CN103806862B - 可靠悬挂封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及完井作业封隔装置技术领域，是一种可靠悬挂封隔器，其包括中心筒、上外筒、剪钉筒、接头总成、胶筒总成、胶筒下座套、卡瓦上座套、卡瓦下座套和下接头，中心筒上部外侧与上外筒的上部内侧固定在一起，中心筒的下端外侧与下接头的上端内侧固定在一起，剪钉筒的上端内侧与上外筒的上端外侧通过第一剪钉固定安装在一起。本发明结构合理而紧凑，使用方便，卡瓦上座套、卡瓦下座套、双头卡瓦上的上卡齿以及下卡齿的设置能够使双头卡瓦牢固地座封在套管中，提高了座封作业的成功率，上倒齿环、下倒齿环、上卡齿槽和下卡齿槽的设置能够有效地防止胶筒总成、胶筒下座套和卡瓦上座套发生上行，具有止回的作用，避免了座封失效。

Description

可靠悬挂封隔器

技术领域

本发明涉及完井作业封隔装置技术领域，是一种可靠悬挂封隔器。

背景技术

完井作业是衔接钻井与采油作业的重要技术手段，同时，完井又是风险极大的井下作业，因此，完井作业的成功与否，将直接导致一口井的成败。特别是目前随着页岩气和致密油等非常规油气田勘探的不断深入，人们对于进行该类油气藏开发的研究也在不断地加强。对于该类油气藏的开发，进行压裂完井是必不可少的技术手段，不管是常规油气藏的完井还是非常规油气藏油气井的完井作业，利用封隔器进行井底储层的隔离作业是一个不可或缺的技术手段，在常规油气藏的完井作业中，利用封隔器进行套管内的环空密封和裸眼储层与管柱之间的密封；在非常规油气藏的完井作业中，也需要利用封隔器进行套管内环空密封以及不同储层之间的隔离，因此，封隔器是完井作业中必不可少的技术手段，封隔器的重要性可见一斑。现有悬挂封隔器在使用过程中出现悬挂不牢的问题，另外，现有悬挂封隔器在完成座封作业后出现座封失败的问题。

发明内容

本发明提供了一种可靠悬挂封隔器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有悬挂封隔器在实际使用过程中存在的悬挂不牢和座封失败的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种可靠悬挂封隔器，包括中心筒、上外筒、剪钉筒、接头总成、胶筒总成、胶筒下座套、卡瓦上座套、卡瓦下座套和下接头，中心筒上部外侧与上外筒的上部内侧固定在一起，中心筒的下端外侧与下接头的上端内侧固定在一起，剪钉筒的上端内侧与上外筒的上端外侧通过第一剪钉固定安装在一起，在剪钉筒的下部内侧固定有上限位环台，上限位环台套装在中心筒外侧，在上外筒的下端内侧有凹台，在凹台与上限位环台之间形成液压腔，在中心筒上有与液压腔相通的径向液压孔，剪钉筒的下部内侧与接头总成的上部外侧固定在一起，接头总成的中部与中心筒的外侧通过第二剪钉固定安装在一起，接头总成的下部内侧与胶筒总成的上部外侧固定在一起，胶筒总成套装在中心筒的外侧，胶筒下座套的上部与中心筒的外侧通过第三剪钉固定安装在一起，胶筒下座套的顶端与胶筒总成的底端顶紧在一起，胶筒下座套的下部内侧与卡瓦上座套的上部内侧固定在一起，卡瓦上座套套装在中心筒的外侧，卡瓦下座套的下部内侧与中心筒的下部外侧固定安装在一起，卡瓦下座套的底端与下接头的顶端顶紧在一起，卡瓦上座套的下部呈上宽下窄的锥台状，卡瓦下座套的上部呈上窄下宽的锥台状，在中心筒外侧沿圆周方向通过第四剪钉固定安装有不少于一个的双头卡瓦，双头卡瓦的上部内侧与卡瓦上座套的下部外侧配合安装在一起，双头卡瓦的下部内侧与卡瓦下座套的上部外侧配合安装在一起，在外筒的外侧与双头卡瓦的上部内侧之间形成上行程腔，在外筒的外侧与双头卡瓦的下部内侧之间形成下行程腔，在双头卡瓦的上部外侧沿圆周分布有齿尖朝下的上卡齿，在双头卡瓦的下部外侧沿圆周分布有齿尖朝上的下卡齿，在中心筒的上端和下接头的下端设置有外螺纹或内螺纹。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述接头总成可包括双公接头和双母接头，双公接头的下部外侧与双母接头的上部内侧固定安装在一起，在双母接头的中部内侧有上内凸台，上内凸台以及与上内凸台对应的双母接头通过第二剪钉与中心筒外侧固定安装在一起，在上内凸台与胶筒总成之间的中心筒外侧套装有上倒齿环，在上倒齿环的内侧沿圆周分布有齿尖朝上的上限位卡齿，在位于上倒齿环下方的中心筒外侧沿圆周分布有能与上限位卡齿配合的上卡齿槽，在胶筒下座套的上部内侧固定有下内凸台，下内凸台以及与下内凸台对应的胶筒下座套通过第三剪钉与中心筒外侧固定安装在一起，在下内凸台与卡瓦上座套之间的中心筒外侧套装有下倒齿环，在下倒齿环的内侧沿圆周分布有齿尖朝上的下限位卡齿，在位于下倒齿环下方的中心筒外侧沿圆周分布有能与下限位卡齿配合的下卡齿槽。

上述胶筒总成可包括胶筒上座套和胶筒体，在胶筒体的上端外侧固定有上胶筒挡环，胶筒上座套的底端与上胶筒挡环顶紧在一起，在胶筒体的下端外侧固定有下胶筒挡环，胶筒下座套的顶端与下胶筒挡环顶紧在一起，在胶筒体的中部内侧有支撑槽，在支撑槽内固定有支撑环。

上述位于第一剪钉下方的中心筒与上外筒之间可固定安装有不少于一道的密封圈，在上外筒下部外侧与剪钉筒的下部内侧之间固定安装有不少于一道的密封圈，在上限位环台的内侧有密封槽，在密封槽内固定有密封挡环，密封挡环的内侧与中心筒外侧顶紧在一起，在密封挡环内固定安装有密封圈，在双公接头下部与双母接头上部之间固定安装有不少于一道的密封圈，在中心筒下端外侧与下接头上端内侧固定安装有不少于一道的密封圈，在支撑环与中心筒外侧固定安装有密封圈。

上述中心筒上部外侧与上外筒的上部内侧可通过紧固螺钉固定安装在一起，卡瓦下座套的下部内侧与中心筒的下部外侧通过螺纹固定安装在一起，中心筒的下端外侧与下接头的上端内侧通过螺纹固定安装在一起。

上述上倒齿环和下倒齿环的上部均可呈上窄下宽的锥形。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，卡瓦上座套、卡瓦下座套、双头卡瓦上的上卡齿以及下卡齿的设置能够使双头卡瓦牢固地座封在套管中，提高了座封作业的成功率，上倒齿环、下倒齿环、上卡齿槽和下卡齿槽的设置能够有效地防止胶筒总成、胶筒下座套和卡瓦上座套发生上行，具有止回的作用，避免了座封失效。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例上半部分的主视半剖视结构示意图。

附图2为本发明最佳实施例下半部分的主视半剖视结构示意图。

附图3为附图1中A处的局部放大结构示意图。

附图4为附图2中B处的局部放大结构示意图。

附图中的编码分别为：1为中心筒，2为上外筒，3为剪钉筒，4为胶筒下座套，5为卡瓦上座套，6为卡瓦下座套，7为下接头，8为第一剪钉，9为上限位环台，10为液压腔，11为径向液压孔，12为第二剪钉，13为第三剪钉，14为支撑环，15为密封圈，16为双头卡瓦，17为内固定台，18为上行程腔，19为下行程腔，20为紧固螺钉，21为第四剪钉，22为双公接头，23为双母接头，24为上内凸台，25为上倒齿环，26为上卡齿槽，27为下内凸台，28为下倒齿环，29为下卡齿槽，30为胶筒上座套，31为胶筒体，32为上胶筒挡环，33为下胶筒挡环。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1至4所示，该可靠悬挂封隔器包括中心筒1、上外筒2、剪钉筒3、接头总成、胶筒总成、胶筒下座套4、卡瓦上座套5、卡瓦下座套6和下接头7，中心筒1上部外侧与上外筒2的上部内侧固定在一起，中心筒1的下端外侧与下接头7的上端内侧固定在一起，剪钉筒3的上端内侧与上外筒2的上端外侧通过第一剪钉8固定安装在一起，在剪钉筒3的下部内侧固定有上限位环台9，上限位环台9套装在中心筒1外侧，在上外筒2的下端内侧有凹台，在凹台与上限位环台9之间形成液压腔10，在中心筒1上有与液压腔10相通的径向液压孔11，剪钉筒3的下部内侧与接头总成的上部外侧固定在一起，接头总成的中部与中心筒1的外侧通过第二剪钉12固定安装在一起，接头总成的下部内侧与胶筒总成的上部外侧固定在一起，胶筒总成套装在中心筒1的外侧，胶筒下座套4的上部与中心筒1的外侧通过第三剪钉13固定安装在一起，胶筒下座套4的顶端与胶筒总成的底端顶紧在一起，胶筒下座套4的下部内侧与卡瓦上座套5的上部内侧固定在一起，卡瓦上座套5套装在中心筒1的外侧，卡瓦下座套6的下部内侧与中心筒1的下部外侧固定安装在一起，卡瓦下座套6的底端与下接头7的顶端顶紧在一起，卡瓦上座套5的下部呈上宽下窄的锥台状，卡瓦下座套6的上部呈上窄下宽的锥台状，在中心筒1外侧沿圆周方向通过第四剪钉21固定安装有不少于一个的双头卡瓦16，双头卡瓦16的上部内侧与卡瓦上座套5的下部外侧配合安装在一起，双头卡瓦16的下部内侧与卡瓦下座套6的上部外侧配合安装在一起，在外筒1的外侧与双头卡瓦16的上部内侧之间形成上行程腔18，在外筒1的外侧与双头卡瓦16的下部内侧之间形成下行程腔19，在双头卡瓦16的上部外侧沿圆周分布有齿尖朝下的上卡齿，在双头卡瓦16的下部外侧沿圆周分布有齿尖朝上的下卡齿，在中心筒1的上端和下接头7的下端设置有外螺纹或内螺纹。当双头卡瓦16座封在套管内时，卡瓦上座套5的下部行至上行程腔18内，卡瓦下座套6的上部套入下行程腔19内，胶筒总成和双头卡瓦16能够座封在套管内，卡瓦上座套5、卡瓦下座套6、双头卡瓦16上的上卡齿以及下卡齿的设置能够使双头卡瓦16牢固地座封在套管中，提高了座封作业的成功率。

可根据实际需要，对上述可靠悬挂封隔器作进一步优化或/和改进：

如附图1至4所示，接头总成包括双公接头22和双母接头23，双公接头22的下部外侧与双母接头23的上部内侧固定安装在一起，在双母接头23的中部内侧有上内凸台24，上内凸台24以及与上内凸台24对应的双母接头23通过第二剪钉12与中心筒1外侧固定安装在一起，在上内凸台24与胶筒总成之间的中心筒1外侧套装有上倒齿环25，在上倒齿环25的内侧沿圆周分布有齿尖朝上的上限位卡齿，在位于上倒齿环25下方的中心筒1外侧沿圆周分布有能与上限位卡齿配合的上卡齿槽26，在胶筒下座套4的上部内侧固定有下内凸台27，下内凸台27以及与下内凸台27对应的胶筒下座套4通过第三剪钉13与中心筒1外侧固定安装在一起，在下内凸台27与卡瓦上座套5之间的中心筒1外侧套装有下倒齿环28，在下倒齿环28的内侧沿圆周分布有齿尖朝上的下限位卡齿，在位于下倒齿环28下方的中心筒1外侧沿圆周分布有能与下限位卡齿配合的下卡齿槽29。上倒齿环25、下倒齿环28、上卡齿槽26和下卡齿槽29的设置能够在双头卡瓦16座封以后，有效地防止胶筒总成、胶筒下座套4和卡瓦上座套5发生上行，具有止回的作用，避免了座封失效，进一步提高了座封作业的成功率，为后续作业的奠定坚实的基础。

如附图1至4所示，胶筒总成包括胶筒上座套30和胶筒体31，在胶筒体31的上端外侧固定有上胶筒挡环32，胶筒上座套30的底端与上胶筒挡环32顶紧在一起，在胶筒体31的下端外侧固定有下胶筒挡环33，胶筒下座套4的顶端与下胶筒挡环33顶紧在一起，在胶筒体31的中部内侧有支撑槽，在支撑槽内固定有支撑环14。支撑环14的设置能够对胶筒体31起到良好的支撑作用。

如附图1至4所示，在位于第一剪钉8下方的中心筒1与上外筒2之间固定安装有不少于一道的密封圈15，在上外筒2下部外侧与剪钉筒3的下部内侧之间固定安装有不少于一道的密封圈15，在上限位环台9的内侧有密封槽，在密封槽内固定有密封挡环，密封挡环的内侧与中心筒1外侧顶紧在一起，在密封挡环内固定安装有密封圈15，在双公接头22下部与双母接头23上部之间固定安装有不少于一道的密封圈15，在中心筒1下端外侧与下接头7上端内侧固定安装有不少于一道的密封圈15，在支撑环14与中心筒1外侧固定安装有密封圈15。密封圈15的设置能够保证座封作业过程的密封性能，保证了座封作业的有序进行，进一步提高了座封作业的成功率。

如附图1至4所示，中心筒1上部外侧与上外筒2的上部内侧通过紧固螺钉20固定安装在一起，卡瓦下座套6的下部内侧与中心筒1的下部外侧通过螺纹固定安装在一起，中心筒1的下端外侧与下接头7的上端内侧通过螺纹固定安装在一起。

根据需要，上倒齿环25和下倒齿环28的上部均呈上窄下宽的锥形。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本发明最佳实施例的使用过程：第一步，将中心筒1和下接头7通过外螺纹与管柱固定安装在一起；第二步，通过地面向中心筒1内给压；第三步，压力通过径向液压孔11进入液压腔10内，液压腔10内的压力作用在上限位环台9上，当液压腔10内的压力达到一定值时，第一剪钉8被剪断，第二剪钉12在持续给压的作用下被剪断；第四步，剪钉筒3、双公接头22、双母接头23和胶筒上座套30自上而下在压力作用下依序被推动，接着，胶筒体31在胶筒上座套30的推动作用下被压缩；第五步，当胶筒体31压缩完毕后，胶筒体31在持续压力的作用下推动胶筒下座套4，胶筒下座套4将推力传递给卡瓦上座套5，卡瓦上座套5的下部下行至上行程腔18内，随后卡瓦上座套5将推力传递给双头卡瓦16，当第四剪钉21被剪断后，双头卡瓦16下行，使得卡瓦下座套6的上部进入下行程腔19内，最后双头卡瓦16座封在套管内，完成座封作业。

Claims (8)

1.一种可靠悬挂封隔器，其特征在于包括中心筒、上外筒、剪钉筒、接头总成、胶筒总成、胶筒下座套、卡瓦上座套、卡瓦下座套和下接头，中心筒上部外侧与上外筒的上部内侧固定在一起，中心筒的下端外侧与下接头的上端内侧固定在一起，剪钉筒的上端内侧与上外筒的上端外侧通过第一剪钉固定安装在一起，在剪钉筒的下部内侧固定有上限位环台，上限位环台套装在中心筒外侧，在上外筒的下端内侧有凹台，在凹台与上限位环台之间形成液压腔，在中心筒上有与液压腔相通的径向液压孔，剪钉筒的下部内侧与接头总成的上部外侧固定在一起，接头总成的中部与中心筒的外侧通过第二剪钉固定安装在一起，接头总成的下部内侧与胶筒总成的上部外侧固定在一起，胶筒总成套装在中心筒的外侧，胶筒下座套的上部与中心筒的外侧通过第三剪钉固定安装在一起，胶筒下座套的顶端与胶筒总成的底端顶紧在一起，胶筒下座套的下部内侧与卡瓦上座套的上部内侧固定在一起，卡瓦上座套套装在中心筒的外侧，卡瓦下座套的下部内侧与中心筒的下部外侧固定安装在一起，卡瓦下座套的底端与下接头的顶端顶紧在一起，卡瓦上座套的下部呈上宽下窄的锥台状，卡瓦下座套的上部呈上窄下宽的锥台状，在中心筒外侧沿圆周方向通过第四剪钉固定安装有不少于一个的双头卡瓦，双头卡瓦的上部内侧与卡瓦上座套的下部外侧配合安装在一起，双头卡瓦的下部内侧与卡瓦下座套的上部外侧配合安装在一起，在外筒的外侧与双头卡瓦的上部内侧之间形成上行程腔，在外筒的外侧与双头卡瓦的下部内侧之间形成下行程腔，在双头卡瓦的上部外侧沿圆周分布有齿尖朝下的上卡齿，在双头卡瓦的下部外侧沿圆周分布有齿尖朝上的下卡齿，在中心筒的上端和下接头的下端设置有外螺纹或内螺纹。

2.根据权利要求1所述的可靠悬挂封隔器，其特征在于接头总成包括双公接头和双母接头，双公接头的下部外侧与双母接头的上部内侧固定安装在一起，在双母接头的中部内侧有上内凸台，上内凸台以及与上内凸台对应的双母接头通过第二剪钉与中心筒外侧固定安装在一起，在上内凸台与胶筒总成之间的中心筒外侧套装有上倒齿环，在上倒齿环的内侧沿圆周分布有齿尖朝上的上限位卡齿，在位于上倒齿环下方的中心筒外侧沿圆周分布有能与上限位卡齿配合的上卡齿槽，在胶筒下座套的上部内侧固定有下内凸台，下内凸台以及与下内凸台对应的胶筒下座套通过第三剪钉与中心筒外侧固定安装在一起，在下内凸台与卡瓦上座套之间的中心筒外侧套装有下倒齿环，在下倒齿环的内侧沿圆周分布有齿尖朝上的下限位卡齿，在位于下倒齿环下方的中心筒外侧沿圆周分布有能与下限位卡齿配合的下卡齿槽。

3.根据权利要求2所述的可靠悬挂封隔器，其特征在于上倒齿环和下倒齿环的上部均呈上窄下宽的锥形。

4.根据权利要求1或2或3所述的可靠悬挂封隔器，其特征在于胶筒总成包括胶筒上座套和胶筒体，在胶筒体的上端外侧固定有上胶筒挡环，胶筒上座套的底端与上胶筒挡环顶紧在一起，在胶筒体的下端外侧固定有下胶筒挡环，胶筒下座套的顶端与下胶筒挡环顶紧在一起，在胶筒体的中部内侧有支撑槽，在支撑槽内固定有支撑环。

5.根据权利要求4所述的可靠悬挂封隔器，其特征在于位于第一剪钉下方的中心筒与上外筒之间固定安装有不少于一道的密封圈，在上外筒下部外侧与剪钉筒的下部内侧之间固定安装有不少于一道的密封圈，在上限位环台的内侧有密封槽，在密封槽内固定有密封挡环，密封挡环的内侧与中心筒外侧顶紧在一起，在密封挡环内固定安装有密封圈，在双公接头下部与双母接头上部之间固定安装有不少于一道的密封圈，在中心筒下端外侧与下接头上端内侧固定安装有不少于一道的密封圈，在支撑环与中心筒外侧固定安装有密封圈。

6.根据权利要求1或2或3所述的可靠悬挂封隔器，其特征在于中心筒上部外侧与上外筒的上部内侧通过紧固螺钉固定安装在一起，卡瓦下座套的下部内侧与中心筒的下部外侧通过螺纹固定安装在一起，中心筒的下端外侧与下接头的上端内侧通过螺纹固定安装在一起。

7.根据权利要求4所述的可靠悬挂封隔器，其特征在于中心筒上部外侧与上外筒的上部内侧通过紧固螺钉固定安装在一起，卡瓦下座套的下部内侧与中心筒的下部外侧通过螺纹固定安装在一起，中心筒的下端外侧与下接头的上端内侧通过螺纹固定安装在一起。

8.根据权利要求5所述的可靠悬挂封隔器，其特征在于中心筒上部外侧与上外筒的上部内侧通过紧固螺钉固定安装在一起，卡瓦下座套的下部内侧与中心筒的下部外侧通过螺纹固定安装在一起，中心筒的下端外侧与下接头的上端内侧通过螺纹固定安装在一起。