CN102758597B - 分体六通道过电缆封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种分体六通道过电缆封隔器，包括主体部分、坐封锁紧部分、密封部分和锚定解封部分。所述主体部分包括设置在插入管柱一端的双母接箍和偏心地套在所述插入管柱上的本体总成；所述本体总成由本体头部和中心管焊接构成，所述本体总成上设多个轴肩，所述本体头部在插入了插入管柱的基础上还设有多个轴向通孔，所述多个轴向通孔用于电缆、测试管线、加药管线的穿越通道及用于井下排气阀的排气通道；本发明封隔器采用液压坐封、上提解封的工作方式，整体上采用了一根贯穿整个封隔器的插入管柱作为生产管柱的连接件。本发明具有重量轻、维修方便的特点，适用于采用无杆泵（如电潜泵）进行采油作业的油井。

Description

分体六通道过电缆封隔器

技术领域

本发明涉及一种无杆泵（如电潜泵）采油生产管柱上使用的油套环空（油管与套管之间的环形空间）隔离工具尤其涉及一种分体六通道过电缆封隔器。

背景技术

在石油开采过程中，为了防止井喷事故，通常在无杆泵采油生产管柱上使用一种油套环空隔离工具，其作用是在井喷时封堵油套环空，防止井液和其它流体通过油套环空涌出井筒。油套环空隔离工具必须具有生产通道、排气通道、电缆通道以及为了细小管线在油套环空穿过所预留的通道，该类封隔器本体通常采用的结构为整体结构，其存在的不足之处一方面在于其加工量较大，加工时间过长，从而使加工成本很高，另一方面由于本体为一体结构，为了减少加工量，许多不必要的机构也予以保留，因此自身重量过重，使装配、试验、运输变得更加难以操作。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种分体六通道过电缆封隔器，适用于采用无杆泵（如电潜泵）进行采油作业的油井，本发明具有结构巧妙、重量轻、维修方便的特点。

为了解决上述技术问题，本发明分体六通道过电缆封隔器予以实现的技术方案是：包括主体部分、坐封锁紧部分、密封部分和锚定解封部分；所述主体部分包括设置在插入管柱一端的双母接箍和偏心地套在所述插入管柱上的本体总成；所述双母接箍与所述插入管柱之间及所述插入管柱与所述本体总成之间均为螺纹连接；所述本体总成由本体头部和中心管焊接构成，所述本体总成上设多个轴肩，所述本体头部在插入了插入管柱的基础上还设有多个轴向通孔，所述多个轴向通孔用于电缆、测试管线、加药管线的穿越通道及用于井下排气阀的排气通道；在所述本体总成上依次套装有活塞、锁套、上规环、三个胶筒、下规环、上锥体、卡瓦套和下锥体，所述活塞和锁套的外周上、且位于本体头套装有活塞套和定位套，所述活塞套的两端与所述中心管之间设有活塞；所述坐封锁紧部分包括上述套装在所述本体总成上的活塞套、活塞、锁套、锁环、定位套和上规环，所述上规环与所述定位套之间设有铜剪钉；所述插入管柱的管壁上设有四个径向通孔，所述本体头部的内回转面上、在与所述四个径向通孔对正的位置设有一环形槽，所述活塞套与所述本体头部外回转表面之间形成有环空，设置在所述本体头部的其中一个轴向通孔上设有径向过油通孔，所述径向过油通孔与所述环空和所述环空槽贯通，所述径向过油通孔设有小堵头，从而自所述插入管柱孔经其管壁上的四个径向通孔、所述本体头部内回转面上的环空槽、所述本体头部上的径向过油孔至所述活塞套与所述本体头部外回转表面之间的环空形成液压传递通道；所述密封部分包括上述套装在中心管上的三个胶筒，相邻两个胶筒之间均分别设有金属隔环；所述锚定解封部分包括上述套装在中心管上的下规环、上锥体、卡瓦套和下锥体，所述卡瓦套的筒壁上开有四个日字形窗口，在每个日字形窗口内均设有卡瓦和卡瓦簧片；所述上锥体与所述卡瓦套之间设有钢剪钉，所述上锥体的内表面设有台阶，所述中心管的外表面上设有开口定位环，所述上锥体与所述中心管之间设有钢剪钉；所述卡瓦套与所述下锥体之间设有限位钉；所述下锥体与所述中心管之间设有多个解封剪钉。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明封隔器采用液压坐封、上提解封的工作方式，并且具备电缆、测试管线和加药管线等的穿越通道，以及井下排气阀的排气通道。由于主体部分在结构上采用由插入管柱和与本体头部焊接在一起的中心管构成，其本体头部的实心部分只占主体总长的五分之一，其中的插入管柱作为生产管柱的连接件并贯穿于整个主体部分。本发明封隔器重量轻、维修方便，适用于采用无杆泵（如电潜泵）进行采油作业的油井。

附图说明

图1-1是本发明分体六通道过电缆封隔器的轴向结构局部剖视图；

图1-2是图1-1中A-A所示位置剖面图；

图1-3是图1-1中B-B所示位置剖面图；

图1-4是图1-2中C-C所示位置剖面图；

图2-1是图1-1中所示本体总成的轴向结构局部剖视图；

图2-2是图2-1所示本体总成的端向视图；

图2-3是图2-2中所示D-D局部剖视图；

图2-4是图2-2中所示E-E局部剖视图；

图2-5是图2-2中所示F-F局部剖视图；

图2-6是图2-2中所示G向局部视图；

图3-1是图1-1中所示上锥体的轴向结构半剖视图；

图3-2是图3-1中所示H-H位置剖视图；

图4-1是图1-1中所示下锥体的轴向剖视图；

图4-2是图4-1中所示下锥体的端向视图；

图5-1是图1-1中所示卡瓦的轴向剖视图；

图5-2是图5-1中所示卡瓦的端向视图；

图5-3是图5-1中所示卡瓦的俯视图；

图6是图1-1中所示卡瓦簧片的侧视图；

图7-1是图1-1中所示锁套的轴向半剖视图；

图7-2是图7-1中I部局部放大图；

图8-1是图1-1中所示锁环的轴向半剖视图；

图8-2是图8-1所示锁环的端向视图；

图8-3是图8-1中J部局部放大图。

图中：

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

本发明一种分体六通道过电缆封隔器，包括主体部分、坐封锁紧部分、密封部分和锚定解封部分。

如图1-1所示，所述主体部分包括设置在插入管柱27一端的双母接箍1和偏心地套在所述插入管柱27上的本体总成2；所述双母接箍1与所述插入管柱27之间及所述插入管柱27与所述本体总成2之间均为螺纹连接；如图2-1所示，所述本体总成2由本体头部31和中心管32焊接构成，其中，本体头部31由实心钢坯加工而成，其全部丝扣全部外露，便于加工、检验和维护；中心管32由空心钢管加工而成；所述本体总成2上设多个轴肩，所述本体头部31在插入了插入管柱27的基础上还设有多个轴向通孔，所述多个轴向通孔用于电缆、测试管线、加药管线的穿越通道及用于井下排气阀的排气通道，如图2-2、图2-3、图2-4和图2-5示出了用以插管管柱27穿越的插管孔311，三个用以测试管线和加药管线的穿越通道312，用以穿越电缆的电缆孔313和用于井下排气阀的排气通道314。

如图1-1所示，在所述本体总成2上（包括本体头部31及中心管32）依次套装有活塞7、锁套10、上规环13、三个胶筒、下规环17、上锥体18、卡瓦套23和下锥体26，所述活塞7和锁套8的外周上、且位于本体头套装有活塞套9和定位套11，所述活塞套9的两端与所述中心管32之间设有活塞7。

如图1-1所示，所述坐封锁紧部分包括上述套装在所述本体总成2（包括本体头部31及中心管32）上的活塞套9、活塞7、锁套8、锁环10、定位套11、铜剪钉12和上规环13。所述锁套8外表面有一段锯齿螺纹，所述锁环10是中间开槽的薄圆环，呈C字形状，并具有一定的形变，所述锁环10的内表面也是锯齿螺纹，其齿形与锁套8的锯齿螺纹的齿形完全一致，如图8-2所示，如图7-1、图7-2和图8-1、图8-2所示，所述锁套8与所述锁环10之间为锯齿螺纹连接，所述锁环10包在锁套8的锯齿螺纹上。所述铜剪钉12设置在所述上规环13与所述定位套11之间；由上述锁套8、定位套11和锁环10的相互位置及连接方式构成了用于锁定胶筒的锁定机构。所述插入管柱27的管壁上设有四个径向通孔，构成“十字”传压孔，如图1-2所示，所述本体头部31的内回转面上、在与所述四个径向通孔对正的位置设有一环形槽，所述活塞套9与所述本体头部31外回转表面之间形成有环空，如图2-2和图2-3所示，设置在所述本体头部31的其中一个轴向通孔上设有径向过油通孔315，在该过油通孔315的端头设有一大堵头28，如图1-2和图1-4所示，堵塞有大堵头28的所述径向过油通孔315与所述环空和所述环空槽贯通，所述径向过油通孔设有小堵头29，从而自所述插入管柱27孔经其管壁上的四个径向通孔、所述本体头部31内回转面上的环空槽、所述本体头部31上的径向过油孔至所述活塞套9与所述本体头部31外回转表面之间的环空形成液压传递通道。总之，本发明中的插入管柱27贯穿整个分体六通道过电缆封隔器，其两端设有螺纹，在使用时用来连接生产管柱，中间部位设有与所述本体总成连接的螺纹；插入管柱27的筒壁上在靠近该中间部位的螺纹处设有的四个通孔是构成本发明封隔器“十字”传压方式的关键结构。

所述密封部分包括上述套装在中心管32上的三个胶筒（包括位于中间的一个中胶筒15和位于其两边的边胶筒14），相邻两个胶筒之间均分别设有金属隔环16，如图1-1所示，其中的中胶筒15是工作胶筒，两边的边胶筒14是保护胶筒。

如图1-1所示，所述锚定解封部分包括上述套装在中心管32上的下规环17、多个钢剪钉20、上锥体18、卡瓦套23、多个解封剪钉24、限位钉25和下锥体26，所述卡瓦套23的筒壁上开有四个“日”字形窗口，在每个“日”字形窗口内均设有卡瓦21和卡瓦簧片22，图5-1示出了卡瓦21的轴向结构，图5-2示出了卡瓦21的端向结构，图5-3示出了卡瓦21的俯视结构，卡瓦簧片22设置在卡瓦21和卡瓦套23之间，卡瓦簧片22的侧面形状如图6所示。如图1-1所示，所述钢剪钉20设置在所述上锥体18与所述卡瓦套23之间，所述上锥体18的内表面设有台阶，所述中心管32的外表面上设有开口定位环19，所述开口定位环19呈C字形状；所述上锥体18与所述中心管32之间设有钢剪钉；所述限位钉25设置在所述卡瓦套23与所述下锥体26之间；多个解封剪钉24设置在所述下锥体26与所述中心管32之间，根据设计要求本实施例中设计了四个解封剪钉24。如图4-1所示，所述下锥体26上设有多个径向螺纹孔261，所述中心管32与所述多个径向螺纹孔一一对应的位置上设有多个盲孔，每个解封剪钉24分别设在四个径向螺纹孔261中。如图4-2所示，所述下锥体26包括端板，所述端板上设有插入管柱27的过孔263和用于电缆、测试管线、加药管线穿越的通孔264。

本发明分体六通道过电缆封隔器，所述活塞套9与所述本体头部31之间设有O型圈4，所述活塞7与所述中心管31之间设有两道O型圈5，所述活塞7与所述活塞套9之间设有两道O型圈6，所述本体头部31与所述插入管柱27之间设有两道O型圈30。

本发明分体六通道过电缆封隔器的坐封过程是：如图1-1所示，当给插入管柱27的内腔施加液压时，压力通过插入管柱27与本体总成2之间形成的液压传递通道（即：自所述插入管柱27孔经其管壁上的四个径向通孔、所述本体头部31内回转面上的环空槽、所述本体头部31上的径向过油孔至所述活塞套9与所述本体头部31外回转表面之间的环空形成液压传递通道）传递到活塞7，并推动活塞7向右运动，活塞7向右推锁套8并将铜剪钉12剪断，此时，锁环10向外张开，松开锁套8；活塞7推动锁套8、上规环13向右运动，并压缩边胶筒14和中胶筒15；当三个胶筒压缩到一定程度之后，则向右推动下规环17和上锥体18，并依次将钢剪钉20剪断，下锥体向右移动撑开卡瓦21，接着三个胶筒继续被压缩直至达到所设计的压缩值，坐封完成。

本发明分体六通道过电缆封隔器的解封过程是：向左给插入管柱27施加拉力，则剪断下锥体26与中心管32之间的解封剪钉24；下锥体26相对中心管32向右运动，卡瓦21在卡瓦簧片22的形变弹力的作用下收回；从而使下规环17、上锥体18、卡瓦套23等向右运动；三个胶筒在恢复力的作用下松弛，解封完成。

尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (6)

1.一种分体六通道过电缆封隔器，包括主体部分、坐封锁紧部分、密封部分和锚定解封部分；其特征在于，

所述主体部分包括设置在插入管柱(27)一端的双母接箍(1)和偏心地套在所述插入管柱(27)上的本体总成(2)；所述双母接箍(1)与所述插入管柱(27)之间及所述插入管柱(27)与所述本体总成(2)之间均为螺纹连接；所述本体总成(2)由本体头部(31)和中心管(32)焊接构成，所述本体总成(2)上设多个轴肩，所述本体头部(31)在插入了插入管柱(27)的基础上还设有多个轴向通孔，所述多个轴向通孔用于电缆、测试管线、加药管线的穿越通道及用于井下排气阀的排气通道；

在所述本体总成(2)上依次套装有活塞(7)、锁套(8)、上规环(13)、三个胶筒、下规环(17)、上锥体(18)、卡瓦套(23)和下锥体(26)，所述活塞(7)和锁套(8)的外周上、且位于本体头部套装有活塞套(9)和定位套(11)，所述活塞套(9)的两端与所述中心管(32)之间设有活塞(7)；

所述坐封锁紧部分包括上述套装在所述本体总成(2)上的活塞套(9)、活塞(7)、锁套(8)、锁环(10)、定位套(11)和上规环(13)，所述上规环(13)与所述定位套(11)之间设有铜剪钉(12)；所述插入管柱(27)的管壁上设有四个径向通孔，所述本体头部(31)的内回转面上、在与所述四个径向通孔对正的位置设有一环形槽，所述活塞套(9)与所述本体头部(31)外回转表面之间形成有环空，设置在所述本体头部(31)的其中一个轴向通孔上设有径向过油通孔，所述径向过油通孔与所述环空和所述环形槽贯通，所述径向过油通孔设有小堵头(29)，从而自所述插入管柱(27)孔经其管壁上的四个径向通孔、所述本体头部(31)内回转面上的环形槽、所述本体头部(31)上的径向过油通孔至所述活塞套(9)与所述本体头部(31)外回转表面之间的环空形成液压传递通道；

所述密封部分包括上述套装在中心管(32)上的三个胶筒，相邻两个胶筒之间均分别设有金属隔环(16)；

所述锚定解封部分包括上述套装在中心管(32)上的下规环(17)、上锥体(18)、卡瓦套(23)和下锥体(26)，所述卡瓦套(23)的筒壁上开有四个“日”字形窗口，在每个“日”字形窗口内均设有卡瓦(21)和卡瓦簧片(22)；所述上锥体(18)与所述卡瓦套(23)之间设有钢剪钉(20)，所述上锥体(18)的内表面设有台阶，所述中心管(32)的外表面上设有开口定位环(19)，所述上锥体(18)与所述中心管(32)之间设有钢剪钉；所述卡瓦套(23)与所述下锥体(26)之间设有限位钉(25)；所述下锥体(26)与所述中心管(32)之间设有多个解封剪钉(24)。

2.根据权利要求1所述分体六通道过电缆封隔器，其特征在于，所述下锥体(26)上设有多个径向螺纹孔(261)，所述中心管(32)与所述多个径向螺纹孔一一对应的位置上设有多个盲孔，每个解封剪钉(24)分别设在四个径向螺纹孔(261)中。

3.根据权利要求1所述分体六通道过电缆封隔器，其特征在于，所述锁环(10)呈C字形状，所述锁套(8)与所述锁环(10)之间为锯齿螺纹连接。

4.根据权利要求1所述分体六通道过电缆封隔器，其特征在于，所述开口定位环(19)呈C字形状。

5.根据权利要求1所述分体六通道过电缆封隔器，其特征在于，所述下锥体(26)包括端板，所述端板上设有插入管柱(27)的过孔(263)和用于电缆、测试管线、加药管线穿越的通孔(264)。

6.根据权利要求1所述分体六通道过电缆封隔器，其特征在于，所述活塞套(9)与所述本体头部(31)之间、所述活塞(7)与所述中心管(31)之间、所述活塞(7)与所述活塞套(9)之间、所述本体头部(31)与所述插入管柱(27)之间均分别设有O型圈。