專利名稱：沉砂封隔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油、天然氣完井技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種沉砂封隔器。
背景技術(shù)：
在油田采油完井行業(yè)領(lǐng)域，為了承托管柱重量和密封套管環(huán)空，常采用封隔器來封堵或隔離油層段底部。目前，公知技術(shù)中的封隔器在實際使用中存在如下缺陷:其一，封隔器在下入過程中遇阻，剪切銷釘意外剪切，容易造成封隔器提前坐封的風(fēng)險；其二，傳統(tǒng)封隔器坐封后，其膠筒的密封壓差等級低，卡瓦錨定懸掛載荷??；其三，封隔器回收時需下入切割打撈工具分段回收，現(xiàn)場操作下入定位誤差大，采用多級分段回收不僅作業(yè)繁瑣、費時費力，影響作業(yè)效率，且作業(yè)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種安全可靠、密封性好、可承受較大懸掛載荷、操作簡便且可大幅度提高作業(yè)效率的沉砂封隔器。本沉砂封隔器也可配合其它完井工具完成層位封隔、采油或注入等其它作業(yè)。本發(fā)明為解決公知 技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:沉砂封隔器，包括用于封隔器內(nèi)部支撐的中心管，所述中心管上設(shè)有坐封鎖緊機構(gòu)和懸掛密封總成；所述坐封鎖緊機構(gòu)包括通過剪切銷釘與中心管固定的壓環(huán)；所述懸掛密封總成包括依次套裝在中心管上的上卡瓦、上錐體、密封膠筒組件、下錐體和下卡瓦；所述密封膠筒組件包括橡膠筒、對稱設(shè)置在橡膠筒兩側(cè)的母膨脹圈、公膨脹圈及箍環(huán)，所述橡膠筒與中心管之間裝有支撐環(huán)和密封圈。本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)方案:所述壓環(huán)內(nèi)部設(shè)有鎖環(huán)，所述鎖環(huán)內(nèi)壁和外壁上均制有分別與壓環(huán)和中心管配合的用于其向下單向運動的鋸齒形牙。上所述錐體、下錐體與母膨脹圈的接觸面均為斜面。所述上錐體、下錐體通過剪切銷釘與中心管軸向固定。所述下錐體和下卡瓦均通過鍵與中心管周向固定。所述上卡瓦和下卡瓦上均制有保證其單向運動的鋸齒形牙。所述中心管下端螺紋連接有下接頭，并通過定位銷釘和尼龍墊與中心管固定，所述下接頭下端外口制有便于下入沉砂封隔器的導(dǎo)向口。采用上述沉砂封隔器的操作方法，包括如下步驟:坐封作業(yè):首先通過相應(yīng)的送入方式將沉砂封隔器下放到預(yù)定位置后，使用專用坐封工具打壓、推動壓環(huán)下行，中心管在上層管柱的作用下，在打壓過程中保持不動，隨著壓力的增加，當(dāng)增加到17mpa值時，壓環(huán)與中心管之間的剪切銷釘被剪斷，壓環(huán)繼續(xù)向下單向運動后，使鎖環(huán)立即鎖緊壓環(huán)。壓力持續(xù)增加，使壓環(huán)推動上卡瓦、上錐體、橡膠筒、下錐體、下卡瓦下行，此時，上錐體、下錐體與中心管固定的兩個剪切銷釘被剪斷；繼續(xù)打壓，上卡瓦、上錐體、橡膠筒、下錐體、下卡瓦繼續(xù)向下運動并迫使橡膠筒在受壓下開始撐開，直至橡膠筒與套管之間形成環(huán)空密封；然后再繼續(xù)打壓，下卡瓦、上卡瓦依次受壓破裂撐開，其卡瓦牙與套管壁咬合，實現(xiàn)橋塞坐封。驗封作業(yè):沉砂封隔器坐封到位后，通過環(huán)空打壓至2000psiX15分鐘，檢驗橡膠筒與套管、套管與中心管有效密封的工作壓差。同時，上提下放服務(wù)管柱檢驗卡瓦錨定的有效工作載荷?；厥兆鳂I(yè):根據(jù)沉砂封隔器規(guī)格，下入切割打撈工具，首先探底，找到橋塞位置，按魚頂計算，定位切割膠筒中部的中心管位置，然后分段打撈。本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:由于本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，本沉砂封隔器在外界坐封機構(gòu)的推力下，剪切銷釘被剪斷后，坐封鎖緊機構(gòu)和懸掛密封總成下移，使得懸掛密封總成的橡膠筒不斷受壓而漲開，懸掛密封總成的上、下卡瓦也向外漲開，由于坐封鎖緊機構(gòu)只能向下移動，所以在壓力增加到一定值時，上、下卡瓦完全漲開并卡住套管，橡膠筒在徑向也完全漲開，實現(xiàn)環(huán)空密封。沉砂封隔器膠筒漲開和卡瓦漲開幾乎同時進行，避免了封隔器提前坐封的風(fēng)險，保證坐封可靠，使完井作業(yè)能夠順利進行。本沉砂封隔器的橡膠筒上、下可承受5000Psi高壓，密封油層環(huán)空，同時卡瓦錨定后可承受防砂管柱負載和后期作業(yè)工況下的軸向載荷。此外，還具有工作密封壓力高，懸掛載荷大，坐封及回收作業(yè)可靠，操作簡便且可大幅度提高作業(yè)效率的優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意
圖2是本發(fā)明A部放大圖。圖中:1、中心管；2、剪切銷釘；3、壓環(huán)；4、鎖環(huán)；5、上卡瓦；6、上錐體；7、剪切銷釘；8、公膨脹圈；9、箍環(huán)；10、橡膠筒；11、支撐圈；12、密封圈；13、膨脹圈定位銷釘；14、母膨脹圈；15、下錐體；16、下卡瓦；17、鍵；18、定位銷釘；19、尼龍墊；20、下接頭。
具體實施例方式為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:請參閱圖1和圖2，沉砂封隔器，包括用于封隔器內(nèi)部支撐的中心管1，所述中心管上設(shè)有坐封鎖緊機構(gòu)和懸掛密封總成。所述坐封鎖緊機構(gòu)包括通過剪切銷釘2與中心管固定的壓環(huán)3 ;所述懸掛密封總成包括依次套裝在中心管上的上卡瓦5、上錐體6、密封膠筒組件、下錐體6和下卡瓦16，所述上錐體、下錐體通過剪切銷釘與中心管軸向固定。所述下錐體和下卡瓦均通過鍵17與中心管周向固定，其目的是為了防止下錐體和下卡瓦與中心管之間產(chǎn)生周向轉(zhuǎn)動，以便更好地保證后續(xù)的套銑作業(yè)。所述上卡瓦和下卡瓦上均制有保證其單向運動的鋸齒形牙。本實施例中，所述密封膠筒組件包括橡膠筒10、對稱設(shè)置在橡膠筒兩側(cè)的母膨脹圈14、公膨脹圈8及箍環(huán)9，所述橡膠筒與中心管之間裝有支撐環(huán)11和密封圈12。所述橡膠筒10兩端部開有安裝槽，在安裝槽上裝有箍環(huán)9和公膨脹圈8，公膨脹圈并通過膨脹圈定位銷釘13與箍環(huán)，所述公膨脹圈外側(cè)與母膨脹圈14配裝，其中一側(cè)的母膨脹圈與上錐體接觸，另一側(cè)的母膨脹圈與下錐體接觸。通過采用母膨脹圈14、公膨脹圈8及箍環(huán)9的結(jié)構(gòu)，可在沉砂封隔器下入和坐封過程中均起到有效保護作用。本實施例中，所述壓環(huán)內(nèi)部設(shè)有鎖環(huán)4，所述鎖環(huán)內(nèi)壁和外壁上均制有分別與壓環(huán)和中心管配合的用于其向下單向運動的鋸齒形牙。本實施例中，所述上錐體、下錐體與母膨脹圈的接觸面均為斜面。在中心管下端螺紋連接下接頭20，并通過定位銷釘18和尼龍墊19與中心管固定，所述下接頭下部外口制有便于沉砂封隔器下入的導(dǎo)向口。采用上述沉砂封隔器的操作方法，包括如下步驟:坐封作業(yè):首先通過相應(yīng)的送入方式將沉砂封隔器下放到預(yù)定位置后，使用專用坐封工具打壓、推動壓環(huán)下行，中心管在上層管柱的作用下，在打壓過程中保持不動，隨著壓力的增加，當(dāng)增加到17mpa值時，壓環(huán)與中心管之間的剪切銷釘被剪斷，壓環(huán)繼續(xù)向下單向運動后，使鎖環(huán)立即鎖緊壓環(huán)。壓力持續(xù)增加，使壓環(huán)推動上卡瓦、上錐體、橡膠筒、下錐體、下卡瓦下行，此時，上錐體、下錐體與中心管固定的兩個剪切銷釘被剪斷；繼續(xù)打壓，上卡瓦、上錐體、橡膠筒、下錐體、下卡瓦繼續(xù)向下運動并迫使橡膠筒在受壓下開始撐開，直至橡膠筒與套管之間形成環(huán)空密封；然后再繼續(xù)打壓，下卡瓦、上卡瓦依次受壓破裂撐開，其卡瓦牙與套管壁咬合，實現(xiàn)橋塞坐封。驗封作業(yè):沉砂封隔器坐封到位后，通過環(huán)空打壓至2000psiX15分鐘，檢驗橡膠筒與套管、套管與中心管有效密封的工作壓差。同時，上提下放服務(wù)管柱檢驗卡瓦錨定的有效工作載荷。

回收作業(yè):根據(jù)沉砂封隔器規(guī)格，下入切割打撈工具，首先探底，找到橋塞位置，按魚頂計算，定位切割膠筒中部的中心管位置，然后分段打撈。
權(quán)利要求
1.一種沉砂封隔器，包括用于封隔器內(nèi)部支撐的中心管，其特征在于:所述中心管上設(shè)有坐封鎖緊機構(gòu)和懸掛密封總成； 所述坐封鎖緊機構(gòu)包括通過剪切銷釘與中心管固定的壓環(huán)； 所述懸掛密封總成包括依次套裝在中心管上的上卡瓦、上錐體、密封膠筒組件、下錐體和下卡瓦； 所述密封膠筒組件包括橡膠筒、對稱設(shè)置在橡膠筒兩側(cè)的母膨脹圈、公膨脹圈及箍環(huán)，所述橡膠筒與中心管之間裝有支撐環(huán)和密封圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉砂封隔器，其特征在于:所述壓環(huán)內(nèi)部設(shè)有鎖環(huán)，所述鎖環(huán)內(nèi)壁和外壁上均制有分別與壓環(huán)和中心管配合的用于其向下單向運動的鋸齒形牙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉砂封隔器，其特征在于:上所述錐體、下錐體與母膨脹圈的接觸面均為斜面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的沉砂封隔器，其特征在于:所述上錐體、下錐體通過剪切銷釘與中心管軸向固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉砂封隔器，其特征在于:所述下錐體和下卡瓦均通過鍵與中心管周向固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉砂封隔器，其特征在于:所述上卡瓦和下卡瓦上均制有保證其單向運動的鋸齒形牙。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沉砂封隔器，其特征在于:所述中心管下端螺紋連接有下接頭，并通過定位銷釘和尼龍墊與中心管固定，所述下接頭下端外口制有便于下入沉砂封隔器的導(dǎo)向口。
8.采用權(quán)利要求1所述的沉砂封隔器 的操作方法，其特征在于:包括如下步驟: 坐封作業(yè):首先通過相應(yīng)的送入方式將沉砂封隔器下放到預(yù)定位置后，使用專用坐封工具打壓、推動壓環(huán)下行，中心管在上層管柱的作用下，在打壓過程中保持不動，隨著壓力的增加，當(dāng)增加到17mpa值時，壓環(huán)與中心管之間的剪切銷釘被剪斷，壓環(huán)繼續(xù)向下單向運動后，使鎖環(huán)立即鎖緊壓環(huán)。壓力持續(xù)增加，使壓環(huán)推動上卡瓦、上錐體、橡膠筒、下錐體、下卡瓦下行，此時，上錐體、下錐體與中心管固定的兩個剪切銷釘被剪斷；繼續(xù)打壓，上卡瓦、上錐體、橡膠筒、下錐體、下卡瓦繼續(xù)向下運動并迫使橡膠筒在受壓下開始撐開，直至橡膠筒與套管之間形成環(huán)空密封；然后再繼續(xù)打壓，下卡瓦、上卡瓦依次受壓破裂撐開，其卡瓦牙與套管壁咬合，實現(xiàn)橋塞坐封。
驗封作業(yè):沉砂封隔器坐封到位后，通過環(huán)空打壓至2000psiX15分鐘，檢驗橡膠筒與套管、套管與中心管有效密封的工作壓差。同時，上提下放服務(wù)管柱檢驗卡瓦錨定的有效工作載荷。
回收作業(yè):根據(jù)沉砂封隔器規(guī)格，下入切割打撈工具，首先探底，找到橋塞位置，按魚頂計算，定位切割膠筒中部的中心管位置，然后分段打撈。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種沉砂封隔器，包括中心管，特征在于中心管上設(shè)有坐封鎖緊機構(gòu)和懸掛密封總成；坐封鎖緊機構(gòu)包括通過剪切銷釘與中心管固定的壓環(huán)；懸掛密封總成包括依次套裝在中心管上的上卡瓦、上錐體、密封膠筒組件、下錐體和下卡瓦；密封膠筒組件包括橡膠筒、對稱設(shè)置在橡膠筒兩側(cè)的母膨脹圈、公膨脹圈及箍環(huán)，所述橡膠筒與中心管之間裝有支撐環(huán)和密封圈。優(yōu)點是本封隔器橡膠筒上、下可承受5000Psi高壓，避免了封隔器提前坐封的風(fēng)險，保證坐封可靠，使完井作業(yè)能夠順利進行；密封油層環(huán)空，且卡瓦錨定后可承受防砂管柱負載和后期作業(yè)工況下的軸向載荷。此外，還具有工作密封壓力高，坐封及回收作業(yè)可靠，操作簡便且可大幅度提高作業(yè)效率的優(yōu)點。
文檔編號E21B33/127GK103233698SQ20131014044
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者劉良躍, 于小龍, 白維昊, 劉汝國, 王青春, 劉傳剛, 寧龑 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油能源發(fā)展股份有限公司, 中海油能源發(fā)展股份有限公司監(jiān)督監(jiān)理技術(shù)分公司