CN105064947A - 一种可回收式液压采油封隔器 - Google Patents

Abstract

一种可回收式液压采油封隔器，具有双向卡瓦，可在拉伸、压缩或中性状态下坐封，并且能够承受来自上下的压力差，封隔器内部的大旁通孔设计可减少在下放和回收时的抽汲效应，并在工具坐封时自动关闭；当封隔器解封时，首先打开旁通孔，平衡上下压力，该封隔器在承下压时，补偿活塞能进一步保证上卡瓦咬的更紧，坐封更可靠，同时该封隔器上卡瓦释放装置可减少回收工具时的阻力。本发明的独到之处在于:他不仅承压能力好，能在各种工况下完成坐封,且可回收。

Description

一种可回收式液压采油封隔器

技术领域

本发明涉及一种石油钻采设备，特别是一种可回收式液压采油封隔器。

背景技术

采油封隔器是完井中的关键零件，在井口出现危急情况时用作井下安全屏障关住井喷，封隔器必须牢牢地锚定在套管中，并且维持生产油管和套管之间的密封。常规机械封隔器由于结构原因，使用时带有旋转管柱作业，尤其不适用于扭矩不好传递的超深井或斜井，水平井中。而常规液压封隔器普遍承压能力较低，其压力一般在35MPa以下，耐高温能力也较低，一般耐高温在150℃以下。而用于水井后，由于锚瓦频繁的动作易损坏，后期解封存在隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石油钻采设备，他不仅承压能力好而且能在各种工况下完成坐封。

实现本发明目的的技术方案是:一种可回收式液压采油封隔器，包括由芯轴接箍连接的上、下中心管，连接在上中心管顶部的上接头以及连接在下中心管底部的下接头，其特征在于:所述的上中心管外壁上套有组合胶套，有上、下导环沿轴向对称布置在组合胶套的两端，所述的上导环的顶部通过第一连接机构与上锥体连接，所述的下导环的底部连接有第二连接机构，所述第二连接机构与上、下中心管外壁之间形成空腔，有一坐封活塞设置在该空腔内，该坐封活塞的底部连接有下锥体，所述的上中心管与该坐封活塞对应位置开有传压孔，有上卡瓦沿轴布置在上锥体的一侧，有下卡瓦沿轴向布置在下锥体的一侧，所述的上、下卡瓦通过紧固零件分别固定在上、下中心管上，所述第一连接机构与上中心管之间形成空腔，有补偿活塞、锁紧接头以及内阀沿轴向自上而下依次布置在该空腔内。

而且所述的上中心管内壁具有一凸起台阶，所述的锁紧接头锁紧在凸起台阶上，该锁紧接头一端与内阀螺纹连接另一端布置有补偿活塞。

而且所述补偿活塞其内、外壁上均开有凹槽，有内、外“O”形密封圈分别置于其内、外壁的凹槽中，所述的内、外“O”形密封圈分别密封补偿活塞与中心管及第一连接机构之间的空隙。

而且所述的坐封活塞上部具有变径段，其直径在变径段处由上自下缩小。

而且所述的第一连接机构由套阀与中间接箍组成，所述的上锥体依次通过套阀、中间接箍与上导环连接。

而且所述的第二连接机构由橡胶套挡圈、连接套、坐封套、锁环套罩组成，所述下锥体依次通过锁环套罩、坐封套、连接套以及橡胶套挡圈与下导环连接。

而且所述的紧固零件是卡瓦承留环。

而且所述传压孔处设有棘爪体，该棘爪体的另一端与连接套连接。

而且所述上、下卡瓦上分别连接有上、下卡瓦套，所述上卡瓦套一端与上卡瓦连接另一端通过弹簧套罩以及锁帽与上接头连接，有弹性零件设置在弹簧套罩与上中心管之间，所述下卡瓦套一端与下卡瓦连接另一端与下卡瓦套锁帽连接，所述下卡瓦套锁帽与下中心管之间还具有剪切套。

而且所述上卡瓦套内具有至少两个上卡瓦以及一个释放卡瓦。

而且所述的组合胶套由中间胶筒以及包覆在中间胶筒外的端胶筒组成，所述中间胶筒由氢化丁晴橡胶制成，所述端胶筒由氟橡胶制成且其内部还置有硫化金属丝。

本发明的优点在于:1.具有双向卡瓦，可在拉伸、压缩或中性状态下坐封，并且能够承受来自上下的压力差。2.封隔器内部的大旁通孔设计可减少在下放和回收时的抽汲效应，并在工具坐封时自动关闭。3.封隔器在承受下压时，补偿活塞能进一步保证上卡瓦咬的更紧，坐封更可靠，同时该封隔器上卡瓦释放装置可减少回收工具时的阻力，便于回收。4.组合胶筒由耐高温材料制成，可承受204°的高温，使用寿命长。

附图说明

图1是封隔器的结构示意图；

图2是上卡瓦回收部分放大图；

图3是旁通机构部分放大图；

图4是坐封机构部分放大图；

图5是坐封机构部分放大图。

具体实施方式

参见图1～4以下将结合实施例对本发明做进一步说明。

一种石油钻采设备，特别是一种可回收式液压采油封隔器，包括由芯轴接箍28连接的上、下中心管3、4，连接在上中心管3顶部的上接头1以及连接在下中心管4底部的下接头2，其特征在于:所述的上中心管3外壁上套有组合胶套8，有上、下导环7、9沿轴向对称布置在组合胶套8的两端，所述的上导环7的顶部通过第一连接机构与上锥体6连接，所述的下导环9的底部连接有第二连接机构，所述第二连接机构与上、下中心管3、4外壁之间形成空腔，有一坐封活塞10设置在该空腔内，该坐封活塞10的底部连接有下锥体12，所述的上中心管3与该坐封活塞10对应位置开有传压孔34，有上卡瓦5沿轴向布置在上锥体6的一侧，有下卡瓦13沿轴向布置在下锥体12的一侧，所述的上、下卡瓦5、13通过紧固零件分别固定在上、下中心管3、4上，所述第一连接机构与上中心管3之间形成空腔，有补偿活塞20、锁紧接头21以及内阀22沿轴向自上而下依次布置在该空腔内。

压力液通过上中心管3管壁上的传压孔34进入坐封活塞10所在空腔，并施力于坐封活塞10的变径段处，驱动其沿轴向运动，由坐封活塞10以及连接套25分别带动上、下锥体6、12运动。

而且所述的上中心管3内壁具有一凸起台阶，所述的锁紧接头21锁紧在凸起台阶上，该锁紧接头21一端与内阀22螺纹连接另一端布置有补偿活塞20。

坐封时，内阀22插入密封环总成37，并形成密封空间，封住套阀19上的旁通孔，补偿活塞20用于进一步推动上锥体6挤压上卡瓦5，确保坐封的可靠。

而且所述补偿活塞20其内、外壁上均开有凹槽，有内、外“O”形密封圈38、39分别置于其内、外壁的凹槽中，所述的内、外“O”形密封圈38、39分别密封补偿活塞20与中心管3及第一连接机构之间的空隙。

内、外“O”形密封圈38、39用于密封补偿活塞20与中心管3及第一连接机构之间的空隙。

而且所述的坐封活塞10上部具有变径段，其直径在变径段处由上自下缩小。

压力液通过上中心管3管壁上的传压孔34进入坐封活塞10所在空腔，并施力于坐封活塞10的变径段处，驱动其沿轴向运动。

进一步的技术方案可以是所述的第一连接机构由套阀19与中间接箍23组成，所述的上锥体6依次通过套阀19、中间接箍23与上导环7连接。

压力液通过上中心管3管壁上的传压孔34进入坐封活塞10所在空腔，并施力于连接套25，驱动连接套25沿轴向运动，连接套25通过下导环9、组合胶套8以及第一连接机构驱动上锥体6上行。

而且所述的第二连接机构由橡胶套挡圈24、连接套25、坐封套26、锁环套罩35组成。

进一步的技术方案也可以是所述的紧固零件是卡瓦承留环15。

卡瓦被卡瓦承留环15收紧，保持闭合状态，当压力达到设定值时，卡瓦承留环15断裂，卡瓦在锥体的挤压力下向外张开。

而且所述传压孔34处设有棘爪体11，该棘爪体11的另一端与连接套25连接。

由于棘爪体11设置在传压孔34处，其外侧为坐封活塞10的直径较小的一端，因此当压力液进入坐封活塞10所在空腔时，棘爪体11无法沿轴向活动，连接其上的连接套25也被固定，在坐封活塞10向下运动一段距离后，其变径段经过了棘爪体11，此时棘爪体11便有了沿轴向运动的空间，连接套25被释放开始驱动第一连接机构。

进一步的技术方案还可以是所述上、下卡瓦5、13上分别连接有上、下卡瓦套14、29，所述上卡瓦套14一端与上卡瓦5连接另一端通过弹簧套罩16以及锁帽18与上接头1连接，有弹性零件设置在弹簧套罩16与上中心管3之间，所述下卡瓦套29一端与下卡瓦12连接另一端与下卡瓦套锁帽30连接，所述下卡瓦套锁帽30与下中心管4之间还具有剪切套31。

而且所述上卡瓦套14内具有至少两个上卡瓦5以及一个释放卡瓦36。

释放卡瓦36的齿尖是平的，不会咬入套管内，解封时可以帮助上卡瓦5解封。

而且所述的组合胶套8由中间胶筒以及包覆在中间胶筒外的端胶筒组成，所述中间胶筒由氢化丁晴橡胶制成，所述端胶筒由氟橡胶制成且其内部还置有硫化金属丝。

组合胶套由耐高温的橡胶材料制成，可以承受204°的高温，以适应高温工况，坐封效果好，使用寿命长。

实施例

封隔器在下井过程中，阀套上的大旁通孔设计可减少在下放和回收时的抽汲效应。利用配套的插管或球座在封隔器内孔处形成密封，从油管内打压，液体通过上中心管3的传压孔34在坐封活塞10上产生轴向向下的推力，压力达到解封力时，坐封活塞10剪断第一剪切销32，并向下移动推动下锥体12挤压下卡瓦13，挤压力达到卡瓦承留环15断裂力时，下卡瓦13径向张向咬入套管。传压孔34的压力同时向上传递，推动连接套25向上运动，在坐封活塞10让出径向空间后，棘爪体11在连接套25向上运动的带动下棘爪体11下端的凸块移出上中心管3的第二凹槽，连接套25继续推动下导环9、组合胶套8以及第一连接机构上行，上锥体14在第一连接机构的驱动下挤压上卡瓦5，当挤压力达到卡瓦承留环,15的断裂力时，上卡瓦5径向移动咬入套管内壁。这时内阀22与密封环总成37接触形成密封空间，封住套阀上的旁通孔。同时连接套25进一步挤压上卡瓦5时，组合胶套8在上、下导环7、9的作用力下外径逐渐变大直到封住套管内径和衬套芯轴外径。传压孔34的压力同时推动连接套25向上移动和坐封活塞10向下移动时，连接套25带动第一连接机构上移动，坐封活塞10向下移动，当传压孔34的压力达到设定坐封压力时，上、下卡瓦5、13咬入套管，组合胶套8封住环空，锁环锁住坐封套26和坐封活塞10，防止组合胶套8回弹，至此完成封隔器坐封，此时油管内停止打压，组合胶套8依然能封住环空。封隔器在工作时，如果主要承受下环空压力时，压力由橡胶套挡圈24的孔进入衬套芯轴与上中心管3的间隙中，再传入内阀22与上中心管3的间隙中，最后推动补偿活塞20向上移动，补偿活塞20推动上锥体6进一步挤压上卡瓦5咬入套管，确保坐封可靠。

封隔器解封是直接上提油管，油管带动上接头1、上中心管3、芯轴接箍28、下中心管4向上移动，上提压力达到解封力时，下中心管4剪断第二剪切销33。上中心管3带动弹性零件、上卡瓦套14向上移动，在弹性零件弹力的反复作用下使上卡瓦5松动，带着上卡瓦5向上移动与上锥体6分开，继而组合胶套8在自身弹力下回弹，完成解封。

本发明已于同日就同一主题申请了实用新型专利。

Claims (11)

1.一种可回收式液压采油封隔器，包括由芯轴接箍连接的上、下中心管，连接在上中心管顶部的上接头以及连接在下中心管底部的下接头，其特征在于:所述的上中心管外壁上套有组合胶套，有上、下导环沿轴向对称布置在组合胶套的两端，所述的上导环的顶部通过第一连接机构与上锥体连接，所述的下导环的底部连接有第二连接机构，所述第二连接机构与上、下中心管外壁之间形成空腔，有一坐封活塞设置在该空腔内，该坐封活塞的底部连接有下锥体，所述的上中心管与该坐封活塞对应位置开有传压孔，有上卡瓦沿轴布置在上锥体的一侧，有下卡瓦沿轴向布置在下锥体的一侧，所述的上、下卡瓦通过紧固零件分别固定在上、下中心管上，所述第一连接机构与上中心管之间形成空腔，有补偿活塞、锁紧接头以及内阀沿轴向自上而下依次布置在该空腔内。

2.根据权利要求1所述的一种可回收式液压采油封隔器，其特征在于：所述的上中心管内壁具有一凸起台阶，所述的锁紧接头锁紧在凸起台阶上，该锁紧接头一端与内阀螺纹连接另一端布置有补偿活塞。

3.根据权利要求1或2所述的一种可回收式液压采油封隔器，其特征在于:所述补偿活塞其内、外壁上均开有凹槽，有内、外“O”形密封圈分别置于其内、外壁的凹槽中，所述的内、外“O”形密封圈分别密封补偿活塞与中心管及第一连接机构之间的空隙。

4.根据权利要求1所述的一种可回收式液压采油封隔器，其特征在于:所述的坐封活塞上部具有变径段，其直径在变径段处由上自下缩小。

5.根据权利要求1所述的一种可回收式液压采油封隔器，其特征在于:所述的第一连接机构由套阀与中间接箍组成，所述的上锥体依次通过套阀、中间接箍与上导环连接。

6.根据权利要求1所述的一种可回收式液压采油封隔器，其特征在于:所述的第二连接机构由橡胶套挡圈、连接套、坐封套、锁环套罩组成，所述下锥体依次通过锁环套罩、坐封套、连接套以及橡胶套挡圈与下导环连接。

7.根据权利要求1所述的一种可回收式液压采油封隔器，其特征在于:所述的紧固零件是卡瓦承留环。

8.根据权利要求1所述的一种可回收式液压采油封隔器，其特征在于:所述传压孔处设有棘爪体，该棘爪体的另一端与连接套连接。

9.根据权利要求1所述的一种可回收式液压采油封隔器，其特征在于:所述上、下卡瓦上分别连接有上、下卡瓦套，所述上卡瓦套一端与上卡瓦连接另一端通过弹簧套罩以及锁帽与上接头连接，有弹性零件设置在弹簧套罩与上中心管之间，所述下卡瓦套一端与下卡瓦连接另一端与下卡瓦套锁帽连接，所述下卡瓦套锁帽与下中心管之间还具有剪切套。

10.根据权利要求9所述的一种可回收式液压采油封隔器，其特征在于:所述上卡瓦套内具有至少两个上卡瓦以及一个释放卡瓦。

11.根据权利要求1所述的一种可回收式液压采油封隔器，其特征在于:所述的组合胶套由中间胶筒以及包覆在中间胶筒外的端胶筒组成，所述中间胶筒由氢化丁晴橡胶制成，所述端胶筒由氟橡胶制成且其内部还置有硫化金属丝。