保壓式雙封拖動壓裂工藝管柱的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種保壓式雙封拖動壓裂工藝管柱，包括上工具和下工具，通過本實用新型設(shè)計的管柱的優(yōu)點在于：上、下工具同時坐封、分步解封；解封行程靠下放管柱行程控制，在向上拖動管柱至下一層段時，解封行程自動恢復(fù)至初始狀態(tài)，達到重復(fù)坐封、重復(fù)解封的目的；管柱解封靠瓦提供支點，而不是靠膠筒摩擦力，膠筒壽命得到延長；下工具膠筒與卡瓦為同一液壓系統(tǒng)，工作時互為補償，抗壓能力得到提高。
【專利說明】
保壓式雙封拖動壓裂工藝管柱
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種油氣田井下工具，特別涉及一種保壓式雙封拖動壓裂工藝管柱。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外所用拖動式壓裂工藝管柱分上、下封隔器組成，拖動管柱施工，封隔器靠節(jié)流坐封，停壓后封隔器自動解封。
[0003]封隔器工作原理:封隔器工作時用油管連接管柱下入油氣井套管內(nèi)。下入到井內(nèi)預(yù)定位置后，向油管內(nèi)注液打壓，液體經(jīng)管柱節(jié)流口產(chǎn)生節(jié)流壓力，當管柱內(nèi)壓力高于管柱外壓力時，液體經(jīng)擴張式封隔器中心管上的座封通道進入中心管和膠筒之間的間隙，將具有彈性的膠筒擴張，直徑增大，使膠筒外徑緊密貼在套管內(nèi)壁上，套管內(nèi)徑和封隔器外徑的環(huán)形空間被膠筒隔開，當擴張式封隔器完成預(yù)計封隔工作周期后，需要將封隔器解封，然后提出井外。解封時，將油管內(nèi)壓力泄掉，擴張式封隔器膠筒在自身彈性作用下回彈，將膠筒和中心管間液體排回到中心管內(nèi)腔，膠筒直徑恢復(fù)到座封前狀態(tài)，此即為解封。
[0004]目前管柱存在問題:其一是為了施工需要，需要管柱坐封完成后在管柱內(nèi)沒有壓力或管柱內(nèi)小于管柱外壓力條件下，保持坐封狀態(tài)，來進行下一步施工，其施工包括找水、測試、老井壓裂后壓力保持;其二管柱上、下封隔器采用壓縮時膠筒，靠機械力壓縮膠筒坐封，這樣管柱配置存在受水平井井身結(jié)構(gòu)限制，機械力無法有效作用封隔器膠筒上，導(dǎo)致封隔器膠筒壓縮不夠充分，密封不可靠;其三上、下工具采用擴張膠筒形式或壓縮膠筒形式解封靠膠筒與套管之間摩擦力提供解封支點，膠筒在不完全回收狀態(tài)產(chǎn)生位移，必將導(dǎo)致膠筒與套管產(chǎn)生摩擦，這也就是通常所說的解封不徹底，膠筒壽命得不到保障，拖動次數(shù)也得不到保證，影響施工成功率、施工效率;其四管柱解封時膠筒上下端壓力不平衡，膠筒易磨損損壞，膠筒壽命低，可見目前拖動施工管柱存在的問題是:壓力不能保持，解封不徹底、膠筒壽命低、拖動次數(shù)少。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種保壓式雙封拖動壓裂工藝管柱。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案是:
[0007]—種保壓式雙封拖動壓裂工藝管柱，包括上工具和下工具，所述上工具包括上接頭、缸套和撞擊單流閥，所述上接頭設(shè)在所述缸套的上端，所述缸套的下端設(shè)有所述撞擊單流閥，所述撞擊單流閥的下端依次設(shè)有上骨架、掛接中心管，所述掛接中心管在的上部套裝上壓環(huán)，所述上骨架的中部套裝外套裝掛膠膠筒，所述掛膠膠筒下部依次套裝下壓環(huán)和下接頭，所述缸套側(cè)壁開有側(cè)向通道；
[0008]所述下工具包括上接頭、缸套和撞擊單流閥，所述上接頭設(shè)在所述缸套的上端，所述缸套的下端設(shè)有所述撞擊單流閥，所述撞擊單流閥的下端依次設(shè)有橋式閥和節(jié)流套，所述節(jié)流套在的上部套裝上壓環(huán)，所述橋式閥的中部套裝外套裝中心管，所述中心管下部依次套裝掛膠膠筒和錐體，所述錐體的下端設(shè)有單向卡瓦，所述單向卡瓦的下端設(shè)有卡瓦罩，所述卡瓦罩的下端外套下缸套，所述下缸套內(nèi)套背帽。
[0009]所述下工具下端中間位置設(shè)有球。
[0010]所述撞擊單流閥包括撞針、限位套和球座，所述撞針設(shè)置在所述限位套內(nèi)部，所述限位套的下部設(shè)有所述球座，所述球座的下端內(nèi)設(shè)有鋼球，所述鋼球的下端設(shè)有彈簧，所述球座的下端與花板相連接。
[0011 ]工作原理，未座封時，掛膠膠筒為收縮狀態(tài)，座封時，由下工具內(nèi)腔縮頸處產(chǎn)生節(jié)流，液流經(jīng)上工具內(nèi)腔中心管上單流閥進入到上工具內(nèi)腔膨脹膠筒，同時，液流經(jīng)下工具內(nèi)腔中心管上單流閥進入到下工具內(nèi)腔膨脹膠筒，同時下工具單向卡瓦錨定。此時即使停壓，在單流閥的作用下上、下工具都保持坐封狀態(tài)。坐封合格后通過下工具上的噴砂口進行壓裂施工。施工結(jié)束后，下放管柱，由于單向卡瓦錨定作用，管柱不會產(chǎn)生位移，上、下工具掛膠膠筒也不會產(chǎn)生位置串動，首先是上工具上端解封機構(gòu)下行，當下行200mm行程，撞針撞擊單流閥密封球，使球與密封球座分離，泄流通道開啟。上工具內(nèi)腔的液體同時通過該泄流通道進入到油管內(nèi)，使上工具解封。由于下放載荷一直存在，上工具充分解封后，下工具上端解封機構(gòu)下行，當下行25mm行程，撞針撞擊單流閥密封球，使球與密封球座分離，泄流通道開啟。下工具內(nèi)腔的液體同時通過該泄流通道進入到油管內(nèi)，使下工具充分解封。完成本層施工，上提管柱單向卡瓦回收，拖動管柱上行，至另一個施工目的層，重復(fù)上述操作，完成多層施工。
[0012]本實用新型的有益效果為:①上、下工具同時坐封、分步解封;②解封行程靠下放管柱行程控制，在向上拖動管柱至下一層段時，解封行程自動恢復(fù)至初始狀態(tài)，達到重復(fù)坐封、重復(fù)解封的目的;③解封時靠下放管柱泄流解封，并由下工具單向的卡瓦錨定提供支撐點；由于具有如上特點，所以使管柱在拖動施工中據(jù)有以下兩大優(yōu)點:一是延長膠筒壽命，防止回收不完全的膠筒拖動時刮壞膠筒;二是防止膠筒回收不徹底，在拖動管柱轉(zhuǎn)層時，膠筒容易拖動積砂形成砂橋，造成卡井、大修。
【附圖說明】
[0013]以下結(jié)合附圖以實施例具體說明
[0014]圖1為本實用新型的一種保壓式雙封拖動壓裂工藝管柱的上工具結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2本實用新型的一種保壓式雙封拖動壓裂工藝管柱的下工具結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖3本實用新型的一種保壓式雙封拖動壓裂工藝管柱的撞擊單流閥局部放大圖。
[0017]圖1中，丨-第一上接頭，2-第一缸套，3-第一撞擊單流閥，4-上骨架，5-中心管，6_第一上壓環(huán)，7-第一掛膠膠筒，8-下壓環(huán)，9-下接頭。
[0018]圖2中，IO-第二上接頭，11-第二缸套，12-第二撞擊單流閥，13-橋式閥，14-節(jié)流套，15-第二上壓環(huán)，16-中心管，17-第二掛膠膠筒，18-錐體，19-單向卡瓦，20-卡瓦罩，21-下缸套，22-球，23-背帽。
[0019]圖3中，3-1撞針，3-2限位套，3_3球座，3_4鋼球，3_5彈簧，3_6花板。
【具體實施方式】
[0020]如圖1至3所示，一種保壓式雙封拖動壓裂工藝管柱，包括上工具和下工具，所述上工具包括第一上接頭1、第一缸套2和第一撞擊單流閥3，所述第一上接頭I設(shè)在所述第一缸套2的上端，所述第一缸套2的下端設(shè)有所述第一撞擊單流閥3，所述第一撞擊單流閥3的下端依次設(shè)有上骨架4、掛接中心管5，所述掛接中心管5在的上部套裝第一上壓環(huán)6，所述上骨架4的中部套裝外套裝第一掛膠膠筒7，所述第一掛膠膠筒7下部依次套裝下壓環(huán)8和下接頭9，所述第一缸套2側(cè)壁開有側(cè)向通道；
[0021]所述下工具包括第二上接頭10、第二缸套11和第二撞擊單流閥12，所述第二上接頭10設(shè)在所述第二缸套11的上端，所述第二缸套11的下端設(shè)有所述第二撞擊單流閥12，所述第二撞擊單流閥12的下端依次設(shè)有橋式閥13和節(jié)流套14，所述節(jié)流套14在的上部套裝第二上壓環(huán)15，所述橋式閥13的中部套裝外套裝中心管16，所述中心管16下部依次套裝第二掛膠膠筒17和錐體18，所述錐體18的下端設(shè)有單向卡瓦19，所述單向卡瓦19的下端設(shè)有卡瓦罩20，所述卡瓦罩20的下端外套下缸套21，所述下缸套21內(nèi)套背帽23。
[0022]所述下工具下端中間位置設(shè)有球22。
[0023]所述第一撞擊單流閥3和所述第二撞擊單流閥12包括撞針3-1、限位套3-2和球座3-3，所述撞針3-1設(shè)置在所述限位套3-2內(nèi)部，所述限位套3-2的下部設(shè)有所述球座3-3，所述球座3-3的下端內(nèi)設(shè)有鋼球3-4，所述鋼球的下端設(shè)有彈簧3-5，所述球座3-3的下端與花板3-6相連接。
[0024]工作過程:油管內(nèi)打壓，由于下工具節(jié)流套14節(jié)流作用，上、下工具有液體經(jīng)撞擊單流閥3進入中心管與掛膠膠筒7之間環(huán)形空間，鼓脹上、下工具膠筒坐封，同時液流由下工具錐體18與中心管16之間的環(huán)形空間，鼓脹下工具卡瓦同時錨定；
[0025]解封時，由于卡瓦處于錨定狀態(tài)，并提供支點，下放管柱時，只能上工具上接頭I下行，當行至撞擊單流閥3撞針3-1處，撞針3-1下行，球3-4與球座3-3強制開啟，泄流通道開啟，上工具膠筒內(nèi)腔液體從此處泄流，膠筒回收，完成上工具解封動作。由于下放載荷一直存在，上工具解封后，上工具繼續(xù)下行，當下工具上接頭I下行25mm時，撞擊單流閥3撞針3-1處，撞針3-1下行，球3-4與球座3-3強制開啟，泄流通道開啟，下工具膠筒17內(nèi)腔液體及單向卡瓦19與中心管16從此處泄流，膠筒回收，完成下工具解封動作。
[0026]拖動時，當管柱上行拖動時，單向卡瓦19回收，管柱在上行過程中，在自重及摩擦力作用下，上、下工具解封位移又恢復(fù)至初始狀態(tài)，重復(fù)上述動作完成下一次施工。
【主權(quán)項】
1.一種保壓式雙封拖動壓裂工藝管柱，其特征在于，包括上工具和下工具，所述上工具包括上接頭、缸套和撞擊單流閥，所述上接頭設(shè)在所述缸套的上端，所述缸套的下端設(shè)有所述撞擊單流閥，所述撞擊單流閥的下端依次設(shè)有上骨架、掛接中心管，所述掛接中心管在的上部套裝上壓環(huán)，所述上骨架的中部套裝外套裝掛膠膠筒，所述掛膠膠筒下部依次套裝下壓環(huán)和下接頭，所述缸套側(cè)壁開有側(cè)向通道； 所述下工具包括上接頭、缸套和撞擊單流閥，所述上接頭設(shè)在所述缸套的上端，所述缸套的下端設(shè)有所述撞擊單流閥，所述撞擊單流閥的下端依次設(shè)有橋式閥和節(jié)流套，所述節(jié)流套在的上部套裝上壓環(huán)，所述橋式閥的中部套裝外套裝中心管，所述中心管下部依次套裝掛膠膠筒和錐體，所述錐體的下端設(shè)有單向卡瓦，所述單向卡瓦的下端設(shè)有卡瓦罩，所述卡瓦罩的下端外套下缸套，所述下缸套內(nèi)套背帽。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種保壓式雙封拖動壓裂工藝管柱，其特征在于，所述下工具下端中間位置設(shè)有球。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種保壓式雙封拖動壓裂工藝管柱，其特征在于，所述撞擊單流閥包括撞針、限位套和球座，所述撞針設(shè)置在所述限位套內(nèi)部，所述限位套的下部設(shè)有所述球座，所述球座的下端內(nèi)設(shè)有鋼球，所述鋼球的下端設(shè)有彈簧，所述球座的下端與花板相連接。
【文檔編號】E21B33/12GK205638336SQ201620251307
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】崔志強, 李彧, 同松, 吳占勇, 李雪山, 張磊
【申請人】阜新馳宇石油機械有限公司