道操作才能使封隔器座封，因此在进行分层压裂措施作业时，压裂目的层对应的分层压裂封隔器之上的所有分层压裂封隔器均未座封，从套管施加的平衡压力作用于压裂目的层对应的上部分层压裂封隔器上，减小压裂时该分层压裂封隔器承受的油套环空压差，提高密封性和可靠性，分层压裂封隔器不易失效；在压裂作业完成后停泵，油套环空之间液压平衡，封隔器胶筒在自身弹性力作用下由膨胀状态恢复到原始状态，各级分层压裂封隔器自动解封，因此在起管柱时只需克服管柱重量即可将管柱起出，避免由于解封力大造成管柱卡井、断脱事故的发生。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型由喷砂管1、喷砂滑套3、锁爪5、钢球6、座封滑套7、连接体8、中心管10、扩张胶筒11、承压座12、下接头13组成，喷砂管1上部为连接接头，下部设有阶梯状连接螺纹，喷砂管1的管壁上开有与其中心孔道连通的轴向上传压孔2，在喷砂管1中部的管壁上开有径向的喷砂口4，在与喷砂管1中部径向的喷砂口4对应的喷砂管1的内管壁上通过剪钉安装有喷射滑套3，喷砂管1下部的阶梯状连接螺纹分别与锁爪5和连接体8连接；锁爪5下部为分瓣状弹性内爪；连接体8开有与其中心孔道连通的轴向下传压孔9，座封滑套7插装在锁爪5与喷砂管1的环空内，置于喷砂管1与连接体8的结合部的内管壁上，连接体8下部通过螺纹依次与中心管10和下接头13连接，在连接体8与下接头13之间的中心管10的外管壁上套装有扩张胶筒11，扩张胶筒11两端由承压座12固定。

所述的喷砂滑套3上端为球座，喷砂滑套3与喷砂管1的结合面上安装有密封环。

所述的锁爪5内爪设有锥形斜面，以承载钢球6。

所述的座封滑套7外管壁上设有环形凹槽。

座封滑套7与喷砂管1的结合面上安装有密封环；座封滑套7与连接体8的结合面上安装有密封环。

所述的扩张胶筒11与中心管10之间为间隙配合。

在进行分层压裂措施作业时，将本实用新型与其他配套压裂工具连接后下入井内，步骤1：投入与压裂管柱最下一级分层压裂封隔器配套的钢球6，钢球6座落在该分层压裂封隔器的锁爪5的锥形斜面上，从油管内大排量泵入液体，在泵压作用下其座封滑套7下移，泵入的液体沿喷砂管1的轴向上传压孔2、座封滑套7与连接体8的结合处、连接体8的轴向下传压孔9作用到扩张胶筒11上使其扩张，从而座封该封隔器，当泵压达到一定压力时，锁爪5弹性内爪弹性张开，其锥形斜面内径变大导致钢球6落下去，此时可对最下一层的储层进行压裂作业，由于该级分层压裂封隔器上部的所有分层压裂封隔器均未座封，从套管施加的平衡压力直接作用在该级分层压裂封隔器上部，减小了该级分层压裂封隔器上下承受的压差，从而提高了分层压裂封隔器的稳定性和密封性；步骤2：最下一层的储层压裂施工完成后，投入与次一级分层压裂封隔器配套的钢球6，钢球6落至该分层压裂封隔器的锁爪5的锥形斜面上，油管内打压使其座封滑套7下移，泵入的液体沿喷砂管1的轴向上传压孔2、座封滑套7与连接体8的结合处及连接体8的轴向下传压孔9作用到中心管10的扩张胶筒11上使其扩张，从而座封该封隔器，当泵压达到一定压力时，锁爪5弹性内爪弹性张开，其锥形斜面内径变大导致钢球6落下去，该钢球6落至最下一级分层压裂封隔器的喷砂滑套3上端的球座上，当泵压升高达到一定压力时，最下一级分层压裂封隔器的喷砂滑套3与喷砂管1连接的剪钉剪断，最下一级分层压裂封隔器的喷砂滑套3下行露出喷砂口4，连通封隔器内外液体通道，压裂液体从喷砂口4进入最下一级分层压裂封隔器与次一级分层压裂封隔器之间的储层，从而进行该储层的压裂施工，由于次一级分层压裂封隔器上部的所有封隔器均未座封，从套管施加的平衡压力直接作用在次一级分层压裂封隔器上部，减小了次一级分层压裂封隔器上下承受的压差，从而提高了分层压裂封隔器的稳定性和密封性；步骤3，重复上述步骤2，从而实现了多储层的分层压裂施工。当所有压裂施工完成后，停泵，油套环空压差降低直至最终压力平衡，分层压裂封隔器的扩张胶筒11在自身弹性力作用下收缩恢复原始形状，实现自动解封，上提管柱只需克服管柱自身重量即可起出分层压裂管柱，避免了由于解封力大造成压裂管柱卡井、断脱等事故的发生，保证了施工安全。