[发明专利]扩张压缩式封隔器

说明书

技术领域

本发明属于石油天然气开发领域的压裂施工作业工艺技术，具体涉及一种封隔器，尤其是扩张压缩式封隔器。

背景技术

水力压裂工艺技术是进行油气层改造增产的必要工艺技术，而水力扩张式或水力压缩式封隔器是进行压裂及分层压裂的关键技术。随着勘探与开发的不断深入，油气层的深度越来越深，封隔器承受的压差越来越大，承受的温度越来越高，对封隔器的技术性能和要求也越来越高；随之封隔器的设计和加工技术越来越复杂，使用成本也是原封隔器的几倍甚至是几十倍，使用性能也不能完全满足施工工艺的要求，探寻新的分层压裂分隔方式从没有停止过。

现用的封隔器均为压差式封隔器，按其坐封原理，有扩张式封隔器和液缸压缩式封隔器两种，按现场应用情况来看，扩张式胶筒易坐封，相对更容易解封，压缩式封隔器不易坐封，也更不容易解封，扩张式胶筒在现场的应用更优，但在3500米以下的深井中，扩张式胶筒因温度高，很容易压烂。压缩式封隔器相对好坐封但更不容易解封。

为了解决以上问题，这两种封隔器按照各自的工作原理，分别在提高封隔器耐温和耐压的基础上进行复杂的设计和试验，也取得了一定的效果，但推广应用成本特大，加大了施工的成本，降低了工作效益。

因此，须有一种新工作方式的封隔器来代替现有封隔器，以提高其耐温耐压的性能要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种扩张压缩式封隔器，提高现有封隔器耐温耐压的性能。

为达上述目的，本发明提供了扩张压缩式封隔器，包括套管，设置在该套管内的封隔器中心管、滑套节流器和单流阀，该滑套节流器设置在该封隔器中心管的顶端，该单流阀设置在该封隔器中心管的底端，其特征在于：所述滑套节流器和单流阀之间的封隔器中心管外自上而下依次设置有扩张式胶筒、压缩式胶筒、可收缩托架和压缩式胶筒托架。

所述扩张式胶筒通过扩张式胶筒接头与所述滑套节流器联接。

所述扩张式胶筒和所述压缩式胶筒之间设置有压环。

所述压缩式胶筒是多个，相邻压缩式胶筒之间设置有压环。

所述可收缩托架是可回缩式钢片托架。

本发明的优点是：省去了压缩式封隔器的压缩液缸，通过增加可回缩钢片托架，防止胶筒压缩变形后，进入环空，形成卡钻，提高了耐高温高压的安全性和可靠性，成本低，施工效率高。

附图说明

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明：

图1是本发明提供的扩张压缩式封隔器的为空井筒状态下的管柱结构图；

图2是本发明提供的扩张压缩式封隔器在井内工作状态下的密封原理图。

图中：1-套管；２-油管；３-油层；4-滑套节流器； 5-节流孔； 6-封隔器中心管； 7-扩张式胶筒接头 ；8-接头内密封圈 ；9-中心杆凸台； 10-扩张式胶筒；11-封隔器中心管孔眼；12-压环；13-压缩式胶筒；14-可收缩托架；15-压缩式胶筒托架；16-单流阀；17-钢球；18-液垫。

具体实施方式

扩张压缩式封隔器的工作原理是：

利用压裂施工时，液流在滑套节流器节流孔的作用下形成的压差，对封隔器进行坐封，其坐封后，对于封隔器，其承受的径向压差，最大为滑套节流器形成的压差，也就是2-5个MPa，其大小与滑套节流器节流孔5的直径和流量有关；而封隔器承受的上下压差，则是油层3之间的施工压力差，这个压差最大要达到70MPa，压差式封隔器也就是在这个压差下，在井内温度达到120℃的作用下，被压破裂的。 

而压缩式封隔器是将胶筒压缩变形后，对套管进行密封并达到封隔作用，因此，其耐温和耐压均有很好的性能；其主要缺点就是不收缩，不收缩的主要原因是由于其压缩液缸上的密封圈，在高温下变形量大，不能在弹簧的作用下将其复位而造成；另一个主要原因为压缩式胶筒承压变形后，进入封隔器本体与套管形成的环空，当压力解除后，胶筒不易回缩，形成卡钻。

基于以上分析，本实施例利用扩张式胶筒易坐封及回收的优点，以及压缩封隔器承受高温高压的优点，将两个封隔器的工作原理结合在一个封隔器上，省去了压缩式封隔器的压缩液缸，增加了可回缩钢片托架，提高了耐高温高压的安全性和可靠性。