專利名稱：雙卡瓦多功能封隔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種石油開采中油井作業(yè)工藝技術(shù)的配套裝置。
背景技術(shù)：
在油田開發(fā)過程中，為了使油井增產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，往往需要對油井采用壓裂、酸化、堵水 等工藝措施，各種類型和各種用途的油井封隔器是油井增產(chǎn)措施常用的井下作業(yè)工具。目 前在現(xiàn)場常用的封隔器有單卡瓦封隔器、水力擴張封隔器、水活塞式封隔器等多種類型，它 們的承壓能力大多在20-25Mpa，承受的壓力較低，隨著油田的開發(fā)深度的增加，油井壓裂工 藝措施中使用的壓力很多都達到了 IOOMpa以上，有的甚至達到了 200Mpa，相應(yīng)對井下封隔 器管柱也提出了更高的承受壓力的要求，目前所使用的封隔器就不能適應(yīng)這樣的要求。隨 著油井深度的增加，目前的封隔器的安全性和操作性也存在很多問題，在下井的途中就容 易發(fā)生座封、卡座或磨損，使封隔器發(fā)生損壞，影響油井作業(yè)正常地進行。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種使用安全、可靠的雙卡瓦多功能封隔器，能夠適應(yīng) 井下高壓狀態(tài)的工作需要。本實用新型的技術(shù)解決方案是這樣實現(xiàn)的，一種雙卡瓦多功能封隔器，由芯軸1 和安裝在芯軸1上的卡瓦座、卡瓦塊、膠筒30、隔環(huán)31構(gòu)成，其特殊之處是在芯軸1的上 部安裝有上卡瓦，在芯軸1的中部安裝有旁通閥、膠筒30和隔環(huán)31，在芯軸1的下部安裝有 下卡瓦。內(nèi)襯套14套裝在芯軸1上，卡簧5卡在芯軸1上的卡簧槽內(nèi)，上卡瓦座12套在內(nèi) 襯套14上，上外筒9套在上卡瓦座12上，上端帽6通過螺紋和上外筒9聯(lián)結(jié)在一起，視規(guī) 環(huán)3通過螺紋裝在上端帽6上。上錐體13通過沉頭螺釘11安裝在上卡瓦座12上，上卡瓦 塊15通過內(nèi)錐面上的燕尾槽與上錐體13的錐面結(jié)合在一起，由上卡瓦座12、上錐體13、上 卡瓦塊15構(gòu)成上卡瓦，活塞19套裝在內(nèi)襯套14的下端。閥圈25套在芯軸1上，臺肩圈23通過環(huán)形凸環(huán)安裝在芯軸1上，座封擋圈22套 在臺肩圈23上，并通過螺紋和密封擋圈24聯(lián)結(jié)在一起，中外筒20套裝在活塞19和密封擋 圈24上，中外筒20的上端通過螺紋和上外筒9聯(lián)結(jié)在一起。密封唇26套在芯軸1上，其上 端通過螺紋和中外筒20下端連接在一起，其下端通過螺紋安裝有上規(guī)環(huán)28，密封擋圈24、 閥圈25、密封唇26構(gòu)成旁通閥。膠筒芯軸29通過螺紋和密封唇26連接在一起，膠筒30和隔環(huán)31依次套在膠筒 芯軸29上，下規(guī)環(huán)32套在膠筒芯軸29上，并通過螺紋和下卡瓦座33連接在一起，在下卡 瓦座33上具有通孔。固緊套34套裝在芯軸1上，在芯軸1的下部具有J形滑槽，下外筒45通過螺紋 和固緊套34連接在一起，滑塊43通過滑塊螺釘44安裝在下外筒45內(nèi)，并使滑塊43的左 端置于芯軸1的J形滑槽內(nèi)，下套圈42套在下外筒45上，摩擦塊40下端安裝在下套圈42 內(nèi)，將其下端卡住，上套圈36套在摩擦塊40的上端，下外筒45和摩擦塊40之間安裝有彈
3簧39，下卡瓦塊35通過螺旋銷37安裝在摩擦塊40上，在下卡瓦塊35的下端和下外筒45 之間裝有彈簧38，由下卡瓦座33、下卡瓦塊35、摩擦塊40構(gòu)成下卡瓦。本實用新型的有益之處是，(1)本封隔器使用可靠，不容易損壞。由于本封隔器設(shè) 計有上下兩套卡瓦，下卡瓦采用變軌式的機械座封方法，上卡瓦采用液壓力座封方法，可以 將封隔器牢牢地鎖定在油井的套管內(nèi)壁上，使封隔器可以承受較高的壓力。(2)本封隔器下 井順利。由于在視規(guī)環(huán)上具有縱向槽，在下卡瓦座和中外筒上具有通孔，在芯軸和膠筒芯軸 之間存在有間隙，可以形成導流通道，減少本裝置下井時的阻力，可防止在下井過程中因井 筒中水的阻力作用使膠筒自行座封，使封隔器下不到預定的設(shè)計位置，造成作業(yè)失敗。(3) 本封隔器具有多種功能，使用方便。由于在本封隔器中部設(shè)計由旁通閥，在作業(yè)施工過程中 若遇到砂堵，可上提管柱打開旁通閥，即可進行循環(huán)洗凈、沖沙等工作，然后再關(guān)閉旁通閥， 繼續(xù)進行施工。當施工完成后，在封隔器解封前也可以通過上提管柱打開旁通閥，進行正循 環(huán)洗凈清除油套環(huán)空間的沉沙，為完成封隔器完全解封清除障礙，防止封隔器卡封事故的 發(fā)生。(4)在下井的過程中可以保護卡瓦和套管，避免意外事故發(fā)生。由于在本封隔器的上 部具有視規(guī)環(huán)，它的直徑較大，可以防止上卡瓦和套管內(nèi)壁碰撞，在膠筒的上部和下部也安 裝由上下規(guī)環(huán)，可以保護膠筒在下井的過程中不受損傷。(5)在封隔器芯軸的下部設(shè)計有斜 角J形、直角J形兩道滑槽，在油井作業(yè)現(xiàn)場可根據(jù)情況選用，一般在3000米以內(nèi)可選用斜 角J形滑槽，在3000米以上的可選用直角J形滑槽，使用方便。

圖1是本實用新型上部的半剖結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型中部的半剖結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型下部的半剖結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實用新型的整體半剖結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實用新型中的芯軸下部的滑槽處的展開圖。圖中編號1、芯軸；2、擋環(huán)；3、視規(guī)環(huán)；4、密封圈；5、卡簧；6、上端帽；7、密封圈； 8、密封圈；9、上外筒；10、密封圈；11、沉頭螺釘；12、上卡瓦座；13、上錐體；14、內(nèi)襯套；15、 上卡瓦塊；16、擋圈；17、密封圈；18、密封圈；19、活塞；20、中外筒；21密封圈；22、座封擋 圈；23、臺肩圈；24、密封擋圈；25、閥圈；26密封唇；27、密封圈；28、上規(guī)環(huán)；29、膠筒芯軸； 30膠筒；31隔環(huán)；32下規(guī)環(huán)；33、下卡瓦座；34、固緊套；35、下卡瓦塊；36、上套圈；37、螺旋 銷；38、卡瓦彈簧；39、彈簧；40、摩擦塊；41、沉頭螺栓；42、下套圈；43、滑塊；44、滑塊螺釘； 45、下外筒。具體實時方式芯軸1是一個長筒形的管狀物，兩端具有油管扣，中部具有4道環(huán)形槽，下部具有 直角J形和斜角J形兩道滑槽。將下外筒45套裝在芯軸1上，將滑塊43通過滑塊螺釘44 裝在下外筒45下部的孔內(nèi)，使滑塊43的左端置于芯軸1的滑槽中，根據(jù)下井的深度不同， 可放在直角J形或斜角J形滑槽中。將套圈42套在下外筒45上，通過沉頭螺釘41將它們 固定在一起。摩擦塊40的外表面上鋪有一層鎢鋼粉，以增加其耐磨性。摩擦塊40的下端 放在下套圈42內(nèi)，將彈簧39裝在摩擦塊40的彈簧座中，將摩擦塊40頂起來。下卡瓦由下 卡瓦塊35、下卡瓦座33等構(gòu)成，下卡瓦塊35上鑲有鎢鋼塊，將4片下卡瓦塊35通過螺旋銷
437安裝在摩擦塊40上，將彈簧38安裝在下卡瓦塊35的下端和下外筒45之間，將上套圈 36套在摩擦塊40的上端。下卡瓦座33的下端是一截錐體，其中部具有4個縱向長孔，將下 卡瓦座33套在固緊套34上，將固緊套34套在芯軸1上，通過其下端的螺紋和下外筒45上 端相聯(lián)結(jié)。將下規(guī)環(huán)32套在膠筒芯軸29上，將膠筒芯軸29套在芯軸1上，膠筒芯軸29和 芯軸1之間形成一通道，將下規(guī)環(huán)32通過螺紋和下卡瓦座33聯(lián)結(jié)在一起。在本實施例中 安裝有3個封隔器膠筒30 ；將3個膠筒30和兩個隔環(huán)31套在膠筒芯軸29上，每兩個膠筒 30之間放一個隔環(huán)31。將上規(guī)環(huán)28通過螺紋安裝在密封唇26的下端，將密封唇26套在 芯軸1上，密封唇26通過螺紋和膠筒芯軸29聯(lián)結(jié)在一起，在密封唇26和膠筒芯軸29之間 裝有密封圈27。閥圈25裝在密封擋圈24內(nèi)，將它們一起套在芯軸1上，在密封擋圈24的 環(huán)槽內(nèi)安裝有密封圈21。臺肩圈23制作成兩個半圓形的，內(nèi)有矩形凸環(huán)，臺肩圈23通過矩 形凸環(huán)安裝在芯軸1中部的環(huán)形槽內(nèi)，通過座封擋圈22將兩半的臺肩圈23套住，座封擋圈 22通過螺紋和密封擋圈24聯(lián)結(jié)在一起，使座封擋圈22的臺肩坐在臺肩圈23的上端面上， 旁通閥的密封圈硫化在閥圈25上。中外筒20下部具有通孔，將中外筒20套裝在密封擋圈 24上，其下端通過螺紋和密封唇26聯(lián)結(jié)在一起。將活塞19的內(nèi)外密封槽內(nèi)安裝上密封圈 17、18，將擋圈16安裝在活塞19的擋圈槽內(nèi)，將活塞19套裝在內(nèi)襯套14的下端，將它們一 起套裝在芯軸1上。內(nèi)襯套14的上端均布有缺口槽，內(nèi)襯套14套裝載芯軸1上，卡簧5卡 在芯軸1上的槽內(nèi)。上卡瓦由上卡瓦座12、上錐體13、上卡瓦塊15等構(gòu)成，在上卡瓦座12 的內(nèi)、外密封槽內(nèi)分別安裝密封圈10、8，將上卡瓦座12套裝在內(nèi)襯套14上，上錐體13分為 4塊，分別通過沉頭螺釘11安裝在上卡瓦座12上，上卡瓦塊15分為4塊上，其上鑲嵌有鎢 鋼塊，通過上卡瓦塊15截錐面上的燕尾槽和上錐體13安裝在一起。將上外筒9下端通過 螺紋和中外筒20聯(lián)結(jié)在一起。在視規(guī)環(huán)3的外圓上分布有8個縱向凹槽，將密封圈4、7分 別安裝在上端帽6的內(nèi)外密封槽里，將擋環(huán)2安裝在上端帽6的擋環(huán)槽內(nèi)，將視規(guī)環(huán)3通過 螺紋安裝在上端帽6上，將它們一起套在芯軸1上，并通過螺紋和上外筒9聯(lián)結(jié)在一起。在油井套管內(nèi)安裝封隔器時，將芯軸1上端通過螺紋和油管柱相聯(lián)結(jié)，下入井筒 中，在下放的過程中，井筒中的液體可以通過下卡瓦座33上的縱向長孔進入到封隔器內(nèi)， 再從中外筒20上的通孔中流出，可減少下放阻力。當將封隔器下放到油井套管中的設(shè)計 位置后，通過上提、下放并旋轉(zhuǎn)管柱，使滑塊43進入到軌道槽的長軌道中，即可將下卡瓦坐 定。再下放油管柱，推動臺肩圈23帶動閥圈25下行，閥圈25上的閥密封圈和密封唇結(jié)合 在一起，使旁通閥關(guān)閉，然后再依靠油管柱的重量使膠筒30壓縮，將油井套管環(huán)空封隔住， 將油管內(nèi)和油套環(huán)空隔開。通過向油管內(nèi)打壓力，液流通過臺肩圈23和芯軸1之間的間隙 進入內(nèi)襯套14與芯軸1之間，再穿過內(nèi)襯套14上端的缺口槽進入內(nèi)襯套14與上卡瓦座12 之間，推動上卡瓦座12和上錐體13下移，撐開上卡瓦塊15，使之鎖定在套管壁內(nèi)。解封封隔器時，上提芯軸1帶動臺肩圈23上行，臺肩圈23推動內(nèi)襯套14，內(nèi)襯套 14帶動上卡瓦座12上行，使上卡瓦解封。同時通過芯軸1、中外筒20帶動密封唇26、膠筒 芯軸29及下卡瓦座33上行，使膠筒壓力也就釋放，并使下卡瓦35和油井套管壁脫離，下卡 瓦解封，就可將封隔器取出油井了。本封隔器適用于油井的壓裂、酸化等工藝措施中。
權(quán)利要求一種雙卡瓦多功能封隔器，由芯軸(1)和安裝在芯軸(1)上的卡瓦座、卡瓦塊、膠筒(30)、隔環(huán)(31)構(gòu)成，其特征是在芯軸(1)的上部安裝有上卡瓦，在芯軸(1)的中部安裝有旁通閥、膠筒(30)和隔環(huán)(31)，在芯軸(1)的下部安裝有下卡瓦；內(nèi)襯套(14)套裝在芯軸(1)上，卡簧(5)卡在芯軸(1)上的卡簧槽內(nèi)，上卡瓦座(12)套在內(nèi)襯套(14)上，上外筒(9)套在上卡瓦座(12)上，上端帽(6)通過螺紋和上外筒(9)聯(lián)結(jié)在一起，視規(guī)環(huán)(3)通過螺紋裝在上端帽(6)上；上錐體(13)通過沉頭螺釘(11)安裝在上卡瓦座(12)上，上卡瓦座(15)通過內(nèi)錐面上的燕尾槽與上錐體(13)的錐面結(jié)合在一起，由上卡瓦座(12)、上錐體(13)、上卡瓦塊(15)構(gòu)成上卡瓦，活塞(19)套裝在內(nèi)襯套(14)的下端；閥圈(25)套在芯軸(1)上，臺肩圈(23)通過環(huán)形凸環(huán)安裝在芯軸(1)上，座封擋圈(22)套在臺肩圈(23)上，并通過螺紋和密封擋圈(24)聯(lián)結(jié)在一起，中外筒(20)套裝在活塞(19)和密封擋圈(24)上，中外筒(20)的上端通過螺紋和上外筒(9)聯(lián)結(jié)在一起；密封唇(26)套在芯軸(1)上，其上端通過螺紋和中外筒(20)下端連接在一起，其下端通過螺紋安裝有上規(guī)環(huán)(28)，密封擋圈(24)、閥圈(25)、密封唇(26)構(gòu)成旁通閥；膠筒芯軸(29)通過螺紋和密封唇(26)連接在一起，膠筒(30)和隔環(huán)(31)依次套在膠筒芯軸(29)上，下規(guī)環(huán)(32)套在膠筒芯軸(29)上，并通過螺紋和下卡瓦座(33)連接在一起，在下卡瓦座(33)上具有通孔；固緊套(34)套裝在芯軸(1)上，在芯軸(1)的下部具有J形滑槽，下外筒(45)通過螺紋和固緊套(34)連接在一起，滑塊(43)通過滑塊螺釘(44)安裝在下外筒(45)內(nèi)，并使滑塊(43)的左端置于芯軸(1)的J形滑槽內(nèi)，下套圈(42)套在下外筒(45)上，摩擦塊(40)下端安裝在下套圈(42)內(nèi)，將其下端卡住，上套圈(36)套在摩擦塊(40)的上端，下外筒(45)和摩擦塊(40)之間安裝有彈簧(39)，下卡瓦塊(35)通過螺旋銷(37)安裝在摩擦塊(40)上，在下卡瓦塊(35)的下端和下外筒(45)之間裝有彈簧(38)，由下卡瓦座(33)、下卡瓦塊(35)、摩擦塊(40)構(gòu)成下卡瓦。
專利摘要雙卡瓦多功能封隔器，涉及一種油井作業(yè)工藝技術(shù)中的配套裝置。其主要特征是，在芯軸的上部裝有上卡瓦，中部安裝有旁通閥和膠筒，在下部安裝有下卡瓦。在芯軸和膠筒芯軸之間具有液壓通道，在下卡瓦座上具有通孔，滑塊置于芯軸上的J形滑槽內(nèi)。其有益之處是，使封隔器可以承受較高的壓力，不容易損壞，在其內(nèi)可形成導流通道，減少本裝置下井時的阻力，下井順利，可防止在下井過程中因井筒中水的阻力作用使膠筒自行座封。本封隔器可進行循環(huán)洗凈、沖沙、清除油套環(huán)空間的沉沙等多種功能，使用方便。在下井的過程中可以保護卡瓦和套管，避免意外事故發(fā)生。適用于油井的壓裂酸化工藝措施中。
文檔編號E21B33/129GK201714338SQ201020267049
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月12日
發(fā)明者杜開全 申請人:杜開全;任丘市華北石油鴻瑞機械設(shè)備有限公司