可在水平井多次重復座封解封壓裂用封隔器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型揭示了一種可在水平井多次重復座封解封壓裂用封隔器。
【背景技術】
[0002]隨著油田開采的不斷深入，儲層改造技術的不斷提升，地層能量的不斷衰竭，水平井和大斜度井體積壓裂工作量越來越大。體積壓裂區別于普通的油層壓裂，其最大特點是壓裂液用量大、排量高、含沙比大、處理層多，注入排量很多在6m3/min以上，由于油管過流截面積相對較小，光油管注入已難以滿足體積壓裂的泵注要求，套管注入或油套同時注入已勢在必行。水平井中使用的封隔器存在的通病就是在水平井段坐封困難，而機械錨定式的常規封隔器換軌機構直接暴露在高含固相的流體中，換軌靈活性降低。
【實用新型內容】
[0003]鑒于現有水平井體積壓裂使用的封隔器存在的技術盲區，本實用新型目的就是為了克服上述技術缺陷而提出一種可在水平井多次重復座封解封壓裂用封隔器。
[0004]為達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案:一種可在水平井多次重復座封解封壓裂用封隔器，其包括:內建油管內螺紋的上接頭、上端與上接頭螺紋相連的上中心管、位于上中心管內腔的單流閥座、與上中心管螺紋連接并壓緊單流閥座的單流閥罩、套在上中心管外的上背帽、一端與上中心管相連且被預壓縮的抗蠕彈簧、上端與上背帽螺紋連接的彈簧套、安裝在上中心管下部外側并被花鍵限位的抗磨密封組件、與彈簧套下端相連且與抗蠕彈簧另一端相鄰的膠筒中心管、套掛在膠筒中心管外且螺紋相連的錐體套與錐體、套在膠筒中心管外且至少兩只相連接的膠筒、與膠筒中心管螺紋連接的下中心管、位于錐體下方且位于膠筒中心管之外的槽體、安裝于槽體上且周向均布的若干個卡瓦、限制卡瓦中部的卡箍、卡瓦內部被壓縮的支撐彈簧，卡瓦下部被徑向限位且經螺紋連接于槽體下方外側的并帽、與槽體內腔螺紋相連的軌道護套、與軌道護套內腔上端螺紋連接的上軌道管、與軌道護套內腔下端螺紋連接的下軌道管、設置在下中心管與膠筒中心管連接的空隙處且可自由旋轉的銷釘環、以及連接在下中心管下端的導向頭，其中抗蠕彈簧位于上中心管與彈簧套的環形空間，抗磨密封組件包括多個軸向堆疊的平衡密封圈、以及被平衡密封圈軸向包圍的支撐圈；所述上中心管、上背帽、彈簧套、抗蠕彈簧、抗磨密封組件、花鍵組成液力平衡單元；所述上軌道管、下軌道管、銷釘環組成換軌單元，所述槽體設置有排沙孔。
[0005]在上述技術方案的基礎上，進一步包括如下附屬技術方案:
[0006]所述單流閥罩內有鋼球，上背帽被上中心管的臺階懸掛，其中平衡密封圈的截面形狀呈《形，而支撐圈的截面形狀呈六邊形。
[0007]其進一步包括槽體、安裝于槽體上且周向均布的若干個卡瓦、限制卡瓦中部的卡箍、卡瓦內部被支撐的外部支撐彈簧，卡瓦下部被徑向限位且經螺紋連接于槽體下方外側的并帽、與槽體內腔螺紋相連的軌道護套、與軌道護套內腔上端螺紋連接的上軌道管、與軌道護套內腔下端螺紋連接的下軌道管、設置在下中心管與膠筒中心管連接的空隙處且可自由旋轉的銷釘環、以及連接在下中心管下端的導向頭。
[0008]所述上中心管、上背帽、彈簧套、抗蠕彈簧、抗磨密封組件、花鍵組成液力平衡單元，在解封狀態或起下鉆過程中，抗蠕彈簧的預壓縮力大于封隔器與套管的摩擦力；而彈簧套、上中心管上均加工有多個旁通孔，與單流閥座構成反洗井通道，排沙孔位于軌道護套的外側。
[0009]所述上軌道管、下軌道管、銷釘環組成換軌單元，上軌道管與下軌道管上的鏤空空間形成了空心的“J”形軌道，套裝在膠筒中心管上并可自由旋轉的銷釘環上的凸起部分在該“J”形軌道里自由進退，并改變封隔器的工作狀態；上中心管、上軌道管和下軌道管上均安裝有輕度過盈的防沙擋圈。
[0010]所述導向頭下端做成半球形，且縱向加工了多個周向均布的過流槽、和多個旁通孔，其中導向頭的多個旁通孔、下中心管內腔、膠筒中心管內腔、花鍵上的過流槽連通形成液路通道，在封隔器處于解封狀態時，高含固相的液體可經過該通道向上返排。
[0011]所述膠筒套裝在膠筒中心管外并包括上、下部膠筒，且下部膠筒硬度較高，壓縮幅度較小，壓縮后起輔助密封，而上部膠筒硬度稍低，壓縮幅度較大，起主要密封，且下部膠筒壓縮后為輔助密封，而上部膠筒壓縮后為主要密封。
[0012]本實用新型，與現有技術相比具有下述優點:
[0013]1、滿足油田體積壓裂從套管大排量注入、洗井、從油管大排量放噴的工藝需求；
[0014]2、相對封閉的換軌系統使封隔器在高含固相的流體中也能正常換軌坐封，適合壓裂作業；
[0015]3、液力平衡單元的抗蠕動設計使液力平衡系統在起下管柱過程中始終處于開啟狀態，延長了液力平衡系統的壽命；
[0016]4、特殊的膠筒組合設計，使封隔器承受的單向壓差(上壓差)更高。
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖對本實用新型作進一步描述:
[0018]圖1為本實用新型的局部剖視圖；
[0019]圖2為本實用新型應用于油管中并處于第一狀態時的剖視圖；
[0020]圖3為本實用新型應用于油管中并處于第二狀態時的剖視圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1-3所示，本實用新型提供一種可在水平井多次重復座封解封壓裂用封隔器，其包括:內建油管內螺紋的上接頭1、上端與上接頭I螺紋相連的上中心管4、位于上中心管4內腔的單流閥座3、與上中心管4螺紋連接并壓緊單流閥座3以構成單流閥的單流閥罩2、套在上中心管4外的上背帽5、一端與上中心管4相連且被預壓縮的抗蠕彈簧7、上端與上背帽5螺紋連接的彈簧套6、安裝在上中心管4下部外側并被花鍵9限位的抗磨密封組件8、與彈簧套6下端相連的膠筒中心管10、套掛在膠筒中心管10外且螺紋相連的錐體套12與錐體13、套在膠筒中心管10外且至少兩只相互連接的膠筒11、與膠筒中心管10螺紋連接的下中心管28、位于錐體13下方且位于膠筒中心管10之外的槽體19、安裝于槽體19上且周向均布的若干個卡瓦15、限制卡瓦15中部的卡箍16、卡瓦15內部被支撐的外部支撐彈簧17，卡瓦15下部被徑向限位且經螺紋連接于槽體19下方外側的并帽24、與槽體19內腔螺紋相連的軌道護套25、與軌道護套25內腔上端螺紋連接的上軌道管14、與軌道護套25內腔下端螺紋連接的下軌道管26、設置在下中心管28與膠筒中心管10連接的空隙處且可自由旋轉的銷釘環27、以及連接在下中心管28下端的導向頭29。其中單流閥罩2內有鋼球，上背帽5被上中心管4的臺階懸掛，且抗蠕彈簧7位于上中心管4與彈簧套6的環形空間。上中心管4內有與單流閥相連通的上內腔通道40。抗磨密封組件8可采用一組或多組的密封圈，均在本實用新型的專利保護范圍內。抗磨密封組件8優選地包括多個軸向堆疊的平衡密封圈、以及被平衡密封圈軸向包圍的支撐圈。銷釘環27為單個一體式零件并通過線切割加工而成，凸起部分為圓柱狀。
[0022]上中心管4、上背帽5、彈簧套6、抗蠕彈簧7、抗磨密封組件8、花鍵9組成液力平衡單元，在解封狀態或起下鉆過程中，抗蠕彈簧7的預壓縮力大于封隔器與套管的摩擦力；而上中心管4上均加工有與上內腔通道40相連通的多個上旁通孔42，彈簧套6加工有與上旁通孔42相連通的多個彈簧套旁通孔60，且這些旁通孔與單流閥座3構成反洗井通道，其足夠大的過流面積滿足體積壓裂時的大排量(大于1mVmin)反洗井的要求。
[0023]上軌道管14、下軌道管26、銷釘環27組成換軌單元，上軌道管14與下軌道管26上的鏤空空間形成了空心的“J”形軌道，套裝在膠筒中心管10上并可自由旋轉的銷釘環27上的凸起部分在該“ J”形軌道里自由進退，并改變封隔器的工作狀態，即坐封或解封；由于上軌道管14和下軌道管26中間經軌道護套25螺紋橋接，且所有螺紋均做了防轉處理，所以上軌道管14和下軌道管26圍成的空心“J”形軌道不會發生變形，以保證封隔器換軌的正常進行；上中心管4、上軌道管14和下軌道管26上均安裝有輕度過盈的防沙擋圈30，尤其是在上中心管4與上背帽5之間、上中心管4與彈簧套6之間、上中心