[发明专利]一种膨胀式分段压裂工艺管柱及压裂方法

权利要求书

1.一种膨胀式分段压裂工艺管柱，其特征在于，所述管柱(100)包括用于与钻具(1)连接的管接头(2)、与所述管接头(2)连接的伸缩组件(3)、与所述伸缩组件(3)连接的第一胶囊膨胀封隔器(4)、与所述第一胶囊膨胀封隔器(4)连接的喷射器(5)、与所述喷射器(5)连接的第二胶囊膨胀封隔器(6)、与所述第二胶囊膨胀封隔器(6)连接的接球筒(7)，所述管接头(2)、伸缩组件(3)、第一胶囊膨胀封隔器(4)、喷射器(5)、第二胶囊膨胀封隔器(6)及接球筒(7)按先后顺序依次连接并连通，所述伸缩组件(3)包括外套筒(9)及内套筒(8)，所述内套筒(8)可活动设置于外套筒(9)内，所述外套筒(9)上设有可与第一胶囊膨胀封隔器(4)和第二胶囊膨胀封隔器(6)连通的导压通道(10)，所述外套筒(9)内侧壁上设有与所述导压通道(10)连通的进液口(11)，所述内套筒(8)侧壁上设有与内套筒(8)内部连通的出液口(12)，所述内套筒(8)和外套筒(9)之间垫设有第一密封件(13)和第二密封件(14)，所述第一密封件(13)和第二密封件(14)分别固设于所述外套筒(9)内侧壁并分别位于所述进液口(11)两侧，所述内套筒(8)第一端与所述管接头(2)连接并连通，所述内套筒(8)第二端设有用于挡止密封球(16)的密封球座(15)。

2.根据权利要求1所述的膨胀式分段压裂工艺管柱，其特征在于，所述管接头(2)为安全接头，所述接球筒(7)第一端与第二胶囊膨胀封隔器(6)连接并连通，所述接球筒(7)第二端封闭。

3.根据权利要求1所述的膨胀式分段压裂工艺管柱，其特征在于，所述导压通道(10)为两个，所述导压通道(10)设置于所述外套筒(9)的侧壁上。

4.根据权利要求1所述的膨胀式分段压裂工艺管柱，其特征在于，所述内套筒(8)上设有凸出于所述内套筒(8)外壁面的限位件(17)，所述外套筒(9)内壁面上设有用于限制所述限位件(17)滑动范围的限位槽(18)。

5.根据权利要求4所述的膨胀式分段压裂工艺管柱，其特征在于，所述外套筒(9)内侧壁上还固设有第三密封件(19)，所述第一密封件(13)、第二密封件(14)和第三密封件(19)按顺序依次设置于所述外套筒(9)内侧壁上；

所述限位件(17)在滑动至限位槽(18)第一端端部时，所述出液口(12)位于所述第一密封件(13)和第二密封件(14)之间；所述限位件(17)在滑动至限位槽(18)第二端端部时，所述出液口(12)位于所述第二密封件(14)和第三密封件(19)之间。

6.根据权利要求5所述的膨胀式分段压裂工艺管柱，其特征在于，所述第一密封件(13)包括至少一个第一密封圈，所述第二密封件(14)包括至少一个第二密封圈，所述第三密封件(19)包括至少一个第三密封圈。

7.根据权利要求1所述的膨胀式分段压裂工艺管柱，其特征在于，所述密封球座(15)包括与所述内套筒(8)第二端固定套接的顶部接头(20)、与所述顶部接头(20)固定套接的球座中腔(21)、固设于所述球座中腔(21)第二端的锁紧环(22)、可滑动套设于所述球座中腔(21)内侧壁上的密封滑环(23)、弹性抵接于所述密封滑环(23)和锁紧环(22)之间的弹性支撑爪(24)。

8.根据权利要求7所述的膨胀式分段压裂工艺管柱，其特征在于，所述密封滑环(23)中部设有圆锥孔(25)，所述顶部接头(20)内壁面凸出于所述球座中腔(21)内壁面形成挡止所述密封滑环(23)的挡止部(26)。

9.根据权利要求8所述的膨胀式分段压裂工艺管柱，其特征在于，所述密封滑环(23)和所述弹性支撑爪(24)之间夹设有固定挡环(27)，所述球座中腔(21)侧壁上设有可供所述弹性支撑爪(24)穿过的通孔(28)。

10.一种膨胀式分段压裂工艺管柱压裂方法，所述压裂方法基于上述1-9中任一项所述的膨胀式分段压裂工艺管柱，其特征在于，所述压裂方法包括：

连接所述管柱(100)和钻具(1)，将所述管柱(100)下入井筒，调节管柱(100)深度，使得所述喷射器(5)对准目标层；

通过钻具(1)向所述管柱(100)内泵注清洗液，对管柱(100)及井筒进行清洗；

从钻具(1)向所述管柱(100)内投入密封球(16)；

拖动钻具(1)带动内套筒(8)上的出液口(12)移动至第一密封件(13)和第二密封件(14)之间，内套筒(8)与导压通道(10)通过出液口(12)和进液口(11)连通，通过钻具(1)向所述管柱(100)内泵注液体，使得密封球(16)与密封球座(15)接触形成密封，液体通过导压通道(10)进入第一胶囊膨胀封隔器(4)和第二胶囊膨胀封隔器(6)内使得第一胶囊膨胀封隔器(4)和第二胶囊膨胀封隔器(6)膨胀并固定于井筒内；

推动钻具(1)带动内套筒(8)上的出液口(12)移动至第一密封件(13)和第二密封件(14)外，通过钻具(1)继续向所述管柱(100)内泵注液体，液体推动密封球(16)抵推密封球座(15)并使得密封球座(15)张开，密封球(16)脱离密封球座(15)，密封球(16)进入接球筒(7)，所述喷射器(5)与内套管连通并喷射液体进行压裂施工。