保压式双封拖动压裂工艺管柱的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种保压式双封拖动压裂工艺管柱，包括上工具和下工具，通过本实用新型设计的管柱的优点在于：上、下工具同时坐封、分步解封；解封行程靠下放管柱行程控制，在向上拖动管柱至下一层段时，解封行程自动恢复至初始状态，达到重复坐封、重复解封的目的；管柱解封靠瓦提供支点，而不是靠胶筒摩擦力，胶筒寿命得到延长；下工具胶筒与卡瓦为同一液压系统，工作时互为补偿，抗压能力得到提高。
【专利说明】
保压式双封拖动压裂工艺管柱
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种油气田井下工具，特别涉及一种保压式双封拖动压裂工艺管柱。
【背景技术】
[0002]目前国内外所用拖动式压裂工艺管柱分上、下封隔器组成，拖动管柱施工，封隔器靠节流坐封，停压后封隔器自动解封。
[0003]封隔器工作原理:封隔器工作时用油管连接管柱下入油气井套管内。下入到井内预定位置后，向油管内注液打压，液体经管柱节流口产生节流压力，当管柱内压力高于管柱外压力时，液体经扩张式封隔器中心管上的座封通道进入中心管和胶筒之间的间隙，将具有弹性的胶筒扩张，直径增大，使胶筒外径紧密贴在套管内壁上，套管内径和封隔器外径的环形空间被胶筒隔开，当扩张式封隔器完成预计封隔工作周期后，需要将封隔器解封，然后提出井外。解封时，将油管内压力泄掉，扩张式封隔器胶筒在自身弹性作用下回弹，将胶筒和中心管间液体排回到中心管内腔，胶筒直径恢复到座封前状态，此即为解封。
[0004]目前管柱存在问题:其一是为了施工需要，需要管柱坐封完成后在管柱内没有压力或管柱内小于管柱外压力条件下，保持坐封状态，来进行下一步施工，其施工包括找水、测试、老井压裂后压力保持;其二管柱上、下封隔器采用压缩时胶筒，靠机械力压缩胶筒坐封，这样管柱配置存在受水平井井身结构限制，机械力无法有效作用封隔器胶筒上，导致封隔器胶筒压缩不够充分，密封不可靠;其三上、下工具采用扩张胶筒形式或压缩胶筒形式解封靠胶筒与套管之间摩擦力提供解封支点，胶筒在不完全回收状态产生位移，必将导致胶筒与套管产生摩擦，这也就是通常所说的解封不彻底，胶筒寿命得不到保障，拖动次数也得不到保证，影响施工成功率、施工效率;其四管柱解封时胶筒上下端压力不平衡，胶筒易磨损损坏，胶筒寿命低，可见目前拖动施工管柱存在的问题是:压力不能保持，解封不彻底、胶筒寿命低、拖动次数少。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服以上现有技术的不足，提供一种保压式双封拖动压裂工艺管柱。
[0006]本实用新型的技术方案是:
[0007]—种保压式双封拖动压裂工艺管柱，包括上工具和下工具，所述上工具包括上接头、缸套和撞击单流阀，所述上接头设在所述缸套的上端，所述缸套的下端设有所述撞击单流阀，所述撞击单流阀的下端依次设有上骨架、挂接中心管，所述挂接中心管在的上部套装上压环，所述上骨架的中部套装外套装挂胶胶筒，所述挂胶胶筒下部依次套装下压环和下接头，所述缸套侧壁开有侧向通道；
[0008]所述下工具包括上接头、缸套和撞击单流阀，所述上接头设在所述缸套的上端，所述缸套的下端设有所述撞击单流阀，所述撞击单流阀的下端依次设有桥式阀和节流套，所述节流套在的上部套装上压环，所述桥式阀的中部套装外套装中心管，所述中心管下部依次套装挂胶胶筒和锥体，所述锥体的下端设有单向卡瓦，所述单向卡瓦的下端设有卡瓦罩，所述卡瓦罩的下端外套下缸套，所述下缸套内套背帽。
[0009]所述下工具下端中间位置设有球。
[0010]所述撞击单流阀包括撞针、限位套和球座，所述撞针设置在所述限位套内部，所述限位套的下部设有所述球座，所述球座的下端内设有钢球，所述钢球的下端设有弹簧，所述球座的下端与花板相连接。
[0011 ]工作原理，未座封时，挂胶胶筒为收缩状态，座封时，由下工具内腔缩颈处产生节流，液流经上工具内腔中心管上单流阀进入到上工具内腔膨胀胶筒，同时，液流经下工具内腔中心管上单流阀进入到下工具内腔膨胀胶筒，同时下工具单向卡瓦锚定。此时即使停压，在单流阀的作用下上、下工具都保持坐封状态。坐封合格后通过下工具上的喷砂口进行压裂施工。施工结束后，下放管柱，由于单向卡瓦锚定作用，管柱不会产生位移，上、下工具挂胶胶筒也不会产生位置串动，首先是上工具上端解封机构下行，当下行200mm行程，撞针撞击单流阀密封球，使球与密封球座分离，泄流通道开启。上工具内腔的液体同时通过该泄流通道进入到油管内，使上工具解封。由于下放载荷一直存在，上工具充分解封后，下工具上端解封机构下行，当下行25mm行程，撞针撞击单流阀密封球，使球与密封球座分离，泄流通道开启。下工具内腔的液体同时通过该泄流通道进入到油管内，使下工具充分解封。完成本层施工，上提管柱单向卡瓦回收，拖动管柱上行，至另一个施工目的层，重复上述操作，完成多层施工。
[0012]本实用新型的有益效果为:①上、下工具同时坐封、分步解封;②解封行程靠下放管柱行程控制，在向上拖动管柱至下一层段时，解封行程自动恢复至初始状态，达到重复坐封、重复解封的目的;③解封时靠下放管柱泄流解封，并由下工具单向的卡瓦锚定提供支撑点；由于具有如上特点，所以使管柱在拖动施工中据有以下两大优点:一是延长胶筒寿命，防止回收不完全的胶筒拖动时刮坏胶筒;二是防止胶筒回收不彻底，在拖动管柱转层时，胶筒容易拖动积砂形成砂桥，造成卡井、大修。
【附图说明】
[0013]以下结合附图以实施例具体说明
[0014]图1为本实用新型的一种保压式双封拖动压裂工艺管柱的上工具结构图。
[0015]图2本实用新型的一种保压式双封拖动压裂工艺管柱的下工具结构图。
[0016]图3本实用新型的一种保压式双封拖动压裂工艺管柱的撞击单流阀局部放大图。
[0017]图1中，丨-第一上接头，2-第一缸套，3-第一撞击单流阀，4-上骨架，5-中心管，6_第一上压环，7-第一挂胶胶筒，8-下压环，9-下接头。
[0018]图2中，IO-第二上接头，11-第二缸套，12-第二撞击单流阀，13-桥式阀，14-节流套，15-第二上压环，16-中心管，17-第二挂胶胶筒，18-锥体，19-单向卡瓦，20-卡瓦罩，21-下缸套，22-球，23-背帽。
[0019]图3中，3-1撞针，3-2限位套，3_3球座，3_4钢球，3_5弹簧，3_6花板。
【具体实施方式】
[0020]如图1至3所示，一种保压式双封拖动压裂工艺管柱，包括上工具和下工具，所述上工具包括第一上接头1、第一缸套2和第一撞击单流阀3，所述第一上接头I设在所述第一缸套2的上端，所述第一缸套2的下端设有所述第一撞击单流阀3，所述第一撞击单流阀3的下端依次设有上骨架4、挂接中心管5，所述挂接中心管5在的上部套装第一上压环6，所述上骨架4的中部套装外套装第一挂胶胶筒7，所述第一挂胶胶筒7下部依次套装下压环8和下接头9，所述第一缸套2侧壁开有侧向通道；
[0021]所述下工具包括第二上接头10、第二缸套11和第二撞击单流阀12，所述第二上接头10设在所述第二缸套11的上端，所述第二缸套11的下端设有所述第二撞击单流阀12，所述第二撞击单流阀12的下端依次设有桥式阀13和节流套14，所述节流套14在的上部套装第二上压环15，所述桥式阀13的中部套装外套装中心管16，所述中心管16下部依次套装第二挂胶胶筒17和锥体18，所述锥体18的下端设有单向卡瓦19，所述单向卡瓦19的下端设有卡瓦罩20，所述卡瓦罩20的下端外套下缸套21，所述下缸套21内套背帽23。
[0022]所述下工具下端中间位置设有球22。
[0023]所述第一撞击单流阀3和所述第二撞击单流阀12包括撞针3-1、限位套3-2和球座3-3，所述撞针3-1设置在所述限位套3-2内部，所述限位套3-2的下部设有所述球座3-3，所述球座3-3的下端内设有钢球3-4，所述钢球的下端设有弹簧3-5，所述球座3-3的下端与花板3-6相连接。
[0024]工作过程:油管内打压，由于下工具节流套14节流作用，上、下工具有液体经撞击单流阀3进入中心管与挂胶胶筒7之间环形空间，鼓胀上、下工具胶筒坐封，同时液流由下工具锥体18与中心管16之间的环形空间，鼓胀下工具卡瓦同时锚定；
[0025]解封时，由于卡瓦处于锚定状态，并提供支点，下放管柱时，只能上工具上接头I下行，当行至撞击单流阀3撞针3-1处，撞针3-1下行，球3-4与球座3-3强制开启，泄流通道开启，上工具胶筒内腔液体从此处泄流，胶筒回收，完成上工具解封动作。由于下放载荷一直存在，上工具解封后，上工具继续下行，当下工具上接头I下行25mm时，撞击单流阀3撞针3-1处，撞针3-1下行，球3-4与球座3-3强制开启，泄流通道开启，下工具胶筒17内腔液体及单向卡瓦19与中心管16从此处泄流，胶筒回收，完成下工具解封动作。
[0026]拖动时，当管柱上行拖动时，单向卡瓦19回收，管柱在上行过程中，在自重及摩擦力作用下，上、下工具解封位移又恢复至初始状态，重复上述动作完成下一次施工。
【主权项】
1.一种保压式双封拖动压裂工艺管柱，其特征在于，包括上工具和下工具，所述上工具包括上接头、缸套和撞击单流阀，所述上接头设在所述缸套的上端，所述缸套的下端设有所述撞击单流阀，所述撞击单流阀的下端依次设有上骨架、挂接中心管，所述挂接中心管在的上部套装上压环，所述上骨架的中部套装外套装挂胶胶筒，所述挂胶胶筒下部依次套装下压环和下接头，所述缸套侧壁开有侧向通道； 所述下工具包括上接头、缸套和撞击单流阀，所述上接头设在所述缸套的上端，所述缸套的下端设有所述撞击单流阀，所述撞击单流阀的下端依次设有桥式阀和节流套，所述节流套在的上部套装上压环，所述桥式阀的中部套装外套装中心管，所述中心管下部依次套装挂胶胶筒和锥体，所述锥体的下端设有单向卡瓦，所述单向卡瓦的下端设有卡瓦罩，所述卡瓦罩的下端外套下缸套，所述下缸套内套背帽。2.根据权利要求1所述的一种保压式双封拖动压裂工艺管柱，其特征在于，所述下工具下端中间位置设有球。3.根据权利要求1所述的一种保压式双封拖动压裂工艺管柱，其特征在于，所述撞击单流阀包括撞针、限位套和球座，所述撞针设置在所述限位套内部，所述限位套的下部设有所述球座，所述球座的下端内设有钢球，所述钢球的下端设有弹簧，所述球座的下端与花板相连接。
【文档编号】E21B33/12GK205638336SQ201620251307
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】崔志强, 李彧, 同松, 吴占勇, 李雪山, 张磊
【申请人】阜新驰宇石油机械有限公司