專(zhuān)利名稱(chēng)：強(qiáng)制卡瓦收縮的封隔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油氣田勘探、開(kāi)發(fā)過(guò)程中封隔油氣井各油層或油管套管的封隔裝置， 尤其是能實(shí)施在卡瓦封隔器解封時(shí)可強(qiáng)制卡瓦收縮的封隔器。
背景技術(shù)：
目前，公知的設(shè)有卡瓦機(jī)構(gòu)的封隔器，如圖1中虛框C部所示，包括座封活塞22、活 塞套18、卡瓦13、卡瓦座14、卡瓦彈簧16、彈簧座17、上錐體12、錐體連接套27。封 隔器液壓座封時(shí)，活塞上行，與彈簧座17上端相連的推筒上行剪斷卡瓦座14與活塞套19 連接的剪釘15，卡瓦座14在卡瓦彈簧16的作用下上移，并使卡瓦13沿上錐體12上行而 張開(kāi)錨定。這種結(jié)構(gòu)的卡瓦封隔器在解封后，卡瓦13仍處在張開(kāi)錨定狀態(tài)，遇到管套接箍、 套管壁毛刺等不規(guī)則地方容易發(fā)卡。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述封隔器解封后易發(fā)卡的不足，本發(fā)明提供一種強(qiáng)制卡瓦收縮的封隔器， 該封隔器在解封后可實(shí)施強(qiáng)制卡瓦收縮，解除錨定，從而不易發(fā)卡。
本發(fā)明是這樣解決的它包括上接頭、下接頭、中心管、膠筒密封機(jī)構(gòu)、卡瓦機(jī)構(gòu)和 座封機(jī)構(gòu)，座封機(jī)構(gòu)包括座封活塞、活塞套和錐體連接套；卡瓦機(jī)構(gòu)包括單向卡瓦、卡瓦
座、卡瓦彈簧、彈簧座、上錐體；在膠筒密封機(jī)構(gòu)的金屬擋環(huán)與上錐體之間設(shè)有一個(gè)在解
封時(shí)可以強(qiáng)制卡瓦收縮并鎖住的下頂套，所述下頂套下端套在上錐體上段并通過(guò)鎖止機(jī)構(gòu) 連接，上錐體內(nèi)設(shè)有通過(guò)向上滑動(dòng)可以打開(kāi)鎖止機(jī)構(gòu)的解鎖套，中心管上設(shè)有向上移動(dòng)可
推動(dòng)解鎖套上移的徑向突起的凸臺(tái)；下頂套的長(zhǎng)度使得在解封時(shí)膠簡(jiǎn)的回位作用下其下端 至少可以推動(dòng)卡瓦徑向收縮。解封時(shí)，上提管柱帶動(dòng)中心管上移，中心管上的凸臺(tái)上移， 推動(dòng)解鎖套上移，打開(kāi)下頂套的鎖止機(jī)構(gòu)，此時(shí)，膠筒的回彈力將下頂套沿上錐體外圓柱 面向下反推，下頂套下行并推回卡瓦向下回位，使卡瓦強(qiáng)制收縮，解除錨定，從而可以避 免因卡瓦始終張開(kāi)而發(fā)卡現(xiàn)象。
本發(fā)明下頂套的鎖止機(jī)構(gòu)可以有多種結(jié)構(gòu)，優(yōu)先的方案是上錐體上段的管壁上設(shè)有 安裝鎖止銷(xiāo)的銷(xiāo)孔，下頂套下端內(nèi)圓柱面有一個(gè)與鎖止銷(xiāo)外端配合的臺(tái)階，臺(tái)階下端的內(nèi) 圓半徑大于臺(tái)階上端的內(nèi)圓半徑，使得臺(tái)階下移時(shí)可推動(dòng)鎖止銷(xiāo)向軸心移動(dòng)；解鎖套位于 在鎖止銷(xiāo)內(nèi)端并通過(guò)解封剪釘固定在上錐體內(nèi)壁上。在鎖止銷(xiāo)內(nèi)端失去支撐時(shí)，所述下頂 套下端內(nèi)圓柱面臺(tái)階可以推動(dòng)鎖止銷(xiāo)向軸心方向移動(dòng)。鎖止銷(xiāo)與解鎖套的接觸面采用圓柱面，鎖止銷(xiāo)外端與下頂套錐面臺(tái)階上下圓柱面緊密 配合。這樣在座封過(guò)程中，下頂套、鎖止銷(xiāo)和解鎖套不會(huì)因應(yīng)力集中而產(chǎn)生變形，從而保 證解封動(dòng)作穩(wěn)定、可靠。
所述中心管上徑向突起的凸臺(tái)為套在中心管上可以徑向收縮的彈性開(kāi)口環(huán)，開(kāi)口環(huán)上 下兩端設(shè)有與中心管連接的定位卡環(huán)，解鎖套上端有壓迫開(kāi)口環(huán)收縮的內(nèi)圓錐面，開(kāi)口環(huán) 的位置設(shè)在封隔器座封前和座封后解鎖套所處兩個(gè)位置的中間部位。在座封前開(kāi)口環(huán)位于 解鎖套上端，座封時(shí)上錐體帶動(dòng)解鎖套上行，解鎖套上端內(nèi)圓錐面擠壓開(kāi)口環(huán)使其收縮， 解鎖套繼續(xù)上行至開(kāi)口環(huán)上端;座封后解鎖套位于開(kāi)口環(huán)上端一定距離，所述距離是在保 證過(guò)流通道的情況下盡力縮小的距離，這樣解封距離縮短，可以縮短封隔器的長(zhǎng)度。
金屬擋環(huán)與下頂套之間還設(shè)有一個(gè)用來(lái)調(diào)節(jié)封隔器座封行程的調(diào)節(jié)套，所述調(diào)節(jié)套通 過(guò)剪釘連接在座封機(jī)構(gòu)的鎖環(huán)座上，下頂套上端套在調(diào)節(jié)套外側(cè)并與調(diào)節(jié)套固連。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、在封隔器解封起管柱時(shí)，卡瓦處于穩(wěn)定的收攏鎖止?fàn)顟B(tài)，從而 施工方便，減少了事故發(fā)生；2、鎖止銷(xiāo)與解鎖套的接觸面采用圓柱面，鎖止銷(xiāo)外端與下 頂套錐面臺(tái)階上下圓柱面緊密配合。這樣在座封過(guò)程中，下頂套、鎖止銷(xiāo)和解鎖套不會(huì)因 應(yīng)力集中而產(chǎn)生變形，從而保證解封動(dòng)作穩(wěn)定、可靠。


圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1中虛框D部放大示意圖。
圖中，1、上接頭，2、剪釘，3、洗井活塞套，4、膠筒，5、金屬擋環(huán)，6、調(diào)節(jié)套，7、 鎖環(huán)座，8、鎖環(huán)，9、下頂套，10、限位銷(xiāo)，11、鎖止銷(xiāo)，12、上錐體，13、卡瓦，14、 卡瓦座，15、剪釘，16、卡瓦彈簧，17、彈簧座，18、錐體連接套，19、活塞套，20、座 封上活塞，21、中心管，22、解鎖套，23、下卡環(huán)，24、剪釘，25、開(kāi)口環(huán)，26、上卡環(huán)， 27、閥座，28、節(jié)流彈簧，29、剪釘，30、外芯管，31、內(nèi)圓錐面，32、臺(tái)階。
具體實(shí)施例方式
如圖1至圖2所示，本發(fā)明包括上接頭l、下接頭(圖中未示)、中心管21、外芯管30、 洗井機(jī)構(gòu)、膠筒密封機(jī)構(gòu)、卡瓦機(jī)構(gòu)和座封機(jī)構(gòu)，座封機(jī)構(gòu)包括座封上活塞20、活塞套19、 錐體連接套18?？ㄍ邫C(jī)構(gòu)包括卡瓦13、卡瓦座14、卡瓦彈簧16、彈簧座17、上錐體12。洗 井活塞套3通過(guò)剪釘2連接在上接頭1上。
下頂套9與上錐體12之間的鎖止機(jī)構(gòu)包括解鎖套22、開(kāi)口環(huán)25和鎖止銷(xiāo)11，上錐體 12上段有伸入下頂套9內(nèi)的筒體，筒體壁上設(shè)有安裝鎖止銷(xiāo)11的銷(xiāo)孔，鎖止銷(xiāo)與解鎖套
的接觸面采用圓柱面，下頂套9的下端內(nèi)壁上有與鎖止銷(xiāo)11配合的錐面臺(tái)階32,臺(tái)階下 端的內(nèi)圓半徑大于臺(tái)階上端的內(nèi)圓半徑,鎖止銷(xiāo)外端與下頂套錐面臺(tái)階32上下圓柱面緊密 配合。解鎖套22通過(guò)剪釘24安裝在一錐體12的筒體內(nèi)并將鎖止銷(xiāo)11擋在銷(xiāo)孔內(nèi)。開(kāi)口 環(huán)25套在中心管21上，其位置設(shè)在解鎖套22上端，并且在封隔器座封后位于解鎖套下端， 同時(shí)解鎖套與開(kāi)口環(huán)的之間保持一定距離，形成的間隙作為洗井通道，開(kāi)口環(huán)25上下兩端 設(shè)有與中心管21連接的上、下定位卡環(huán)26、 23，解鎖套22上端及開(kāi)口環(huán)25下端的接觸 部分分別設(shè)有相互配合的內(nèi)圓錐面31、外圓錐面，解鎖套22在座封時(shí)通過(guò)上端的內(nèi)圓錐 面31擠壓開(kāi)口環(huán)25下端的外圓錐面使得開(kāi)口環(huán)受壓而徑向收縮。解封時(shí)，中心管帶動(dòng)開(kāi) 口環(huán)25上移，開(kāi)口環(huán)25推動(dòng)解鎖套22下端徑向直臺(tái)階上行，并剪斷解鎖剪釘24，實(shí)施 解鎖。開(kāi)口環(huán)25下端內(nèi)圓錐面與下定位卡環(huán)23的上端外圓錐面上設(shè)有相互配合接觸面， 如圖3所示，解封時(shí)，開(kāi)口環(huán)25承受向下的力，當(dāng)推動(dòng)解鎖套22下端徑向直臺(tái)階受力時(shí)， 在下定位卡環(huán)23的上端外圓錐面的作用下，開(kāi)口環(huán)25外圓柱面與解鎖套22下端內(nèi)圓柱面 緊密結(jié)合，同時(shí)推動(dòng)解鎖套22的徑向直臺(tái)階上移，實(shí)施解封，解封穩(wěn)定可靠。
金屬擋環(huán)5與下頂套9之間設(shè)有一個(gè)用來(lái)調(diào)節(jié)封隔器座封行程的調(diào)節(jié)套6，調(diào)節(jié)套6 通過(guò)剪釘29連接在座封機(jī)構(gòu)的鎖環(huán)座7上，下頂套9上端套在調(diào)節(jié)套6外側(cè)并與調(diào)節(jié)套以 螺紋連接。
其工作原理如下座封時(shí)，座封活塞上行，座封上活塞20推動(dòng)彈簧座17上的推筒向 上移動(dòng)，推動(dòng)卡瓦座上移剪斷卡瓦座剪釘15，預(yù)緊的卡瓦彈簧16推動(dòng)卡瓦座14上行使卡 瓦13張開(kāi)錨定在井壁的套管上；同時(shí)，座封上活塞20和座封下活塞(圖中未示)繼續(xù)上 行，推動(dòng)錐體連接套18、上錐體12及下頂套9上行，切斷調(diào)節(jié)套6上的座封剪釘29,通 過(guò)調(diào)節(jié)套推動(dòng)金屬擋環(huán)5上行，使膠筒4壓縮座封，同時(shí)上錐體12上端的環(huán)形牙(圖1 中未示)與鎖環(huán)8的牙咬合鎖定實(shí)現(xiàn)座封。圖1中件27、 28為洗井節(jié)流閥組件。
解封時(shí)，上提管柱帶動(dòng)中心管21上移，中心管帶動(dòng)開(kāi)口環(huán)25上移，開(kāi)口環(huán)25推動(dòng)解鎖 套22下端徑向直臺(tái)階剪斷解封剪釘24，解鎖套22繼續(xù)上移至限位銷(xiāo)10,解鎖套22脫離鎖銷(xiāo) ll部位，鎖銷(xiāo)ll失去支撐，膠筒的回彈力使下頂套9向下反推鎖銷(xiāo)11，鎖銷(xiāo)ll在向軸心方向 滑動(dòng)而脫離下頂套9下端的錐面臺(tái)階，下頂套9解鎖并沿著上錐體下移，繼續(xù)下移時(shí)推動(dòng)卡 瓦13下行而收縮，下行至終點(diǎn)時(shí)解除卡瓦13錨定，同時(shí)，卡瓦13的上端面全部進(jìn)入下頂套9 下端的內(nèi)圓柱面，使卡瓦13無(wú)法再?gòu)堥_(kāi)錨定，實(shí)施穩(wěn)定鎖止。
上例中所示的卡瓦機(jī)構(gòu)為單向卡瓦機(jī)構(gòu)。本發(fā)明同樣也適用雙向卡瓦機(jī)構(gòu)的封隔器。
權(quán)利要求
1、強(qiáng)制卡瓦收縮的封隔器，包括上接頭[1]、下接頭、中心管[21]、膠筒密封機(jī)構(gòu)、卡瓦機(jī)構(gòu)和座封機(jī)構(gòu)，座封機(jī)構(gòu)包括座封活塞[20]、活塞套[19]、錐體連接套[18]；卡瓦機(jī)構(gòu)包括卡瓦[13]、卡瓦座[14]、卡瓦彈簧[16]、彈簧座[17]、上錐體[12]；其特征是在膠筒密封機(jī)構(gòu)的金屬擋環(huán)[5]與上錐體[13]之間設(shè)有一個(gè)在解封時(shí)可以使卡瓦收縮并鎖住的下頂套[9]，所述下頂套[9]下端套在上錐體[12]上段并通過(guò)鎖止機(jī)構(gòu)連接，上錐體[12]內(nèi)設(shè)有通過(guò)向上滑動(dòng)可以打開(kāi)鎖止機(jī)構(gòu)的解鎖套[22]，中心管[21]上設(shè)有向上移動(dòng)可推動(dòng)解鎖套上移的徑向突起的凸臺(tái)；下頂套[9]的長(zhǎng)度使得在解封時(shí)膠筒的回位作用下其下端至少可以推動(dòng)卡瓦[13]徑向收縮。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的強(qiáng)制卡瓦收縮的封隔器，其特征是上錐體[12]上段的管壁 上設(shè)有安裝鎖止銷(xiāo)[11]的銷(xiāo)孔，下頂套[9]下端內(nèi)圓柱面有一個(gè)與鎖止銷(xiāo)[11]外端 配合的臺(tái)階[32]，臺(tái)階下端的內(nèi)圓半徑大于臺(tái)階上端的內(nèi)圓半徑，使得臺(tái)階下移時(shí)可推 動(dòng)鎖止銷(xiāo)[11]向軸心移動(dòng)；解鎖套[22]位于在鎖止銷(xiāo)[11]內(nèi)端并通過(guò)剪釘[24] 固定在上錐體[12]內(nèi)壁上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的強(qiáng)制卡瓦收縮的封隔器，其特征是鎖止銷(xiāo)[11]與解鎖套[22] 的接觸面采用圓柱面，鎖止銷(xiāo)[11]外端與下頂套[9]臺(tái)階[32]上下圓柱面緊密配合。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的強(qiáng)制卡瓦收縮的封隔器，其特征是所述中心管[21] 上徑向突起的凸臺(tái)為套在中心管[21]上可以徑向收縮的開(kāi)口環(huán)[25]，開(kāi)口環(huán)上下兩端 設(shè)有與中心管[21]連接的上、下定位卡環(huán)[26、 23]，解鎖套[22]上端有壓迫開(kāi)口環(huán) 收縮的內(nèi)圓錐面[31],開(kāi)口環(huán)[25]的位置設(shè)在封隔器座封前和座封后解鎖套所處兩個(gè) 位置的中間部位。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的強(qiáng)制卡瓦收縮的封隔器，其特征是金屬擋環(huán)[5] 與下頂套[9]之間還設(shè)有一個(gè)用來(lái)調(diào)節(jié)封隔器座封行程的調(diào)節(jié)套[6],所述調(diào)節(jié)套[6] 通過(guò)剪釘[29]連接在座封機(jī)構(gòu)的鎖環(huán)座[7]上，下頂套[9]上端套在調(diào)節(jié)套[6]外 側(cè)并與調(diào)節(jié)套[6]固連。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種強(qiáng)制卡瓦收縮的封隔器，在膠筒密封機(jī)構(gòu)的金屬擋環(huán)[5]與上錐體[13]之間設(shè)有一個(gè)在解封時(shí)可以使卡瓦收縮并鎖住的下頂套[9]，下頂套[9]下端套在上錐體[12]上段并通過(guò)鎖止機(jī)構(gòu)連接，上錐體[12]內(nèi)設(shè)有通過(guò)向上滑動(dòng)可以打開(kāi)鎖止機(jī)構(gòu)的解鎖套[22]，中心管[21]上設(shè)有向上移動(dòng)可推動(dòng)解鎖套上移的徑向突起的凸臺(tái)；下頂套[9]的長(zhǎng)度使得在解封時(shí)膠筒的回位作用下其下端至少可以推動(dòng)卡瓦[13]徑向收縮。在封隔器解封起管柱時(shí)，下頂套下移可以使卡瓦處于穩(wěn)定的收攏鎖止?fàn)顟B(tài)，從而施工方便，減少了事故發(fā)生。
文檔編號(hào)E21B33/128GK101165308SQ200610137098
公開(kāi)日2008年4月23日 申請(qǐng)日期2006年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月18日
發(fā)明者劉宜貴 申請(qǐng)人:劉宜貴