防顶泄压移动式分层压裂封隔器的制作方法

本实用新型属于油田井下封隔器技术领域，尤其涉及一种防顶泄压移动式分层压裂封隔器。

背景技术：

拖动压裂是在两个封隔器之间串接喷砂管柱，喷砂管柱向底层打入高压液体，常规的拖动压裂封隔器在使用过程中经常遇到的问题有：1.顶部的封隔器胀封后，由于在层间注入高压液体，导致已经坐封了的顶部封隔器在水的压力下上窜，泄掉了压裂的压力，不利于压裂的进行；2.因为压裂过程中经常发生砂卡，此时，下层封隔器起出十分困难，目前只能通过洗井处理掉卡堵，然后在起出下层分隔器，增加了作业工作量。

技术实现要素：

为解决拖动压裂过程中顶部封隔器承受不住较大的层间压力发生窜动的问题，以及发生砂卡时封隔器难以起出的问题，本实用新型提供一种防顶泄压移动式分层压裂封隔器，本实用新型。

本实用新型提供的技术方案是：一种防顶泄压移动式分层压裂封隔器，包括上接头、下接头、中心管、胶筒套管和胶筒组件，上接头和下接头分别设置在封隔器的上下两端，中心管贯穿于封隔器的中心，胶筒组件套装在胶筒套管上，胶筒套管套装在中心管的中部并与中心管之间留有过液环腔，所述的胶筒组件包括胶筒上挡环、胶筒下挡环、胶筒和隔环，所述的封隔器还包括摩擦机构、下锚定机构和上锚定机构，下锚定机构设置在胶筒套管与下接头之间，摩擦机构设置在下锚定机构与下接头之间，上锚定机构设置在胶筒套管与上接头之间；

所述的摩擦机构包括摩擦块、外扩弹簧、摩擦块载体、下压帽和上压帽，所述的摩擦块载体上开有用于安装摩擦块的凹槽，所述的外扩弹簧设置在摩擦块与摩擦块载体之间，摩擦块在外扩弹簧弹力作用下具有远离摩擦块载体的趋势，所述的上、下压帽将摩擦块的两端封装在凹槽内，上压帽焊接在摩擦块载体凹槽的上端，下压帽通过螺纹连接在摩擦块载体的下端并通过螺钉固定，所述的下压帽下端螺纹连接有下外套并通过螺钉固定，下外套内壁上开有换向滑槽，所述的下接头外侧带有能够抵在换向滑槽内的凸块a；

所述的下锚定机构包括锥体、卡瓦、卡瓦固定环、卡瓦弹簧和开槽圆柱螺钉，所述的卡瓦安装在卡瓦固定环内，所述的卡瓦弹簧一端抵在卡瓦上，卡瓦弹簧的另一端通过开槽圆柱螺钉连接在摩擦块载体上，所述的锥体设置在卡瓦的上端，所述的锥体与中心管之间留有环腔，锥体下部与中心管之间的环腔内设置有限位套，所述的限位套从锥体的上端插入后穿过下锚定机构和摩擦机构后螺纹连接有限位帽，所述的锥体上部侧壁开有进液长孔，锥体的上端与胶筒下挡环螺纹连接；

所述的上锚定机构包括水力锚载体、水力锚、内收弹簧和压板，所述的水力锚通过压板封装在水力锚载体上，所述的压板通过螺钉连接在水力锚载体上，所述的内收弹簧安装在压板和水力锚之间，所述的水力锚上带有锚爪，水力锚载体的下端外侧与胶筒上挡环螺纹连接，水力锚载体的下端内侧与胶筒套管螺纹连接；

水力锚载体的上端螺纹连接有连接套，连接套上端螺纹连接有上外套，上外套、连接套、水力锚载体和胶筒套管连接成一整体结构，其与中心管之间留有环腔，该环腔与锥体上的进液长孔连通成为排砂堵通道，所述的上外套上部外侧带有缩径部分a，所述的上接头下端螺纹连接有连接帽，连接帽的内径大于缩径部分a的外径，上接头下端外侧带有缩径部分b，所述缩径部分b的外径小于上外套的内径，缩径部分b与连接帽之间设置有密封垫。

所述的密封垫材质为氟橡胶；所述的锥体上端内侧开有键槽，所述的胶筒套管下端外侧带有能够抵在键槽内的凸块b。

本实用新型的有益效果为：本实用新型包括双向锚定机构，锚定效果非常显著，大大的降低了封隔器窜动泄压的概率；本实用新型具有防止砂卡的功能，一旦发生砂卡，稍稍上提管柱，打开排砂堵通道，便可排出砂卡。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1中a段的结构示意图。

图3是图1中b段的结构示意图。

图4是图1中c段的结构示意图。

图5是图1中d段的结构示意图。

图中：1-上接头，101-缩径部分b,2-连接帽，3-密封垫，4-上外套，401-缩径部分a，5-中心管，6-连接管，7-水力锚载体，8-内收弹簧，9-水力锚，901-锚爪，10-压板，11-胶筒上挡环，12-胶筒套管，1201-凸块b，13-胶筒下挡环，14-锥体，1401-进液长孔，15-限位套，16-卡瓦，17-卡瓦固定环，18-卡瓦弹簧，19-开槽圆柱螺钉，20-上压帽，21-摩擦块，22-外扩弹簧，23-下压帽，24-摩擦块载体，25-限位帽，26-下外套，27-下接头。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步描述：

结合附图，一种防顶泄压移动式分层压裂封隔器包括上接头1、下接头27、中心管5、胶筒套管12和胶筒组件，上接头1和下接头27分别设置在封隔器的上下两端，中心管5贯穿于封隔器的中心，胶筒组件套装在胶筒套管12上，胶筒套管12套装在中心管5的中部并与中心管5之间留有过液环腔，所述的胶筒组件包括胶筒上挡环11、胶筒下挡环13、胶筒和隔环。以上为现有技术中已经存在的结构，在此不再赘述。

本实用新型的创新点在于：所述的封隔器还包括摩擦机构、下锚定机构和上锚定机构，下锚定机构设置在胶筒套管12与下接头27之间，摩擦机构设置在下锚定机构与下接头27之间，上锚定机构设置在胶筒套管12与上接头1之间，本封隔器具有双向锚定机构，能承受住压裂时油套环腔内较大的液压，使整个封隔器不上下蠕动，避免了压裂过程中的压损失，有利于保证压裂质量。

所述的摩擦机构包括摩擦块21、外扩弹簧22、摩擦块载体24、下压帽23和上压帽20，所述的摩擦块载体24上开有用于安装摩擦块21的凹槽，所述的外扩弹簧22设置在摩擦块21与摩擦块载体24之间，摩擦块21在外扩弹簧22弹力作用下具有远离摩擦块载体24的趋势，所述的上压帽20、下压帽23将摩擦块21的两端封装在凹槽内，上压帽20焊接在摩擦块载体24凹槽的上端，下压帽23通过螺纹连接在摩擦块载体24的下端并通过螺钉固定，所述的下压帽23下端螺纹连接有下外套26并通过螺钉固定，下外套26内壁上开有换向滑槽，所述的下接头27外侧带有能够抵在换向滑槽内的凸块a2701，下放封隔器时，凸环a2701位于换向滑槽的短滑道内。

所述的下锚定机构包括锥体14、卡瓦16、卡瓦固定环17、卡瓦弹簧18和开槽圆柱螺钉19，所述的卡瓦16安装在卡瓦固定环17内，所述的卡瓦弹簧18一端抵在卡瓦16上，卡瓦弹簧18的另一端通过开槽圆柱螺钉19连接在摩擦块载体24上，所述的锥体14设置在卡瓦16的上端，所述的锥体14与中心管5之间留有环腔，锥体14下部与中心管5之间的环腔内设置有限位套15，所述的限位套15从锥体14的上端插入后穿过下锚定机构和摩擦机构后螺纹连接有限位帽25，所述的锥体14上部侧壁开有进液长孔1401，锥体14的上端与胶筒下挡环13螺纹连接。

所述的上锚定机构包括水力锚载体7、水力锚9、内收弹簧8和压板10，所述的水力锚9通过压板10封装在水力锚载体7上，所述的压板10通过螺钉连接在水力锚载体7上，所述的内收弹簧8安装在压板10和水力锚9之间，所述的水力锚9上带有锚爪901，水力锚载体7的下端外侧与胶筒上挡环11螺纹连接，水力锚载体7的下端内侧与胶筒套管12螺纹连接。

水力锚载体7的上端螺纹连接有连接套6，连接套6上端螺纹连接有上外套4，上外套4、连接套6、水力锚载体7和胶筒套管12连接成一整体结构，其与中心管5之间留有环腔，该环腔与锥体14上的进液长孔1401连通成为排砂堵通道，所述的上外套4上部外侧带有缩径部分a401，所述的上接头1下端螺纹连接有连接帽2，连接帽2的内径大于缩径部分a401的外径，上接头1下端外侧带有缩径部分b102，所述缩径部分b102的外径小于上外套4的内径，缩径部分b102与连接帽2之间设置有密封垫3。

所述的密封垫3材质为氟橡胶，氟橡胶具有很好的耐热、耐化学腐蚀性能。

所述的锥体14上端内侧开有键槽，所述的胶筒套管12下端外侧带有能够抵在键槽内的凸块b1201，目的是为了确保胶筒压缩膨胀时只受到轴向的压力而不受到周向的扭转力，避免胶筒收到不必要的旋转摩擦损伤。

本实用新型的下锚定机构锚定过程以及胶筒组件坐封过程为：当封隔器下放到指定位置后，首先上提管柱，上接头1、中心管5、下接头27上行，在摩擦机构与套管壁的摩擦力作用下，下锚定机构、胶筒组件、上锚定机构均不动，继续下放管柱，此过程，下接头27外部的凸块a2701在换向滑槽内由下死点切换到长滑道内，继续下放管柱直至连接帽2的下端与上外套4接触。此时下压管柱，上锚定机构、胶筒组件和锥体14下行，锥体14下行对卡瓦16产生外张力，卡瓦16张开，锚定在套管壁上，使封隔器不能下行，继续下压管柱，胶筒组件受到压力胀封。

本实用新型上锚定机构的锚定过程为：胶筒胀封后，本封隔器与其下层封隔器之间的压裂开始进行，此时上外套4的缩径部分a401与密封垫3紧密接触，所以高压的压裂液通过椎体14上的进液长孔1401进入排砂堵通道，因为排砂堵通道的一端被封住，所以较高的压力克服了内收弹簧8的弹力将水力锚9推出水力锚载体7内，水力锚9的锚爪901锚定在套管壁上，使封隔器不能下行。

本实用新型的防砂堵原理是：本封隔器与其下层的封隔器之间发生砂堵时，稍稍上提管柱，打开排砂堵通道就可以解除砂堵。

本实用新型的解封过程为：上提管柱，排砂堵通道被打开，首先泄掉压裂压力，水力锚9内收解除锚定，继续上提管柱，胶筒组件受压解除，胶筒回弹，锥体14对卡瓦16的张力解除，卡瓦16在卡瓦弹簧18的弹力下内收，解除锚定。

本实用新型包括双向锚定机构，锚定效果非常显著，大大的降低了封隔器窜动泄压的概率；本实用新型具有防止砂卡的功能，一旦发生砂卡，稍稍上提管柱，打开排砂堵通道，便可排出砂卡。