[发明专利]多级分层压裂用可降解封隔器及压裂管柱

摘要

本发明公开了一种多级分层压裂用可降解封隔器及压裂管柱，封隔器包括自下而上依次套装在中心管外侧的卡瓦机构、步进机构、胶筒机构和活塞机构；卡瓦机构利用上锥体和下锥体的相对运动实现卡瓦坐封；位于胶筒机构上方的活塞机构利用开设在中心管上的液压孔与其环空空间相连通，驱动胶筒组坐封，并利用步进机构对活塞机构位置锁定，保持胶筒机构维持在坐封状态；此外利用各部件采用可降解材料和非可降解材料相配合，以实现降解解封；该多级分层压裂用可降解封隔器及其施工管柱具有大通径、耐高温、承高压、易返排、可降解的特点，并通过与滑套联用形成适用于深井、水平井压裂施工的压裂管柱，有效解决现有封隔器遇卡及砂埋后难于起出井筒的问题。

主权项

1.一种多级分层压裂用可降解封隔器，其特征在于，包括自下而上依次套装在中心管(23)外侧的卡瓦机构、步进机构、胶筒机构和活塞机构；其中，所述卡瓦机构包括卡瓦套(15)、上锥体(17)、卡瓦(18)、弹簧圈(19)和下锥体(20)；所述下锥体(20)套装在所述中心管(23)外侧，其上侧内壁向内凹陷并形成有第一环形台阶，其外壁中部设有第一环形凸台且其上部外壁加工为外径自上而下逐渐增大的锥面；所述上锥体(17)套装在所述中心管(23)外侧，其上部内壁和下部外壁均向内凹陷并形成有第二环形台阶和第三环形台阶且所述第三环形台阶加工为外径自上而下逐渐减小的锥面，所述上锥体(17)底端插装在所述下锥体(20)内侧，使所述上锥体(17)、所述下锥体(20)和所述中心管(23)之间围成有第一环空空间；所述卡瓦(18)套装在所述上锥体(17)的外侧，其两端内壁分别加工有与所述上锥体(17)和所述下锥体(20)锥面相互配合的锥面，使所述卡瓦(18)容置于由所述上锥体(17)和所述下锥体(20)形成的环形凹槽内；所述弹簧圈(19)环绕并固定在所述卡瓦(18)的外侧；所述卡瓦套(15)套装在所述上锥体(17)上部外侧并通过多个卡瓦销钉(16)固定在所述卡瓦套(15)上，所述卡瓦套(15)底端压配在所述卡瓦(18)的顶端端面上；所述步进机构包括步进体(12)、连接套(13)和步进环(14)；所述步进体(12)套装在所述中心管(23)外侧，其顶端内壁上向内凹陷形成有第四环形台阶、底端插装在所述上锥体(17)内侧使所述步进体(12)、所述上锥体(17)和所述中心管(23)之间围成有第二环空空间；所述连接套(13)套装在所述步进体(12)外侧，其上部外壁和下部内壁均向内凹陷并形成有第五环形台阶和第六环形台阶，使所述卡瓦套(15)顶端抵在所述第六环形台阶的下端面上；所述步进环(14)套装在所述步进体(12)外侧且位于所述连接套(13)的第五环形台阶的上端面上；在所述步进体(12)的外壁上和所述步进环(14)的内壁上分别加工有相互配合的单向倒齿，使所述步进体(12)仅能相对于所述步进环(14)下行运动；所述胶筒机构包括胶筒中心管(6)、胶筒组和胶筒套(11)；所述胶筒中心管(6)套装在所述中心管(23)外侧并通过多个活塞销钉(5)固定在所述中心管(23)上；所述胶筒中心管(6)底部插装在所述步进体(12)内侧且底端压配在所述第四环形台阶的上端面上；所述胶筒套(11)套装在所述步进体(12)外侧且其底端插装在所述连接套(13)内侧，使所述胶筒套(11)、所述步进体(12)和所述连接套(13)之间围成有内置有所述步进环(14)的第三环形空间；所述活塞机构由活塞套(2)和活塞(4)构成；所述活塞套(2)套装在所述中心管(23)外侧，其下部内壁向内凹陷形成有第七环形台阶、底端外壁上设有第二环形凸台，使所述胶筒中心管(6)抵在所述第七环形台阶的下端面上；所述活塞(4)内壁上设有第三环形凸台，其下部套装在所述活塞套(2)外侧且底端压配在所述活塞套(2)的第二环形凸台上，所述活塞套(2)、所述活塞(4)和所述中心管(23)之间围成有第四环空空间；所述中心管(23)的侧壁上开设有至少一个传压孔(3)，所述传压孔(3)与所述第四环空空间相连通。