一种压裂用液压内储能可锁止双向锚定卡瓦封隔器的制作方法

本发明涉及压裂用卡瓦封隔器，具体涉及一种压裂用液压内储能可锁止双向锚定卡瓦封隔器。

背景技术：

1、目前，连续油管水力喷射压裂一般使用y211型轨道式封隔器作为底封进行多层拖动压裂，由于y211型轨道式封隔器的卡瓦为单向卡瓦，卡瓦外涨力依靠封隔器上部的锥套，且锥套只能施加向下的推力，才能保证卡瓦卡紧套管内壁；而在使用连续油管进行射孔压裂时，因为连续油管是柔性管，相较常规油管，可向下施加的力是有限的，因此，连续油管拖动压裂采用y211型轨道式封隔器，在实际应用中会出现以下不足之处：

2、（1）连续油管在射孔压裂时会发生高频振动、高频低幅窜动，导致下部的压裂工具串（压裂工具串包括依次连接的导向器、定位器、y211型轨道式封隔器、喷射器、安全接头、连续油管接头、连续油管连接器）也跟着上下蠕动；当压裂工具串上移时，会导致y211型轨道式封隔器的卡瓦松脱，造成封隔器定位漂移；进一步导致喷射器的射孔位置发生移动，造成套管穿孔分散化、不规则化，使得套管射孔段强度降低，进而导致射孔段套管易变形、易错断；

3、而封隔器定位漂移还会导致喷射器漂移、射孔流体漂移，使射孔效果不佳，从而造成套管内壁大面积被冲蚀，同时，从套管内壁反溅到喷射器外表面的区域也扩大化；封隔器定位漂移还会造成连续油管本体在套管内形成无数处“s”振动段，这些“s”振动段会与套管内壁产生高频敲击与高频摩擦，造成连续油管外表面磨损；另外，封隔器定位漂移还会导致y211型轨道式封隔器内的压缩式胶套封隔不可靠，进一步导致射孔液从压缩式胶套外围喷射到压裂工具串的下部，射孔液高压流过压缩式胶套和套管间隙，会直接刺伤压缩式胶套外表面，导致封隔失效。

4、（2）由于y211型轨道式封隔器单向受力定位的特点，用于连续油管射孔压裂上，会造成射孔位置不准确。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有y211型轨道式封隔器在连续油管水力喷射压裂时，由于连续油管随着压力变化会发生高频振动和轴向蠕动（高频低幅窜动），导致射孔段套管易变形和错断、连续油管外表面磨损、封隔器封隔不可靠，以及由于y211型轨道式封隔器单向受力定位，会造成射孔位置不准确的不足之处，而提供一种压裂用液压内储能可锁止双向锚定卡瓦封隔器。

2、为了解决上述现有技术所存在的不足之处，本发明提供了如下技术解决方案：

3、一种压裂用液压内储能可锁止双向锚定卡瓦封隔器，其特殊之处在于：包括上接头、外筒、胶筒、环形活塞、储能腔体、第一弹性组件、联动小活塞杆和锁止组件；所述外筒和储能腔体沿轴向由上至下连接，形成上端开口的腔体，所述第一弹性组件、联动小活塞杆沿轴向由上至下设置在腔体内，所述上接头设置在第一弹性组件顶部；所述第一弹性组件包括由内至外同轴设置的推拉驱动大活塞、活塞筒，以及设置在推拉驱动大活塞上端轴向凹槽内的压力座；所述上接头的中部设有通孔，其下端伸入活塞筒内；活塞筒、外筒之间形成第一弹簧组腔，第一弹簧组腔内设置有上下端分别抵接外筒和活塞筒的第一弹簧组；所述活塞筒的内壁下端沿径向设置有对推拉驱动大活塞轴向限位的内限位台；所述联动小活塞杆的上端与推拉驱动大活塞下端的轴向凹槽内壁滑动连接，联动小活塞杆上设置有径向贯通且轴向延伸的安装槽，所述锁止组件设置在安装槽内；所述推拉驱动大活塞的下端设置有与锁止组件上端适配的卡槽组；所述锁止组件的上端伸入卡槽组内且与卡槽组的下侧壁抵接，其下端与联动小活塞杆连接，其外侧面沿径向设置有两个限位台；外筒的内壁设置有与限位台适配的限位槽；所述储能腔体的上端设置有内层凸环、外层凸环；所述内层凸环的上端伸入外筒与联动小活塞杆之间，且与外筒的内壁连接；所述内层凸环由上至下依次套设有胶筒、环形活塞，环形活塞的底端内周的轴向凸环伸入内层凸环、外层凸环之间，形成液压腔；所述内层凸环、联动小活塞杆的下端和储能腔体之间形成储能腔，储能腔内容置有液压油和第三弹簧；所述储能腔体上沿轴向设置有至少一个与储能腔连通的卡瓦安装腔，每个卡瓦安装腔内设置有一个卡瓦组件；储能腔体的底部设有注液孔，注液孔与卡瓦安装腔、储能腔、液压腔依次连通。

4、进一步地，所述推拉驱动大活塞下端设置的轴向凹槽构成容置腔，容置腔的内壁设置有两个第一安装孔，两个第一安装孔下方分别设置有两个卡槽，两个卡槽构成所述卡槽组；

5、所述联动小活塞杆由上至下依次设置有径向贯通且轴向延伸的滑槽和所述安装槽；所述滑槽内设置有第一销轴，第一销轴两端分别设置在两个第一安装孔内；所述安装槽下端设置有两个径向贯通的第二安装孔，所述锁止组件的下端通过第二销轴与联动小活塞杆铰接，第二销轴两端分别设置在两个第二安装孔内。

6、进一步地，所述锁止组件包括沿联动小活塞杆轴线方向相对设置且位于安装槽内的第一杆和第二杆，以及设置在第一杆和第二杆之间的第二弹簧；所述第一杆和第二杆的上端构成开口向上的v形，且分别与卡槽组的一个卡槽适配，第一杆和第二杆的下端分别通过第二销轴铰接在联动小活塞杆上，所述两个限位台对称分布在第一杆和第二杆的外壁。

7、进一步地，每个所述卡瓦安装腔包括由上至下依次设置且通过轴向通孔连通的上活塞腔和下活塞腔，以及沿轴向通孔轴向对称设置的两个径向凹槽，所述上活塞腔、下活塞腔均径向贯通，且开口方向相同，所述两个径向凹槽的开口方向与上活塞腔的开口方向相同；

8、每个所述卡瓦组件包括两对卡瓦驱动活塞和两个卡瓦，两对卡瓦驱动活塞分别位于上活塞腔和下活塞腔内，每对卡瓦驱动活塞包括沿卡瓦安装腔轴向对称设置的两个卡瓦驱动活塞；每个所述卡瓦的上部、下部分别与位于上活塞腔、下活塞腔同侧的两个卡瓦驱动活塞对应，每个卡瓦中部的外侧面设置有弧形安装槽，内侧面设置有与径向凹槽适配的凸块，弧形安装槽与凸块上的卡瓦凹槽构成第二弹簧腔，第二弹簧腔内设置有第四弹簧；所述卡瓦凹槽底部设置有卡瓦通孔；

9、所述储能腔体的外侧壁上设置有与卡瓦上的弧形安装槽对应的弧形槽，两个弧形安装槽与弧形槽构成一个环槽，环槽内设置有限位套，限位套固定设置在储能腔体上，所述第四弹簧的两端分别与限位套和第二弹簧腔内壁抵接。

10、进一步地，所述卡瓦安装腔的数量为两个，且沿轴向依次设置；储能腔、两个卡瓦安装腔依次连通，且两个卡瓦安装腔的上活塞腔的开口方向在周向上错位设置，开口轴线在径向投影面上相互垂直。

11、进一步地，所述限位套包括可拆卸连接的两个半圆形耳圈，限位套的外径大于卡瓦收缩后，其上部、下部外侧壁上卡瓦牙的外径，且小于卡瓦外涨时，其上部、下部外侧壁上卡瓦牙的外径。

12、进一步地，所述压力座与推拉驱动大活塞上端螺纹连接，压力座采用硬质合金，且压力座的上端面设置有凹槽。

13、进一步地，所述活塞筒的外壁下端沿径向设置有外凸环，外筒的内壁上端沿径向设置有内凸环，所述活塞筒、外凸环、外筒和内凸环之间形成所述第一弹簧组腔。

14、进一步地，所述外筒的内壁上设置有小端朝下的锥形面，锥形面位于所述限位槽之上，用于与所述限位台相配合，便于所述锁止组件在外筒内相对运动。

15、进一步地，所述上接头的中部通孔内通过孔用挡圈设置有滤盖；所述推拉驱动大活塞的上端端面面积大于联动小活塞杆的下端端面面积。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、（1）本发明一种压裂用液压内储能可锁止双向锚定卡瓦封隔器，包括上接头、外筒、胶筒、环形活塞、储能腔体、第一弹性组件、联动小活塞杆和锁止组件；通过直接打压座封、机械锁止、双向卡紧实现对压裂工具串的轴向和径向定位，而且锁止不会受压裂压力变化的影响，从最下部定位压裂工具串，杜绝压裂工具串窜动和振动，从而限定射孔枪的射孔孔位扩散，避免返溅冲蚀枪体，避免套管受损，同时，避免连续油管与套管振荡撞击摩擦。

18、（2）本发明一种压裂用液压内储能可锁止双向锚定卡瓦封隔器，采用双向的卡瓦可确保底封座封牢靠，可满足工具串承受上下压力和上下推力，不因连续油管的抖动窜动导致工具串的窜动，进一步保证深孔孔位的定位要求。

19、（3）本发明一种压裂用液压内储能可锁止双向锚定卡瓦封隔器，在定位后，能够同时保证胶筒封隔牢靠，避免胶筒上部环腔内的高压流体进入胶筒下部环腔内，避免胶筒被刺伤，从而延长胶筒的使用寿命。

20、（4）本发明一种压裂用液压内储能可锁止双向锚定卡瓦封隔器，推拉驱动大活塞的上端端面面积大于联动小活塞杆的下端端面面积，采用推拉驱动大活塞和联动小活塞杆，可将连续油管内的低压转换为储能腔内的高压，保证卡瓦卡的更紧，胶筒密封的更严。

21、（5）本发明一种压裂用液压内储能可锁止双向锚定卡瓦封隔器，采用锁止组件可以确保本发明定位时，联动小活塞杆不会上移，能够满足最低储能压力要求，即当压裂液压力变小或消失时，储能腔内的压力不会因连续油管内射孔压裂液压力的变小或消失而变化；但是，当压裂液压力增高时，联动小活塞杆仍可继续下移，进一步增大储能腔内的压力，更加增大了卡瓦卡紧套管内壁的推力和压缩胶筒的压紧力。

22、（6）本发明一种压裂用液压内储能可锁止双向锚定卡瓦封隔器，在定位后，因射孔孔位不会蠕变，故不会将套管射孔孔位扩散化，不会影响套管在射孔段的强度。

23、（7）本发明一种压裂用液压内储能可锁止双向锚定卡瓦封隔器，使得射孔位置定位后射孔液只会从射孔孔口处进入地层，而不会射到套管内壁，进一步反溅到射孔枪上，避免了射孔枪表面受到反溅损伤。

24、（8）本发明一种压裂用液压内储能可锁止双向锚定卡瓦封隔器，在定位后，避免了连续油管的轴向蠕动，减小了连续油管的“s”振动段，进而避免了连续油管与套管多处抖动接触，避免了连续油管的穿孔。

25、（9）本发明一种压裂用液压内储能可锁止双向锚定卡瓦封隔器，延长了定位后喷射器工具本身寿命，确保了一趟管柱更多层的压裂需求。