专利名称：双向承压封隔器的制作方法
技术领域：
本发明涉及石油井下工具技术领域，特别涉及裸眼完井压裂使用的封隔地层的 井下封隔器，是一种双向承压封隔器。
背景技术：
随着世界石油资源的不断开采，储层物性较好、相对容易开采的油气资源越来 越少，因此大量的储层物性差、单井产量低的低品位油气资源正在成为石油上产的主 体，储层物性差的油气田要得到有效开发，提高产量是关键，而水平井作为近年来提高 低渗油气田的一种手段得到越来越重视的应用，低渗透水平井的有效压裂改造是目前面 临的一项瓶颈技术，特别是裸眼水平井中分段压裂的有效封隔问题，其关键的工具为裸 眼封隔器。对于套管完井方式的油气井压裂改造，目前国内技术比较成熟，采用的封隔器 既有压缩式封隔器，也有扩张式封隔器。对于裸眼井压裂改造完井工具，国内主要采用 扩张式长胶筒裸眼封隔器，封隔器长度普遍较长，均在2m以上，对于裸眼水平井工具 下入风险较大，承压能力也相对较低，特别是随着改造段数的增加，管柱下入的安全性 风险增大。近几年，国外对于裸眼封隔器的研究由最初的扩张式、遇油遇水膨胀式封 隔器向压缩式封隔器转变，如贝克休斯的FracPoint、斯伦贝谢的StageFRAC、威德福的 OptiFrac水平井改造技术均采用了压缩式封隔器。对于压缩式裸眼井压裂封隔器的研究， 国内目前的研究相对较少。中国专利授权公告号CN201103375Y，提供了一种“双向密封楔入式封隔 器”。包括上接头、上锥体、中心管、胶筒、下锥体和下接头；上接头的下端内侧与中 心管的上端外侧连接在一起，下接头的上端内侧与中心管的下端外侧连接在一起；胶筒 套装在中心管中部外侧，在胶筒的上侧和下侧分别有上锥体和下锥体，上锥体和下锥体 的内侧呈台阶状；上锥体的下端套装在中心管的外侧并卡在胶筒的上端内侧。由于具有 较大的膨胀比，可用于套管井、裸眼井，也可用于竖直井、水平井，能对套管井进行长 久的密封，降低了成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双向承压封隔器，能使胶筒压缩后向外膨胀封隔 地层，同时能使支撑套向外扩张，用于裸眼井压裂封隔地层。本发明的技术方案是双向承压封隔器，主要由上接头、上压缩套、上活塞、 上胶筒上支撑环、上胶筒上约束环、上胶筒上锥环、上胶筒上保护套、上胶筒、上胶筒 下保护套、上胶筒下锥环、上胶筒下支撑环、上胶筒下约束环、限位外筒、上中心管、 下活塞、下中心管、下胶筒压缩套、下胶筒上支撑环、下胶筒上约束环、下胶筒上锥 环、下胶筒上保护套、下胶筒、下胶筒下保护套、下胶筒下锥环、下胶筒下约束环、下 胶筒下支撑环和下接头组成。其特征在于
上接头的下端外壁上套有上压缩套，上压缩套为圆筒状，上压缩套与上接头之 间用上剪钉固定在一起，上接头的下端外壁上有环形槽，在环形槽内安装有上锁环，上 压缩套的内壁上有环形凹槽。当上压缩套向下滑动并且上锁环膨胀，上锁环进入上压缩 套的环形凹槽后，上锁环能阻止上压缩套继续向下滑动。在上接头的内壁下端螺纹连 接有上中心管，在上中心管与上压缩套之间形成环形空间，在上中心管与上压缩套之间 的环形空间内并在上接头的下部有环形上活塞；上压缩套下部内壁有向内突出的环形柱 体，上压缩套内壁环形柱体套在上中心管的外壁上；在上中心管上有上进液孔，上进液 孔的位置在上活塞的下部并在上压缩套向内突出的环形柱体上部；从上进液孔进入上活 塞的高压液体能推动上压缩套向下滑动。在上中心管的外壁上套有上胶筒上支撑环，上胶筒上支撑环是由3 8个相同 的支撑块组成一个环形体；上胶筒上支撑环在上压缩套的下端，在上胶筒上支撑环外壁 上有环形槽，在上胶筒上支撑环的环形槽内有上胶筒上约束环，上胶筒上约束环是一个 有一处断开的弹性圆环，上胶筒上约束环能使支撑块合拢在一起成一个环形；上胶筒上 支撑环的下端面为一个内圆锥面；在上中心管上套有上胶筒上锥环，并且上胶筒上锥环 在上胶筒上支撑环的下部；上胶筒上锥环的上端外壁为一个圆锥面，上胶筒上支撑环的 下端圆锥面与上胶筒上锥环的上端圆锥面相对；在上中心管的外壁上套有上胶筒上保护 套，上胶筒上保护套在上胶筒上支撑套的下部；在上中心管的外壁上套有上胶筒，上胶 筒在上胶筒上保护套的下部；在上中心管的外壁并在上胶筒的下部上依次套有上胶筒下 保护套、上胶筒下锥环和上胶筒下支撑环，在上胶筒下支撑环的环形槽内有上胶筒下约 束环；上胶筒下保护套的结构与上胶筒上保护套的结构相同，安装方向相反；上胶筒下 锥环的结构与上胶筒上锥环的结构相同，安装方向相反；上胶筒下支撑环的结构与上胶 筒上支撑环的结构相同，安装方向相反。在上中心管的外壁并在上胶筒下支撑环的下部套有限位外筒，限位外筒为圆筒 状，限位外筒上部内壁有一个向内突出的环形柱体，限位外筒内壁环形柱体套在上中心 管的外壁上；在上中心管上有下进液孔，下进液孔的位置在限位外筒向内突出的环形柱 体的下部；从下进液孔进入限位外筒环形柱体下部的高压液体给限位外筒向上的推力， 与上进液孔进入的高压液体压力相等，能使限位外筒保持在一定的位置上；在上中心管下端螺纹连接有下中心管，下中心管外壁与限位外筒内壁之间形成 环形空间，在下中心管与限位外筒之间的环形空间内有环形下活塞；下活塞的外壁上有 环形槽，在环形槽内安装有下锁环，限位外筒内壁上有环形凹槽。当从下进液孔进入的 高压液体推动下活塞向下滑动并且下锁环进入限位外筒内壁上的环形凹槽内，下锁环膨 胀，下锁环能阻止下活塞继续向下滑动。限位外筒与下活塞之间用下剪钉固定在一起， 下活塞向下滑动时首先需要剪断下剪钉。在下中心管上套有环形下胶筒压缩套，下活塞和限位外筒的下端面在下胶筒压 缩套的上部外台阶上；在下中心管上套有下胶筒上支撑环、下胶筒上锥环、下胶筒上保 护套、下胶筒、下胶筒下保护套、下胶筒下锥环和下胶筒下支撑环；下胶筒上支撑环的 结构与上胶筒上支撑环的结构相同，下胶筒上锥环的结构与上胶筒上锥环的结构相同， 下胶筒上保护套的结构与上胶筒上保护套的结构相同，下胶筒的结构与上胶筒的结构相 同，下胶筒下保护套的结构与上胶筒下保护套的结构相同，下胶筒下锥环的结构与上胶筒下锥环的结构相同，下胶筒下支撑环的结构与上胶筒下支撑环的结构相同；在下胶筒 上支撑环的环形槽内有下胶筒上约束环，在下胶筒下支撑环的环形槽内有下胶筒下约束 环；在下中心管的下端螺纹连接有下接头，并且下胶筒下支撑环在下接头的上部。为了提高密封性，在上活塞的内壁和外壁上有密封圈；在上压缩套内壁环形柱 体与上中心管外壁之间有密封圈；在上胶筒上锥环、上胶筒下锥环与上中心管外壁之间 有密封圈；在限位外筒与上中心管外壁之间有密封圈；在下活塞的内壁和外壁上有密封 圈；在下胶筒压缩套与下中心管外壁之间有密封圈；在下胶筒上锥环、下胶筒下锥环与 下中心管外壁之间有密封圈。由3 8个相同的支撑块组成的上胶筒上支撑环、上胶筒下锥环、下胶筒上支撑 环和下胶筒下支撑环均为圆环体，圆环体的一端内壁是圆锥环形；圆环体的另一端外壁 有凹陷的台阶，在圆环体的外壁上有一个环形约束环槽；支撑块是由该圆柱体采用线切 割方法将圆环体纵向切割成相同的支撑块，切割线在圆环体的圆锥环中部时横向切割一 段距离后，切割线沿纵向将圆锥环切断，即每个支撑块的扇形圆锥环上有一段向一侧延 伸的半块圆锥环，在该扇形圆锥环的另一侧有一段缺少半块圆锥环。简述双向承压封隔器的工作原理。参阅图1。封隔器中心管加液压，液体通过 上传压孔6将液压传递至上压缩套3，当液压产生的推力达到一定值时，上压缩套3向下 滑动，连接上接头1和上压缩套3的上剪钉2被推力剪断。上压缩套3向下运动时，套 在上接头1外壁上的上锁环4扩张将上压缩套3锁定。在上锁环4的作用下，上压缩套3 只能单向向下运动而不能向相反方向运动。上压缩套3下行将推力传递至上胶筒上支撑 环7，上胶筒上支撑环7将推力传递给上胶筒上支撑套9，推力再传递至上胶筒上保护套 10，上胶筒上保护套10将推力传递给上胶筒11进行压缩胶筒坐封，推力依次传递给上胶 筒下保护套12、上胶筒下支撑套13、上胶筒下支撑环14，并向下顶在限位外筒16的上 端。与此同时，液压经下进液孔18进入，并将压力传递至限位外筒16，限位外筒16受 上中心管17外的台阶限制，保持位置相对不动，与上胶筒下支撑环14产生的向下的推力 相互平衡。在推力的作用下，上胶筒11挤压后径向扩张直至紧密地贴在井壁上，同时在 推力作用下，上胶筒上支撑环7沿着上胶筒上支撑套9的锥面径向运动直径变大，同样， 上胶筒下支撑环13以相同的原理径向运动直径变大。在推力压缩上胶筒11的同时，上 胶筒上保护套10、上胶筒下保护套12在上胶筒11的径向扩张力下作用下伸展、变形，最 终形成圆片状，对压缩后的上胶筒11起到辅助支撑的作用。液压经下进液孔18后，在 保持限位外筒16位置相对不动的同时，压力传递至下活塞19的上端面。参阅图2。在 液压产生的向下的推力作用下，下剪钉22被剪断，下活塞19向下运动，依靠下锁环21 与限位外筒16互相自锁，且相对限定限位外筒16的位置，下活塞19只能向下运动而不 能向相反方向运动。下活塞19将推力传递给下胶筒压缩套23，并依次传递至下胶筒上支 撑环24、下胶筒上支撑套26、下胶筒上保护套27、下胶筒28、下胶筒下保护套29、下胶 筒下支撑套30、下胶筒下支撑环32，直至下接头33的上端面。同样在推力作用下，下 胶筒上支撑环24、下胶筒下支撑环32径向扩张贴向井壁，下胶筒28在压缩力作用下径向 扩张，下胶筒上保护套27、下胶筒下保护套29在胶筒径向扩张力作用下，被挤压成圆片 状，起到辅助支撑下胶筒28的作用。
当上胶筒11、下胶筒28受压缩坐封完成后，当封隔器与井壁之间的环空的上端 压力高时，上胶筒11起到活塞的作用，将向下的推力传递至下胶筒28;当封隔器与井壁 之间的环空下端压力高时，下胶筒28将向上将推力传递至上胶筒11;由于上胶筒11和 下胶筒28之间为密闭空间，且两个胶筒均能够承受双向压差，因此封隔器坐封后，两个 胶筒的密封压差互相传递，提高了整个封隔器的承受压差能力。发明的有益效果本发明双向承压封隔器，考虑到裸眼井井径的不确定性，采 用了两个胶筒，两个胶筒分别设置在封隔器的两端，当其中一个胶筒由于井径变化导致 密封效果较差时，另一个胶筒可保持继续承受高压。特别是设置在胶筒两端的支撑块， 能在受轴向挤压后扩张贴向井壁，相当于封隔器坐封过程中刚体外径与井壁无限接近， 从而使得胶筒的两个端面的支撑力得到大幅提高，因而提高了胶筒的承压能力。当封隔 器胶筒坐封后承受压差时，两个胶筒密封单元具有动态互相压缩的作用，上胶筒上端加 压后，将载荷传递到下胶筒上端，继续压缩下胶筒；下胶筒下端加压后，将载荷传递到 上胶筒下端，继续压缩上胶筒，因此也具有增强裸眼密封，提高密封压差的效果。另 外，本发明胶筒压缩形式改变了以往由下向上的做法，两个胶筒均采用从上端向下的压 缩形式，即两个胶筒的压缩机构均设置在胶筒的上端，保证了封隔器下井时，在受到井 壁的摩擦力的作用下，压缩套具有向上运动的趋势，不会提前启动压缩胶筒，因此有效 防止了中途坐封的可能性。本发明双向承压封隔器中，组成胶筒支撑环的3 8只支撑块组合在一起后互相 交错搭配，向外伸出后，阻止了胶筒向外突出、产生流变的空间，大幅提高了高温高压 下封隔器的工作性能。为安装方便，裸眼封隔器两个胶筒的两端有相同支撑环。
图1是双向承压封隔器上半部分结构示意图。图2是双向承压封隔器下半部分结构示意图。图3是一个支撑块34的立体示意图。即组成上胶筒上支撑环7、上胶筒下支撑 环14、下胶筒上支撑环24或下胶筒下支撑环32的支撑块34结构示意图。图4是六个支撑环在套管内并且没有径向扩张时的状态示意图。图5是六个支撑环在套管内受到推力作用并且径向扩张后的状态示意图。图中，1.上接头，2.上剪钉，3.上压缩套，4.上锁环，5.上活塞，6.上进液孔， 7.上胶筒上支撑环，8.上胶筒上约束环，9.上胶筒上锥环，10.上胶筒上保护套，11.上胶 筒，12.上胶筒下保护套，13.上胶筒下锥环，14.上胶筒下支撑环，15.上胶筒下约束环， 16.限位外筒，17.上中心管，18.下进液孔，19.下活塞，20.下中心管，21.下锁环，22.下 剪钉，23.下胶筒压缩套，24.下胶筒上支撑环，25.下胶筒上约束环，26.下胶筒上锥环， 27.下胶筒上保护套，28.下胶筒，29.下胶筒下保护套，30.下胶筒下锥环，31.下胶筒下 约束环，32.下胶筒下支撑环，33.下接头，34.支撑块。
具体实施例方式实施例1 以一件能座封在套管内径170mm或裸眼内径170mm的双向承压封隔 器为例，对本发明作进一步的详细说明。
参阅图1。双向承压封隔器的外径142mm，内径76mm、总长度1200mm。主要 由上接头1、上压缩套3、上活塞5、上胶筒上支撑环7、上胶筒上约束环8、上胶筒上锥 环9、上胶筒上保护套10、上胶筒11、上胶筒下保护套12、上胶筒下锥环13、上胶筒下 支撑环14、上胶筒下约束环15、限位外筒16、上中心管17、下活塞19、下中心管20、 下胶筒压缩套23、下胶筒上支撑环24、下胶筒上约束环25、下胶筒上锥环26、下胶筒上 保护套27、下胶筒28、下胶筒下保护套29、下胶筒下锥环30、下胶筒下约束环31、下胶 筒下支撑环32和下接头33组成。上接头1的下端外壁上套有上压缩套3，上压缩套3为圆筒状，上压缩套3外径 142mm。上压缩套3与上接头1之间用四个上剪钉2固定在一起，上接头1的下端外壁 上有环形槽，在环形槽内安装有上锁环4，上压缩套3的内壁上有环形凹槽。在上接头1 的内壁下端螺纹连接有上中心管17，上中心管17内径76mm。在上中心管17与上压缩 套3之间形成环形空间，在上中心管17与上压缩套3之间的环形空间内并在上接头1的 下部有一个环形上活塞5 ；在上活塞5的内壁和外壁上有密封圈。上压缩套3下部内壁 有向内突出的环形柱体，上压缩套3内壁的环形柱体套在上中心管17的外壁上；在上压 缩套3内壁环形柱体与上中心管17外壁之间有一个密封圈。在上中心管17上有上进液 孔6，上进液孔6的位置在上活塞5的下部并在上压缩套3向内突出的环形柱体上部。在上中心管17的外壁上套有上胶筒上支撑环7，上胶筒上支撑环7是由六个相同 的支撑块34组成一个环形体；上胶筒上支撑环7在上压缩套3的下端，在上胶筒上支撑 环7外壁上有环形槽，在上胶筒上支撑环7的环形槽内有一个上胶筒上约束环8。上胶筒 上约束环8是一个有一处断开的弹性圆环，上胶筒上约束环8能使支撑块34合拢在一起 成一个环形；上胶筒上支撑环7的下端面为一个内圆锥面；在上中心管17上套有上胶筒 上锥环9，并且上胶筒上锥环9在上胶筒上支撑环7的下部。上胶筒上锥环9的上端外 壁为一个圆锥面，上胶筒上支撑环7的下端圆锥面与上胶筒上锥环9的上端圆锥面相对； 在上中心管17的外壁上套有上胶筒上保护套10，上胶筒上保护套10在上胶筒上支撑套9 的下部；在上中心管17的外壁上套有一个上胶筒11，上胶筒11的外径142mm。上胶筒 11在上胶筒上保护套10的下部；在上中心管17的外壁并在上胶筒11的下部上依次套有 上胶筒下保护套12、上胶筒下锥环13和上胶筒下支撑环14，在上胶筒下支撑环14的环 形槽内有上胶筒下约束环15 ；上胶筒下保护套12的结构与上胶筒上保护套10的结构相 同，安装方向相反；上胶筒下锥环13的结构与上胶筒上锥环9的结构相同，安装方向相 反；上胶筒下支撑环14的结构与上胶筒上支撑环7的结构相同，安装方向相反。上胶筒 下约束环15是一个有一处断开的弹性圆环。在上胶筒上锥环9、上胶筒下锥环13与上中 心管17外壁之间分别有一个密封圈。在上中心管17的外壁并在上胶筒下支撑环14的下部套有一个限位外筒16，限位 外筒16为圆筒状，限位外筒16外径142mm。限位外筒16上部内壁有向内突出的环形柱 体，限位外筒16内壁的环形柱体套在上中心管17的外壁上；在限位外筒16与上中心管 17外壁之间有两个密封圈。在上中心管17上有两个下进液孔18，下进液孔18的位置在 限位外筒16向内突出的环形柱体的下部。在上中心管17下端螺纹连接有下中心管20，下中心管20内径76mm。下中心 管20外壁与限位外筒16内壁之间形成环形空间，在下中心管20与限位外筒16之间的环形空间内有一个环形下活塞19 ；在下活塞19的内壁和外壁上分别有两个密封圈。参阅 图2。下活塞19的外壁上有环形槽，在环形槽内安装有下锁环21，限位外筒16内壁上 有环形凹槽。限位外筒16与下活塞19之间用四个下剪钉22固定在一起。在下中心管20上套有环形下胶筒压缩套23，在下胶筒压缩套23与下中心管20 外壁之间有一个密封圈。下活塞19和限位外筒16的下端面在下胶筒压缩套23的上部外 台阶上；在下中心管20上套有下胶筒上支撑环24、下胶筒上锥环26、下胶筒上保护套 27、下胶筒28、下胶筒下保护套29、下胶筒下锥环30和下胶筒下支撑环32 ；下胶筒上 支撑环24的结构与上胶筒上支撑环7的结构相同，下胶筒上锥环26的结构与上胶筒上锥 环9的结构相同，下胶筒上保护套27的结构与上胶筒上保护套10的结构相同，下胶筒28 的结构与上胶筒11的结构相同，下胶筒下保护套29的结构与上胶筒下保护套12的结构 相同，下胶筒下锥环30的结构与上胶筒下锥环13的结构相同，下胶筒下支撑环32的结 构与上胶筒下支撑环14的结构相同；在下胶筒上支撑环24的环形槽内有下胶筒上约束环 25，在下胶筒下支撑环32的环形槽内有下胶筒下约束环31 ；在下胶筒上锥环26、下胶筒 下锥环30与下中心管20外壁之间分别有一个密封圈。在下中心管20的下端螺纹连接有下接头33，并且下胶筒下支撑环32在下接头 33的上部。参阅图3。支撑块34是由该圆柱体采用线切割方法将圆环体纵向切割成相同的 支撑块34，切割线在圆环体的圆锥环中部时横向切割一段距离后，切割线沿纵向将圆锥 环切断，即每个支撑块34的扇形圆锥环上有一段向一侧延伸的半块圆锥环，在该扇形圆 锥环的另一侧有一段缺少半块圆锥环。由六个相同的支撑块34组成的上胶筒上支撑环 7、上胶筒下锥环13、下胶筒上支撑环24和下胶筒下支撑环32为圆环体，圆环体的一端 内壁是圆锥环形；圆环体的另一端外壁有凹陷的台阶，在圆环体的外壁上有一个环形约 束环槽。参阅图4。六个支撑环在套管内并且没有径向扩张时成圆形。参阅图5。六 个支撑环在套管内受到推力作用并且径向扩张后的成为扩大的近似圆形。双向承压封隔器能承受上、下压差70MPa，降低了裸眼井中使用多个封隔器时 在井眼全角变化率大210°的部位易卡钻的风险。
权利要求
1. 一种双向承压封隔器，主要由上接头(1)、上压缩套(3)、上活塞(5)、上胶筒上 支撑环(7)、上胶筒上约束环(8)、上胶筒上锥环(9)、上胶筒上保护套(10)、上胶筒(11)、上胶筒下保护套(12)、上胶筒下锥环(13)、上胶筒下支撑环(14)、上胶筒下约束 环(15)、限位外筒(16)、上中心管(17)、下活塞(19)、下中心管(20)、下胶筒压缩套 (23)、下胶筒上支撑环(24)、下胶筒上约束环(25)、下胶筒上锥环(26)、下胶筒上保 护套(27)、下胶筒(28)、下胶筒下保护套(29)、下胶筒下锥环(30)、下胶筒下约束环 (31)、下胶筒下支撑环(32)和下接头(33)组成；其特征在于上接头(1)的下端外壁上套有上压缩套(3)，上压缩套(3)为圆筒状，上压缩套(3) 与上接头(1)之间用上剪钉(2)固定在一起，上接头(1)的下端外壁上有环形槽，在环形 槽内安装有上锁环(4)，上压缩套(3)的内壁上有环形凹槽，在上接头(1)的内壁下端螺 纹连接有上中心管(17)，在上中心管(17)与上压缩套(3)之间形成环形空间，在上中心 管(17)与上压缩套(3)之间的环形空间内并在上接头(1)的下部有环形上活塞(5)；上压 缩套(3)下部内壁有向内突出的环形柱体，上压缩套(3)内壁环形柱体套在上中心管(17) 的外壁上；在上中心管(17)上有上进液孔(6)，上进液孔(6)的位置在上活塞(5)的下 部并在上压缩套(3)向内突出的环形柱体上部；在上中心管(17)的外壁上套有上胶筒上支撑环(7)，上胶筒上支撑环(7)是由3 8个相同的支撑块(34)组成一个环形体；上胶筒上支撑环(7)在上压缩套(3)的下端， 在上胶筒上支撑环(7)外壁上有环形槽，在上胶筒上支撑环(7)的环形槽内有上胶筒上约 束环(8)，上胶筒上约束环(8)是一个有一处断开的弹性圆环，上胶筒上约束环(8)使支 撑块(34)合拢在一起成一个环形；上胶筒上支撑环(7)的下端面为一个内圆锥面；在上 中心管(17)上套有上胶筒上锥环(9)，并且上胶筒上锥环(9)在上胶筒上支撑环(7)的 下部；上胶筒上锥环(9)的上端外壁为一个圆锥面，上胶筒上支撑环(7)的下端圆锥面 与上胶筒上锥环(9)的上端圆锥面相对；在上中心管(17)的外壁上套有上胶筒上保护套 (10)，上胶筒上保护套(10)在上胶筒上支撑套(9)的下部；在上中心管(17)的外壁上套 有上胶筒(11)，上胶筒(11)在上胶筒上保护套(10)的下部；在上中心管(17)的外壁并 在上胶筒(11)的下部上依次套有上胶筒下保护套(12)、上胶筒下锥环(13)和上胶筒下支 撑环(14)，在上胶筒下支撑环(14)的环形槽内有上胶筒下约束环(15)；上胶筒下保护套(12)的结构与上胶筒上保护套(10)的结构相同，安装方向相反；上胶筒下锥环(13)的 结构与上胶筒上锥环(9)的结构相同，安装方向相反；上胶筒下支撑环(14)的结构与上 胶筒上支撑环(7)的结构相同，安装方向相反；在上中心管(17)的外壁并在上胶筒下支撑环(14)的下部套有限位外筒(16)，限位外 筒(16)为圆筒状，限位外筒(16)上部内壁有向内突出的环形柱体，限位外筒(16)内壁 环形柱体套在上中心管(17)的外壁上；在上中心管(17)上有下进液孔(18)，下进液孔 (18)的位置在限位外筒(16)向内突出的环形柱体的下部；在上中心管(17)下端螺纹连接有下中心管(20)，下中心管(20)外壁与限位外筒 (16)内壁之间形成环形空间，在下中心管(20)与限位外筒(16)之间的环形空间内有环形 下活塞(19)；下活塞(19)的外壁上有环形槽，在环形槽内安装有下锁环(21)，限位外筒 (16)内壁上有环形凹槽；限位外筒(16)与下活塞(19)之间用下剪钉(22)固定在一起； 在下中心管(20)上套有环形下胶筒压缩套(23)，下活塞(19)和限位外筒(16)的下端面在下胶筒压缩套(23)的上部外台阶上；在下中心管(20)上套有下胶筒上支撑环 (24)、下胶筒上锥环(26)、下胶筒上保护套(27)、下胶筒(28)、下胶筒下保护套(29)、 下胶筒下锥环(30)和下胶筒下支撑环(32)；下胶筒上支撑环(24)的结构与上胶筒上支 撑环(7)的结构相同，下胶筒上锥环(26)的结构与上胶筒上锥环(9)的结构相同，下胶 筒上保护套(27)的结构与上胶筒上保护套(10)的结构相同，下胶筒(28)的结构与上胶 筒(11)的结构相同，下胶筒下保护套(29)的结构与上胶筒下保护套(12)的结构相同， 下胶筒下锥环(30)的结构与上胶筒下锥环(13)的结构相同，下胶筒下支撑环(32)的结 构与上胶筒下支撑环(14)的结构相同；在下胶筒上支撑环(24)的环形槽内有下胶筒上约 束环(25)，在下胶筒下支撑环(32)的环形槽内有下胶筒下约束环(31)；在下中心管(20)的下端螺纹连接有下接头(33)，并且下胶筒下支撑环(32)在下接头(33)的上部。
2.如权利要求1所述的双向承压封隔器，其特征在于在上活塞(5)的内壁和外壁上 有密封圈；在上压缩套(3)内壁环形柱体与上中心管(17)外壁之间有密封圈；在上胶筒 上锥环(9)、上胶筒下锥环(13)与上中心管(17)外壁之间有密封圈；在限位外筒(16)与 上中心管(17)外壁之间有密封圈；在下活塞(19)的内壁和外壁上有密封圈；在下胶筒 压缩套(23)与下中心管(20)外壁之间有密封圈；在下胶筒上锥环(26)、下胶筒下锥环 (30)与下中心管(20)外壁之间有密封圈。
3.如权利要求1或2所述的双向承压封隔器，其特征在于由3 8个相同的支撑块(34)组成的上胶筒上支撑环(7)、上胶筒下锥环(13)、下胶筒上支撑环(24)和下胶筒下 支撑环(32)均为圆环体，圆环体的一端内壁是圆锥环形；圆环体的另一端外壁有凹陷的 台阶，在圆环体的外壁上有一个环形约束环槽；支撑块(34)是由该圆柱体采用线切割方 法将圆环体纵向切割成相同的支撑块(34)，切割线在圆环体的圆锥环中部时横向切割一 段距离后，切割线沿纵向将圆锥环切断，即每个支撑块(34)的扇形圆锥环上有一段向一 侧延伸的半块圆锥环，在该扇形圆锥环的另一侧有一段缺少半块圆锥环。
全文摘要
双向承压封隔器，应用于裸眼完井方式的油气井压裂改造。上接头下端套有上压缩套，在上接头的内壁下端螺纹连接有上中心管，在上接头的下部有环形上活塞；在上中心管上有上进液孔。在上中心管的外壁上套有上胶筒上支撑环、上胶筒上锥环、上胶筒、上胶筒下锥环和上胶筒下支撑环。在上中心管的外壁有限位外筒；在上中心管上有下进液孔；在上中心管下端连接有下中心管。在下中心管上有下胶筒下胶筒两端结构与上胶筒两端结构相同。在下中心管的下端螺纹连接有下接头。采用两个胶筒分别设置在封隔器的两端，提高了井眼不规则、环空间隙较大的裸眼井封隔器承受较压差的能力，避免了井壁的摩擦导致的封隔器提前坐封。
文档编号E21B33/126GK102011560SQ20101053522
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月4日 优先权日2010年11月4日
发明者付钢旦, 冯飞, 刘汉斌, 巨亚锋, 张安康, 李宪文, 李明, 桂捷, 王治国 申请人:中国石油天然气股份有限公司