本發明涉及石油鉆采機械設備，特別是一種靜水壓力坐封型壓裂封隔器。
背景技術：
改革開放以來，國民經濟得到快速增長，“科技創新，自主創新”已成為目前國內工業發展的主流，我國工業正逐步向集約型、節能減排、低碳的方向發展。石油是我國現代工業發展的“血液”及經濟命脈，是一種重要的戰略資源，影響國家能源的穩定與安全。石油開采中，油井經過長期生產，儲層流體的有機質沉淀和出砂，必然造成井底附近的儲層孔隙的堵塞，造成孔隙度和滲透度下降，影響石油井的產量。因此在石油井開采后期，常采用壓裂酸化進行處理，以改變低產狀態。壓裂酸化施工管柱中需用封隔器來對相關地層進行上下封隔，來壓裂酸化相應油層。目前，采用壓裂封隔器根據坐封方式可大致分為擴展式和機械式這兩種。擴張式封隔器主要通過管柱內外壓差實現封隔器的坐封，缺點在于為維持管柱中封隔器坐封狀態需要地面設施加壓維持，管柱下放時，容易因井內壓力波動造成提前坐封，且為提高內管柱壓力采用節流噴砂器配套使用降低了管柱的工作效率。機械式的封隔器，擁有坐封穩定，卡瓦結構固定于井壁不會滑動，但解壓比較麻煩，坐封后井內砂粒的沉積容易解封失敗，對操作要求比較高，容率錯低。本司之前申請兩項專，專利號為：201420129567.4，名稱：一種新型壓裂封隔器，該封隔器沒有防坐封裝置，容易提前坐封；申請號為：20151029178.2，非節流坐封y344型壓裂封隔器，它的坐封通過地面設備向施工管柱內提供壓力并維持，需要操作人員根據使用底層深度對彈簧進行微調對操作人員要求較高。為了解決上述問題，科研單位的科技人員不斷地研究與探索，研發新式壓裂封隔器，雖然在技術上取得了一定的進展，但在實際運用中仍然存在著尚未克服的技術難題。
技術實現要素：
本發明的目的在于克服以上不足，提供了一種靜水壓力坐封型壓裂封隔器。該封隔器內部有密封空氣腔和連通中心管的液壓腔，通過地面設備增壓，增大它們之間的壓差剪斷動力滑套上的銷釘，實現坐封并自行維持此狀態，不再需要地面設備提供壓力支持；動力滑套上的銷釘避免封隔器下方過程中提前解封。通過投球方式打斷球座滑套上的銷釘，消去兩腔之間的壓差，操作簡便。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：含有上接頭、膠筒、隔環、銷釘、球座滑套、空氣腔、滑塊中心管、動力滑套、液壓腔、密封圈、下接頭，上接頭外壁設有三組膠筒和隔環，下接滑塊中心管，滑塊中心管外壁設有一圈凸起，滑塊中心管內設有球座滑套，球 座滑套與滑塊中心管通過銷釘固定連接，銷釘的上下兩側球座滑套凹槽內分別設有兩組密封圈，滑塊中心管外設有動力滑套，動力滑套上端與隔環相觸，下端置于下接頭的凸臺上，動力滑套與滑塊中心管通過銷釘固定連接，滑塊中心管下設有下接頭，下接頭上設有滲水割縫，液壓腔由下接頭、滑塊中心管和動力滑套圍成，以滲水割縫與中心管相連通，空氣腔由滑塊中心管、動力滑套和銷釘圍成密閉空腔，且空氣腔的外徑與液壓腔的外徑保持相等，空氣腔的內徑與液壓腔的內徑也保持相等，組成一種靜水壓力坐封型壓裂封隔器。
上述滑塊中心管內壁有設有一圈凸起的凸臺，凸臺凸出長度大于等于球座滑套壁厚。
本發明采用的技術原理是：采用機械及氣動液壓原理設計而成，以空氣和水這兩種介質的物理性質的不同，即水的萬向導壓性能和低壓縮比，空氣的高壓縮比物理特性。液體通過下接頭上的割縫注入液壓腔，當中心管中液體增壓時，液壓腔與空氣腔之間產生壓差值超過動力滑套上銷釘的最大承受上限時剪斷銷釘，空氣腔受力壓縮，動力滑套向空氣腔一側移動，推動膠筒，膠筒受到軸向力擠壓徑向膨脹，封閉油管和套管之間的環形空間，起到封隔作用；地面設施停泵，不再加壓，動力滑套失去地面施加的動力，但仍然受到與井深相對應的靜水壓力的影響，保持坐封的狀態，而起到坐封作用。當完成施工后，工具仍處于坐封狀態，但中內央通道維持了套管間的上下連通。工具可長期放在井下，自行坐封，長期分隔油管和套管之間的空間。當需要取出時，投入對應尺寸的鋼球，進行憋壓，剪斷球座滑套與滑塊中心管之間的銷釘，使空氣腔和滑塊中心管內的空間相通，消去空氣腔和液壓腔之間的壓差，動力滑塊失去驅動膠筒的作用力，膠筒自動回彈，實現封隔器的解封。滑塊中心管內設有一圈凸起的凸臺，以阻擋工作時管內含砂液體對球座滑套的沖擊，避免流速較高時，沖擊力打斷球座滑套上的銷釘，自行解封。
本發明的有益效果是：該封隔器使用更加簡便，在施壓打斷銷釘實現坐封后，封隔器不需要地面設備增壓以維持坐封狀態，通過空氣腔與液壓腔之間的壓差實現坐封，即使靜水壓力坐封。該封隔器壓差坐封結構，對相配套的噴砂器的過流面積沒有限制要求，可以實現噴砂量的等同于管柱內通徑的最大化流量，不需噴砂器節流以提供壓差。因而，該封隔器能為噴砂器大排量噴砂提供了可能，提高噴砂效率。該封隔器解壓方便，類似于投球噴砂器投入相應解封球，剪斷銷釘，空氣腔不再密封，膠筒失去擠壓作用力，回彈復原。
說明書附圖
下面是結合附圖和實施例對本發明進一步描述：
圖1是一種靜水壓力坐封型壓裂封隔器的半剖結構示意圖；
圖1中：1.上接頭、2.膠筒、3.隔環、4.銷釘、5.球座滑套、6.空氣腔、7.滑塊中心管、 8.動力滑套、9.液壓腔、10.密封圈、11.下接頭，
具體實施方式
圖1中，上接頭1外壁設有三組膠筒2和隔環3，下接滑塊中心管7，滑塊中心管7外壁設有一圈凸起，滑塊中心管7內設有球座滑套5，球座滑套5與滑塊中心管7通過銷釘4固定連接，銷釘4的上下兩側球座滑套凹槽內分別設有兩組密封圈10，滑塊中心管7外設有動力滑套8，動力滑套8上端與隔環3相觸，下端置于下接頭11的凸臺上，動力滑套8與滑塊中心管7通過銷釘4固定連接，滑塊中心管7下設有下接頭11，下接頭11上設有滲水割縫，液壓腔9由下接頭11、滑塊中心管7和動力滑套8圍成，以滲水割縫與滑塊中心管7內相連通，空氣腔6由滑塊中心管7、動力滑套8和銷釘4圍成密閉空腔，空氣腔的外徑與液壓腔的外徑保持相等，空氣腔的內徑與液壓腔的內徑也保持相等，組成一種靜水壓力坐封型壓裂封隔器。
上述滑塊中心管7內壁有設有一圈凸起的凸臺，凸臺凸出長度大于等于球座滑套壁厚。
該封隔器采用機械及氣動液壓原理設計而成，以空氣和水這兩種介質的物理性質的不同，即水的萬向導壓性能和低壓縮比，空氣的高壓縮比物理特性。液體通過下接頭上的割縫注入液壓腔，當中心管中液體增壓時，液壓腔9與空氣腔6之間產生壓差值超過動力滑套上銷釘4的最大承受上限時剪斷銷釘，空氣腔受力壓縮，動力滑套向空氣腔一側移動，推動膠筒，膠筒受到軸向力擠壓徑向膨脹，封閉油管和套管之間的環形空間，起到封隔作用；地面設施停泵，不再加壓，動力滑套8失去地面施加的動力，但仍然受到與井深相對應的靜水壓力的影響，保持坐封的狀態，而起到坐封作用。當完成施工后，工具仍處于坐封狀態，但中內央通道維持了套管間的上下連通。工具可長期放在井下，自行坐封，長期分隔油管和套管之間的空間。當需要取出時，投入對應尺寸的鋼球，進行憋壓，剪斷球座滑套與滑塊中心管之間的銷釘，使空氣腔6和滑塊中心管7內的空間相通，消去空氣腔6和液壓腔9之間的壓差，動力滑塊失去驅動膠筒的作用力，膠筒自動回彈，實現封隔器的解封。滑塊中心管7內設有一圈凸起的凸臺，以阻擋工作時管內含砂液體對球座滑套的沖擊，避免流速較高時，沖擊力打斷球座滑套上的銷釘，自行解封。
該封隔器使用更加簡便，在施壓打斷銷釘實現坐封后，封隔器不需要地面設備增壓以維持坐封狀態，通過空氣腔與液壓腔之間的壓差實現坐封，即使靜水壓力坐封。在采用此種壓差坐封方式，對相配套的噴砂器的過流面積沒有限制要求，可以實現噴砂量的等同于管柱內通徑的最大化流量，不需噴砂器節流以提供壓差，因而，該封隔器能為噴砂器大排量噴砂提供了可能，提高噴砂效率。該封隔器解壓比較方便，類似于投球噴砂器投入相應解封球，剪 斷銷釘，空氣腔不在密封，膠筒失去擠壓作用力，回彈復原。封隔器自身實現最大通徑的通砂量，因通砂量的增大，降低了工具內部的磨擦阻力，減少了管柱中的每個組件的磨損，延長工具的使用壽命，提高了使用安全性，提高了工作效率和施工質量。最重要的是在使用無節流坐封模式下，突破現有每分鐘6立方米排量限制，可實現多層噴砂達每分鐘10立方米以上的大排量施工，實施壓裂施工的效益最大化，并且無需地面設備支持情況下，實現坐封。