[发明专利]一种带压缩保护机构的自膨胀封隔器

说明书

技术领域

本发明属于油气井压裂技术领域，具体涉及一种带压缩保护机构的自膨胀封隔器，采用钻杆下入井内，适用于Φ152.4mm钻头裸眼水平井的分段改造。

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复杂、单井产量低的低品位油气资源正在成为石油、天然气上产的主体，储层物性差的油气田要得到有效开发，提高产量是关键，水平井已经成为近年来提高低渗油气田单井产量的一种有效手段。其中裸眼水平井以与地层接触面积大而成为一种重要的水平井完井方式；裸眼水平井分段改造多采用裸眼封隔器进行，其中压缩式裸眼封隔器以其工具承压高、长度小、下入风险低被广泛应用。

由于压缩式裸眼封隔器是依靠胶筒的轴向压缩产生的径向变形填充油套环空间隙而密封的，所以其在不规则裸眼段的密封能力受到一定影响，从而使分段改造效果无法完全达到设计目的，影响油气井的产量。

目前国际上石油技术服务公司如哈里伯顿采用遇油膨胀封隔器系统进行裸眼水平井的分段压裂，其中的关键工具遇油膨胀封隔器胶筒变形量大且易填充不规则井段，段间封隔效果较好。同时由于该类型的封隔器完全依靠胶筒吸入某种特殊液体自行膨胀而实现段间封隔的，所以其胶筒的长度对封隔器承压性能起决定性作用。然而，该封隔器坐封后承受高压差时，由于端部没有支撑机构保护，胶筒膨胀后变软易发生流变而失去密封作用，所以只有通过增加胶筒长度来提高其承压能力。由于封隔器长度较大，在需要改造段数较多时，管柱下入难度将大幅增加，易造成复杂井下事故，影响到该工具的使用范围。  

发明内容

本发明的目的是提供一种带压缩保护机构的自膨胀封隔器，克服现有技术中封隔器端部没有支撑机构保护，胶筒膨胀后变软易发生流变而失去密封作用的问题。

为此，本发明提供的一种带压缩保护机构的自膨胀封隔器，包括封隔器本体，所述封隔器本体上半部外壁上设置有接头和中心管，所述中心管与接头下端连接，所述接头外壁上连接有防撞头，所述防撞头下端通过坐封剪钉连接有锁环座，所述锁环座下端连接有连接头，所述锁环座上设置有锁环，所述连接头下边的接头上设置有防退螺纹，所述连接头下端连接有活塞，所述中心管上设有进液孔，所述进液孔与活塞的活塞腔相通，所述活塞下端的中心管外壁上由上至下依次活动连接有上支撑块、锥体和下支撑块，所述锥体的底面与中心管连接，锥体的两斜面分别与上支撑块和下支撑块相贴合，所述上支撑块和下支撑块表面硫化有橡胶，所述下支撑块下端中心管外壁上设有挡环，所述挡环下端中心管外壁上设置有膨胀胶筒，所述封隔器本体下半部与上半部以膨胀胶筒为中心两端对称。

上述防撞头与接头之间设有防转销钉。

上述上支撑块和下支撑块外表面均设置有箍簧。

上述锥体两斜面的斜面角度不同，上支撑块一端的斜面角度大于下支撑块一端的斜面角度。

上述上支撑块下端面为斜面，且斜面角度与锥体上端面的斜面角度相同。

上述下支撑块上端面为斜面，且斜面角度与锥体下端面的斜面角度相同。

本发明的有益效果：

(1)本发明使用的膨胀胶筒更适应不规则的裸眼井段，相对于压缩式封隔器来说，封隔可靠性高。

(2)本发明中膨胀胶筒两端的支撑块保护机构可有效减小或填充环空间隙，避免膨胀胶筒在承受高压差时发生流变导致封隔器失效。

(3)本发明的膨胀胶筒保护机构可有效缩短膨胀封隔器长度，大幅降低工具下入风险。

(4)本发明利用可扩张保护块的保护和膨胀胶筒的封隔，提升封隔器承压能力，为裸眼水平井分段压裂提供段间有效封隔，提高压裂效果。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明带压缩保护机构的自膨胀封隔器上半部的结构示意图。

图2是本发明带压缩保护机构的自膨胀封隔器下半部的结构示意图。

图3是本发明中上支撑块的结构示意图。

图4是本发明带压缩保护机构的自膨胀封隔器坐封后上支撑块和下支撑块的状态示意图。

图5是本发明带压缩保护机构的自膨胀封隔器坐封后膨胀胶筒状态示意图。

图6是本发明带压缩保护机构的自膨胀封隔器分段压裂管柱示意图。