有效
双腔压裂装置
穆总结、尹鹏波、张潘潘、曾常辉、田守嶒、王海柱、魏奇龙、赫曦龄、王睿、韩明辰
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
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

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
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
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
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
摘要
本发明涉及压裂技术领域,是一种双腔压裂装置,包括储液筒、切换开关、联动组件和具有封闭内腔的外筒,外筒上端设有与内外连通的进液孔,外筒下部内侧套装有储液筒,储液筒中央固定安装有分隔板。本发明结构合理而紧凑,第一下活塞和第二下活塞的设置,通过向第一下活塞下方的第一储液腔内注入压裂介质,第一下活塞可以向上移动,第一下活塞上下移动后可以通过联动组件使得切换开关动作,从而实现压裂介质从第一储液腔向第二储液腔内注入方向的切换,通过设置第一连通孔,可以增大储液容积,这样将双腔压裂装置下入目标压裂位置,在向进液孔内持续的注入压裂液后可以对压裂位置进行压裂作业,操作难度低,能够大幅提升作业效率。
1.一种双腔压裂装置,其特征在于包括储液筒、切换开关、联动组件和具有封闭内腔的外筒,外筒上端设有与内外连通的进液孔,外筒下部内侧套装有储液筒,储液筒中央固定安装有分隔板,所述分隔板将储液筒分隔为第一储液腔和第二储液腔,分隔板内设有第一连通孔,第一连通孔的下端与第一储液腔下部连通,第一连通孔的上端与第二储液腔上部连通,第一储液腔内密封滑动安装有第一下活塞,第二储液腔内密封滑动安装有第二下活塞,储液筒上端固定安装有进液柱,进液柱上端间隔设有第一进液通道和第二进液通道,第一进液通道下端固定安装有第一通液管,所述第一通液管下端密封穿过第一下活塞下端,第二进液通道下端固定安装有第二通液管,所述第二通液管下端密封穿过第二下活塞下端;进液柱上部设有切换开关,所述切换开关动作后能够使得进液孔与第一通液管或者第二通液管连通,储液筒左部外侧设有内外连通的第一内出液孔,外筒左部外侧设有与第一内出液孔对应的第一外出液孔,储液筒右部外侧均设有内外连通的第二内出液孔,外筒右部外侧设有与第二内出液孔对应的第二外出液孔;储液筒内设有联动组件,所述联动组件于第一通液管流入介质的容积至第一设定值时能够使得切换开关动作以使进液孔与第二通液管连通,第一内出液孔与第一外出液孔互不连通,第二内出液孔与第二外出液孔相互连通;所述联动组件于第二通液管流入介质的容积至第二设定值时能够使得切换开关再次动作以使进液孔与第一通液管连通,第一内出液孔与第一外出液孔相互连通,第二内出液孔与第二外出液孔互不连通。
2.根据权利要求1所述的双腔压裂装置,其特征在于外筒上端固定安装有下端分别与第一进液通道上端和第二进液通道上端连通的进液管,进液管上端密封穿过进液孔后位于外筒上方,分隔板内设有第二连通孔,第二连通孔的下端与第二下活塞下方的第二储液腔连通,第二连通孔的上端与第一储液腔上部连通。
3.根据权利要求2所述的双腔压裂装置,其特征在于切换开关包括上开关板和下开关板,对应进液管和第一通液管之间位置的进液柱上下间隔分布有左右贯通的上安装孔、下安装孔,上安装孔中部和下安装孔中部均分别与第一进液通道、第二进液通道连通,上安装孔内滑动安装有上开关板,上开关板左部上侧设有与第一进液通道对应的第一上开关孔,对应第二进液通道右方位置的上开关板右部设有第二上开关孔,下安装孔内滑动安装有下开关板,下开关板左部上侧设有与第一进液通道对应的第一下开关孔,对应第二进液通道右方位置的下开关板右部设有第二下开关孔,上开关板右部下侧设有滑动槽,下开关板上侧固定安装有上端滑动安装于滑动槽内的连接杆;所述联动组件于第一通液管流入介质的容积至第一设定值时能够使得上开关板和下开关板向左移动以使进液孔与第二通液管连通,第一内出液孔与第一外出液孔互不连通;所述联动组件于第二通液管流入介质的容积至第二设定值时能够使得上开关板和下开关板向右移动以使进液孔与第一通液管连通,第一内出液孔与第一外出液孔相互连通,第二内出液孔与第二外出液孔互不连通。
4.根据权利要求3所述的双腔压裂装置,其特征在于切换结构还包括上定位机构和下定位机构,上定位机构包括上卡勾和上弹性复位件,对应进液柱左方位置的上开关板左部上侧设有上卡槽,进液柱上部左侧铰接安装有上卡勾,所述上卡勾下部卡装于上卡槽内,上开关板右侧与外筒右部内侧之间设有上弹性复位件;下定位机构包括下卡勾和下弹性复位件,对应进液柱右方位置的下开关板右部上侧设有下卡槽,进液柱上部右侧铰接安装有下卡勾,所述下卡勾下部于下开关板向左移动后能够卡装于下卡槽内,下开关板左侧与外筒左部内侧之间设有下弹性复位件;所述联动组件于第一通液管流入介质的容积至第一设定值的过程中:上卡勾与上卡槽相互分离,上弹性复位件复位,上开关板和下开关板向左移动使进液孔与第二通液管连通,下卡勾卡装于下卡槽内,第一内出液孔与第一外出液孔互不连通,第二内出液孔与第二外出液孔相互连通;所述联动组件于第二通液管流入介质的容积至第二设定值的过程中:下卡勾与下卡槽相互分离,下弹性复位件复位,上开关板和下开关板向右移动使进液孔与第一通液管连通,上卡勾卡装于上卡槽内,第一内出液孔与第一外出液孔相互连通,第二内出液孔与第二外出液孔互不连通。
5.根据权利要求4所述的双腔压裂装置,其特征在于联动组件包括开关开闭机构和出液孔开闭机构,开关开闭机构包括第一上活塞、第一开关杆、第二上活塞和第二开关杆,对应第一下活塞上方位置的第一储液腔内滑动安装有第一上活塞,第一上活塞套装于第一通液管外侧,第一上活塞上端固定安装有与上卡勾相对应的第一开关杆,第一开关杆上端密封穿过储液筒左部上端,对应第一开关杆位置的下开关板左部下侧设有上下贯通的左下通孔,对应下通孔位置的上开关板左部下侧设有上下贯通的左上通孔,第一上活塞上端和第一储液腔上部内侧之间设有左弹性复位件;对应第二下活塞上方位置的第二储液腔内滑动安装有第二上活塞,第二上活塞套装于第二通液管外侧,第二上活塞上端固定安装有与下卡勾相对应的第二开关杆,第二开关杆上端密封穿过储液筒右部上端,对应第二开关杆位置的下开关板右部下侧设有上下贯通的右下通孔,第二上活塞上端和第二储液腔上部内侧之间设有右弹性复位件;第一通液管流入介质的容积至第一设定值的过程中:第一下活塞向上移动后带动第一上活塞一起向上移动,第一开关杆上端先穿过左下通孔使得下开关板向左移动,下卡勾卡装于下卡槽内,第一开关杆上端再穿过左上通孔后顶起上卡勾使得上卡勾与上卡槽相互分离,上弹性复位件复位,上开关板向左移动,上开关板和下开关板向左移动使得进液孔与第二通液管连通,出液孔开闭机构使得第一内出液孔与第一外出液孔互不连通,第二内出液孔与第二外出液孔相互连通;第二通液管流入介质的容积至第二设定值的过程中:第二下活塞向上移动后和第二上活塞一起向上移动,第二开关杆上端穿过右下通孔后顶起下卡勾使得下卡勾与下卡槽相互分离,左弹性复位件复位后第一开关杆向下移动与下开关板相互分离,下弹性复位件复位,下开关板和上开关板向右移动使得进液孔与第一通液管连通,出液孔开闭机构使得第一内出液孔与第一外出液孔相互连通,第二内出液孔与第二外出液孔互不连通。
6.根据权利要求5所述的双腔压裂装置,其特征在于出液孔开闭机构包括左密封板、右密封板、第一连通器、第二连通器、第一固定杆和第二固定杆,储液筒左部外侧与外筒内侧之间安装有开口向右且呈弧形的左密封板,左密封板外侧设有向下移动后能够连通第一内出液孔和第一外出液孔的第一过液孔,储液筒右部外侧与外筒内侧之间安装有开口向左且呈弧形的右密封板,右密封板外侧设有向下移动后能够连通第二内出液孔和第二外出液孔的第二过液孔;对应下开关板与第一通液管之间位置的第一进液通道内具有第一开关室,第一开关室内设有第一连通器,第一连通器包括第一底座、第一套管、第一弹性复位件和第一连通芯,第一开关室下部内侧固定安装有第一底座,第一底座上部外侧套装有第一套管,第一套管下端与第一底座外侧之间设有第一弹性复位件,第一底座上端设有上下贯通的第一连接通道,第一连接通道内密封滑动安装有第一连通芯,对应第一底座上方位置的第一连通芯上端外侧固定有第一限位外环台,第一限位外环台外侧与第一套管内侧可拆卸固定安装在一起,第一连通芯上端设有下端延伸至第一连通芯下部外侧的第一节流通孔,进液柱后部外侧设有与第一开关室连通且呈条形的第一滑孔,第一滑孔内滑动安装有前端与第一套管外侧固定安装在一起的第一固定杆,第一固定杆后端与右密封板上部固定安装在一起;对应下开关板与第二通液管之间位置的第二进液通道内具有第二开关室,第二开关室内设有与第一连通器结构相同的第二连通器,进液柱前部外侧设有与第二开关室连通且呈条形的第二滑孔,第二滑孔内滑动安装有后端与第二连通器对应位置固定安装在一起的第二固定杆,第二固定杆前端与左密封板上部固定安装在一起;第一通液管流入介质时,第一套管向下移动后通过第一固定杆和右密封板使得第二内出液孔和第二外出液孔相互连通,同时第二通液管未流入介质,第二连通器通过第二固定杆和左密封板使得第一内出液孔与第一外出液孔互不连通;第二通液管流入介质时,第二连通器通过第二固定杆和左密封板使得第一内出液孔与第一外出液孔相互连通,同时第一通液管未流入介质,第一套管向上移动后通过第一固定杆和右密封板使得第二内出液孔和第二外出液孔互不连通。
7.根据权利要求5或6所述的双腔压裂装置,其特征在于左上通孔上部左侧具有第一倾斜面,第一倾斜面上部相对于下部向左倾斜,左下通孔下部左侧具有第二倾斜面,第二倾斜面下部相对于上部向左倾斜,右下通孔上部内壁具有第三倾斜面,第三倾斜面上部相对于下部向右倾斜。
8.根据权利要求7所述的双腔压裂装置,其特征在于第一开关杆上端左侧具有与第二倾斜面相匹配的第四倾斜面,对应上卡勾位置的第一开关杆上端左侧设有开口向上且左右贯通的上限位槽,第一开关杆下部外侧固定安装有与储液筒上端相互接触的第一限位环,对应下卡勾位置的第二开关杆上端左侧设有开口向上且左右贯通的下限位槽,第二开关杆下部外侧固定安装有与储液筒上端相互接触的第二限位环;或/和,对应上开关板上方位置的进液柱左侧固定安装有上铰接耳,上铰接耳内转动安装有上铰接销,上铰接销与上卡勾右部铰接安装在一起,上铰接销外侧套装有能够使得上卡勾左部下侧与上开关板上侧相抵的第一扭簧,对应下开关板上方位置的进液柱右侧固定安装有下铰接耳,下铰接耳内转动安装有下铰接销,下铰接销与下卡勾左部铰接安装在一起,下铰接销外侧套装有能够使得下卡勾右部下侧与下开关板上侧相抵的第二扭簧。
9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或8所述的双腔压裂装置,其特征在于对应分隔板左方位置的外筒下部内侧固定有左限位柱,对应左限位柱位置的储液筒下端设有上下贯通的左固定孔,左固定孔内密封固定安装有套装于左限位柱外侧的左限位筒,左限位筒上端与第一下活塞下端相互接触,对应分隔板右方位置的外筒下部内侧固定有右限位柱,对应右限位柱位置的储液筒下端设有上下贯通的右固定孔,右固定孔内密封固定安装有套装于右限位柱外侧的右限位筒,右限位筒上端与第二下活塞下端相互接触。
10.根据权利要求7所述的双腔压裂装置,其特征在于对应分隔板左方位置的外筒下部内侧固定有左限位柱,对应左限位柱位置的储液筒下端设有上下贯通的左固定孔,左固定孔内密封固定安装有套装于左限位柱外侧的左限位筒,左限位筒上端与第一下活塞下端相互接触,对应分隔板右方位置的外筒下部内侧固定有右限位柱,对应右限位柱位置的储液筒下端设有上下贯通的右固定孔,右固定孔内密封固定安装有套装于右限位柱外侧的右限位筒,右限位筒上端与第二下活塞下端相互接触。



