[发明专利]扩张式封隔器及其坐封方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，特别涉及一种扩张式封隔器及其坐封方法。

背景技术

在石油开采过程中，采用水力压裂技术改造油气储层指的是：在待改造油气储层上制造人工裂缝，将液体连续注入人工裂缝，通过水力产生压力使得该人工裂缝变得更大，再通过液体携带高强度的固体颗粒，并将该固体颗粒填充至人工裂缝，施工结束后，将液体反排，固体颗粒留在裂缝中，改造后的油气储层上形成预设面积的人工裂缝，产生高流通能力的油气通道，并扩大了油气储层的渗流面积。

水力压裂技术中，需要通过封隔器的坐封来将水力转化为对人工裂缝的压力，现有的封隔器主要有压缩式封隔器和扩张式封隔器两种，其中，扩张式封隔器主要包括：依次套接在中心管外部的上接头、扩张式胶筒和下接头，在该中心管与扩张式胶筒的套接面上设置有进液孔。采用水力压裂技术改造油气储层时，将扩张式封隔器的上接头与压裂管柱下端连接，下接头与节流喷砂器连接，放置在套管内部，该套管固结在井内，将压裂管柱延伸至地下距离需改造的油气储层以上10-20m(米)处，用压裂泵车向压裂管柱内泵入液体，液体通过扩张式封隔器的上接头进入，再从扩张式封隔器的下接头流入节流喷砂器，但是由于压裂管柱的内径远远大于节流喷砂器的入口直径，从而在扩张式封隔器的上下形成压差，使得液体通过进液孔对扩张式胶筒施力，当压差达到1.2一1.5MPa(兆帕)时，扩张式胶筒产生径向形变，当扩张式胶筒的外径与该套管内径相等时，扩张式封隔器的坐封过程完成。

但是，由于油气层的深度越来越深，扩张式封隔器的上下形成的压差也越来越大，由于现有的封隔器承受压差的能力有限，扩张式胶筒可能过度形变，或者产生蠕动，因此，在水力压裂的过程中容易出现封隔器失封现象，造成经济损失。

发明内容

为了解决在水力压裂的过程中容易出现封隔器失封现象，造成经济损失的问题，本发明实施例提供了一种扩张式封隔器及其坐封方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种扩张式封隔器，包括：

上接头、上平衡液缸、扩张式胶筒、下平衡液缸、中心管和下接头；

所述上接头、所述上平衡液缸、所述扩张式胶筒、所述下平衡液缸和所述下接头，由上至下依次套接在所述中心管外部，其中，所述上接头、所述扩张式胶筒和所述下接头分别与所述中心管固定连接，所述上接头与所述上平衡液缸固定连接，所述下接头与所述下平衡液缸固定连接，所述上平衡液缸和所述下平衡液缸分别与所述中心管活动连接；

所述上平衡液缸包括上缸套和上胶筒组，所述上缸套与所述上接头固定连接，所述上缸套和所述上胶筒组由上至下依次套接在所述中心管外部；

所述下平衡液缸包括下胶筒组和下缸套，所述下缸套与所述下接头固定连接，所述下胶筒组和所述下缸套由上至下依次套接在所述中心管外部；

在所述中心管与所述上平衡液缸、所述扩张式胶筒和所述下平衡液缸的套接面上分别设置有进液孔，所述进液孔贯穿所述中心管的管壁。

可选的，所述上接头包括小外径段和大外径段，所述大外径段的外径大于所述小外径段的外径；

所述下接头包括小外径段和大外径段，所述大外径段的外径大于所述小外径段的外径；

所述上缸套包括小内径段和大内径段，所述大内径段的内径大于所述小内径段的内径；

所述下缸套包括小内径段和大内径段，所述大内径段的内径大于所述小内径段的内径；

其中，所述上接头的小外径段与所述上缸套的大内径段套接，所述下缸套的大内径段与所述下接头的小外径段套接。

可选的，所述上接头与所述上缸套通过第一剪钉固定连接，所述第一剪钉的轴线垂直所述上接头的小外径段与所述上缸套的大内径段的套接面；

所述下缸套与所述下接头通过第二剪钉固定连接，所述第二剪钉的轴线垂直所述下缸套的大内径段与所述下接头的小外径段的套接面。

可选的，所述上接头的小外径段的外表面上与所述上缸套的套接处，设置有第一密封槽，所述第一密封槽中设置有第一密封圈；

所述上缸套的小内径段的内表面上与所述中心管的套接处，设置有第二密封槽，所述第二密封槽中设置有第二密封圈；

所述下接头的小外径段的外表面上与所述下缸套的套接处，设置有第三密封槽，所述第三密封槽中设置有第三密封圈；

所述下缸套的小内径段的内表面上与所述中心管的套接处，设置有第四密封槽，所述第四密封槽中设置有第四密封圈。

可选的，所述中心管的外表面上设置有外螺纹；