[发明专利]水平井压裂用回接插入密封装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种水平井压裂用回接插入密封装置，主要用于油气田开发过程中的水平井压裂改造工艺，属于油气井开发用的井筒作业工具。

背景技术

目前所使用的回接装置主要是针对直井的回接固井使用的，不能满足水平井压裂工艺的需要，在扶正方面，目前的回接装置的扶正机构普遍采用固定扶正块设计，该种扶正方式没有伸缩性，使用受局限，一种型号的回接插入密封装置只能适应一种型号壁厚的套管，而且不能满足井斜要求，此外，在密封方面，密封机构主要采用胶圈密封，在回接插入过程中一旦胶圈被管具割伤，装置密封将失效，即使顺利回接，如果密封机构与回接筒没有到达配合要求，也难以实现好的密封效果，在原密封机构的可调节性方面，由于采用胶圈密封，使得一种回接插入密封只能与其相对应的回接筒配合使用，一旦在施工中，对回接工艺有其它要求，更换安放胶圈的中心管时，将难以及时满足现场的水平井压裂生产需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水平井压裂用回接插入密封装置，使用弹簧调节式扶正机构，保证回接插入密封装置在斜井段实现顺利回接，此外，在压裂施工时，回接插入密封能够承受管柱内高压，采用滑动活塞压缩密封胶筒，该密封可以实现管柱内压力越高密封性越好的效果，保证该回接装置密封的可靠性，防止在水平井分段压裂中出现密封失效等问题。满足水平井分段压裂施工中对密封和管具回接筒的匹配要求，适应水平井压裂生产需求，回接施工操作方便，且密封机构密封效果好。

本发明采用如下的技术方案，即一种水平井压裂用回接插入密封装置，由上接头、连接筒、上背帽、扶正块、弹簧组、下背帽、心管、滑动活塞、密封胶筒、压环、上连接套、支撑套、下连接套和导向锥体构成，其特征在于上接头的下端开口与连接筒上段的外壁螺纹连接，连接筒下段的外壁与心管上端的内壁螺纹连接，心管的下部螺纹连接上连接套的上部的外壁，上连接套下部外壁与下连接套上部外壁由支撑套的内壁螺纹连接在一起，心管下端的内壁向外扩径减薄形成心管下端的薄壁段，导向锥体螺纹连接在下连接套下部的外壁上，导向锥体的上端口处的内壁向外扩径减薄形成导向锥体的薄壁段，上、下连接套的外壁中央各设有一个凸出的分隔环，支撑套的上部、下部两段的内壁向外扩径减薄形成支撑套的上薄壁段和下薄壁段，心管的外壁的顶部和中部设有台阶凸起，两台阶凸起之间沿心管外壁圆周均匀开有2～8个凹槽作为弹簧槽，弹簧组安装在弹簧槽内，扶正块呈外凸的条块状，弹簧组在弹簧槽内支撑在扶正块外凸的内壁一侧，扶正块的上端由上背帽探出的下端内壁压住，扶正块的下端由下背帽探出的上端内壁压住，上背帽螺纹安装在心管外壁的顶部台阶凸起的外壁上，下背帽螺纹安装在心管外壁的中部台阶凸起的外壁上，扶正块由上、下背帽固定，扶正块在心管外壁径向被上、下背帽探出的内壁限位，在上连接套外壁与心管下端的薄壁段内侧的间隙中、上连接套外壁与支撑套的上段薄壁段内壁的间隙中、下连接套外壁与支撑套的下段薄壁段内壁的间隙中和下连接套外壁与导向锥体上端的导向锥体的薄壁段内壁间隙中均密封安装滑动活塞，将密封胶筒套装在各滑动活塞的一侧，并通过压环在上、下连接套外壁上凸出的分隔环一侧压紧密封胶筒。

本发明的水平井压裂用回接插入密封装置，在上接头下部内壁与连接体上部外壁螺纹连接处装有密封圈，在连接体下部外壁与心管上部外壁螺纹连接处装有密封圈，在滑动活塞与上、下连接套外壁接触处和滑动活塞与上述各薄壁段内壁的接触处均装有密封圈。

本发明的水平井压裂用回接插入密封装置，其弹簧槽为在心管外壁的圆周上沿心管轴向均匀开有的2～8个长方形凹槽；弹簧组安装在弹簧槽内，一个弹簧组由3～10个弹簧构成，一个弹簧组支撑同一个扶正块。

本发明的压环为环型盖状，安装时压环的内侧面压紧密封胶筒，压环的外背面与连接套外壁上凸出的分隔环的侧面相抵。

本发明的上接头与心管通过连接体进行连接，上背帽与下背帽分别通过螺纹与心管相连，同时上背帽与下背帽起到控制扶正块的作用，扶正块通过弹簧使其处于撑开状态，心管、连接套、支撑套与导向锥体均通过螺纹相连，连接套外壁上由相互接触的同一组滑动活塞、密封胶筒、压环和密封圈组成同一段密封机构，连接套外壁上设有若干段密封机构。

本发明的水平井压裂用回接插入密封装置，可根据回接密封插筒长度要求加长密封段长度，保证密封段的可靠性，只要通过增加连接套和支撑套的数量便可实现增加更多段密封机构的要求。