[发明专利]一种长伸缩距补偿短节及补偿方法

权利要求书

1.一种长伸缩距补偿短节，其特征在于：包括上接头（1）、内筒（6）、外筒（5）、扶正防尘短节（7）和密封端盖（10）；所述的上接头（1）下端与外筒（5）上端连接；所述内筒（6）位于外筒（5）内，所述内筒（6）上端通过活塞机构（3）与外筒（5）内壁动密封连接，所述活塞机构（3）上端面与上接头（1）的下端面接触连接；所述的内筒（6）壁上部设有阻尼器（4）；所述外筒（5）下端依次连接有扶正防尘短节（7）和密封端盖（10），密封端盖（10）下部与内筒（6）通过销钉锁紧机构（11）连接；密封端盖（10）、扶正防尘短节（7）与内筒（6）外壁形成动密封；外筒（5）下部内有下限位台阶（27）；上接头（1）下端设有上限位台阶（26），活塞机构（3）在上限位台阶（26）与下限位台阶（27）之间滑动。

2.根据权利要求1所述的一种长伸缩距补偿短节，其特征在于：所述的扶正防尘短节（7）上端开有与外筒（5）下端相对应的螺纹孔，扶正防尘短节（7）上端外筒（5）下端螺纹连接；所述扶正防尘短节（7）下端依此开有两个台阶，最下面的台阶的密封短节台阶面（25）与密封端盖（10）上端连接，另一个台阶为密封台阶（24），密封台阶（24）上设有密封圈组合（8）；扶正防尘短节（7）的内壁与内筒（6）的外壁连接，该内壁上设有扶正圈（23）。

3.根据权利要求1所述的一种长伸缩距补偿短节，其特征在于：所述的密封端盖（10）上部内设有防尘槽（19），防尘槽（19）内设有防尘圈组合（9），所述的防尘槽（19）至少为两组；密封端盖（10）下部内设有销钉腔（20），销钉腔（20）与内筒（6）外壁形成环形空间。

4.根据权利要求1所述的一种长伸缩距补偿短节，其特征在于：所述的阻尼器（4）包括阻尼孔（12）、滤网（13）、密封压筒（14）、密封圈（15）、内方压块（16）和防松块（17）；所述的阻尼孔（12）、滤网（13）、密封压筒（14）和内方压块（16）从内到外依此横向安装在内筒（6）壁上，密封压筒（14）与内筒（6）之间通过密封圈（15）连接，内方压块（16）通过防松块（17）固定在内筒（6）壁上。

5.根据权利要求3所述的一种长伸缩距补偿短节，其特征在于：所述的防尘圈组合（9）为3组。

6.根据权利要求1所述的一种长伸缩距补偿短节，其特征在于：所述的销钉锁紧机构（11）包括内方销钉（21）和锁紧螺母（22），内方销钉（21）将内筒（6）和密封端盖（10）连在一起，锁紧螺母（22）安装在密封端盖（10）的内螺纹上。

7.根据权利要求1所述的一种长伸缩距补偿短节，其特征在于：所述的上接头（1）外螺纹与外筒（5）内螺纹连接，上接头（1）外螺纹以下与外筒（5）内壁设有密封圈（2）。

8.根据权利要求2所述的一种长伸缩距补偿短节，其特征在于：所述的扶正圈（23）材质为石墨化高分子；其内径大于内筒（6）外径，小于下限位台阶（27）内径，与内筒（6）外壁间隙配合。

9.根据权利要求2所述的一种长伸缩距补偿短节，其特征在于：所述的密封圈组合（8）安装在扶正防尘短节（7）的密封台阶（24）上，并高出扶正防尘短节台阶面（25）。

10.根据权利要求1-9所述的任意一种长伸缩距补偿方法，其特征在于：具体步骤为：

将一种长伸缩距补偿短节接在压裂管柱的适当位置，下入井中，此时一种长伸缩距补偿短节处于原始位置，即内筒（6）处于上限位台阶（26），销钉锁紧机构（11）处于锁紧状态；

当进行CO₂干法压裂施工时，液态CO₂会被压裂车泵入井筒中，从上至下，压裂管柱会不断被冷却，施工过程管柱内的压力也会突然增加，使管柱有收缩的趋势，温度、压力变化会在管柱上产生内应力，当内应力超过一种长伸缩距补偿短节的销钉锁紧机构（11）所能承受的力时，内方销钉（21）会在内筒（6）和外筒（5）的作用下被剪断，剪断部分落入销钉腔（20），一种长伸缩距补偿短节就会将压裂管柱分成两部分，内筒（6）与外筒（5）会产生相对运动，内筒（6）由上限位台阶（26）向下限位台阶（27）运动，内筒（6）的活塞机构（3）与外筒（5）内壁形成动密封，内筒（6）、外筒（5）空间的液体通过阻尼器（4）流出；

施工完毕，进行放喷，井内恢复原始压力的过程中，与上面情况恰好相反，温度逐渐升高、压力逐渐降低，两者共同作用于压裂管柱，管柱有不断的伸长的趋势，内筒（6）与外筒（5）会产生相对运动，内筒（6）由下限位台阶（27）向上限位台阶（26）运动，内筒（6）的活塞机构（3）与外筒（5）内壁形成动密封，液体会从阻尼器（4）流入到内筒（6）、外筒（5）之间的空间。