[发明专利]受控坐封丢断可钻分段保压压裂装置及方法

说明书

本发明公开了受控坐封丢断可钻分段保压压裂装置及方法，装置包括多个中心管短节、坐封组件、逆止推环、弹座受控顶通导头、封堵弹、定压爆板和液压缸组件；坐封组件套设在第一中心管短节上，逆止推环和弹座受控顶通导头分别连接在第一中心管短节上且对坐封组件的两端进行限位；坐封组件包括可变形的胶筒、锥形衬和胀锁卡瓦。利用本发明装置可在完成射孔作业的套管内依次进行分段压裂并保压；实现了各分段压裂保压独立作业，前分段保压不干扰后段压裂，在不降低分段压裂保压作业效率的同时实现了压裂后的保压作业，保障压裂后地层压力逐步恢复的需求，避免了快速卸压导致地层吐砂和对压裂的地层裂隙造成伤害的问题。

技术领域

本发明属于煤矿井下水力压裂技术领域，具体涉及一种受控坐封丢断可钻分段保压压裂装置及方法。

背景技术

煤矿井下分段压裂多采用拖动式“双封单卡”压裂，其工艺过程为压裂完一段后快速卸压解封拖动工具串到下一段压裂位置，无法保障压裂后地层压力逐步恢复的需求，快速卸压不仅易导致地层吐砂，对压裂的地层裂隙也会造成伤害。而不动管柱多封隔器分段压力方式则采用多个封隔器一次入孔、分步投球依次打开封隔器之间压裂段进行分段压裂的工艺，可实现地层压裂后的保压要求，但压裂分段段数受限，且工具串长期留置孔中，易发生孔内事故。

发明内容

针对以上技术需求，本发明提出了一种受控坐封丢断可钻分段保压压裂装置及方法，实现了煤矿井下套管内不受限多分段压裂和压裂分段保压，通过封隔工具外移根本上避免了由于发生吐砂、遗砂卡死封隔器的孔内事故。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：

本发明首先公开了受控坐封丢断可钻分段保压压裂装置，该装置包括多个中心管短节、坐封组件、逆止推环、弹座受控顶通导头、封堵弹、定压爆板和液压缸组件；

所述坐封组件套设在第一中心管短节上，所述逆止推环和弹座受控顶通导头分别连接在所述第一中心管短节上且对所述坐封组件的两端进行限位；

所述坐封组件包括可变形的胶筒、锥形衬和胀锁卡瓦，所述胶筒、锥形衬、胀锁卡瓦以及所述逆止推环均套设在所述第一中心管短节上，所述胀锁卡瓦设置在胶筒两侧，每个所述胀锁卡瓦与胶筒之间均夹设有所述锥形衬，所述锥形衬的外径沿胀锁卡瓦至胶筒方向逐渐增加；

所述逆止推环只能在第一中心管短节上单向移动挤压胀锁卡瓦而不能后退；

所述弹座受控顶通导头内设置有与所述第一中心管短节内孔连通的过液通道，所述过液通道中设置有与所述封堵弹外部轮廓匹配且卡住封堵弹的弹座；

所述定压爆板设置在过液通道末端且对过液通道进行封闭，当过液通道内压力达到一定数值后可挤开所述定压爆板；

所述液压缸组件包括缸体以及设置在缸体内的活塞推臂，第二中心管短节穿过所述缸体，且第二中心管短节外壁与缸体内壁之间形成环形空腔，所述第二中心管短节上设置有与所述环形空腔连通的通孔；所述活塞推臂为内部中空的环形杆结构，所述活塞推臂一端插入所述环形空腔内，且活塞推臂能够沿环形空腔轴向移动进而推动逆止推环移动；

所述第一中心管短节与第二中心管短节连接，在一定扭力或者拉力下第一中心管短节与第二中心管短节的连接处可断开。

优选的，所述胀锁卡瓦外表面设置有卡牙，胀锁卡瓦上设置有多条沿其圆周方向分布的开口。

优选的，所述封堵弹的弹尾设置有止退弹翼，所述弹座上设置有与所述止退弹翼匹配的反向卡槽。

优选的，所述封堵弹上设置有封压胶圈。

优选的，所述逆止推环上设置有内逆止丝口，所述第一中心管短节上设置有外逆止丝口，所述内逆止丝口与外逆止丝口相互作用使逆止推环只能单向移动挤压胀锁卡瓦而不能后退。

优选的，所述第二中心管短节与第一中心管短节螺纹连接，且连接处通过剪断销固定。