一種可取式液壓封隔器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種可取式液壓封隔器，屬油氣井井下作業(yè)工具領(lǐng)域。該封隔器包括上接頭、下接頭、內(nèi)中心管、外中心管和缸套。內(nèi)中心管的兩端分別螺紋安裝有上接頭和下接頭，外中心管上設(shè)置有缸套，缸套的一端通過連接套裝有下膠筒座，缸套的另一端通過下活塞裝有上錐體，上錐體19一側(cè)裝有下錐體。該封隔器可在扭矩不好傳遞的超深井或者斜井，水平井中使用；能夠承受來自膠筒上方和下方的壓力，卡瓦鎖環(huán)在鎖住卡瓦的錨定力的同時為鎖環(huán)提供保障；即使在超深井中，管柱受力非常復(fù)雜的情況下，卡瓦的錨定效果及膠筒的坐封力都能持久有效。避免了常規(guī)封隔器使用時需要旋轉(zhuǎn)操作，可有效防止松扣；并減少工具取出時對井筒的傷害。
【專利說明】一種可取式液壓封隔器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種可取式液壓封隔器，屬油氣井井下作業(yè)工具領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 封隔器被廣泛地用于油田分層注水、酸化、壓裂、防砂、找竄和封竄等作業(yè)中，主要 實現(xiàn)對油套管間環(huán)空的封隔作用。而常規(guī)機械封隔器由于結(jié)構(gòu)原因，使用時帶有旋轉(zhuǎn)管柱 作業(yè)，尤其不適用于扭矩不好傳遞的超深井或者斜井、水平井中。并且常規(guī)液壓封隔器普遍 承壓能力較低，其壓力一般在35MPa以下；可取式液壓封隔器需要下入專用解封工具，管柱 出井時由于壓力不平衡，產(chǎn)生抽汲作用帶出大量的井下液體，同時對井筒產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷，增 加了施工程序和周期成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型的目的在于：提供一種坐封方式由液壓驅(qū)動、可承受較大的上下壓力 差，且直接上提油管即可解封，從而消除解封上提時的抽汲作用，減輕對井筒的損傷，進(jìn)而 提高作業(yè)安全性的可取式液壓封隔器。
[0004] 本實用新型的技術(shù)方案是：
[0005] -種可取式液壓封隔器，包括上接頭、下接頭、內(nèi)中心管、外中心管和缸套，其特征 在于：內(nèi)中心管上套裝有外中心管，內(nèi)中心管的兩端分別螺紋安裝有上接頭和下接頭；上 接頭一側(cè)的內(nèi)中心管上安裝有上膠筒座，上膠筒座與外中心管螺紋連接；外中心管上設(shè)置 有缸套，缸套的一端通過連接套裝有下膠筒座，上膠筒座與下膠筒座之間的外中心管上裝 有中間膠筒，中間膠筒兩側(cè)分別裝有左膠筒和右膠筒；缸套的另一端通過下活塞裝有上錐 體，上錐體一側(cè)裝有下錐體，下錐體通過剪切銷釘C與內(nèi)中心管連接固定，上錐體與下錐體 之間通過沉頭螺釘和卡瓦套裝有卡瓦，下活塞一側(cè)的缸套與外中心管之間安裝有上活塞， 上活塞與連接套螺紋連接；上活塞與缸套之間裝有鎖環(huán)，下活塞和上錐體與外中心管之間 通過鎖環(huán)彈簧安裝有卡瓦鎖環(huán)，下錐體的內(nèi)表面設(shè)置有卡槽，下錐體與內(nèi)中心管之間的外 中心管端頭設(shè)置有彈性爪，彈性爪通過卡槽與下錐體活動卡接，彈性爪與內(nèi)中心管之間安 裝有解封環(huán)，解封環(huán)一側(cè)的內(nèi)中心管與外中心管之間安裝有平衡活塞，平衡活塞通過緊定 螺釘與外中心管連接；所述的外中心管上設(shè)置有打壓孔，打壓孔與內(nèi)中心管連通。
[0006] 所述的上活塞的上表面和缸套的下表面分別設(shè)置有棘齒，鎖環(huán)的上下表面分別設(shè) 置有鎖環(huán)齒，鎖環(huán)通過鎖環(huán)齒與棘齒的配合分別與上活塞和缸套活動連接。
[0007] 所述的卡瓦鎖環(huán)下表面設(shè)置有鎖環(huán)齒，與卡瓦鎖環(huán)對應(yīng)的外中心管上表面設(shè)置有 棘齒，卡瓦鎖環(huán)通過鎖環(huán)齒與棘齒的配合與外中心管活動連接。
[0008] 所述的連接套與下膠筒座螺紋連接；下膠筒座并通過剪切銷釘A與外中心管連接 固定。
[0009] 所述的中間膠筒與左膠筒和右膠筒之間分別安裝有隔環(huán)。
[0010] 所述的下活塞分別與缸套和上錐體螺紋連接；下活塞并通過剪切銷釘B與外中心 管連接固定。 toon] 所述的卡瓦與外中心管之間設(shè)置有彈簧。
[0012] 本實用新型的有益效果在于：
[0013] 該可取式液壓封隔器坐封方式簡單，不需要提供扭矩，可在扭矩不好傳遞的超深 井或者斜井，水平井中使用；能夠承受來自膠筒上方和下方的壓力，一 口井可以連續(xù)使用多 個，可以實現(xiàn)多級多層位同時施工；坐封時，鎖環(huán)可鎖住膠筒坐封力及卡瓦的錨定力；卡瓦 鎖環(huán)在鎖住卡瓦的錨定力的同時為鎖環(huán)提供保障；即使在超深井中，管柱受力非常復(fù)雜的 情況下，卡瓦的錨定效果及膠筒的坐封力都能持久有效。解封時，上提管柱即可以解封，避 免了常規(guī)封隔器使用時需要旋轉(zhuǎn)操作，可有效防止松扣；并減少工具取出時對井筒的傷害。

【專利附圖】

【附圖說明】 [0014] ：
[0015] 附圖為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖中：1、彈性爪，2、上接頭，3、內(nèi)中心管，4、上膠筒座，5、外中心管，6、左膠筒，7、隔 環(huán)，8、中間膠筒，9、下膠筒座，10、剪切銷釘A，11、連接套，12、鎖環(huán)，13、缸套，14、上活塞，15、 剪切銷釘B，16、下活塞，17、鎖環(huán)彈簧，18、卡瓦鎖環(huán)，19、上錐體，20、卡瓦套，21、卡瓦，22、彈 簧，23、右膠筒，24、平衡活塞，25、沉頭螺釘，26、下錐體，27、解封環(huán)，28、剪切銷釘C，29、下接 頭，30、打壓孔，31、條形孔，32、旁通孔。

【具體實施方式】
[0017] 該可取式液壓封隔器包括上接頭2、下接頭29、內(nèi)中心管3、外中心管5和缸套13。 內(nèi)中心管3上套裝有外中心管5,內(nèi)中心管3的兩端分別螺紋安裝有上接頭2和下接頭29。 上接頭2 -側(cè)的內(nèi)中心管3上安裝有上膠筒座4,上膠筒座4與外中心管5螺紋連接。
[0018] 外中心管5上設(shè)置有缸套13,缸套13的一端通過連接套11裝有下膠筒座9。連 接套11與下膠筒座9螺紋連接；下膠筒座9并通過剪切銷釘A10與外中心管5連接固定。 上膠筒座4與下膠筒座9之間的外中心管5上裝有中間膠筒8,中間膠筒8兩側(cè)分別裝有左 膠筒6和右膠筒23 ;中間膠筒8與左膠筒6和右膠筒之間分別安裝有隔環(huán)7。
[0019] 缸套13的另一端通過下活塞16裝有上錐體19,下活塞16分別與缸套13和上錐 體19螺紋連接；下活塞16并通過剪切銷釘B15與與外中心管5連接固定。上錐體19 一側(cè) 裝有下錐體26,下錐體26通過剪切銷釘C28與內(nèi)中心管3連接固定。
[0020] 上錐體19與下錐體26之間通過沉頭螺釘25和卡瓦套20裝有卡瓦21，卡瓦21與 外中心管5之間設(shè)置有彈簧22。
[0021] 下活塞16 -側(cè)的缸套13與外中心管5之間安裝有上活塞14,上活塞14與連接套 11螺紋連接；上活塞14與缸套13之間裝有鎖環(huán)12,所述的上活塞14的上表面和缸套13 的下表面分別設(shè)置有棘齒，鎖環(huán)12的上下表面分別設(shè)置有鎖環(huán)齒，鎖環(huán)12通過鎖環(huán)齒與棘 齒的配合分別與上活塞14和缸套13活動連接。
[0022] 下活塞16和上錐體19與外中心管5之間通過鎖環(huán)彈簧17安裝有卡瓦鎖環(huán)18。 卡瓦鎖環(huán)18下表面設(shè)置有鎖環(huán)齒，與卡瓦鎖環(huán)18對應(yīng)的外中心管5上表面設(shè)置有棘齒，卡 瓦鎖環(huán)18通過鎖環(huán)齒與棘齒的配合與外中心管5活動連接；從而為卡瓦21錨定提供雙重 保障。
[0023] 下錐體26的內(nèi)表面設(shè)置有卡槽，下錐體26與內(nèi)中心管3之間的外中心管5端頭 設(shè)置有彈性爪1，彈性爪1通過卡槽與下錐體26活動卡接，彈性爪1與內(nèi)中心管3之間安裝 有解封環(huán)27,解封環(huán)27 -側(cè)的內(nèi)中心管3與外中心管之間安裝有平衡活塞24,平衡活塞24 通過緊定螺釘與外中心管5連接；所述的外中心管5上設(shè)置有打壓孔30,打壓孔30與內(nèi)中 心管3連通。
[0024] 該可取式液壓封隔器的內(nèi)中心管3與上接頭2和下接頭29以螺紋連接，從而構(gòu)成 整體式的中心管結(jié)構(gòu)。
[0025] 外中心管5的左端與上膠筒座4以螺紋形式連接，右端設(shè)置有彈性爪1，彈性爪1 端頭的凸臺與下錐體26的卡槽嵌合，并依靠解封環(huán)27限制其運動，從而保證不會發(fā)生非預(yù) 期的解封動作。
[0026] 連接套11左端與下膠筒座9、右端與上活塞14以螺紋連接構(gòu)成一個整體，在液壓 作用下上活塞14的力可以直接傳遞到下膠筒座9從而上擠壓各膠筒。
[0027] 卡瓦21為雙向卡瓦，其齒向為左端齒形朝下，右端齒形朝上；卡瓦21為分片式，每 片卡瓦與卡瓦套20之間裝有有壓縮彈簧，從而保證在入井或取出時，以及解封狀態(tài)下，卡 瓦21會收回到卡瓦套20內(nèi)，避免卡瓦21異常伸出而導(dǎo)致提前坐封或遇阻。
[0028] 缸套13與下活塞16、下錐體26以螺紋連接成一體，缸套13左端設(shè)置有單向棘齒， 與鎖環(huán)12的單向鎖環(huán)齒螺紋旋合，工作過程中在液壓力作用下構(gòu)成一個運動體，從而將液 壓力傳遞到卡瓦21上，并使卡瓦21錨定在套管上。
[0029] 該可取式液壓封隔器工作過程中坐封時，首先將該封隔器下到預(yù)定位置，然后投 球泵送，待球坐落到底部球座后，向油管持續(xù)施加液壓力，達(dá)到設(shè)定的啟動壓力后，剪切銷 釘A10被剪斷，此時坐封啟動。持續(xù)加壓，上活塞14、連接套11、下膠筒座9同時向上移動， 從而壓縮右膠筒23、中間膠筒8和左膠筒6 ;與此同時下活塞16向下移動，帶動缸套13、鎖 環(huán)12 -起運動，剪切銷釘15B被剪斷，使鎖環(huán)12與上活塞14鎖定，下活塞16后端會推動 上錐體19向下移動，卡瓦21被下錐體撐開以咬住套管，鎖環(huán)彈簧17,卡瓦鎖環(huán)18在下活塞 16的作用下沿著外中心管5向下移動，卡瓦鎖環(huán)18的單向鎖環(huán)齒與外中心管5上的單向棘 齒相互鎖死。由于該可取式液壓封隔器的鎖環(huán)12為主鎖環(huán)，其結(jié)構(gòu)為單向齒形，當(dāng)坐封完 成后卸掉坐封力，其與上活塞14上的單向棘齒配合仍能持久保持坐封力，并保證密封和錨 定效果。卡瓦鎖環(huán)18在保證卡瓦21錨定力鎖定的同時為各膠筒坐封力提供安全保障，使 該封隔器在超深井、井底壓力很高的井中使用時，仍能有效保持坐封力，使卡瓦錨定和膠筒 坐封持久有效。同時也由于卡瓦21為雙向齒，且分為四片，每片與卡瓦套20之間有彈簧支 撐，正常情況下卡瓦21被彈簧撐住，處于收縮狀態(tài)，不會產(chǎn)生遇阻和提前坐封的危害；只有 在液壓力推動上錐體19的時候，卡瓦才會壓縮彈簧，被擠出來錨定套管。到達(dá)預(yù)定坐封力 后，卡瓦錨定及膠筒坐封等動作完成。
[0030] 當(dāng)施工完成后，實施解封動作時，直接上提油管。通過上接頭2作用在內(nèi)中心管3 上，到達(dá)一定拉力時，剪切銷釘C 28被剪斷，此時內(nèi)中心管3上的旁通孔32露出，平衡油 管和套管間的壓力，減少管串在上提時的抽汲作用對井筒的損傷，同時使解封操作更有效。 與此同時；解封環(huán)27被內(nèi)中心管3帶動向前移動，使外中心管5后端的彈性結(jié)構(gòu)解除限制， 彈性結(jié)構(gòu)在上提力的作用下，從下錐體26的卡槽內(nèi)縮回，外中心管5和上膠筒座4在各膠 筒自身的回彈力作用下向上運動，個膠筒縮回。此時需要停留30分鐘左右，使個膠筒充分 縮回，以待壓力充分平衡，利于后續(xù)操作。
[0031] 卡瓦套20依靠其兩端的條形孔31，與上錐體19、下錐體26可產(chǎn)生相對的位移。當(dāng) 坐封時，上錐體19、下錐體26上的沉頭螺釘25在卡瓦套20的條形孔31內(nèi)運動，使卡瓦21 在錨定時不受阻；解封時，當(dāng)上錐體19被下活塞16帶動向前移動時，到達(dá)一定距離后，沉頭 螺釘25會帶動卡瓦套20 -起運動，繼續(xù)上提到一定行程后，卡瓦套20帶動下錐體26 -起 向上，從而起出井口。
【權(quán)利要求】
1. 一種可取式液壓封隔器，包括上接頭（2)、下接頭（29)、內(nèi)中心管（3)、外中心管（5) 和缸套（13)，其特征在于：內(nèi)中心管（3)上套裝有外中心管（5)，內(nèi)中心管（3)的兩端分別 螺紋安裝有上接頭（2)和下接頭（29);上接頭（2) -側(cè)的內(nèi)中心管（3)上安裝有上膠筒座 (4) ，上膠筒座（4)與外中心管（5)螺紋連接；外中心管（5)上設(shè)置有缸套（13)，缸套（13)的 一端通過連接套（11)裝有下膠筒座（9 )，上膠筒座（4)與下膠筒座（9 )之間的外中心管（5 ) 上裝有中間膠筒（8)，中間膠筒（8)兩側(cè)分別裝有左膠筒（6)和右膠筒（23);缸套（13)的另 一端通過下活塞（16)裝有上錐體（19)，上錐體（19) 一側(cè)裝有下錐體（26)，下錐體（26)通 過剪切銷釘C (28)與內(nèi)中心管（3)連接固定，上錐體（19)與下錐體（26)之間通過沉頭螺 釘（25)和卡瓦套（20)裝有卡瓦（21)，下活塞（16) -側(cè)的缸套（13)與外中心管（5)之間安 裝有上活塞（14)，上活塞（14)與連接套（11)螺紋連接；上活塞（14)與缸套（13)之間裝有 鎖環(huán)（12)，下活塞（16)和上錐體（19)與外中心管（5)之間通過鎖環(huán)彈簧（17)安裝有卡瓦 鎖環(huán)（18)，下錐體（26)的內(nèi)表面設(shè)置有卡槽，下錐體（26)與內(nèi)中心管（3)之間的外中心管 (5) 端頭設(shè)置有彈性爪（1 )，彈性爪（1)通過卡槽與下錐體（26)活動卡接，彈性爪（1)與內(nèi) 中心管（3 )之間安裝有解封環(huán)（27 )，解封環(huán)（27 ) -側(cè)的內(nèi)中心管（3 )與外中心管（5 )之間 安裝有平衡活塞（24)，平衡活塞（24)通過緊定螺釘與外中心管（5)連接；所述的外中心管 (5 )上設(shè)置有打壓孔（30 )，打壓孔（30 )與內(nèi)中心管（3 )連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可取式液壓封隔器，其特征在于：所述的上活塞（14)的 上表面和缸套（13)的下表面分別設(shè)置有棘齒，鎖環(huán)（12)的上下表面分別設(shè)置有鎖環(huán)齒，鎖 環(huán)（12)通過鎖環(huán)齒與棘齒的配合分別與上活塞（14)和缸套（13)活動連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可取式液壓封隔器，其特征在于：所述的卡瓦鎖環(huán)（18) 下表面設(shè)置有鎖環(huán)齒，與卡瓦鎖環(huán)（18)對應(yīng)的外中心管（5)上表面設(shè)置有棘齒，卡瓦鎖環(huán) (18)通過鎖環(huán)齒與棘齒的配合與外中心管（5)活動連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可取式液壓封隔器，其特征在于：所述的連接套（11)與 下膠筒座（9)螺紋連接；下膠筒座（9)并通過剪切銷釘A (10)與外中心管（5)連接固定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可取式液壓封隔器，其特征在于：所述的中間膠筒（8)與 左膠筒（6)和右膠筒（23)之間分別安裝有隔環(huán)（7)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可取式液壓封隔器，其特征在于：所述的下活塞（6)分別 與缸套（13)和上錐體（19)螺紋連接；下活塞（16)并通過剪切銷釘B (15)與外中心管（5) 連接固定。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可取式液壓封隔器，其特征在于：所述的卡瓦（21)與外 中心管（5)之間設(shè)置有彈簧（22)。
【文檔編號】E21B33/122GK203905887SQ201420328484
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】陶風(fēng), 管英柱, 程市君, 黃會方, 王瓊, 田學(xué)虎, 王鮮 申請人:荊州市賽瑞能源技術(shù)有限公司