用于压力级差式喷封压的工具以及包含其的管柱的制作方法_2

文档序号:9920220阅读:来源:国知局
管柱50内注入压力液,在第一压力作用下,喷嘴7露出,如图3所示。从而,可向管柱50中注入携砂液,携砂液可以通过喷嘴7产生高速射流而进入地层,以完成储层射孔。在储层射孔完成后,继续向管柱50内栗送压力液,当压力到达第二压力时,压裂孔9露出,如图4所示,此时可进行压裂工序。由此,使用该用于压力级差式喷封压的工具100,只需要下入一次管柱50便能实现射孔和压裂。从而,该用于压力级差式喷封压的工具100能减少作业工序,降低作业成本。同时,在改造储层过程中,由于射孔完成后便在临近位置进行压裂,由此该工具100能保证压裂的准确性和精准度,从而提高了压裂效果。另外,在改造地层过程中,通过一次封堵内筒6便能实现封隔器4坐封和射孔及其压裂操作,进一步地降低了施工时间,减少了施工费用。
[0044]在一个实施例中,工具100包括用于封堵内筒6的内腔的开启工具40,如图2所示。并且,开启工具40包括开启工具主体41、弹性卡片42、球座21和球22。其中开启工具主体41构造为筒状,以用于设置在内筒6中。弹性卡片42设置在开启工具主体41的上端。优选地,弹性卡片42可以为多个,并沿着周向分布。球座21设置在开启工具主体41的下端以用于放置球22 ο在弹性卡片42上设置有凸起43 ο相对应地,在内筒6上设置有凹槽44用于与凸起43配合。在将开启工具40投入内筒6过程中,当开启工具40遇到与其匹配的内筒6后,弹性卡片42向外张开,以使得凸起43与凹槽44配合,从而开启工具40定位于内筒6上。在这种情况下,内筒6的内部流通通路被堵塞,则此时可以通过注入压力液的方式促动内筒6向下移动。
[0045]需要说明地是,可以通过设置不同尺寸和结构的弹性卡片42和凸起43以匹配处于不同级数中的内筒6。由此,通过这种结构的开启工具40不仅能实现内筒6的下移。在投入一次开启工具40后,便能对相应地层进行射孔和压裂。通过这种结构还能保证管柱50的全通径,进而实现“无数”级压裂施工。
[0046]根据本发明,在从上到下的方向上,于内筒6的凹槽44的下端内壁上设置第一台阶45。同时,在内筒6的下端内壁上设置限位件47。限位件47构造为筒状并与内筒6固定连接,并形成径向向内突出的第二台阶46。相对应地,在凹槽44的下端设置挡环48,并且挡环48构造为筒状。并且,在挡环48的外壁的轴向中间部分上设置径向向外突出的突出环49。此突出环49的下端面抵接在第二台阶46上,以使得挡环48的上端面与第一台阶45相对,而挡环48的下端面延伸出内筒6的下端面。同时,在挡环48的上端面与第一台阶45之间设置密封件51。优选地,密封件51可以为胶套。由此,投入开启工具40并使得开启工具40与内筒6—起下移,当挡环48与第一内筒座28复合(通过限位环55与第一内筒座28复合)后,内筒6与限位件47继续下移,压缩密封件51膨胀而提高内筒6与开启工具40之间的密封。通过这种设置,可提高内筒6与开启工具40之间的密封性,以保证在注入压力液后内筒6能够顺利下移。
[0047]根据本发明,在开启工具主体41和球座21轴向之间设置弹性助推环52。优选地,弹性助推环52可以为胶环。通过设置弹性助推环52减小了开启工具40与油管8等之间的间隙。由此,在通过加压送入开启工具40的过程中,减小了漏液,以使得开启工具40能更顺利地被送入。
[0048]根据本发明,封隔器4还包括外筒16、活塞缸13、活塞14和第一传压孔15。其中,夕卜筒16的上端套式固定连接在连接套2的外壁上,而外筒16向下延伸并越过中心杆3。从而,由中心杆3的上端面、外筒16的内壁和连接套2形成了活塞缸13。活塞14的上端设置在活塞缸13内,活塞14的下端由中心杆3与外筒16之间向下延伸并与胶筒组件12抵接。同时,在初始状态下,活塞14与外筒16通过第二剪切销17连接。第一传压孔15设置在连接套2的外壁上。并且第一传压孔15能与活塞缸13连通,以通过第一传压孔15向活塞缸13内注入压力液。另夕卜,第一传压孔15位于位于活塞14的上表面的上端,以使得活塞14能承接来自第一传压孔15的压力液。相对应地,在内筒6的壁上设置第二传压孔53。在初始状态下,第一传压孔15由内筒6封闭。在注入压力液过程中,内筒6能下移而使得第二传压孔53与第一传压孔15连通。由此,压力液通过内筒6的内腔经由第二传压孔53和第一传压孔15进入活塞缸13并推动活塞14,在压力作用下,第二剪切销17被剪断,而使得活塞14向下移动,下移的活塞14推动胶筒组件12,以使得胶筒组件12作用而封隔环空11。
[0049]为了保证压力液能通过第二传压孔53流入到第一传压孔15内,第二传压孔53设置在密封件51的上端的内筒6上。还需要说明地是,当内筒6下移到位后,第二传压孔53与第一传压孔15可以相对接触式连通。当然,第二传压孔53与第一传压孔15还可以通过形成在连接套2和内筒6之间的间隙连通。在第二种情况下,可以相对减小内筒6的轴向尺寸,从而提高内筒6的强度,降低生产成本。
[0050]优选地,第一传压孔15可包含第一部分15’和与第一部分15’连通的第二部分15”。其中,第一部分15’径向延伸以用于与第二传压孔53连通,而第二部分15”轴向延伸与第一部分15’和活塞缸13均连通,以用于为活塞14提供正压力,更有效地促动活塞14移动。进一步优选地,第一部分15’的入口处(也就是需要与第二传压孔53连通处)构造为扩口形式,以更好的接受第二传压孔53供给的压力液。通过这种设置能使得第二传压孔53能更容易地接受压力液,同时降低工具100的精度要求。
[0051]为了保证封隔的安全性,胶筒组件12包括多个胶筒26,并且在相邻的胶筒26之间设置隔环27。例如,胶筒组件12包括三个胶筒。通过这种设置提高了封隔器4的封隔效果,从而保证了工具100的射孔和压裂效率。
[0052]为了使得胶筒26受力均匀,在活塞14和胶筒组件12之间设置推杆29,以传递活塞14的力到胶筒组件12上。推杆29的上端与活塞14固定连接,下端与中心杆3滑动式连接,并且下端面与胶筒26抵接。
[0053]为了防止胶筒组件12回退,在中心杆3的外壁上设置第一棘齿18。同时,在活塞14的内壁上设置第二棘齿19。在活塞14向下移动过程中,第二棘齿19也随之向下移动,待活塞14移动到位使得胶筒26膨胀而封隔环空11之后,第二棘齿19与第一棘齿18配合,以防止胶筒26回退。通过这种设置能保证封隔器4的坐封安全性,从而保证后续的射孔和压裂操作。
[0054]根据本发明,在连接套2的内壁上设置第一内筒座28和第二内筒座54。其中,第二内筒座54设置在第一内筒座28的下端。并且第一内筒座28和第二内筒座54均构造为台阶状。相对应地,在挡环48的下端外壁上设置限位环55。限位环55构造为由挡环48径向向外突出的环状。在初始状态下,限位环55通过第四剪切销56连接到挡环48上。另外,内筒6通过第一剪切销20设定在连接套2上。在内筒6的内腔被封闭后,压力达到第一压力时,第一剪切销20被剪断,内筒6带动限位环55下移以使得限位环55能与第一内筒座28复合,从而限定内筒6的位置。当压力达到第二压力时,第四剪切销56被剪断,内筒6继续下移并与第二内筒座54复合,以限定内筒6的位置。通过上述结构,能保证内筒6的运动位置,从而保证射孔和压裂的精度。并且,上述结构简单,只需要封堵一次内筒6便能使得内筒6运动并处于不同的位置,操作方便。
[0055]在一个
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