[发明专利]一种自平衡式封隔器及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种自平衡式封隔器，属于油气田储层改造技术领域，是油、气田多层分层压裂、酸化施工作业中重要的井下作业工具之一，特别是应用于探井、评价井、以及层间压差很大的井的双封选压施工的下封隔器，以及需要封隔器在压裂完成后快速解封的工艺管柱中。

背景技术

封隔器是油田压裂、酸化作业中最重要的一种常规工具。目前大量使用的K344型封隔器都没有胶筒上、下环空压力自平衡功能，当此封隔器用做下封隔器来使用的时候，在停泵后由于封隔器上、下地层存在一定压差，进而使封隔器内外也产生一定压差，导致压裂后封隔器解封速度减慢，若当此压差大于封隔器坐封压力时封隔器不解封，给现场施工带来了很大的难度和风险。特别是在需要封隔器在压裂完成后快速解封的工艺管柱中，常规的封隔器达不到要求。

发明内容

本发明要的目的是提供一种自平衡式封隔器及方法，以克服现有封隔器解封效果不好的的问题。

本发明的技术方案为：一种自平衡式封隔器，其特征是：包括位于封隔器内的内中心管、外中心管，外中心管套在内中心管上，内中心管和外中心管之间形成第一环空，胶筒套在外中心管上，胶筒将封隔器分成上下段结构，胶筒的封隔段外径大，胶筒的封隔段两端向上下等直径延伸，等直径延伸段直径小于上下封隔段，胶筒的等直径延伸段通过上下胶筒坐将胶筒固定在外中心管上，内中心管上下端和上、下胶筒坐分别连接上接头和下接头，胶筒和外中心管之间形成第二环空，第二环空与上接头内的坐封导压孔连通；下接头径向方向向下有下环空压力导入孔，内中心管径向向上方向与下环空压力导入孔相隔一段距离有间隙孔，下环空压力导入孔和间隙孔与阀体相通。

所述的阀体由内中心管和下接头之间的间隔构成，内中心管下端面和下接头内槽固定挡块，阀体内有活塞，活塞下端面与所述的间隙孔相通，活塞上端面与弹簧连接，活塞上端面与导压通道相通。

基于一种自平衡式封隔器的方法，包括上述的自平衡式封隔器，封隔器内部有胶筒上、下环空压力的连接通道，依次连接有上环空、上环空压力导入孔、导压通道、下环空压力导入孔、下环空；内中心管和外中心管之间的环空通道来组成封隔器胶筒上、下环空压力连接通道；利用活塞的上、下移动来封堵和开启下环空压力导入孔，进而来控制整个导压通道的开启与关闭。

所述的利用活塞的上、下移动来封堵和开启下环空压力导入孔，是通过向管柱内泵注液体时，在喷砂器等控制类工具的节流压差作用下，管柱内压力P2大于封隔器上环空压力P1，一方面管柱内高压P1通过坐封导压孔导入胶筒与外中心管之间的第二环空内，封隔器胶筒膨胀，使封隔器坐封；另一方面封隔器上环空压力P1通过上环空压力导入孔进入导压通道，作用于活塞上端面，管柱内部压力P2通过内中心管的尾部与挡块的上端面之间的间隙进入活塞下端面，活塞下端压力等于管柱内部压力P2；由于P2>P1，活塞克服弹簧的弹力上行，堵住下环空压力导入孔，关闭封隔器上、下环空的连接通道，当压裂结束后，没有了节流压差，使得P2=P1，活塞在弹簧的作用下向下移动，再次开启下环空压力导入孔，重新开启封隔器上、下环空压力导压通道，封隔器上、下环空的压力沟通，实现压力平衡，进而封隔器内外压力平衡，封隔器迅速解封。

本发明的技术效果为：由于在封隔器内部设计有封隔器胶筒上、下环空压力的连接通道。在压裂施工前，此通道处于开启状态，当向管柱内泵注液体时，在喷砂器等控制类工具的节流压差作用下关闭此通道。当压裂结束后，没有了节流压差，此通道重新开启。重新沟通封隔器上、下环空的压力，实现封隔器内外压力平衡，封隔器迅速解封。本发明应用于双封选压、多层分压管柱的下封隔器时，能够实现快速解封，减小砂卡的风险。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明做进一步说明：

图1为实施例的非压裂施工状态图，导压通道开启；

图2为实施例的压裂施工状态图，导压通道关闭。

附图标记如下：

1、上接头；2、内中心管；3、外中心管；4、胶筒坐5、胶筒；6、下接头；7、弹簧；8、活塞；9、挡块；10、坐封导压孔；11、上环空压力导入孔；12、导压通道；13、下环空压力导入孔。

具体实施方式