專利名稱：灌注封隔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油鉆井工程完井作業(yè)使用的封隔器，尤其是涉及一種灌注封隔器。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)外的封隔器種類繁多，其中的封隔件多為橡膠制品，通過擠壓橡膠封隔件，使其徑向尺寸增大，直至緊貼井壁，達(dá)到封隔井筒的目的。目前，保護(hù)封隔件多采用鋼體直徑略大于封隔件直徑方式，在常規(guī)井中使用能夠滿足作業(yè)需要，但在特殊井況中(如定向井、 水平井等)使用時(shí)，由于連接封隔器的管柱與井壁之間發(fā)生較大摩擦，封隔件難以得到有效保護(hù)。為保證封隔器坐封后承壓高，封隔件外徑與井壁內(nèi)徑間隙一般為10 12mm ；而在特殊井況下為滿足井控要求，需要邊下入管柱邊環(huán)空大排量灌注時(shí)，由于封隔件裸露在外， 在灌注液體的線速度達(dá)到9 12m/s時(shí)，封隔件極易被沖蝕，使封隔器損壞，喪失封隔功能， 造成完井工程失敗，導(dǎo)致作業(yè)返工或大修。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有封隔器在水平井等特殊井況完井作業(yè)時(shí)，封隔件易被沖蝕損壞的不足，本發(fā)明提供一種灌注封隔器。該灌注封隔器通過封隔件保護(hù)裝置，避免了大排量灌注時(shí)將封隔件損壞，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，為完井工程提供可靠技術(shù)保證。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是灌注封隔器包括上接頭、中心管、 下接頭、封隔總成、坐封總成、解封剪釘、托環(huán)，上接頭、中心管、下接頭由上至下依次固定連接，封隔總成安裝在中心管中部，封隔總成上方的托環(huán)與中心管固定連接，坐封總成安裝在封隔總成的下方。托環(huán)上方的中心管上安裝有護(hù)套總成，解除約束后的護(hù)套總成沿中心管管體向上滑動(dòng)。護(hù)套總成包括保護(hù)套、活塞、控制活塞、鎖塊、剪釘；控制活塞外圓為上大下小階梯軸，控制活塞下端部位于活塞上端部?jī)?nèi)孔中，活塞與控制活塞通過徑向安裝的剪釘固定連接；活塞的下端面與托環(huán)上端面之間有間隙；鎖塊安裝在控制活塞下端部的徑向鎖塊槽及對(duì)應(yīng)位置中心管的環(huán)形槽內(nèi)；鎖塊位于活塞上端部的內(nèi)孔中；控制活塞與保護(hù)套上端固定連接，控制活塞的下端部、活塞、封隔總成位于保護(hù)套內(nèi)。中心管安裝護(hù)套總成處有徑向上傳壓孔，中心管安裝坐封總成處有徑向下傳壓孔。連接活塞與控制活塞的剪釘剪斷力小于坐封剪釘?shù)募魯嗔?。封隔總成包括封隔件、隔環(huán)、封隔件，且由上至下安裝。護(hù)套總成沿中心管向上滑動(dòng)距離等于或大于封隔總成的長(zhǎng)度；活塞的下端面與托環(huán)上端面之間的間隙大于或等于鎖塊的高度。中心管的上傳壓孔位于安裝鎖塊的環(huán)形槽處。護(hù)套總成的保護(hù)套處于非保護(hù)狀態(tài)時(shí)，上傳壓孔位于活塞的上方。本發(fā)明的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，易于操作，安全可靠，為完井工程安全提供可靠的技術(shù)保證，提高施工作業(yè)效率。


圖1是本發(fā)明灌注封隔器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明灌注封隔器的保護(hù)套脫離封隔件狀態(tài)示意圖。圖3是本發(fā)明灌注封隔器的工作狀態(tài)示意圖。圖中1.上接頭，2.中心管，3.控制活塞，4.保護(hù)套，5.鎖塊，6.剪釘，7.活塞， 8.托環(huán)，9.封隔件，10.隔環(huán)，11.上活塞，12.下活塞，13.解封剪釘，14.分瓣爪，15.控制套，16.坐封剪釘，17.下接頭，18.上傳壓孔，19.護(hù)套總成，20.封隔總成，21.下傳壓孔， 22.坐封總成。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉的是，本發(fā)明不限于所列出的具體實(shí)施方式
，只要符合本發(fā)明的精神，都應(yīng)該包括于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。參見附圖1，本發(fā)明灌注封隔器裝配狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明灌注封隔器包括中心管2、上接頭1、下接頭17、護(hù)套總成19、封隔總成20、坐封總成22、解封剪釘13、托環(huán) 8，上接頭1、中心管2、下接頭17由上至下依次固定連接；封隔總成20安裝在中心管2的中部，封隔總成20通常包括封隔件9、隔環(huán)10、封隔件9，且由上至下安裝。封隔總成20上方的托環(huán)8與中心管2固定連接，通常采用螺紋連接工藝。坐封總成22安裝在封隔總成20 的下方。本發(fā)明灌注封隔器的托環(huán)8上方的中心管2管體上安裝有護(hù)套總成19，解除約束后的護(hù)套總成19沿中心管2管體向上滑動(dòng)。護(hù)套總成19沿中心管2管體向上滑動(dòng)距離應(yīng)等于或大于封隔總成20的長(zhǎng)度。護(hù)套總成19包括控制活塞3、保護(hù)套4、鎖塊5、剪釘6、活塞7?？刂苹钊?的外圓為上大下小階梯軸，控制活塞3下端部位于活塞7上端部?jī)?nèi)孔中，活塞7與控制活塞3通過徑向安裝的剪釘6固定連接。連接活塞7與控制活塞3的剪釘6的剪斷力小于坐封總成 22中的坐封剪釘16的剪斷力。鎖塊5安裝在控制活塞3下端部的徑向鎖塊槽及對(duì)應(yīng)位置中心管2的環(huán)形槽內(nèi)； 鎖塊5位于活塞7上端部的內(nèi)孔中。控制活塞3與保護(hù)套4上端固定連接，控制活塞3的下端部、活塞7、封隔總成20位于保護(hù)套4內(nèi)?；钊?的下端面與托環(huán)8上端面之間有間隙，其間隙大于或等于鎖塊5的高度。中心管2安裝護(hù)套總成19處有徑向上傳壓孔18，通常中心管2的上傳壓孔18位于安裝鎖塊5的環(huán)形槽處。護(hù)套總成19的保護(hù)套4處于非保護(hù)狀態(tài)時(shí)，上傳壓孔18位于活塞7的上方。本發(fā)明灌注封隔器中的坐封總成22采用液壓坐封鎖緊結(jié)構(gòu)。坐封總成22包括上活塞11、下活塞12、控制套15、分瓣爪14，上活塞11、下活塞12、分瓣爪14由上至下依次安裝在中心管2外圓周上，上活塞11和下活塞12位于中心管2下端不凸臺(tái)與封隔總成20下端面之間；上活塞11與控制套15固定連接，下活塞12、分瓣爪14位于控制套15內(nèi)。分瓣爪14下端部為特殊倒齒螺紋，控制套15內(nèi)孔分瓣爪14下部有與分瓣爪14相匹配的特殊倒齒螺紋。徑向安裝的坐封剪釘16將控制套15與下接頭17固定連接；分瓣爪14下端與下接頭17上端面之間有間隙，這個(gè)間隙可以在坐封剪釘16被剪斷后，上活塞11帶動(dòng)控制
4套15向上移動(dòng)，控制套15內(nèi)孔特殊倒齒螺紋與分瓣爪14下部特殊倒齒螺紋相嚙合，防止控制套15向下移動(dòng)。徑向安裝的解封剪釘13將分瓣爪14與中心管2固定連接。上活塞 11處的中心管2上有徑向的下傳壓孔21。本發(fā)明灌注封隔器中的坐封總成22采用液壓坐封鎖緊結(jié)構(gòu)，但不限于此，也可以是現(xiàn)有技術(shù)中的其他形式，如單、雙向固定式液壓坐封鎖緊結(jié)構(gòu)，單、雙向固定式機(jī)械坐封結(jié)構(gòu)，或無固定式機(jī)械坐封結(jié)構(gòu)等。本發(fā)明中所采 用的封隔總成20不僅限于本說明書中所列舉的實(shí)施例，也可以包括其他形式的封隔總成。采用本發(fā)明灌注封隔器實(shí)施固井封隔作業(yè)過程如下首先，按照工藝設(shè)計(jì)將本發(fā)明灌注封隔器(如圖1所示)與管柱及配套工具連接， 下入井筒內(nèi)；管柱內(nèi)憋壓，高壓液流經(jīng)過上傳壓孔18、下傳壓孔21，當(dāng)壓力達(dá)到剪釘6剪斷設(shè)計(jì)值時(shí)，將連接活塞與控制活塞4的剪釘6剪斷。剪釘6被剪斷后，活塞4沿中心管2向下滑動(dòng)，解除對(duì)鎖塊5的約束；在壓力的作用下，鎖塊5彈出中心管2上的環(huán)形槽，控制活塞 3帶動(dòng)保護(hù)套4向上移動(dòng)至上接頭1處，封隔總成20完全裸露(如附圖2所示)，護(hù)套總成19的保護(hù)套4處于非保護(hù)狀態(tài)時(shí)，上傳壓孔18位于活塞7的上方。然后，管柱升壓至坐封剪釘16剪斷設(shè)計(jì)值時(shí)，連接坐封總成22的控制套15和下接頭17的坐封剪釘16被剪斷，上活塞11、控制套15沿中心管2向上移動(dòng)壓縮封隔件9，使封隔件9徑向增大，直至與井筒內(nèi)壁貼緊；同時(shí)控制套15內(nèi)孔的特殊倒齒螺紋與分瓣爪14 下端特殊倒齒螺紋鎖為一體，管柱卸壓后封隔件9不回彈，達(dá)到封隔環(huán)空的目的，即可完井投產(chǎn)(參見附圖3)。若管柱遇阻或生產(chǎn)需要解封時(shí)，上提管柱，剪斷連接分瓣爪14與中心管2的解封剪釘13，即可解封，順利將封隔器及管柱提出井筒。本發(fā)明灌注封隔器與常規(guī)封隔器相比較，增加了護(hù)套總成20，確保灌注封隔器在下井過程中，使各部件間不發(fā)生任何相對(duì)位移。坐封時(shí)在液壓力的作用下剪斷剪釘6打開控制鎖，保護(hù)套4上行使得封隔總成20脫離保護(hù)；再提高壓力，剪斷坐封剪釘13，上活塞11 上行壓縮封隔件9密封環(huán)空；上提管柱剪斷解封剪釘13，即可順利將封隔器及管柱提出井筒。本發(fā)明灌注封隔器適用井斜<90°，確保大井斜至水平井的完井作業(yè)施工順利進(jìn)行，有效提高作業(yè)成功率。應(yīng)該注意的是上述實(shí)施例是示例而非限制本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)很多替代實(shí)施例而不脫離本專利的權(quán)利要求范圍。
權(quán)利要求
1.一種灌注封隔器，包括上接頭、中心管、下接頭、封隔總成、坐封總成、解封剪釘、托環(huán)，上接頭、中心管、下接頭由上至下依次固定連接，封隔總成安裝在中心管中部，封隔總成上方的托環(huán)與中心管固定連接，坐封總成安裝在封隔總成的下方，其特征是所述托環(huán)(8) 上方的中心管⑵管體上安裝有護(hù)套總成(19)，解除約束后的護(hù)套總成(19)沿中心管(2) 向上滑動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灌注封隔器，其特征是所述護(hù)套總成(19)包括保護(hù)套G)、 活塞(7)、控制活塞(3)、鎖塊(5)、剪釘(6)；所述控制活塞C3)外圓為上大下小階梯軸，控制活塞C3)下端部位于活塞(7)上端部?jī)?nèi)孔中，活塞(7)與控制活塞C3)通過徑向安裝的剪釘(6)固定連接；活塞(7)的下端面與托環(huán)(8)上端面之間有間隙；所述鎖塊( 安裝在控制活塞( 下端部的徑向鎖塊槽及對(duì)應(yīng)位置中心管( 的環(huán)形槽內(nèi)；鎖塊(5)位于活塞(7)上端部的內(nèi)孔中；所述控制活塞C3)與保護(hù)套(4)上端固定連接，控制活塞(3)的下端部、活塞(7)、封隔總成(20)位于保護(hù)套(4)內(nèi)；所述中心管(2)安裝護(hù)套總成(19)處有徑向上傳壓孔(18)，所述中心管(2)安裝坐封總成02)處有徑向下傳壓孔；所述剪釘(6)的剪斷力小于坐封剪釘(16)的剪斷力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的灌注封隔器，其特征是所述封隔總成OO)包括封隔件(9)、 隔環(huán)(10)、封隔件(9)，且由上至下安裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的灌注封隔器，其特征是所述護(hù)套總成(19)沿中心管O)向上滑動(dòng)距離等于或略大于封隔總成OO)的長(zhǎng)度；所述活塞(7)的下端面與托環(huán)(8)上端面之間的間隙大于或等于鎖塊(5)的高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灌注封隔器，其特征是所述中心管(2)的上傳壓孔(18)位于安裝鎖塊(5)的環(huán)形槽處。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的灌注封隔器，其特征是所述護(hù)套總成(19)的保護(hù)套(4)處于非保護(hù)狀態(tài)時(shí)，上傳壓孔(18)位于活塞(7)的上方。
全文摘要
一種灌注封隔器。為了克服現(xiàn)有封隔器在水平井等特殊井況完井作業(yè)時(shí)，封隔件易被沖蝕損壞的不足，本發(fā)明上接頭、中心管、下接頭由上至下依次固定連接，封隔總成安裝在中心管中部，封隔總成上方的托環(huán)與中心管固定連接，坐封總成安裝在封隔總成的下方，托環(huán)上方的中心管管體上安裝有護(hù)套總成，解除約束后的護(hù)套總成沿中心管向上滑動(dòng)；護(hù)套總成的活塞與控制活塞通過徑向安裝的剪釘固定連接。其有益效果是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，易于操作，安全可靠，為完井工程安全提供可靠的技術(shù)保證，提高施工作業(yè)效率。
文檔編號(hào)E21B33/128GK102182420SQ20111011740
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者劉延平, 呂金光, 張東亭, 張飆, 李志廣, 葛黨科, 郭群, 齊月魁 申請(qǐng)人:大港油田集團(tuán)有限責(zé)任公司