CN101787865B - 一种防中途坐封的永久式封隔器 - Google Patents

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本发明涉及一种防中途坐封的永久式封隔器,包括上下顺序连接的液压坐封装置、封隔器和插管密封筒,所述的封隔器包括与液压坐封装置相连的丢手接箍,丢手接箍下接中心管,中心管下端与卡瓦支撑座连接,在中心管外顺序安设锁套、锁簧、上卡瓦与上锥体、胶筒、下锥体和下卡瓦,其不同之处在于所述的上、下卡瓦为开设轴向开口的C型卡瓦,构成C型上、下卡瓦。本发明的有效提高了封隔器井下安设的一次成功率,克服了以往永久式封隔器在下井过程中提前坐封的问题,进一步提高了施工效率及成功率。使得本发明具有耐压差70MPa、使用成功率高等特点,尤其使用于深井及超深井,优势更加明显。

Description

一种防中途坐封的永久式封隔器
技术领域
[0001] 本发明涉及一种石油天然气开采的井下封隔器,特别是一种防中途坐封的永久式封隔器。
技术背景
[0002]目前,石油天然气工业生产中使用的永久式封隔器具有密封性好、耐压差高、密封时间长、承载能力大等特点,已成为封堵作业的重要井下工具之一。但现场应用情况表明现有的永久式封隔器(专利号为ZL 200620036079.4,永久式密封锚定封隔器)在应用中还存在以下问题:其一是入井过程中经常发生中途坐封事故,由于下井过程中工具与套管壁的摩擦和碰撞,操作稍有不慎,导致油管下井速度过快,进入油管内的井液上升到最高点后迅速回落,产生水力冲击,导致卡瓦张开引起中途坐封;第二是由于卡瓦结构不尽合理,卡瓦不易胀开,使得过大的外力部分或全部作用在永久式封隔器卡瓦上,导致卡瓦破裂,造成作业失败,使其一次成功率低。因此,应用受到很大的限制。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足而提供一种结构设置更为合理的防中途坐封的永久式封隔器。
[0004] 本发明为解决上述问题所采用的技术方案是:包括上下顺序连接的液压坐封装置、封隔器和插管密封筒,所述的封隔器包括与液压坐封装置相连的丢手接箍,丢手接箍下接中心管,中心管下端与卡瓦支撑座连接,在中心管外顺序安设锁套、锁簧、上卡瓦与上锥体、胶筒、下锥体和下卡瓦,其不同之处在于所述的上、下卡瓦为开设轴向开口的C型卡瓦,构成C型上、下卡瓦。
[0005] 按上述方案,所述的C型上、下卡瓦内孔设置有阻尼内螺纹,与中心管外周设置的外螺纹相配置,用以增加C型上、下卡瓦的移动阻尼。
[0006] 按上述方案,所述的锁套内孔设置内锯齿螺纹与锁簧外设置的外锯齿螺纹相啮合,构成步进锁紧机构。
[0007] 按上述方案,所述液压坐封装置包括上接头和上外套,上接头下端与上中心管相接,由此构成上液压腔,上外套下端连接上胶筒座,上胶筒座下接活塞支撑套,上中心管下端连接下中心管,在活塞支撑套和下中心管之间的环形空腔上端紧接上胶筒座下端安设有活塞,构成下液压腔;下中心管下端与丢手接头连接。
[0008] 按上述方案,在下液压腔活塞的内孔上端安设有弹性防撞环,弹性防撞环内圈与下中心管的环形槽相配置,活塞的外周通过活塞支撑套配置启动剪钉,构成防坐封锁紧装置。
[0009] 本发明的有益效果是:1、封隔器中的上、下卡瓦为开设轴向开口的C型卡瓦,这样大大增大了卡瓦的弹性变形能力,使得卡瓦易于胀开坐封而不易破裂损坏,有效提高了封隔器井下安设的一次成功率,从而提高了封隔器的安装效率;2、在液压坐封装置内设置有防坐封锁紧装置,且C型上、下卡瓦内孔设置有阻尼内螺纹,可在用于防止封隔器上顶和下滑,克服了以往永久式封隔器在下井过程中提前坐封的问题,避免了下入过程中中途事故,降低了施工难度,进一步提高了施工效率及成功率。使得本发明有耐压差70MPa、使用成功率高等特点,可应用于油气井试油、试气、堵水、酸化、压裂等作业。尤其使用于深井及超深井,优势更加明显。
附图说明
[0010] 图1为本发明一个实施例的截断半剖视结构图。
[0011] 图2为本发明一个实施例释放液压坐封装置插入插管密封总成后的半剖视结构图。
具体实施方式
[0012] 下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。包括上下顺序连接的液压坐封装置、封隔器和插管密封筒。
[0013] 所述液压坐封装置包括上接头I和上外套2,上接头下端与上中心管3相接,由此构成上液压腔,上中心管上方开设侧向上进液孔30与上液压腔相连通;上外套下端连接上胶筒座4,上胶筒座下接活塞支撑套8,上中心管下端连接下中心管29,在活塞支撑套和下中心管之间的环形空腔上端紧接上胶筒座下端安设有活塞6,构成下液压腔,下中心管的上方侧向开设下进液孔31与下液压腔导通;下中心管下端与丢手接头9连接;在下液压腔活塞的内孔上端安设有弹性防撞环5,弹性防撞环内圈与下中心管的环形槽相配置,活塞的外周通过活塞支撑套配置启动剪钉7,构成防坐封锁紧装置。
[0014] 所述的封隔器包括与液压坐封装置相连的丢手接箍10,丢手接箍下接中心管11,中心管下端与卡瓦支撑座21连接,在中心管外从上至下顺序安设锁套13、锁簧14、上卡瓦15与上锥体16、胶筒18、下锥体19和下卡瓦20,上锥体和下锥体分别安设定位销钉17与中心管配置;所述的上、下卡瓦为开设轴向开口的C型卡瓦,构成C型上、下卡瓦,C型上、下卡瓦的外周均布有7条轴向应力槽。在C型上、下卡瓦内孔设置有阻尼内螺纹,与中心管外周设置的外螺纹相配置,用以增加C型上、下卡瓦的移动阻尼。在锁套13内孔设置内锯齿螺纹与锁簧14外设置的外锯齿螺纹相啮合,构成步进锁紧机构,且在锁套上安设有坐封剪钉12与丢手接箍10配置。封隔器下端的卡瓦支撑座21连接插管密封筒,插管密封筒由密封筒22和下接头23上下连接组成,通过密封筒与卡瓦支撑座相连。
[0015] 本发明在将永久式封隔器固定在井下后,将液压坐封装置与封隔器脱离,上提管柱,实现丢手,然后将插管密封总成从上往下通过永久式封隔器内插入到密封筒22内,插管密封总成上按顺序安装有上接头24、连接管25、PTP密封总成27、接头26、引鞋28。插管密封总成与插管密封筒配套使用,插管密封总成从上往下插入密封筒22内。插管密封总成PTP密封总成27为“V”型双向组合盘根密封结构,PTP密封总成27与密封筒22相密封。
[0016] 本发明的工作原理:插管密封筒下接头23的下端连接油管和专用坐封球座,由油管送入井下目的封堵层位。下井过程中由于设置有防中途坐封的锁紧机构,并且活塞6和外套2与下中心管之间设计有防撞环5,在防撞环的作用下活塞支撑套8不能向下移动,封隔器的上部和下部设有C型上下卡瓦15、20、单向锥体16、19,用于防止封隔器上顶和下滑,防止在下井过程中封隔器提前坐封。当永久式封隔器下至预定位置后,从井口油管内投入钢球到专用坐封球座上,从油管内打压,液压坐封装置在外来压力的作用下,活塞6向下移动,液压坐封工具上的启动剪钉7被剪断,防撞环5向外张开解锁。活塞6继续向下移动的力通过活塞支撑套8传到封隔器锁套13,锁套13向下移动,剪断锁套13上的坐封剪钉12,推动上卡瓦15剪断上、下锥体16、19上的定位销钉17,使上下卡瓦15、20锚定,封隔器坐封坐卡。缓慢地继续憋压,使上下卡瓦15、20锚实,封隔器胶筒18坐实。锁套13、锁簧14、中心管11将牢固锁紧各动运部件,本永久式封隔器将不能移动。调整管柱到坐封工具处于应力中和点位置,保证钻杆内已经卸压,使液压坐封装置位置向右旋转,带动丢手接头9方扣螺纹旋转,释放液压坐封装置,使液压坐封装置与封隔器脱离,然后上提管柱,实现丢手。插管密封总成与永久式封隔器配套使用,插管密封总成从上往下通过永久式封隔器内插入到密封筒22内,在管柱张力作用下,在密封筒22内上下活动,补偿油管柱的长度变化。当井内压差增大时,PTP密封总成27被压得更紧,密封效果更好。解封解卡本永久式封隔器时需下入专门的套铣工具磨铣掉本永久式封隔器的锁紧机构即可解封解卡,本永久式封隔器剩余残体可落入人工井底;若不让本永久式封隔器剩余残体落入人工井底,还需继续磨铣掉本永久式封隔器上的上锥体16、卡瓦15等,然后通过套铣工具抓住本永久式封隔器剩余残体,提出井即可。

Claims (7)

1.一种防中途坐封的永久式封隔器,包括上下顺序连接的液压坐封装置、封隔器本体和插管密封筒,所述的封隔器本体包括与液压坐封装置相连的丢手接箍,丢手接箍下接中心管,中心管下端与卡瓦支撑座连接,在中心管外顺序安设锁套、锁簧、上卡瓦与上锥体、胶筒、下锥体和下卡瓦,其特征在于所述的上、下卡瓦为开设轴向开口的C型卡瓦,构成C型上、下卡瓦,封隔器本体下端的卡瓦支撑座连接插管密封筒,插管密封筒由密封筒和下接头上下连接组成,通过密封筒与卡瓦支撑座相连。
2.根据权利要求1所述的防中途坐封的永久式封隔器,其特征在于所述的C型上、下卡瓦内孔设置有阻尼内螺纹,与中心管外周设置的外螺纹相配置。
3.根据权利要求1或2所述的防中途坐封的永久式封隔器,其特征在于所述的锁套内孔设置内锯齿螺纹与锁簧外设置的外锯齿螺纹相啮合,构成步进锁紧机构。
4.根据权利要求1或2所述的防中途坐封的永久式封隔器,其特征在于所述液压坐封装置包括上接头和上外套,上接头下端与上中心管相接,由此构成上液压腔,上外套下端连接上胶筒座,上胶筒座下接活塞支撑套,上中心管下端连接下中心管,在活塞支撑套和下中心管之间的环形空腔上端紧接上胶筒座下端安设有活塞,构成下液压腔;下中心管下端与丢手接头连接。
5.根据权利要求4所述的防中途坐封的永久式封隔器,其特征在于在下液压腔活塞的内孔上端安设有弹性防撞环,弹性防撞环内圈与下中心管的环形槽相配置,活塞的外周通过活塞支撑套配置启动剪钉,构成防坐封锁紧装置。
6.根据权利要求1或2所述的防中途坐封的永久式封隔器,其特征在于在C型上、下卡瓦的外周均匀布设有7条轴向应力槽。
7.根据权利要求3所述的防中途坐封的永久式封隔器,其特征在于在所述步进锁紧机构的锁套上安设有坐封剪钉,坐封剪钉的内端端头伸出锁套与丢手接箍对应的销孔相配置。
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