CN105464618A - 一种压缩式封隔器坐封启动锁定机构 - Google Patents

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    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
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    • E21B33/127—Packers; Plugs with inflatable sleeve

Abstract

本发明属于油气田储层改造技术领域，是一种压缩式封隔器坐封启动锁定机构，包括锁止滑套和锁块，锁止滑套通过剪钉固定在封隔器的中心轴内，中心轴上设置有放置锁块径向小孔，锁块的高度大于小孔的深度，锁块在小孔内有沿径向的活动量；中心轴外套着上胶筒座，上胶筒座内壁设置有内环槽，锁块高于径向小孔的部分向外落于上胶筒座内壁的内环槽内，利用锁止滑套和锁块阻止上胶筒座径向移动，不会因为入井过程中阻尼过大而使得胶筒座压缩胶筒，对封隔器胶筒进行保护，有效地解决了常规的靠钻压坐封封隔器在跟随工具串下放的过程中，由于摩擦阻尼等致使胶筒产生压缩甚至是封隔器坐封，会对胶筒造成磨损甚至损坏，影响封隔器密封性能的问题。

Description

一种压缩式封隔器坐封启动锁定机构
技术领域
本发明属于油气田储层改造技术领域，是油、气田压裂、酸化施工作业中重要的井下作业工具之一，具体涉及一种压缩式封隔器坐封启动锁定机构。
背景技术
封隔器是油田压裂、酸化作业中最重要的一种常规工具。目前依靠钻压坐封的压缩式封隔器-Y111封隔器在现场使用很普遍，其坐封方式可靠性高，结构简单、成本相对低廉，在多项压裂酸化等施工工艺中均有用到。
常规的靠钻压坐封封隔器在某些施工工艺及水平井筒中存在有一定缺陷，主要原因在于管柱中大尺寸工具串与井壁之间发生摩擦产生较大的阻尼，这对于封隔器来说等同于施加一定的钻压，阻尼过大会使胶筒产生压缩甚至是封隔器坐封，这样在下钻过程中会对胶筒造成磨损甚至损坏，影响封隔器密封性能。
发明内容
本发明的目的是解决常规的靠钻压坐封封隔器在跟随工具串下放的过程中，由于摩擦阻尼较大，使胶筒产生压缩甚至是封隔器坐封，会对胶筒造成磨损甚至损坏，影响封隔器密封性能的问题。
为此，本发明提供了一种压缩式封隔器坐封启动锁定机构，包括锁止滑套和锁块，锁止滑套通过剪钉固定在封隔器的中心轴内，所述的中心轴上设置有放置锁块径向小孔，锁块的长度大于小孔的深度，锁块在小孔内有沿小孔径向的活动量；中心轴外套着上胶筒座，上胶筒座内壁设置有内环槽，锁块高于径向小孔的部分向外落于上胶筒座内壁的内环槽内。
所述的锁止滑套内部通孔为小直径的阻尼孔。
所述的锁块与上胶筒座内环槽接触面是一个倒角斜面。
所述的锁块与上胶筒座内环槽接触斜面的倾斜角度为45°。
所述的锁块设计有台阶面，中心轴上设置的放置锁块径向小孔在其内端为缩紧部，该缩紧部对锁块的台阶面进行限位。
本发明的有益效果：本发明的这种压缩式封隔器坐封启动锁定机构，通过控制滑套的掉落与否来控制锁块位置继而控制封隔器的坐封启动，这种压缩式封隔器坐封启动锁定机构，利用锁止滑套和锁块阻止上胶筒座径向移动，不会因为下井过程中摩擦阻尼过大而使得胶筒座压缩胶筒，对封隔器胶筒进行保护，有效地解决了常规的靠钻压坐封封隔器在跟随工具串下放的过程中，由于摩擦致使阻尼增大，使胶筒产生压缩甚至是封隔器坐封，会对胶筒造成磨损甚至损坏，影响封隔器密封性能的问题。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明处于锁定状态下的结构示意图。
图2是图1的A部示意图。
图3是锁止滑套掉落后封隔器坐封状态的结构示意图。
图4是图3的B部示意图。
附图标记说明：1、上接头；2、压帽；3、锁止滑套；4、剪钉；5、锁块；6、上胶筒座；7、胶筒；8、中心轴；9、下接头；10、弹簧。
具体实施方式
实施例1：
本实施例提供一种压缩式封隔器坐封启动锁定机构，结合图1、图2、图3和图4所示，包括锁止滑套3和锁块5，锁止滑套3通过剪钉4固定在封隔器的中心轴8内，所述的中心轴8上设置有放置锁块5的径向小孔，锁块5的高度大于小孔的深度，锁块5在小孔内有沿小孔径向的活动量；中心轴8外套着上胶筒座6，上胶筒座6内壁设置有内环槽，锁块5高于径向小孔的部分向外落于上胶筒座6内壁的内环槽内。
本实施例结合Y111封隔器使用及施工工艺加以阐述（本结构中关于封隔器的具体结构比如上接头1、压帽2、胶筒7和下接头9为封隔器现有结构，不做详细叙述）：
封隔器下入井筒前，检验锁止滑套3是否存在（锁止滑套掉落的不可入井）。检查完毕后，利用上接头1和下接头9将本装置连接在管柱中，封隔器随管柱在下放过程中，由于有锁止滑套3被剪钉4固定在中心轴8上，锁块5会伸入上胶筒座6内环槽内并且限制锁块5沿中心轴8径向运动，则锁块5限制了上胶筒座6在中心轴8内轴向滑动，即使下钻过程中有遇阻、工具串与井筒内壁之间有较大的摩擦力等，压缩式封隔器胶筒7也不会在这些阻力的作用下产生丝毫的压缩变形，进而在套管内壁摩擦损坏，即封隔器坐封启动被锁定。
当工具串下放到设计位置后，需要坐封封隔器，从油管内大排量泵注，作用在锁止滑套3上，锁止滑套3的阻尼孔产生一定的节流压差，在压力作用下，剪钉4会被剪断，此时锁止滑套3被液流冲出中心轴8外，这样锁块5失去了锁止滑套3的限制，可以沿径向运动嵌入中心轴8内。当对封隔器两端施加一定的钻压，此时上胶筒座6会将锁块5挤入中心轴8内，从而在中心轴8上滑动压缩胶筒7，这样封隔器就能顺利坐封，此时在压力作用下弹簧10在压帽2内处于压缩状态，要解封封隔器的时候，撤去钻压，弹簧10在压帽2中复位，上胶筒座也恢复到初始位置，封隔器解封。
实施例2：
从实施例1可以看出，本发明能顺利实施，有两个关键的步骤，一是井口大排量泵注施压，剪断剪钉4，另一个是上胶筒座6将锁块5挤入中心轴8内，解除锁定。
本实施例结合实施例1，对井口大排量泵注施压，剪断剪钉4的过程进一步进行详细说明，在本实施例中，锁止滑套3内部通孔为小直径的阻尼孔，阻尼孔的直径比锁止滑套3中心轴8的直径小很多。
当工具串下放到设计位置后，需要坐封封隔器，从油管内大排量泵注，由于锁止滑套3上的阻尼孔孔径很小，液体流过时会产生较大的节流压差，在节流压差作用下，锁止滑套3上的剪钉4被剪断，锁止滑套3也被液流冲出中心轴8外，这样锁块5失去了锁止滑套3的限制，可以沿径向运动嵌入中心轴8内。
本实施例的这种结构也可以通过从井口投放适当尺寸钢球，再进行泵注加压，钢球下入井筒中后会坐在锁止滑套3上端，将锁止滑套3的阻尼孔堵死，井口加压达到一定程度后，剪钉4直接被剪断，锁止滑套3恢复自由，掉出中心轴8外，锁块5在径向内端无阻碍，可沿径向运动嵌入中心轴8内。
实施例3：
本实施例对上胶筒座6将锁块5挤入中心轴8内，解除锁定的过程进一步进行说明，在本实施例中，锁块5与上胶筒座6内环槽接触面是一个倒角斜面，如图2和图4所示，锁块5与上胶筒座6内环槽接触斜面的倾斜角度为45°。
锁块5与上胶筒座6内环槽接触一面有较大的45°倒角斜面。当对封隔器两端施加一定的钻压，此时上胶筒座6会给锁块5施加一个轴向的作用力，由于锁块5在轴向固定，只能在径向活动，所以在45°倒角斜面的作用下，锁块5会被挤入中心轴8内，从而在中心轴8上滑动压缩胶筒7，这样封隔器就能顺利坐封。
锁块5设计有台阶面，中心轴8上设置的放置锁块5径向小孔在其内端为缩紧部，该缩紧部对锁块5的台阶面进行限位。这样锁块5在径向就有了行程限位，只能在中心轴8上径向小孔缩紧部与上胶筒座6的内环槽之间运动，锁块5不会掉落。
综上所述，本发明的这种压缩式封隔器坐封启动锁定机构，利用锁止滑套和锁块阻止上胶筒座径向移动，不会因为入井过程中阻尼过大而使得胶筒座压缩胶筒，对封隔器胶筒进行保护，有效地解决了常规的靠钻压坐封封隔器在跟随工具串下放的过程中，由于摩擦阻尼使胶筒产生压缩甚至是封隔器坐封，会对胶筒造成磨损甚至损坏，影响封隔器密封性能的问题。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种压缩式封隔器坐封启动锁定机构，其特征在于：包括锁止滑套（3）和锁块（5），锁止滑套（3）通过剪钉（4）固定在封隔器的中心轴（8）内，所述的中心轴（8）上设置有放置锁块（5）的径向小孔，锁块（5）的高度大于小孔的深度，锁块（5）在小孔内有沿小孔径向的活动量；中心轴（8）外套着上胶筒座（6），上胶筒座（6）内壁设置有内环槽，锁块（5）高于径向小孔的部分向外落于上胶筒座（6）内壁的内环槽内。
2.如权利要求1所述的压缩式封隔器坐封启动锁定机构，其特征在于：所述的锁止滑套（3）内部通孔为小直径的阻尼孔。
3.如权利要求1或2所述的压缩式封隔器坐封启动锁定机构，其特征在于：所述的锁块（5）与上胶筒座（6）内环槽接触面是一个倒角斜面。
4.如权利要求3所述的压缩式封隔器坐封启动锁定机构，其特征在于：所述的锁块（5）与上胶筒座（6）内环槽接触斜面的倾斜角度为45°。
5.如权利要求3所述的压缩式封隔器坐封启动锁定机构，其特征在于：所述的锁块（5）设计有台阶面，中心轴（8）上设置的放置锁块（5）径向小孔在其内端为缩紧部，该缩紧部对锁块（5）的台阶面进行限位。
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