CN103527135B - 双缸压缩式封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双缸压缩式封隔器，包括中心管，从上至下依次在中心管上套装上接头、上液缸、上启动器、上活塞、上推进环、上移动环、上压环、上胶筒、隔环、下胶筒、下压环、下移动环、下推进环、下活塞、下启动器、下液缸和下接头，通过在上、下胶筒两端设置端部铜环和弹性钢环缓冲封隔器坐封过程中的瞬间冲击力，防止瞬间冲击力对封隔器零部件的破坏，使上、下胶筒对套管的密封压力更均匀，延长使用寿命。通过中心管上设置锯齿形结构，能够有效防止上、下胶筒工作过程的蠕动。上、下胶筒上硫化胶筒骨架，并在胶筒骨架上设置锯齿形结构，从而保护上、下胶筒在封隔器坐封和密封过程中不被破坏，在封隔器解封过程中增加上、下胶筒的弹性恢复力。

Description

双缸压缩式封隔器

技术领域

本发明涉及一种封隔器，特别是涉及一种石油天然气开发用的双缸压缩式封隔器。

背景技术

随着深井、大位移水平井和多分支井越来越多，对包括封隔器在内的井下工具提出了越来越高的要求。目前所用的液压封隔器由于胶筒较长，封隔器坐封后，胶筒肩部突出严重，造成胶筒肩部因应力集中而破裂， 所以胶筒密封压力较低，使用寿命不高，封隔器的封隔效果不好。

封隔器坐封后，由于封隔器受力复杂，易造成封隔器胶筒发生蠕动，使封隔器失去密封作用。

发明内容

本发明的目的就是克服上述现有技术的不足之处，提供一种作用力大、封隔效果好的双缸压缩式封隔器，其结构简单，操作方便，通过设置端部铜环能够有效的防止上、下胶筒肩部突出，使上、下胶筒对套管密封压力均匀，在中心管外表面设置锯齿形结构来防止上、下胶筒在轴向方向上的蠕动，上、下胶筒和胶筒骨架硫化在一起，防止上、下胶筒在封隔器坐封和密封过程中被破坏，在封隔器解封过程中增加上、下胶筒的弹性恢复力。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种双缸压缩式封隔器，包括中心管，从上至下依次在中心管上套装上接头、上液缸、上启动器、上活塞、上推进环、上移动环、上压环、上胶筒、隔环、下胶筒、下压环、下移动环、下推进环、下活塞、下启动器、下液缸和下接头，上接头与中心管顶端螺纹连接，上液缸上端与上接头螺纹连接，上启动器和上活塞位于上液缸的空腔室中，且上启动器通过上坐封剪钉与中心管连接，上推进环上端插入上液缸内壁与上活塞之间将空腔室密封，中心管上开设与上液缸空腔室相通的第一进液孔，该进液孔位于上坐封剪钉上方，上液缸上开设与上液缸空腔室相通的第二进液孔，该进液孔位于上启动器下方，下接头与中心管底端螺纹连接，下液缸下端与下接头螺纹连接，下启动器和下活塞位于下液缸的空腔室中，且下启动器通过下坐封剪钉与中心管连接，下推进环下端插入下液缸内壁与下活塞之间将空腔室密封，中心管上开设与下液缸空腔室相通的第三进液孔，该进液孔位于下坐封剪钉下方，下液缸上开设与下液缸空腔室相通的第四进液孔，该进液孔位于下启动器上方，上胶筒和下胶筒的两端均各自依次设置端部铜环和弹性钢环，端部铜环包覆上、下胶筒的端部，弹性钢环外端紧压端部铜环。

弹性钢环的作用是缓冲封隔器坐封时的瞬间冲击力和降低端部铜环的应力集中，端部铜环的作用是防止封隔器上、下胶筒肩部突出，提高封隔器在井下工作的可靠性和使用寿命。

进一步，上液缸和下液缸与中心管之间均设有O型密封圈，上启动器与上液缸、中心管之间分别设有O型密封圈，上推进环与上液缸内壁之间设有O型密封圈，下启动器与下液缸、中心管之间分别设有O型密封圈，下推进环与下液缸内壁之间设有O型密封圈。

进一步，中心管与上胶筒和下胶筒配合的表面均设有锯齿形结构。

这种结构可有效防止上、下胶筒在轴向方向的蠕动，避免封隔器失去密封作用。

进一步，所述上胶筒和下胶筒中均硫化有胶筒骨架。

这种结构有利于防止上、下胶筒在封隔器坐封和密封过程中被破坏，并且在封隔器解封过程中增加上、下胶筒的弹性恢复力。

进一步，所述胶筒骨架表面设有锯齿形结构，并开设有孔槽。

这种结构有利于上、下胶筒与胶筒骨架能更好的粘合在一起。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.该封隔器封隔效果好，能够有效的防止上、下胶筒肩部突出，使封隔器的密封压力得到提高。通过中心管上设置的锯齿形结构，能够有效的防止上、下胶筒工作过程的蠕动。

2.通过设置端部铜环和弹性钢环缓冲封隔器坐封过程中的瞬间冲击力，防止封隔器坐封过程中瞬间冲击力对封隔器零部件的破坏，能够使封隔器上、下胶筒对套管的密封压力更均匀，延长封隔器使用寿命。

3.并且设计胶筒骨架与上、下胶筒硫化到一起，并在胶筒骨架上设置有锯齿形结构，能够保护上、下胶筒在封隔器坐封和密封过程中不被破坏，在封隔器解封过程中增加上、下胶筒的弹性恢复力。

附图说明

图1是本发明上半部分主剖视结构示意图；

图2是本发明下半部分主剖视结构示意图；

图3是图1中A处的局部放大图；

图4是上胶筒的剖面结构示意图；

图5是上胶筒的右视图；

图6是胶筒骨架的主剖示意图；

图7是图6中A-A剖面示意图；

图8是图7中B-B剖面示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。

如图1至图8所示，一种双缸压缩式封隔器，包括中心管2，从上至下依次在中心管2上套装上接头1、上液缸3、上启动器6、上活塞7、上推进环8、上移动环9、上压环10、上胶筒13、隔环14、下胶筒15、下压环16、下移动环18、下推进环17、下活塞20、下启动器21、下液缸19和下接头23，上接头1与中心管2顶端螺纹连接，上液缸3上端与上接头1螺纹连接，上启动器6和上活塞7位于上液缸3的空腔室中，且上启动器6分割空腔室上部为液腔室24，上启动器6通过上坐封剪钉5与中心管2连接，上推进环8上端插入上液缸3内壁与上活塞7之间将空腔室26密封，中心管2上开设与上液缸空腔室26相通的第一进液孔25，该进液孔位于上坐封剪钉5上方，上液缸3上开设与上液缸空腔室26相通的第二进液孔27，该进液孔位于上启动器6下方，上推进环8内壁设有凸台与中心管2接触，上活塞7下端与凸台上表面接触，上移动环9上端与凸台下表面接触，下接头23与中心管2底端螺纹连接，下液缸19下端与下接头23螺纹连接，下启动器21和下活塞20位于下液缸19的空腔室30中，且下启动器21分割空腔室下部为液腔室31，下启动器21通过下坐封剪钉22与中心管2连接，下推进环17下端插入下液缸19内壁与下活塞20之间将空腔室30密封，中心管2上开设与下液缸空腔室30相通的第三进液孔32，该进液孔位于下坐封剪钉22下方，下液缸19上开设与下液缸空腔室30相通的第四进液孔29，该进液孔位于下启动器21上方，下推进环17内壁设有凸台与中心管2接触，下活塞20上端与凸台下表面接触，下移动环18下端与凸台上表面接触，上胶筒13和下胶筒15的两端均各自依次设置端部铜环12和弹性钢环11，端部铜环12包覆上、下胶筒13、15的端部，弹性钢环11外端紧压端部铜环12。

所述第一进液孔25和第三进液孔32各有4个，分别均匀布置在中心管2圆周方向。第二进液孔27有4个，均匀布置在上液缸3圆周方向，第四进液孔29有4个，均匀布置在下液缸19圆周方向。

弹性钢环11的作用是缓冲封隔器坐封时的瞬间冲击力和降低端部铜环12的应力集中，端部铜环12的作用是防止封隔器上、下胶筒13、15肩部突出，提高封隔器在井下工作的可靠性和使用寿命。

上液缸3和下液缸19与中心管2之间均设有O型密封圈4，上启动器6与上液缸3、中心管2之间分别设有O型密封圈4，上推进环8与上液缸3内壁之间设有O型密封圈4，下启动器21与下液缸19、中心管2之间分别设有O型密封圈4，下推进环17与下液缸19内壁之间设有O型密封圈4。

中心管2与上胶筒13和下胶筒15配合的表面均设有锯齿形结构28。这种结构可有效防止上、下胶筒13、15在轴向方向的蠕动，避免封隔器失去密封作用。

所述上胶筒13和下胶筒15中均硫化有胶筒骨架13-1。这种结构有利于防止上、下胶筒13、15在封隔器坐封和密封过程中被破坏，并且在封隔器解封过程中增加上、下胶筒13、15的弹性恢复力。

参见图6至图8，所述胶筒骨架13-1表面设有锯齿形结构33，并开设有12个孔槽34。这种结构有利于上、下胶筒13、15与胶筒骨架13-1能更好的粘合在一起。

该封隔器的工作过程如下：

如图1和图2所示，通过液泵对油管打压，流体通过第一进液孔25和第三进液孔32分别进入上液缸液腔室24和下液缸液腔室31，当流体产生的压力大于上、下坐封剪钉5、22能承受的剪力时，上、下坐封剪钉5、22被剪断，上启动器6和下启动器21在压力作用下分别向下和向上运动，上启动器6使上活塞7、上推进环8、上移动环9、上压环10向下移动，上压环10压缩弹性钢环11，弹性钢环11发生变形从而和端部铜环12一起压缩上胶筒13，上胶筒13径向膨胀，密封油套环形空间，下启动器21使下活塞20、下推进环17、下移动环18、下压环16向上运动，下压环16压缩弹性钢环11，弹性钢环11变形从而和端部铜环12一起压缩下胶筒15，下胶筒15径向膨胀，密封油套环形空间，设置双缸空腔室，在液压压力作用下，上胶筒13和下胶筒15同时密封油套环形空间，可以解决上胶筒13和下胶筒15受力不一致的问题，使胶筒对套管的密封压力更均匀。

该封隔器的解封过程如下：

通过液泵给油套环形空间打压，流体通过第二进液孔27和第四进液孔29分别进入上液缸空腔室26和下液缸空腔室30，在压力作用下上启动器6和下启动器21分别向上和向下运动，上胶筒13和下胶筒15在橡胶弹性力作用下恢复原状，封隔器解封，通过双腔室更容易使封隔器解封。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种双缸压缩式封隔器，包括中心管，从上至下依次在中心管上套装上接头、上液缸、上启动器、上活塞、上推进环、上移动环、上压环、上胶筒、隔环、下胶筒、下压环、下移动环、下推进环、下活塞、下启动器、下液缸和下接头，上接头与中心管顶端螺纹连接，上液缸上端与上接头螺纹连接，上启动器和上活塞位于上液缸的空腔室中，且上启动器通过上坐封剪钉与中心管连接，上推进环上端插入上液缸内壁与上活塞之间将空腔室密封，中心管上开设与上液缸空腔室相通的第一进液孔，该进液孔位于上坐封剪钉上方，上液缸上开设与上液缸空腔室相通的第二进液孔，该进液孔位于上启动器下方，下接头与中心管底端螺纹连接，下液缸下端与下接头螺纹连接，下启动器和下活塞位于下液缸的空腔室中，且下启动器通过下坐封剪钉与中心管连接，下推进环下端插入下液缸内壁与下活塞之间将空腔室密封，中心管上开设与下液缸空腔室相通的第三进液孔，该进液孔位于下坐封剪钉下方，下液缸上开设与下液缸空腔室相通的第四进液孔，该进液孔位于下启动器上方，其特征在于：上胶筒和下胶筒的两端均各自依次设置端部铜环和弹性钢环，端部铜环包覆上、下胶筒的端部，弹性钢环外端紧压端部铜环。

2.根据权利要求1所述的双缸压缩式封隔器，其特征在于：上液缸和下液缸与中心管之间均设有O型密封圈，上启动器与上液缸、中心管之间分别设有O型密封圈，上推进环与上液缸内壁之间设有O型密封圈，下启动器与下液缸、中心管之间分别设有O型密封圈，下推进环与下液缸内壁之间设有O型密封圈。

3.根据权利要求2所述的双缸压缩式封隔器，其特征在于：中心管与上胶筒和下胶筒配合的表面均设有锯齿形结构。

4.根据权利要求3所述的双缸压缩式封隔器，其特征在于：所述上胶筒和下胶筒中均硫化有胶筒骨架。

5.根据权利要求4所述的双缸压缩式封隔器，其特征在于：所述胶筒骨架表面设有锯齿形结构，并开设有孔槽。