可解封式压裂酸化封隔器、工具管串、封隔及解封方法与流程

本发明涉及油气钻采井下工具，具体来讲，涉及一种可解封式压裂酸化封隔器、工具管串、封隔及解封方法。

背景技术：

1、目前我国的油气开发领域逐渐向深部地层转变，这类地层具有高温高压等特点，相比常规储层较为复杂。水平井分段压裂酸化工艺是目前常用的一种储层改造方法，该方法需要在储层内下入多套封隔器对储层分段隔离，然后分别对每一段地层进行压裂酸化处理来达到增产的目的。所述封隔器是储层改造的一种重要工具，该工具主要用于超深高温井的套管内单个储层的压裂酸化，工具的性能直接决定了压裂酸化工艺的效果。

2、例如，公开号为cn113882831a的中国专利发明了一种新型封隔器，包括上中心管，上中心管的外侧由上至下依次套装有上胶筒驱动环和上胶筒，上中心管的底端外侧设有连接螺纹，并通过连接螺纹连接有下中心管，下中心管的外侧由上至下依次套装有下胶筒驱动环和下胶筒，下中心管的底端外侧设有连接螺纹，并通过连接螺纹连接有下接头，且下接头的底端外侧设有连接螺纹，并通过连接螺纹连接有下堵头。该种新型封隔器，通过采用二组或二组以上的独立工作胶筒，每组胶筒不再共用一个动力源部分，而是独立配套专用的动力组件，形成二组性能有针对性，性能存在差异的动力配合下的胶筒坐封组，可以实现深井，较高压力下的坐封要求。

3、例如，公开号为cn108060906a的中国专利发明了一种高压油气井用非节流压裂封隔器，包括上接头，上接头外设有至少两个胶筒，相邻胶筒间以隔环相隔；上接头下端连接有弹簧中心管，弹簧中心管外设有预紧的弹簧以及调整弹簧预紧力的弹簧预压环，弹簧预压环外还设有胶筒驱动滑套；弹簧中心管下端连接有动力腔中心管，动力腔中心管末端连接有下接头，动力腔中心管外设有动力滑块，动力滑块与动力腔中心管构成空气腔，动力滑块与动力腔中心管、下接头构成液压腔；空气腔对应的动力滑块上设有可溶性柱塞；可溶性柱塞外设有防水罩。本发明解决传统封隔器在高压油气井中使用时，因需节流导致的排砂量小、工作效率低的问题；以能够解决卡井现象的发生，有利于降低施工成本及安全风险。

4、上述第一种封隔器都能够保证坐封后对油套环空有效封隔，但无法实现解封需求。上述第二种封隔器通过可溶性金属溶解来实现封隔器解封，可溶性金属柱外侧覆盖有防水罩。在复杂的井下工况条件下，这种解封方式相比机械式可靠度低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种可解封式压裂酸化封隔器、工具管串、封隔及解封方法，用以解决上述现有技术中存在的封隔器坐封后无法解封，或解封方式可靠度低的技术难题。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种可解封式压裂酸化封隔器，所述封隔器可包括中心管、第一坐封驱动机构、第一坐封机构和第二坐封机构，其中，第一坐封驱动机构包括第一活塞、第一缸套和第一接头，第一接头的上端套设在中心管的下端并与中心管固定连接，第一活塞套设在中心管上并在轴向上位于第一接头的上方，第一缸套套设在第一接头和第一活塞上并与第一活塞固定连接；第一坐封机构和第二坐封机构都套设在中心管上，第二坐封机构在轴向上位于第一坐封驱动机构的上方，第一坐封机构在轴向上位于第二坐封机构的上方；第一坐封机构包括套设在中心管上的卡瓦，第二坐封机构包括套设在中心管上的胶筒；第一活塞的下端、第一接头的上端、第一缸套的内壁和中心管的外壁之间形成有第一间隙，中心管的侧壁上开设有径向贯通的第一传压孔，第一传压孔与第一间隙连通，中心管的内腔中的液体压力能够沿第一传压孔和第一间隙作用在第一活塞的下端，推动第一活塞和第一缸套沿轴向上行并依次压缩第二坐封机构和第一坐封机构，使胶筒和卡瓦沿径向膨胀张开实施坐封。

3、可选择地，所述封隔器还可包括推力套和锁定机构，推力套和锁定机构都套设在所述中心管上，推力套的上端与锁定机构的下端固定连接，推力套的下端与所述第一活塞相抵接，推力套与所述中心管之间通过启动剪钉连接；锁定机构包括锁环和锁套，锁环安装在所述中心管的外壁和锁套的内壁之间，锁环与锁套的内壁固定连接；锁套的上端与所述胶筒的下端抵接，锁套的下端与推力套固定连接；锁套的内壁与所述中心管的外壁之间形成有相配合的棘齿结构；推力套能够在受到所述第一活塞的推力下剪断启动剪钉并推动锁定机构上行压缩所述胶筒；棘齿结构能够防止锁定机构相对所述中心管反向下行。

4、可选择地，所述封隔器还可包括第二坐封驱动机构，第二坐封驱动机构连接在所述第一坐封驱动机构的下端，第二坐封驱动机构包括第二活塞、第二缸套、第二接头和扶正套，第二接头的上端套设在所述第一接头的下端并与所述第一接头固定连接，第二活塞套设在所述第一接头上并在轴向上位于第二接头的上方，第二缸套套设在第二接头和第二活塞上并与第二活塞固定连接；扶正套套设在第二接头上并连接在第二缸套的下端；第二活塞的下端、第二接头的上端、第二缸套的内壁和所述第一接头的外壁之间形成有第二间隙，所述第一接头的侧壁上开设有径向贯通的第二传压孔，第二传压孔与第二间隙连通，所述第一接头的内腔中的液体压力能够沿第二传压孔和第二间隙作用在第二活塞的下端，推动第二活塞和第二缸套沿轴向上行并依次压缩所述第二坐封机构和第一坐封机构，使所述胶筒和卡瓦沿径向膨胀实施坐封。

5、可选择地，所述第一坐封机构还可包括上锥体、下锥体、卡瓦承体、锥体压帽和波簧，上锥体套设在所述中心管上并位于所述卡瓦的上端，上锥体的下端能够插入所述卡瓦与所述中心管之间；下锥体套设在所述中心管上并与中心管通过锥体剪钉连接，下锥体位于所述卡瓦的下端，下锥体能够在轴向推力的作用下剪断锥体剪钉将上端插入所述卡瓦与所述中心管之间，使所述卡瓦沿径向张开坐挂；卡瓦承体套设在上锥体和下锥体上，用于对上锥体和下锥体限位；锥体压帽安装在卡瓦承体和上锥体之间，用于对上锥体进行定位；波簧嵌入安装在所述卡瓦中，用于对卡瓦限位。

6、可选择地，所述下锥体与所述中心管之间还设有防转键，防转键用于使所述下锥体与所述中心管之间保持周向相对固定。

7、可选择地，所述第二坐封机构还可包括胶筒座，胶筒座的上端套设在所述第一坐封机构的下端并与所述第一坐封机构固定连接，胶筒座的下端与所述胶筒的上端相抵接。

8、可选择地，所述封隔器还可包括解封机构，解封机构包括上接头、解封球座、解封剪钉、解封弹爪和连接套，解封弹爪的下端套设在所述中心管的上端并与所述中心管固定连接；连接套套设在解封弹爪外，连接套的上端与上接头的下端固定连接；解封球座穿设在解封弹爪中，解封球座通过解封剪钉与解封弹爪固定连接；解封球座能够在受到轴向向下的压力后剪断解封剪钉并推动所述中心管下行，并带动所述第一坐封驱动机构下行，使所述胶筒和卡瓦沿径向收缩解封。

9、可选择地，所述中心管的外壁上可形成有外台阶，所述推力套的内壁上设有内台阶，所述中心管能够在被所述解封球座推动下行时将外台阶抵接在内台阶上，以带动所述推力套和所述锁定机构一同下行实现解封。

10、本发明另一方面提供了一种工具管串，所述工具管串可包括如上所述的可解封式压裂酸化封隔器。

11、本发明再一方面提供了一种可解封式压裂酸化封隔器的封隔及解封方法，所述封隔及解封方法可采用如上所述的可解封式压裂酸化封隔器，或采用如上所述的工具管串；所述封隔及解封方法包括封隔环节及解封环节，其中，封隔环节包括向配置在所述封隔器下方的开启球座中投入坐封球，将所述封隔器的下端封堵，向所述中心管内憋压，高压液体沿所述第一传压孔进入第一间隙中，向所述第一活塞的下端加压，推动所述第一活塞上行并依次挤压所述第二坐封机构和第一坐封机构，使所述胶筒和卡瓦沿径向膨胀张开完成坐封；解封环节包括使所述中心管受到轴向向下的作用力而下行，并带动所述第一坐封驱动机构一同下行，卸掉作用在所述第二坐封机构和第一坐封机构上的挤压力，使所述胶筒和卡瓦沿径向收缩恢复至初始位置完成解封。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果包括以下内容中的至少一项：

13、1、本发明的封隔器中的液缸动力系统启动后，封隔器胶筒和封隔器的双支撑锚定系统(卡瓦)依次坐封、坐挂。双支撑锚定系统为胶筒坐封提供支撑保障，能够提高所述封隔器的承压能力。

14、2、本发明在在活塞与中心管、缸套之间，解封弹爪与中心管、解封球座、连接套之间，上接头与解封球座之间，分别设置有多组耐高温高压密封圈，胶筒采用耐高温材料制作，使得所述封隔器能够有效适应高温高压条件。

15、3、本发明在所述封隔器上部设置了一个解封系统，可随时通过投球憋压来实现封隔器解封，解封系统可靠度高，使得封隔器在压裂酸化作业完成后能够有效回收。