有效
聚能压裂工具
穆总结、尹鹏波、张潘潘、田守嶒、王海柱、盛茂、曾常辉、赫曦龄、戴佳成、魏奇龙、王睿、韩明辰、傅思源
中国石油大学(北京)克拉玛依校区
穆
穆总结 专利 155
中国石油大学(北京)井下工具操作井封隔地层钻井开采
尹
尹鹏波 专利 7
中国石油大学(北京)克拉玛依校区地层钻井开采固定建筑岩土钻进采矿
张
张潘潘 专利 20
中国石油大学(北京)物理仪器固定建筑地层钻井开采

田守嶒 专利 181
中国石油大学(北京)井中开采地层钻井开采特殊钻井
王
王海柱 专利 125
中国石油大学(北京)特殊钻井井中开采地层钻井开采

盛茂 专利 115
中国石油大学(北京)井中开采地层钻井开采岩土钻进采矿
曾
曾常辉 专利 5
中国石油大学(北京)克拉玛依校区地层钻井开采岩土钻进采矿固定建筑
赫
赫曦龄 专利 4
中国石油大学(北京)克拉玛依校区地层钻井开采岩土钻进采矿固定建筑
戴
戴佳成 专利 20
中国石油大学(北京)固定建筑岩土钻进采矿地层钻井开采
魏
魏奇龙 专利 7
甘肃农业大学井中开采地层钻井开采岩土钻进采矿
王
王睿 专利 6
中国石油大学(北京)井中开采地层钻井开采岩土钻进采矿
韩
韩明辰 专利 5
东北电力大学计算技术物理仪器模式识别
傅
傅思源 专利 7
中国石油大学(北京)克拉玛依校区图像处理图像分析计算技术
摘要
本发明涉及非常规油气井压裂工具技术领域,是一种聚能压裂工具,包括外筒、充能管、储气罐、伸缩密封总成和切换总成,外筒上端内侧固定安装有充能管,对应充能管下方位置的外筒内套装有储气罐,储气罐内上下间隔设有封闭的进气腔和封闭的储气腔。本发明的聚能压裂工具可以实现反复充能与压裂,不必再提到井口进行充能,在井下即可完成超临界二氧化碳的充能,节省作业时间,提高效率,本发明的聚能压裂工具自带伸缩密封总成,具有空间隔绝功能,不必再下封隔器,实现封隔压裂一体化,本发明的聚能压裂工具结构巧妙,能够通过改造实现储气腔的扩大,即使井场条件不能够在井下充能,也可实现一次充能多次压裂,减少上提次数,有效降低成本。
1.一种聚能压裂工具,其特征在于包括外筒、充能管、储气罐、伸缩密封总成和切换总成,外筒上端内侧固定安装有充能管,对应充能管下方位置的外筒内套装有储气罐,储气罐内上下间隔设有封闭的进气腔和封闭的储气腔,储气罐中部设有上端与进气腔下部连通的开关孔,所述开关孔的下端与储气腔上部连通,储气腔内设有能够启闭开关孔的单向阀,外筒上部和下部设有能够径向收缩的伸缩密封总成,储气罐外侧和外筒内侧之间设有切换总成,切换总成上部设有与充能管下部连通的外进气通道,储气罐上部外侧设有与进气腔连通的内进气通道,储气罐下部外侧设有与储气腔连通的内出气通道,外筒下部外侧设有内外连通的外出气通道,充能管内通入带压介质后所述切换总成能够使得储气罐为充能状态或者放能状态,当储气罐为充能状态时,外进气通道与内进气通道,内出气通道和外出气通道互不连通,单向阀开启,进气腔和储气腔相互连通,伸缩密封总成能够向内缩回;当储气罐为放能状态时,外进气通道与内进气通道互不连通,单向阀关闭,进气腔和储气腔互不连通,内出气通道和外出气通道相互连通,所述伸缩密封总成向外伸开并且能够与井壁密封接触。
2.根据权利要求1所述的聚能压裂工具,其特征在于切换总成包括旋钮、按钮、旋转筒、第一弹性复位机构和第二弹性复位机构,对应进气腔位置的外筒上部内侧固定有限位内环台,储气罐外侧与外筒内侧之间套装有管状结构的旋钮,旋钮上部外侧套装有上端位于充能管下方的按钮,所述按钮呈下端开口上端封闭的筒状结构,外进气通道包括至少一个沿圆周间隔均布于按钮上部外侧的外进气孔,内进气通道包括与外进气孔一一对应且设置于储气罐上部外侧的内进气孔,对应限位内环台下端位置的旋钮外侧沿轴向滑动安装有管状结构的旋转筒,旋转筒下部外侧沿圆周间隔均布有至少两个下端开口的长槽,每相邻的两个长槽之间位置的旋转筒下端均设有内外连通的短槽,短槽的上端位于长槽上端下方,每两个相邻的长槽和短槽之间均形成有齿尖向下的下棘齿,每个长槽内均设有与旋钮外侧固定安装在一起的定位块,对应定位块上方位置的按钮下端沿圆周设置有若干个呈开口向上的V形的上棘齿,储气罐上端与按钮上部内侧之间设有第一弹性复位机构,储气罐下部外侧与旋钮下部内侧之间设有第二弹性复位机构,外出气通道包括至少一个沿圆周间隔设于外筒下部外侧的外出气孔,内出气通道包括与外出气孔一一对应且设置于储气罐下部外侧的内出气孔,旋钮上部外侧设有与内进气孔一一对应的过渡进气孔,旋钮下部外侧设有与内出气孔一一对应的过渡出气孔,当储气罐为充能状态时,定位块由长槽移动至相邻位置的短槽内,外进气孔、过渡进气孔和内进气孔一一对应并相互连通,并且内出气孔、过渡出气孔和外出气孔互不连通,当储气罐为放能状态时,定位块由短槽移动至相邻位置的长槽内,内出气孔、过渡出气孔和外出气孔一一对应并相互连通,并且外进气孔、过渡进气孔和内进气孔互不连通。
3.根据权利要求1所述的聚能压裂工具,其特征在于伸缩密封总成包括上伸缩组件和下伸缩组件,上伸缩组件包括上安装管、上连接套、第三弹性复位件和上封隔片,外筒上端固定安装有套装于充能管外侧的上安装管,上安装管下部内侧与充能管下端外侧之间固定安装有下支撑板,对应下支撑板上方位置的上安装管上部内侧固定安装有套装于充能管外侧的上支撑板,上支撑板内侧设有密封套装于充能管外侧的上连接套,对应上支撑板和下支撑板之间位置的上连接套下端外侧固定安装有第一挡板,下支撑板上端沿圆周间隔均布有若干个上下贯通的第一导向孔,对应每个第一导向孔位置的按钮上端均设有上下贯通的第二导向孔,每个第一导向孔内均设有下侧穿过对应位置的第二导向孔后与旋钮上端相抵的支撑条,每个支撑条上侧均与第一挡板下侧对应位置固定安装在一起,上支撑板下侧与第一挡板上侧之间设有套装于上连接套外侧的第三弹性复位件,对应上支撑板上方位置的上连接套上部外侧固定有上支撑凸台,对上安装管上部沿径向滑动安装有内侧与上支撑凸台相互接触的上封隔片,所述上支撑凸台于定位块由长槽移动至短槽内时向下移动后和上封隔片相互错开;下伸缩组件包括下安装管、下连接套、第四弹性复位件和下封隔片,外筒下端固定安装有下安装管,下安装管内套装有下连接套,下连接套上端外侧固定安装有第二挡板,储气罐下部外侧与外筒内侧之间套装有上端与旋钮下端相互接触的导向套,导向套下端与第二挡板上侧固定安装在一起,导向套外侧与外筒下部内侧之间设有第四弹性复位件,上连接套下部外侧固定有下支撑凸台,下安装管下部沿径向滑动安装有内侧与下支撑凸台相互接触的下封隔片,所述下支撑凸台于定位块由长槽移动至短槽内时向下移动后和下分隔片相互错开。
4.根据权利要求3所述的聚能压裂工具,其特征在于上封隔片包括第一上封隔板和第一下封隔板,上安装管上方设有上端盖,上端盖呈上端封闭下端开口的筒状结构,上端盖上端中央设有上下贯通的上安装孔,充能管上部外侧密封套装于上安装孔内,上端盖下端沿圆周间隔分布有若干个第一上导向块,对应相邻的两个第一上导向块之间位置的上安装管上端均固定有第一下导向块,每相邻的两个第一上导向块之间的上端盖下端均滑动安装有扇环形的第一上封隔板,每相邻的两个第一下导向块之间位置的上安装管上端均滑动安装有扇环形的第一下封隔板,每个第一下封隔板上侧均与相邻位置的第一上封隔板下侧相互接触,每个第一上封隔板内侧和每个第一下封隔板内侧均与上支撑凸台外侧相互接触,每个第一上封隔板上侧和每个第一下封隔板上侧均设有上下贯通的上条形滑孔,每个上条形滑孔内均穿设有上固定杆,每个上固定杆上侧均与上端盖下端对应位置固定安装在一起,每个上固定杆下侧均与上支撑板上侧对应位置固定安装在一起。
5.根据权利要求3或4所述的聚能压裂工具,其特征在于下封隔片包括第二上封隔板和第二下封隔板,下安装管下方设有下端盖,下端盖呈上端开口下端封闭的筒状结构,下端盖下端中央设有上下贯通的下安装孔,下支撑凸台下部外侧套装于下安装孔内,下端盖上端沿圆周间隔分布有若干个第二下导向块,对应相邻的两个第二下导向块之间位置的下安装管下端均固定有第二上导向块,每相邻的两个第二上导向块之间的下安装管下端均滑动安装有扇环形的第二上封隔板,每相邻的两个第二下导向块之间位置的下端盖上端均滑动安装有扇环形的第二下封隔板,每个第二下封隔板上侧均与相邻位置的第二上封隔板下侧相互接触,每个第二上封隔板内侧和每个第二下封隔板内侧均与下支撑凸台上部外侧相互接触,每个第二上封隔板上侧和每个第二下封隔板上侧均设有上下贯通的下条形滑孔,对应每个下条形滑孔位置的第二挡板上侧均设有上下贯通的穿设孔,每个下条形滑孔内均穿设有下固定杆,每个下固定杆上侧均穿过对应的穿设孔后与储气罐下端对应位置固定安装在一起,每个下固定杆下侧均与下端盖对应位置固定安装在一起。
6.根据权利要求5所述的聚能压裂工具,其特征在于储气罐包括固定安装在一起的上储气筒和下储气筒,上储气筒和下储气筒均为筒状结构,上储气筒上部内侧固定安装有封隔内环台,封隔内环台上端与上储气筒上部内侧形成进气腔,内进气孔沿圆周间隔设于封隔内环台上方的上储气筒外侧,封隔内环台下端与上储气筒下部内侧、下储气筒内侧形成储气腔,内出气孔沿圆周间隔设于下储气筒下部外侧,每个下固定杆上侧均穿过对应的穿设孔后与下储气筒下端固定安装在一起,封隔内环台中央设有上下贯通的开关孔,单向阀包括阀座、阀杆、阀芯和压缩弹簧,对应封隔内环台下方位置的上储气筒内螺接有阀座,阀座中央设有上宽下窄的第一过流通道,阀座上部内侧套装有管状结构的阀杆,阀杆上部外侧沿圆周间隔均布有若干个内外连通的第二过流通道,阀杆上端固定安装有阀芯,所述阀芯呈上小下大的锥形,阀杆内侧设有能够使得阀芯上部外侧与开关孔下部内侧密封接触的压缩弹簧,下储气筒上部外侧设有第一台阶,对应第一台阶上方位置的旋钮内侧设有第二台阶,第二弹性复位件安装于第一台阶与第二台阶之间。
7.根据权利要求3或4或6所述的聚能压裂工具,其特征在于导向套上端内侧上下间隔设有第一内环台和第二内环台,导向套上端沿圆周间隔均布有若干个内外连通的固定槽,每个固定槽下端均位于第二内环台上端下方,每个固定槽内均设有与外筒下部内侧固定安装在一起的扇环形的固定块,固定块的内径与第二内环台的内径相同,第四弹性复位件设于固定块上端与第一内环台下端之间。
8.根据权利要求5所述的聚能压裂工具,其特征在于导向套上端内侧上下间隔设有第一内环台和第二内环台,导向套上端沿圆周间隔均布有若干个内外连通的固定槽,每个固定槽下端均位于第二内环台上端下方,每个固定槽内均设有与外筒下部内侧固定安装在一起的扇环形的固定块,固定块的内径与第二内环台的内径相同,第四弹性复位件设于固定块上端与第一内环台下端之间。
9.根据权利要求1或2或3或4或6或8所述的聚能压裂工具,其特征在于充能管下部为拉法尔喷管结构。
10.根据权利要求5所述的聚能压裂工具,其特征在于充能管下部为拉法尔喷管结构。



