[发明专利]一种长伸缩距补偿短节及补偿方法

说明书

技术领域

本发明属于井下作业压裂技术领域，具体涉及一种长伸缩距补偿短节及补偿方法。

背景技术

油气藏增产开发，压裂作为一种常规的增产手段已经成熟被应用，伸缩补偿器在压裂施工中能补偿管柱收到的内应力造成的位移，而对于低渗、低丰度、孔吼细小、强水锁的油气藏，常规压裂增产方式效果不明显，CO₂干法压裂技术作为一项无水压裂技术，有许多优秀的特性，消除储层水敏水锁伤害，提高压裂改造效果；压裂液无残渣，实现自主返排，保护储层和支撑裂缝。但CO₂干法压裂施工时，井下温度、压力变化极端，另外液态CO₂也不同于一般的压裂液，其物化特性比较特殊，常规的伸缩补偿器在使用过程中存在以下弊端：

1、施工前后，井下温度、压力变化剧烈，液态CO₂在-20℃左右的温度被泵入井底，压裂管柱逐步降温；施工压力在45MPa左右，施工完毕,压力和温度恢复原始状态，这样极端条件下，压裂管柱内部会产生大的应力集中，适用于这种条件下的伸缩补偿器补偿距离有限。

2、液态CO₂在井下相态变化频繁，对伸缩补偿器密封件有很强的侵蚀作用，往往会造成密封件腐蚀，密封失效，压裂管柱压力互窜。

3、CO₂干法压裂过程中，伸缩补偿器上下滑动，管柱的热胀冷缩，细小的陶粒会进入密封机构，不断研磨密封面，造成伸缩补偿器密封失效，压裂管柱破坏。

4、没有专门针对CO₂干法压裂优化的伸缩补偿器，现场常将几个伸缩补偿器连在一起使用，增加了成本，也不能达到应有的使用效果。

优化现有伸缩补偿器的结构，改进密封材料和密封方式，上述弊端是可以避免的，采用本发明的内容，才能在CO₂干法压裂过程中确保补偿器及时可靠的工作，保证压裂管柱的安全性。

发明内容

为了克服现有CO₂干法压裂过程中温度、压力变化极端情况下，工作不可靠，压裂管柱的安全性差的问题，本发明提供一种长伸缩距补偿短节及补偿方法，本发明简化伸缩节结构，功能简单实用，增加扶正防尘短节和密封端盖，优化密封结构，在CO₂强侵蚀作用下也能保证密封性能，确保工具可靠工作。

本发明采用的技术方案为：

一种长伸缩距补偿短节，包括上接头、内筒、外筒、扶正防尘短节和密封端盖；所述的上接头下端与外筒上端连接；所述内筒位于外筒内，所述内筒上端通过活塞机构与外筒内壁动密封连接，所述活塞机构上端面与上接头的下端面接触连接；所述的内筒壁上部设有阻尼器；所述外筒下端依次连接有扶正防尘短节和密封端盖，密封端盖下部与内筒通过销钉锁紧机构连接；密封端盖、扶正防尘短节与内筒外壁形成动密封；外筒下部内有下限位台阶；上接头下端设有上限位台阶，活塞机构在上限位台阶与下限位台阶之间滑动。

所述的扶正防尘短节上端开有与外筒下端相对应的螺纹孔，扶正防尘短节上端外筒下端螺纹连接；所述扶正防尘短节下端依此开有两个台阶，最下面的台阶的密封短节台阶面与密封端盖上端连接，另一个台阶为密封台阶，密封台阶上设有密封圈组合；扶正防尘短节的内壁与内筒的外壁连接，该内壁上设有扶正圈。

所述的密封端盖上部内设有防尘槽，防尘槽内设有防尘圈组合，所述的防尘槽至少为两组；密封端盖下部内设有销钉腔，销钉腔与内筒外壁形成环形空间。

所述的阻尼器包括阻尼孔、滤网、密封压筒、密封圈、内方压块和防松块；所述的阻尼孔、滤网、密封压筒和内方压块从内到外依此横向安装在内筒壁上，密封压筒与内筒之间通过密封圈连接，内方压块通过防松块固定在内筒壁上。

所述的防尘圈组合为3组。

所述的销钉锁紧机构包括内方销钉和锁紧螺母，内方销钉将内筒和密封端盖连在一起，锁紧螺母安装在密封端盖的内螺纹上。

所述的上接头外螺纹与外筒内螺纹连接，上接头外螺纹以下与外筒内壁设有密封圈。

所述的扶正圈材质为石墨化高分子；其内径大于内筒外径，小于下限位台阶内径，与内筒外壁间隙配合。

所述的密封圈组合安装在扶正防尘短节的密封台阶上，并高出扶正防尘短节台阶面。

一种长伸缩距补偿方法，具体步骤为：

将一种长伸缩距补偿短节接在压裂管柱的适当位置，下入井中，此时一种长伸缩距补偿短节处于原始位置，即内筒处于上限位台阶，销钉锁紧机构处于锁紧状态；