CN104806193A - 一种封隔器 - Google Patents
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Abstract
一种封隔器，包括主体组件、中心轴以及顺次设置在所述中心轴上的坐封组件、压缩胶筒组件和解封组件，所述解封组件包括与地面液压管线连通的解封传压通道以及安装在所述中心轴上的解封下行组件，所述解封下行组件与所述解封传压通道连通，所述解封下行组件在所述解封传压通道内的压力作用下进行下行移动；该封隔器可通过地面液控管线加压进行解封，解决了因为外卡瓦不能复位而引起的遇卡和解封不彻底的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种封隔器。
背景技术
目前，海上大部分油气田所用的电缆穿越封隔器多采用的坐封方式为通过油管打压进行液压坐封，解封方式均为直拉油管机械解封，并采用带有弹簧机构的双向外卡瓦对封隔器进行锚定，而在实际现场使用过程中，由于外卡瓦弹簧长期暴露于带有腐蚀性井液内，弹簧容易失效，外卡瓦不能正常复位，从而造成了封隔器不能正常解封，起出过程中封隔器容易发生遇卡事故，为海上油气平台修井作业带了很大的麻烦。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种封隔器，该封隔器无需上提油管解封，可通过地面液控管线加压进行解封，解决了因为外卡瓦不能复位而引起的遇卡和不能解封起出的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种封隔器，包括主体组件、中心轴以及顺次设置在所述中心轴上的坐封组件、压缩胶筒组件和解封组件，所述解封组件包括与地面液压管线连通的解封传压通道以及安装在所述中心轴上的解封下行组件，所述解封下行组件与所述解封传压通道连通，所述解封下行组件在所述解封传压通道内的压力作用下进行下行移动。
较佳地，所述解封组件还包括水力锚锚定组件，所述水力锚锚定组件安装在所述主体组件外侧的多排锚孔内，所述锚孔与所述解封传压通道连通。
较佳地，所述解封下行组件包括胶筒下压套和下滑动套，所述胶筒下压套通过解封螺钉固定在所述中心轴上，并与所述压缩胶筒组件相抵，所述下滑动套与所述胶筒下压套通过螺纹连接，且所述下滑动套与所述中心轴的外壁之间设有密闭的空腔，所述空腔内、中心轴的外壁上固定有限位环和解封活塞，所述解封活塞远离所述胶筒下压套一侧的空腔与所述解封传压通道连通。
较佳地，所述解封传压通道包括连接所述主体组件与地面的液控管线以及所述主体组件内部的传压通道。
较佳地，所述水力锚锚定组件包括设置在所述主体组件外侧顺次连接的多排水力锚、弹簧以及压板，所述压板通过螺钉固定在所述主体组件上。
较佳地，所述主体组件内部的传压通道内设有液压开启阀，所述液压开启阀的传压进口与所述锚孔通过所述主体组件内部的传压通道并联。
较佳地，所述液压开启阀包括外壳以及阀芯，所述外壳内具有腔体，所述腔体具有与所述主体组件内部的传压通道连通的传压进口以及传压出口，所述阀芯通过剪切销钉固定在所述传压进口上，所述阀芯的圆周方向及其中心开设有过流孔。
较佳地，所述坐封组件包括设置所述中心轴上的活塞套、上滑动套、胶筒上压套以及设置在所述主体组件内的坐封传压通道，所述活塞套与所述中心轴之间设有密闭腔体，所述密闭腔体与所述坐封传压通道连通，所述上滑动套的一端设置在所述密闭腔体内，并通过剪钉与所述活塞套固定，所述上滑动套的另一端与所述胶筒上压套通过螺纹连接。
较佳地，所述上滑动套与所述胶筒上压套之间顺次设有弹簧、弹簧挡圈以及内卡瓦。
本发明的有益效果是：
1、本发明结构简单，操作方便，其上的解封传压通道与地面液压管线连通，通过在地面对地面液压管线进行加压，剪断解封螺钉，使下行组件向下运动，从而为压缩胶筒组件的复位提供了活动空间，从而实现封隔器的解封；本发明去除现有封隔器中外卡瓦等相关锚定部件，改直拉油管解封封隔器为通过地面液控管线进行解封，从而避免了封隔器遇卡和不能解封的问题。
2、由于本发明封隔器去掉双向外卡瓦等锚定部件，所以坐封完成后因封隔器存在上下压差会形成上下蠕动，导致封隔器因上下蠕动可造成压缩胶筒组件磨损严重，降低了胶筒密封性能和封隔器的寿命，本发明中的水力锚锚定组件，其与解封传压通道连通，在封隔器使用过程中，液压开启阀处于关闭状态，水力锚锚定通过解封传压通道加压使主体组件外侧的多排水力锚张开，并咬紧套管内壁，将封隔器锚定，避免封隔器因没有外卡瓦锚定而发生蠕动现象。
3、本发明中解封传压通道上设有液压开启阀，在解封过程中，解封传压通道内达到开启压力后，才能打开液压开启阀，将解封传压通道内的压力传送给解封下行组件，使解封下行组件下行，实现封隔器解封，上提油管起出封隔器。
4、本发明中调整水力锚的安装方式，可使封隔器能承受较大的上下压差，可确保封隔器不会因井下压力过大而提前解封，本发明的封隔器可以联接电缆穿越总成、放气阀、化学注入管线、液压控制管线以及井下监视系统等，胶筒密封系统可更换，以适用于不规则套管和低压状态，双向水力锚定系统在封隔器坐封完成后通过液压方式始终打开，可使封隔器承受来自封隔器的上下压差，避免密封胶筒的磨损，降低封隔器的使用寿命。
附图说明
图1为本发明封隔器的结构示意图；
图2为图1中L-L的剖视图；
图3为本发明解封传压通道的剖视图；
图4为本发明中液压开启阀的结构示意图。
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明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
一种封隔器，包括主体组件1、中心轴2、顺次设置在所述中心轴2上的坐封组件、压缩胶筒组件以及解封组件，所述解封组件包括与地面液压管线连通的解封传压通道17以及设置在所述中心轴2上的解封下行组件，所述解封下行组件与所述解封传压通道17连通，所述解封下行组件在所述解封传压通道17内的压力作用下进行下行移动。
如图1所示，封隔器的主体组件1与中心轴2连接，所述中心轴2内设有中心油管，主体组件1为单一回转体零件，主体组件1顶端有多种接口，可以连接生产油管、放气阀、化学注入管线、液压控制管线及井下监视系统等设备；主体组件1与中心轴2采用螺纹固定，且在主体组件1与中心轴2之间设有密封圈3。
如图1所示，压缩胶筒组件包括顺次套设在所述中心轴2上的上胶筒14、中间胶筒15以及下胶筒16，上胶筒14和下胶筒16安装在中间胶筒15的两侧，上胶筒14与坐封组件中的胶筒上压套6相抵，下胶筒16与解封组件中的胶筒下压套18相抵，上胶筒14和下胶筒16具有弹簧防突结构，并且硬度与中间胶筒15不同，可保证在高压、低压或者不规则井筒中密封可靠。
如图1所示，封隔器的坐封组件包括设置所述中心轴2上的活塞套4、上滑动套5、胶筒上压套6以及设置在所述主体组件1内的坐封传压通道7，坐封传压通道7包括互相连通的轴向和径向的传压通道，轴向传压通道的进口与中心油管连通，径向传压通道的末端安装密封堵头8，在中心轴2上固定安装活塞套4，在活塞套4与中心轴2外圆柱面之间设有密闭腔体，该密闭腔体与轴向传压通道连通，轴向传压通道可以将中心油管的内压传递到该密闭腔体内，在中心轴2外圆柱面上设有上滑动套5，上滑动套5的一端安装在活塞套4与中心轴2外圆柱面之间的密闭腔体内，且上滑动套5的一端与活塞套4之间通过剪钉9固定，在上滑动套5的内测和外侧均安装有密封圈；上滑动套5的另一端与胶筒上压套6的一端固定，胶筒上压套6的另一端与压缩胶筒组件相抵，在上滑动套5与胶筒上压套6之间顺次设有弹簧10、弹簧挡圈11以及内卡瓦12，内卡瓦12在中心轴2上跳动，限定上滑动套5只能下行，不能上行，即保持封隔器坐封位置；在上滑动套5与中心轴2外圆柱面之间设有限位环13，用于限制上滑动套5的行程。
本发明的封隔器在坐封时，中心油管内部打压，压力通过坐封传压通道7，即轴向和径向传压通道，传递到活塞套4与中心轴2外圆柱面之间的密闭腔体内，密闭腔体内压力增大，压力达到预定值时，剪断上滑动套5与活塞套4固定的剪钉9，使上滑动套5推动胶筒上压套6下行，并通过胶筒上压套6挤压压缩胶筒组件的一端，由于压缩胶筒组件的另一端与解封组件中的胶筒下压套18相抵，胶筒下压套18通过解封螺钉24固定到中心轴2上，故压缩胶筒组件在压力的作用下被持续压缩变形，当压力达到坐封压力后，停止加压，封隔器坐封过程完成。
如图1、图2和图3所示，封隔器的解封组件包括解封传压通道17、设置在中心轴2外圆柱面上的解封下行组件以水力锚锚定组件20，解封传压通道17包括连接所述主体组件1与地面的液控管线以及所述主体组件1内部的传压通道，所述主体组件1内部的传压通道为于封隔器的主体组件1下端，并轴向设置在封隔器的主体组件1内，所述主体组件1内部的传压通道具有传压进口和传压出口，传压进口位于封隔器的主体前端，并与解封传压通道17中的连接所述主体组件1与地面的液控管线连通，传压出口与解封组件中下滑动套19与中心轴2外圆柱面之间的密闭的空腔连通。
解封组件中的解封下行组件包括胶筒下压套18和下滑动套19，胶筒下压套18通过解封螺钉24固定在中心轴2外圆柱面上，可以通过调整解封螺钉24的数量来调整解封力，胶筒下压套18的一端与压缩胶筒组件中的下胶筒16相抵，胶筒下压套18的另一端通过螺纹与下滑动套19的一端连接，下滑动套19与中心轴2外圆柱面之间设有密封圈3，下滑动套19与中心轴2外圆柱面之间设有密闭的空腔，在所述空腔内的中心轴2外圆柱面上固定有解封活塞21，解封活塞21内安装有限位环13，解封活塞21内外圆柱面都安装有密封圈3，解封活塞21远离胶筒下压套18一侧的空腔与解封传压通道17连通，下滑动套19可在解封传压通道17的压力作用下，在中心轴2上下行。
如图1、图2和图3所示，封隔器的水力锚锚定组件20包括设置在所述主体组件1外侧顺次连接的多排水力锚、弹簧以及压板，水力锚内部安装弹簧，弹簧采用压板压紧，压板用紧固螺钉固定到主体组件1上；水力锚锚定组件20采用密封圈结构安装在主体组件1前部外侧的锚孔内，每个水力锚孔均与解封传压通道17连通，该水力锚锚定组件20可通过地面加压控制，随压力的增大而增大，消除封隔器坐封完成后的蠕动问题，防止出现封隔器因井下压力过大造成提前解封的问题。
如图3和图4所示，解封传压通道17包括主体组件与地面的液控管线以及所述主体组件内部的传压通道，在解封传压通道17中主体组件1内部的传压通道上通过密封扣安装有液压开启阀21，所述液压开启阀21的传压进口与锚定组件20中的水力锚所在的锚孔通过主体组件1内部的传压通道并联；液压开启阀21包括外壳22以及阀芯23，外壳22包括互相扣合的上接头和下接头，上接头和下接头通过螺纹+密封圈的密封结构连接，外壳22内具有腔体，所述腔体具有传压进口以及传压出口，腔体的传压进口与解封传压通道17中主体组件1内部的传压通道连通，所述腔体的传压出口通过解封传压通道17与解封下行组件连通，所述阀芯23通过剪切销钉25固定在腔体内，在阀芯23的圆周方向及其中心开设有过流孔，当解封时，解封传压通道17持续给外壳22内的腔体加压，压力达到预定值后，阀芯23剪断阀芯23上的剪切销钉25，使阀芯23在腔体内下行，并使阀芯23上的过流孔与外壳22腔体的传压出口连通，实现将解封传压通道17内的压力通过液压开启阀21传送至解封下行组件。
本发明上述解封组件在使用过程时，解封组件中的液压开启阀21处于关闭状态，在井口地面通过液压管线加压，压力通过解封传压通道17传送至水力锚锚定组件20的锚孔内，水力锚锚定组件20在压力的作用下张开，并咬紧套管，实现封隔器的锚定，避免了因封隔器上下压差发生蠕动，造成压缩胶筒组件过早磨损，同时，使封隔器能承受上下压差，防止封隔器发生解封事故。
当井口地面持续加压，使压力达到解封压力时，液压开启阀21中的阀芯23剪断其上的剪切销钉25，使阀芯23下行，打开阀芯23上的过流孔，并连通解封传压通道17与解封下行组件，压力通过解封传压通道17传送至下滑动套19与中心轴2外圆柱面之间的密闭空腔，由于解封活塞21固定在中心轴2外圆柱面上，解封活塞21不会发生移动，故下滑动套19在压力的作用下下移，下滑动套19带动胶筒下压套18，将固定胶筒下压套18的解封螺钉24剪断，实现胶筒下压套18的下行，为压缩胶筒组件的复位提供了活动空间，使压缩胶筒组件复位，之后将解封传压通道17完全泄压，使水力锚锚定组件20在弹簧作用下复位，此时，封隔器完成解封。继续上提管柱可以回收封隔器。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (9)
1.一种封隔器，其特征在于，包括主体组件、中心轴以及顺次设置在所述中心轴上的坐封组件、压缩胶筒组件和解封组件，所述解封组件包括与地面液压管线连通的解封传压通道以及安装在所述中心轴上的解封下行组件，所述解封下行组件与所述解封传压通道连通，所述解封下行组件在所述解封传压通道内的压力作用下进行下行移动。
2.如权利要求1所述的封隔器，其特征在于，所述解封组件还包括水力锚锚定组件，所述水力锚锚定组件安装在所述主体组件外侧的多排锚孔内，所述锚孔与所述解封传压通道连通。
3.如权利要求1所述的封隔器，其特征在于，所述解封下行组件包括胶筒下压套和下滑动套，所述胶筒下压套通过解封螺钉固定在所述中心轴上，并与所述压缩胶筒组件相抵，所述下滑动套与所述胶筒下压套通过螺纹连接，且所述下滑动套与所述中心轴的外壁之间设有密闭的空腔，所述空腔内、中心轴的外壁上固定有限位环和解封活塞，所述解封活塞远离所述胶筒下压套一侧的空腔与所述解封传压通道连通。
4.如权利要求2所述的封隔器，其特征在于，所述解封传压通道包括连接所述主体组件与地面的液控管线以及所述主体组件内部的传压通道。
5.如权利要求2所述的封隔器，其特征在于，所述水力锚锚定组件包括设置在所述主体组件外侧顺次连接的多排水力锚、弹簧以及压板，所述压板通过螺钉固定在所述主体组件上。
6.如权利要求4所述的封隔器，其特征在于，所述主体组件内部的传压通道内设有液压开启阀，所述液压开启阀的传压进口与所述锚孔通过所述主体组件内部的传压通道并联。
7.如权利要求6所述的封隔器，其特征在于，所述液压开启阀包括外壳以及阀芯，所述外壳内具有腔体，所述腔体具有与所述主体组件内部的传压通道连通的传压进口以及传压出口，所述阀芯通过剪切销钉固定在所述传压进口上，所述阀芯的圆周方向及其中心开设有过流孔。
8.如权利要求1-7任一所述的封隔器，其特征在于，所述坐封组件包括设置所述中心轴上的活塞套、上滑动套、胶筒上压套以及设置在所述主体组件内的坐封传压通道，所述活塞套与所述中心轴之间设有密闭腔体，所述密闭腔体与所述坐封传压通道连通，所述上滑动套的一端设置在所述密闭腔体内，并通过剪钉与所述活塞套固定，所述上滑动套的另一端与所述胶筒上压套通过螺纹连接。
9.如权利要求8所述的封隔器，其特征在于，所述上滑动套与所述胶筒上压套之间顺次设有弹簧、弹簧挡圈以及内卡瓦。
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