CN103775020A - 组合式胶筒封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式胶筒封隔器，包括芯轴，芯轴上依次套设有接箍、端环、上连接套、下连接套、推环、压缩式胶筒总成、止动环和遇液膨胀胶筒总成；接箍设置在芯轴的端部；端环连接上液缸的一端，上液缸的另一端连接上连接套，端环与上连接套之间设有上活塞；上连接套连接下液缸的一端，下液缸的另一端连接下连接套，上连接套和下连接套之间设有解锁套；所述上活塞与上连接套之间设有第一液压腔，与第一液压腔对应的芯轴上设有第一压力传递孔，解锁套与下连接套之间设有第二液压腔，与第二液压腔对应的芯轴上设有第二压力传递孔。本发明具有快速坐封及长期有效封隔的优点，降低普通压缩式封隔器长期井下作业失效风险，并且节约了作业成本。

Description

组合式胶筒封隔器

技术领域

本发明涉及石油开采领域，特别涉及一种组合式胶筒封隔器。

背景技术

封隔器是一种石油行业在压裂或采油施工过程中用于封隔套管环空或裸眼的井下工具。在固完井、增产作业或采油施工过程中常用到压缩式胶筒封隔器和遇液膨胀式封隔器。

压缩式胶筒封隔器在石油固完井，采油、增产作业中广泛使用，该类型封隔器坐封形式主要由机械坐封及液压坐封。无论哪种坐封形式的压缩式胶筒封隔器均是通过挤压胶筒变形达到密封的目的。压缩式胶筒封隔器的压缩式胶筒总成通过作业管柱的上提下放或管内憋压方式实现，压缩式胶筒总成长度较短，在套管内密封效果良好，并可承受高压。遇液膨胀封隔器主要是将遇液膨胀橡胶胶筒安装在基管上，特殊的遇液膨胀橡胶材料在与井下油气水接触后，其橡胶体积发生膨胀，从而实现封隔环形空间的目的。其可适应不同井径的变化。

压缩式胶筒封隔器在应用于裸眼井中时，因坐封后的压缩式胶筒总成长度较短，在长期密封过程中，因锁定装置失效而经常出现密封失效。其次，现有压缩式胶筒封隔器一般不具备锁定装置，在作业管柱下放过程中，因下放速度较快易形成激动压力，从而提前坐封。遇液膨胀式封隔器需要一定的膨胀时间才能具备高压密封能力。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种能够实现长期有效密封以及坐封周期短的组合式胶筒封隔器。

为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：

一种组合式胶筒封隔器，包括芯轴，所述芯轴上依次套设有接箍、端环、上连接套、下连接套、推环、压缩式胶筒总成、止动环和遇液膨胀胶筒总成；所述接箍设置在芯轴的端部；所述端环连接上液缸的一端，所述上液缸的另一端连接上连接套，所述端环与上连接套之间设有上活塞；所述上连接套连接下液缸的一端，所述下液缸的另一端连接下连接套，所述上连接套和下连接套之间设有解锁套；所述上活塞与上连接套之间设有第一液压腔，与所述第一液压腔对应的芯轴上设有第一压力传递孔，所述解锁套与下连接套之间设有第二液压腔，与所述第二液压腔对应的芯轴上设有第二压力传递孔。

所述端环通过上锁环连接上液缸的一端。

所述推环通过下锁环连接芯轴。

所述上活塞通过螺钉固定在芯轴上。

所述解锁套的上下均设有挡圈，所述挡圈使所述解锁套约束在芯轴上。

所述上连接套一端为开口爪套，所述开口爪套卡装在芯轴的环槽内。

所述遇液膨胀胶筒总成由多级遇油或遇水胶筒组合而成。

所述接箍与芯轴、所述芯轴与端环、所述上液缸与上连接套、所述上连接套与下液缸、所述下液缸与下连接套、所述下连接套与下锁环、所述芯轴与止动环之间均为螺纹连接。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明通过压缩式封隔器与遇液膨胀封隔器的组合使用，既保证短期的高压密封效果，又可解决长期承受高压效果较差的技术难题，从而使高压密封能力不受时间限制。本发明具有快速坐封及长期有效封隔的优点，降低普通压缩式封隔器长期井下作业失效风险，也解决了遇液膨胀封隔器坐封时间长，造成钻完井作业日费用高的问题，节约了作业成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的组合式胶筒封隔器的结构示意图；

图中:

1 接箍，2 芯轴，3 端环，4 上锁环，5 上液缸，6 上活塞，7 上连接套，8解锁套，9 下液缸，10 下连接套，11 下锁环，12 推环，13 压缩式胶筒总成，14止动环，15 遇液膨胀胶筒总成，16 第一压力传递孔，17 第二压力传递孔，18第一液压腔，19 第二液压腔，20 挡圈。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，一种组合式胶筒封隔器，包括芯轴2，芯轴2上依次套设有接箍1、端环3、上连接套7、下连接套10、推环12、压缩式胶筒总成13、止动环14和遇液膨胀胶筒总成15；接箍1设置在芯轴2的端部；端环3连接上液缸5的一端，上液缸5的另一端连接上连接套7，端环3与上连接套7之间设有上活塞6；上连接套7连接下液缸9的一端，下液缸9的另一端连接下连接套10，上连接套7和下连接套10之间设有解锁套8；芯轴2上设有第一压力传递孔16和第二压力传递孔17，上活塞6与上连接套7之间设有第一液压腔18，与第一液压腔18对应的芯轴2上设有第一压力传递孔16，解锁套8与下连接套10之间设有第二液压腔19，与第二液压腔19对应的芯轴2上设有第二压力传递孔17。

本发明通过同时设置压缩式胶筒总成积遇液膨胀胶筒总成，解决压缩式封隔器及遇液膨胀式封隔器均无法实现长期有效密封以及坐封周期长的问题。

作为优选，端环3通过上锁环4连接上液缸5的一端。

作为优选，推环12通过下锁环11连接芯轴2。

作为优选，上活塞6通过螺钉固定在芯轴2上。

作为优选，解锁套8上下均设有挡圈20，挡圈20使解锁套8约束在芯轴2上，解锁套8通过螺钉固定在芯轴2上。

作为优选，下连接套10一端为开口爪套，爪子形状为T型，所述开口爪套卡装在芯轴2的环槽内。

本发明的遇液膨胀胶筒总成可是一种形式的胶筒(遇油膨胀或遇水膨胀)，也可是多段复合而成，即由多级遇油或遇水胶筒组合而成。压缩式胶筒总成13为通过机械或液压坐封的胶筒总成。

作为优选，接箍1与芯轴2、芯轴2与端环3、上液缸5与上连接套7、上连接套7与下液缸9、下液缸9与下连接套10、下连接套10与下锁环11、芯轴2与止动环14之间均为螺纹连接，方便拆卸。

本发明的工作过程：

工具下井过程中，通过接箍1和芯轴2的上下螺纹与作业管串连连接，下井过程中，因下液缸9固定连接的下连接套10的上部爪套结构，爪套卡装在芯轴2的凹槽内，所以无论产生多大的激动压力，都无法导致封隔器提前坐封，只有当工具到位后，通过管内的液压力，剪断解锁套8与芯轴2之间的螺钉，下液缸9方能移动，从而在液压的作用下，使上液缸5及下液缸9下移，完成压缩胶筒总成13的动作，并可在上锁环4及下锁环11倒齿的的作用下，完成上液缸5、下液缸9及推环12的锁定。本发明通过下液缸9、芯轴2及解锁套8的联合作用实现防止提前坐封。在后期作业或生产过程中，遇液膨胀胶筒总成15可在底层油或者水的作用下自行膨胀，最终具备长期密封能力。

本发明组合式胶筒封隔器基于两种封隔器的作用于一体，通过遇液膨胀式胶筒总成与常规压缩式胶筒组合使用，解决了长期高压密封的技术难题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种组合式胶筒封隔器，其特征在于，包括芯轴，所述芯轴上依次套设有接箍、端环、上连接套、下连接套、推环、压缩式胶筒总成、止动环和遇液膨胀胶筒总成；所述接箍设置在芯轴的端部；所述端环连接上液缸的一端，所述上液缸的另一端连接上连接套，所述端环与上连接套之间设有上活塞；所述上连接套连接下液缸的一端，所述下液缸的另一端连接下连接套，所述上连接套和下连接套之间设有解锁套；所述上活塞与上连接套之间设有第一液压腔，与所述第一液压腔对应的芯轴上设有第一压力传递孔，所述解锁套与下连接套之间设有第二液压腔，与所述第二液压腔对应的芯轴上设有第二压力传递孔。

2.根据权利要求1所述的组合式胶筒封隔器，其特征在于，所述端环通过上锁环连接上液缸的一端。

3.根据权利要求1所述的组合式胶筒封隔器，其特征在于，所述推环通过下锁环连接芯轴。

4.根据权利要求1所述的组合式胶筒封隔器，其特征在于，所述上活塞通过螺钉固定在芯轴上。

5.根据权利要求1所述的组合式胶筒封隔器，其特征在于，所述解锁套的上下均设有挡圈，所述挡圈使所述解锁套约束在芯轴上。

6.根据权利要求1所述的组合式胶筒封隔器，其特征在于，所述上连接套一端为开口爪套，所述开口爪套卡装在芯轴的环槽内。

7.根据权利要求1所述的组合式胶筒封隔器，其特征在于，所述遇液膨胀胶筒总成由多级遇油或遇水胶筒组合而成。

8.根据权利要求1-7任一项所述的组合式胶筒封隔器，其特征在于，所述接箍与芯轴、所述芯轴与端环、所述上液缸与上连接套、所述上连接套与下液缸、所述下液缸与下连接套、所述下连接套与下锁环、所述芯轴与止动环之间均为螺纹连接。

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