一种自锁式双向堵塞喷砂器的制作方法

本发明涉及一种油气田开发应用的工具，尤其是一种自锁式双向堵塞喷砂器，可以与封隔器和油管配合，形成分层压裂和试油的工艺管柱，实现一趟管柱分层压裂和试油，提高施工效率，降低施工成本。

背景技术：

目前低渗透油气井需要获取不同层位资料时，需要进行分层试油，一般采用的方式是从下到上的顺序，依次射孔、压裂、试油、录取地层的各种参数、封层上返。这种方式存在的问题是施工周期长，工序多，费用高，反复压井，对油气藏污染大会造成产量大幅降低，不利于低渗透油气藏的高效开发。现有的分层压裂技术使用的滑套，依靠球打开，无法进行自锁，压裂时由于上层压力高可以封堵下层，试油时下层压力高把球顶开实现合层放喷，因此只能分层压裂，无法同时实现分层试油。

现有的投球滑套没有锁定功能，相当于单流阀，只能阻止流体从上向下流动，无法实现双向堵塞，因此存在低渗透油气藏可以分层压裂，却无法分层试油的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种自锁式双向堵塞喷砂器，实现一趟管柱分层压裂和试油的功能。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种自锁式双向堵塞喷砂器，包括壳体、耐磨滑套芯、“c”形锁环和堵塞棒,壳体是等径的内通孔圆柱形，上部和下部分别有通过丝扣连接的上接头和下接头，壳体侧壁上设有出液孔,耐磨滑套芯位于壳体的内部由第一销钉固定，耐磨滑套芯外部呈圆柱形，内部是不等径的贯通孔，内径上部大，下部小，过渡段是斜面状，外径比壳体的内径略小，第一销钉剪断后，耐磨滑套芯能在壳体内沿轴向自由滑动，“c”形锁环位于壳体内部靠下的位置，由锁环上挡块和锁环下挡块限位沿壳体的轴向移动，堵塞棒是上部略细的不等外径的棒状，需要打开滑套并实现堵塞功能时，才从工具上部放入耐磨滑套芯上，堵塞棒下部外表面有多圈直角三角形的单向挡齿，三角形的斜面朝下，自然状态下，“c”形锁环正好卡在两个相邻的单向挡齿之间，“c”形锁环沿轴向切割有缝隙，不受力时，内径小于耐磨滑套芯的最小内径，外径小于壳体的内径，受径向力时可以发生弹性形变，使“c”形锁环能够卡在不同的单向挡齿中，堵塞棒中部的外表面有凸出于本体呈台状的限位挡块，限位挡块的上面是依次套装在堵塞棒上的可以上下移动的胶筒下挡块、胶筒、隔环，胶筒下挡块由第二销钉固定在堵塞棒本体上，堵塞棒的最上部是通过丝扣连接固定的胶筒上压块。

所述胶筒上压块的外表面喷涂有耐低浓度盐水的涂层，第二销钉的切断力小于第一销钉，堵塞棒、胶筒下挡块、隔环、第二销钉、胶筒上压块由可降解材料制成。

所述可降解材料能在高浓度盐水或者弱酸中分解，包括铝镁合金、铜镁合金、锌镁合金、镁铝合金中的一种或几种组合。

所述锁环上挡块和锁环下挡块通过丝扣连接固定在壳体的内表面。

所述耐磨滑套芯外表面的顶部和底部设有“o”型密封圈，确保对出液孔的密封效果。

所述耐磨滑套芯的顶面带大斜面的导角，底面是平面，耐磨滑套芯的材料包括硬质合金、陶瓷、钨钢等材料中的一种或几种。

所述“c”形锁环顶面有大斜面的导角，底面是平面。

本发明的有益效果是：在分层压裂试油的管柱中，自锁式双向堵塞喷砂器与封隔器和油管配合使用，用于打开上部通道，堵塞油管内部，让流体无法双向通过堵塞棒，结构合理，操作方便，实现一趟管柱分层压裂和试油。

附图说明

图1是本发明自锁式双向堵塞喷砂器的结构示意图。

图2是本发明自锁式双向堵塞喷砂器的“c”形锁环示意图。

图3是图2中a-a剖面图。

图4是本发明在压裂试油下面的层管柱和工具状态图。

图中，1上接头，2壳体，3销钉，4出液孔，5下接头，6耐磨滑套芯，7锁环上挡块，8“c”形锁环，9锁环下挡块，10堵塞棒，11单向挡齿，12限位挡块，13胶筒下挡块，14胶筒，15隔环，16胶筒上压块，17销钉，18机械封隔器，19油管，20套管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明,但本发明要求保护的范围并不局限于实施方案表述的范围：

如图1-3所示，本发明的自锁式双向堵塞喷砂器，包括壳体2、耐磨滑套芯6、“c”形锁环8和堵塞棒10,壳体2是等径的内通孔圆柱形，上部和下部分别有通过丝扣连接的上接头1和下接头5，壳体2侧壁上设有出液孔4,耐磨滑套芯6位于壳体2的内部由第一销钉3固定，耐磨滑套芯6外部呈圆柱形，内部是不等径的贯通孔，内径上部大，下部小，过渡段是斜面状，外径比壳体2的内径略小，第一销钉3剪断后，耐磨滑套芯6能在壳体2内沿轴向自由滑动，“c”形锁环8位于壳体2内部靠下的位置，由锁环上挡块7和锁环下挡块9限位沿壳体2的轴向移动，堵塞棒10是上部略细的不等外径的棒状，需要打开滑套并实现堵塞功能时，才从工具上部放入耐磨滑套芯6上，堵塞棒10下部外表面有多圈直角三角形的单向挡齿11，三角形的斜面朝下，自然状态下，“c”形锁环8正好卡在两个相邻的单向挡齿11之间，“c”形锁环8沿轴向切割有缝隙，不受力时，内径小于耐磨滑套芯6的最小内径，外径小于壳体2的内径，受径向力时可以发生弹性形变，使“c”形锁环8能够卡在不同的单向挡齿11中，堵塞棒10中部的外表面有凸出于本体呈台状的限位挡块12，限位挡块12的上面是依次套装在堵塞棒10上的可以上下移动的胶筒下挡块13、胶筒14、隔环15，胶筒下挡块13由第二销钉17固定在堵塞棒10本体上，堵塞棒10的最上部是通过丝扣连接固定的胶筒上压块16。

所述胶筒上压块16的外表面喷涂有耐低浓度盐水的涂层，第二销钉17的切断力小于第一销钉3，堵塞棒10、胶筒下挡块13、隔环15、第二销钉17、胶筒上压块16由可降解材料制成。

所述可降解材料能在高浓度盐水或者弱酸中分解，包括铝镁合金、铜镁合金、锌镁合金、镁铝合金中的一种或几种组合。

所述锁环上挡块7和锁环下挡块9通过丝扣连接固定在壳体2的内表面。

所述耐磨滑套芯6外表面的顶部和底部设有“o”型密封圈，确保对出液孔4的密封效果。

所述耐磨滑套芯6的顶面带大斜面的导角，底面是平面，耐磨滑套芯6的材料包括硬质合金、陶瓷、钨钢等材料中的一种或几种。

所述“c”形锁环8顶面有大斜面的导角，底面是平面。

如图4所示，将自锁式双向堵塞喷砂器连接在管柱中并下入井内。封隔器18封闭了油管19和套管20之间的环形空间，喷砂器的耐磨滑套芯6封闭了出液孔4，确保试油压裂层1和试油压裂层2得到有效的隔离。

首先，对试油压裂层21进行压裂、放喷和试油测试作业，完毕后，从井口投入堵塞棒10，并使用泵车泵清水输送，依靠重力和水流，堵塞棒10沿着油管落到耐磨滑套6内，在惯性和水流的作业下堵塞棒10上的胶筒下挡块13与耐磨滑套6内的斜面形成初密封，然后泵车在堵塞棒10上部打压，胶筒上压块16带动堵塞棒10本体下移，剪断销钉17，压缩胶筒14膨胀后彻底密封堵塞棒10和耐磨滑套6的环形空间，继续升压剪断销钉3，耐磨滑套6向下移动打开出液孔4，在惯性和上部压力作用下耐磨滑套6和堵塞棒10继续整体向下移动。在喷砂器的下部设计的“c”形锁环8有弹性，堵塞棒10下部的单向挡齿11穿过“c”形锁环8，使得堵塞棒10能向下移动，无法向上移动。当耐磨滑套6的下端面与锁环上挡块7的上端面接触后，耐磨滑套6和堵塞棒10被锁住，无法上下移动，从而实现双向堵塞。

其次，对试油压裂层22进行压裂作业，出液孔4是地层与油管的通道，压裂结束后从油管内进行放喷和试油测试作业，如果试油压裂层2的压力高，则耐磨滑套6和堵塞棒10都受向下的力，锁环上挡块7阻碍耐磨滑套6移动，堵塞棒10在耐磨滑套6内，无法向下移动，于是流体无法向下流动。如果试油压裂层1的压力高，则耐磨滑套6和堵塞棒10受向上的力，“c”形锁环8和堵塞棒10锁定，让堵塞棒10无法向上移动，耐磨滑套6被堵塞棒10阻挡无法向上移动，于是流体无法向上流动。

最后，所有层压裂试油结束后，在投产前，用小直径的连续油管从油管内下入到堵塞棒10的顶部，从连续油管内注入高浓度盐水(如10％kcl)或者低浓度弱酸(如1-2％乙酸)，让堵塞棒10的本体发生分解，除胶筒14外，堵塞棒10全部分解完毕，油管内全部畅通。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。