CN106593345B - 一种封隔器防提前解封结构 - Google Patents

Abstract

本文公布了一种封隔器防提前解封结构，包括封隔器本体；封隔器本体设有贯穿封隔器本体两端的主油管连通通道、液控管线液压通道，封隔器本体的外圆柱面上设有用于连通主油管连通通道的第一连通孔、用于连通液控管线液压通道的第二连通孔；封隔器本体的外侧套设有卡瓦下锥套，卡瓦下锥套与封隔器本体之间通过锁块连接固定，锁块的外侧还套设有用于限制锁块移动的锚定外套，锚定外套与封隔器本体之间构成驱动空腔，第一连通孔、第二连通孔均连通驱动空腔；本申请涉及但不限于封隔器技术，应用本申请能够有效克服现有技术中存在的技术缺陷，能够有效提高封隔器的承受下压能力，同时也能够实现封隔器完全解封的双重解封工作模式。

Description

一种封隔器防提前解封结构

技术领域

本申请涉及但不限于封隔器技术，尤其是一种封隔器防提前解封结构。

背景技术

目前，国内外油气田封隔油套环空的工具均大量采用各类封隔器。封隔器解封方式分为上提管柱、旋转管柱、液压和下解封工具，而对于上提管柱解封或易发生提前解封的封隔器，当封隔器完成坐封后承受下压时，受力全部由剪切销钉或剪切环承受，所以封隔器承受下压能力较差，容易提前解封，而造成封隔器提前失效，造成较大的经济损失。

其中，现有不带水力锚结构的上提解封式或易发生提前解封的封隔器，因不带水力锚定机构，封隔器承受下压非常小，施工作业时必须在封隔器下部增加挂重，如果下压太大的话，增加挂重已不能满足要求，封隔器容易提前解封。

同时，现有带水力锚结构的上提解封式或易发生提前解封的封隔器，虽具备带水力锚定机构，封隔器具备一定的承受下压能力，但高压状态下依然无法满足要求，封隔器也会提前解封。

上述两种结构的封隔器都采用上提解封方式，当封隔器承受下压时，受力全部由解封销钉承受，所以封隔器承受下压能力较差，容易提前解封。因此，研发具有国内完全知识产权的封隔器防止提前解封结构的设计是现阶段亟需解决的技术难点，因此有必要对现有技术进行创新研究。

发明内容

本申请解决的技术问题是提供一种封隔器防提前解封结构，能够有效克服现有技术中存在的技术缺陷，能够有效提高封隔器的承受下压能力，同时也能够实现封隔器完全解封的双重解封工作模式。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种封隔器防提前解封结构，包括封隔器本体；所述封隔器本体设有贯穿封隔器本体两端的主油管连通通道、液控管线液压通道，所述封隔器本体的外圆柱面上设有用于连通主油管连通通道的第一连通孔、用于连通液控管线液压通道的第二连通孔；

所述封隔器本体的外侧套设有卡瓦下锥套，所述卡瓦下锥套与封隔器本体之间通过锁块连接固定，所述锁块的外侧还套设有用于限制锁块移动的锚定外套，所述锚定外套与封隔器本体之间构成驱动空腔，所述第一连通孔、第二连通孔均连通驱动空腔；

所述封隔器本体解封时，通过液控管线液压通道加压，并将压力通过第二连通孔传递至驱动空腔，以驱动锚定外套下移并解除锁块限制；或者，通过主油管连通通道加压，并将压力通过第一连通孔传递至驱动空腔，以驱动锚定外套下移并解除锁块限制。

上述封隔器防提前解封结构，还可具有如下特点，

所述卡瓦下锥套的外圆柱面沿周向均布开设有多个锁块安装孔，所述封隔器本体的相应位置设有多个锁块安装槽，所述锁块贯穿锁块安装孔，且所述锁块的端部插入锁块安装槽中。

上述封隔器防提前解封结构，还可具有如下特点，

所述卡瓦下锥套与封隔器本体之间设置有第一剪钉，所述卡瓦下锥套的外圆柱面沿周向均布开设有多个第一剪钉孔，所述封隔器本体的相应位置设有多个第一剪钉槽；所述第一剪钉的一端插入第一剪钉孔中，另一端插入第一剪钉槽中。

上述封隔器防提前解封结构，还可具有如下特点，

所述卡瓦下锥套与锚定外套之间设置有第二剪钉，所述卡瓦下锥套的外圆柱面沿周向均布开设有多个第二剪钉孔，所述锚定外套的相应位置设有多个第二剪钉槽；所述第二剪钉的一端插入第二剪钉孔中，另一端插入第二剪钉槽中。

上述封隔器防提前解封结构，还可具有如下特点，

所述锚定外套的外表面设有第一台肩，所述锚定外套的外侧套设有限位套；所述限位套的一端与卡瓦下锥套连接，另一端的内表面设有限位台肩，所述限位台肩与第一台肩的配合用于实现第一台肩的限位作用。

上述封隔器防提前解封结构，还可具有如下特点，

所述锚定外套的内表面设有第二台肩，所述第二台肩用于限制锁块移动；

锚定外套下移过程中，第二台肩脱离当前位置并下移至锁块下方，所述锚定外套解除锁块限制。

上述封隔器防提前解封结构，还可具有如下特点，

所述驱动空腔内设置有组合密封和分割套，所述分割套的侧壁设有径向贯穿孔，所述分割套设置在组合密封和驱动空腔的底部之间。

上述封隔器防提前解封结构，还可具有如下特点，

所述卡瓦下锥套与锚定外套的接触面、卡瓦下锥套与封隔器本体的接触面、锚定外套与封隔器本体的接触面均设置有密封圈。

上述封隔器防提前解封结构，还可具有如下特点，

所述液控管线液压通道的顶端用于连接液控管线，底端用于安装密封堵头，所述密封堵头用于封堵液控管线液压通道。

上述封隔器防提前解封结构，还可具有如下特点，

所述锁块安装槽为V型槽或弧形槽。

本申请上述技术方案具有如下有益效果：

本发明提供的上述结构，采用高强度锁块机构，当封隔器下部有压力时，所有的作用到封隔器的向上的力通过锁块传递给卡瓦下锥套，并传递到套管上，极大增强了封隔器承受下压能力；上述结构采用冗余设计，具有双重解锁结构，确保封隔器完全解封；同时，该机构结构组成合理，密封行程短，具备行程限位结构，防止锚定外套滑落到井底，也避免下部环空与油管内环空的连通；上述机构采用组合密封的活塞结构，密封性能可靠，承压能力高。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本发明实施例的上部结构示意图；

图2为本发明实施例的下部结构示意图一；

图3为本发明实施例的下部结构示意图二。

具体实施方式

下文中将结合附图对本申请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。

结合图1、图2、图3所示，其中，图1与图2共同构成示出液控管线液压通道20的剖视图，图3为示出主油管连通通道30的剖视图。

本发明实施例提供了一种封隔器防提前解封结构，包括封隔器本体13；其中，封隔器本体13设有贯穿封隔器本体13两端的主油管连通通道30、液控管线液压通道20，封隔器本体13的外圆柱面上设有用于连通主油管连通通道30的第一连通孔31、用于连通液控管线液压通道20的第二连通孔22；封隔器本体13的外侧套设有卡瓦下锥套1，卡瓦下锥套1与封隔器本体13之间通过锁块7连接固定，锁块7的外侧还套设有用于限制锁块7移动的锚定外套11，锚定外套11与封隔器本体13之间构成驱动空腔，第一连通孔31、第二连通孔22均连通驱动空腔。

其中，驱动空腔可以包括与第一连通孔31连通的第一腔体32、第二连通孔22连通的第二腔体21，其中，第一腔体32靠近驱动空腔的下部，第二腔体21靠近驱动空腔的上部。当封隔器本体13解封时，通过液控管线液压通道20加压，并将压力通过第二连通孔22，并经第二腔体21传递至驱动空腔，以驱动锚定外套11下移并解除锁块7限制；或者，通过主油管连通通道30加压，并将压力通过第一连通孔31，并经第一腔体32传递至驱动空腔，以驱动锚定外套11下移并解除锁块7限制。

具体操作中，本领域的技术人员，可通过主油管连通通道30内打压，压力经第一连通孔31传递至驱动空腔，进而驱动锚定外套11下移并解除锁块7限制，锁块7解除限制时，可将封隔器本体13向上直拉，并剪断相应的剪钉，锁块7脱离封隔器本体13，卡瓦下锥套1相对于封隔器本体13下行，卡瓦下锥套1可在弹簧的作用下复位，至此封隔器解封完成；相应的，本领域的技术人员，也可通过液控管线液压通道20加压，并将压力通过第二连通孔22传递至驱动空腔，以驱动锚定外套11下移并解除锁块7限制，也能够实现封隔器的解封操作。相比于现有技术，本申请提供的上述技术方案，能够避免封隔器提前解封的情况，能够通过双重解锁操作的冗余设计，以确保封隔器完全解封。

优选地，上述卡瓦下锥套1与封隔器本体13之间设置有第一剪钉2，卡瓦下锥套1的外圆柱面沿周向均布开设有多个第一剪钉孔，封隔器本体13的相应位置设有多个第一剪钉槽，上述第一剪钉槽也可以为孔的结构形式；第一剪钉2的一端插入第一剪钉孔中，另一端插入第一剪钉槽中。另外，卡瓦下锥套1与锚定外套11之间设置有第二剪钉4，卡瓦下锥套1的外圆柱面沿周向均布开设有多个第二剪钉孔，锚定外套11的相应位置设有多个第二剪钉槽，上述第二剪钉槽也可以为孔的结构形式；第二剪钉4的一端插入第二剪钉孔中，另一端插入第二剪钉槽中。

另外，上述卡瓦下锥套1的外圆柱面沿周向均布开设有多个锁块安装孔，封隔器本体13的相应位置设有多个锁块安装槽，锁块7贯穿锁块安装孔，且锁块7的端部插入锁块安装槽中；优选地，上述锁块安装槽为V型槽或弧形槽，上述V型槽或弧形槽能够使得，锁块7在解除限制的情况下，顺利滑出锁块安装槽，能够有效保证封隔器解封的顺利进行。其中，液控管线液压通道20的顶端15用于连接液控管线，即顶端15用于连接地面控制管线连接，底端用于安装密封堵头14，密封堵头14用于封堵液控管线液压通道20。

当封隔器油管加压坐封时或生产过程中，主油管连通通道30内部压力会通过第一连通孔31传递到驱动空腔内，压力向上作用到卡瓦下锥套1上，压力向下作用到锚定外套11上；上述向上和向下的作用力，不足以剪断第一剪钉2和第二剪钉4，因此不会对该结构产生影响。

当封隔器坐封完成后，下部环空有一定压力，该压力向上作用到封隔器本体13上，使封隔器本体13有向上的运动趋势，并传递到锁块7上；由于锚定外套11的限制作用，锁块7无法从封隔器本体13上脱离；该作用力通过锁块7传递到卡瓦下锥套1上，并通过外卡瓦下锥套1传递到套管上；基于内外压力平衡，锚定外套11不会剪断第二剪钉4，锚定外套11也不会向下移动，锁块7也无法解除限制；同时，锁块7的剪断力非常大，过大的封隔器下部压力也无法剪断锁块7，只会作用到套管上，坐封完成后，外卡瓦被挤出，其外表面高于封隔器最大尺寸，卡瓦齿会咬紧套管内壁，极大增强了封隔器承受下压能力，防止了封隔器提前解封。

当封隔器解封时，可通过液控管线液压通道20加压，压力通过第二连通孔22进入驱动空腔，向下的作用力作用到锚定外套11上，剪断第二剪钉4，推动锚定外套11下行；也可通过在主油管连通通道30内下堵塞器并加压，堵塞器起封堵主油管腔、打压坐封封隔器的作用；压力通过第一连通孔31进入驱动空腔，对锚定外套11产生向下的作用力，剪钉第二剪钉4，推动锚定外套11下行。上述封隔器解封前两种方式均可行，可根据现场情况二选一。此时，卡瓦下锥套1内部的锁块7已解除限制，可向上直拉封隔器，剪断第一剪钉2，锁块7脱离封隔器本体13，卡瓦下锥套1相对于封隔器本体13下行，卡瓦下锥套1可在弹簧的作用下复位，至此封隔器解封完成。

优选地，上述锚定外套11的外表面设有第一台肩，锚定外套11的外侧套设有限位套8；限位套8的一端与卡瓦下锥套1连接，另一端的内表面设有限位台肩，限位台肩与第一台肩的配合用于实现第一台肩的限位作用；其中，限位套8与卡瓦下锥套1之间的连接方式，可以为采用螺纹的连接方式，或紧固螺钉的连接方式，或限位螺钉3的连接方式，或其类似的连接方式，以能够实现彼此之间的稳定连接为准。

进一步的，上述锚定外套11的内表面设有第二台肩，第二台肩用于限制锁块7移动；锚定外套11下移过程中，第二台肩脱离当前位置并下移至锁块7下方，锚定外套11解除锁块7限制。

具体操作中，上述限位套8的设置，旨在限制锚定外套11的下移距离，以防止锚定外套11过度下移造成的缺陷；锚定外套11受压力驱动，下移过程中，其外表面设置的第一台肩接触到限位套8的内表面设置的限位台肩时，受限位台肩的止挡作用，锚定外套11停止滑动；另外，下滑过程中，设置在锚定外套11内表面的第二台肩由压紧锁块7的位置，慢慢下移，并逐渐解除对锁块7的压紧操作，最终第二台肩下移至锁块7下方，锚定外套11解除了对锁块7的限制。

优选地，为了提高本发明上述结构的整体密封性能；上述驱动空腔内设置有组合密封9和分割套10，分割套10的侧壁设有径向贯穿孔，分割套10设置在组合密封9和驱动空腔的底部之间；上述分割套10的设置，旨在避免组合密封10与驱动空腔底部的锚定外套11接触，同时分割套10设有径向贯穿孔，能够保证分割套10所在的位置为连通等压腔体。

其中，第一连通孔31可位于组合密封9的上方，第二连通孔22可入位于分割套10的下方；另外，卡瓦下锥套1与锚定外套11的接触面、卡瓦下锥套1与封隔器本体13的接触面、锚定外套11与封隔器本体13的接触面均设置有密封圈。具体操作中，可通过上述多道密封圈的设置，具体包括第一密封圈3、第二密封圈6、第三密封圈12等，上述多道密封的设置，能够有效提高该机构的密封性能以及工作稳定性；其中，可采用活塞结构形式的组合密封9，其密封性能更为可靠，承压能力更高。

本发明提供的上述结构，采用高强度锁块机构，当封隔器下部有压力时，所有的作用到封隔器的向上的力通过锁块传递给卡瓦下锥套，并传递到套管上，极大增强了封隔器承受下压能力；上述结构采用冗余设计，具有双重解锁结构，确保封隔器完全解封；同时，该机构结构组成合理，密封行程短，具备行程限位结构，防止锚定外套滑落到井底，也避免下部环空与油管内环空的连通；另外，上述机构采用组合密封的活塞结构，密封性能可靠，承压能力高；本发明结构合成合理，具有明显的创造性，易于推广和实施。

在本申请的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本领域的技术人员应该明白，虽然本发明实施例所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明实施例而采用的实施方式，并非用以限定本发明实施例。任何本发明实施例所属领域内的技术人员，在不脱离本发明实施例所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明实施例的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种封隔器防提前解封结构，包括封隔器本体；其特征在于，

所述封隔器本体设有贯穿封隔器本体两端的主油管连通通道、液控管线液压通道，所述封隔器本体的外圆柱面上设有用于连通主油管连通通道的第一连通孔、用于连通液控管线液压通道的第二连通孔；

所述封隔器本体的外侧套设有卡瓦下锥套，所述卡瓦下锥套与封隔器本体之间通过锁块连接固定，所述锁块的外侧还套设有用于限制锁块移动的锚定外套，所述锚定外套与封隔器本体之间构成驱动空腔，所述第一连通孔、第二连通孔均连通驱动空腔；

所述封隔器本体解封时，通过液控管线液压通道加压，并将压力通过第二连通孔传递至驱动空腔，以驱动锚定外套下移并解除锁块限制；或者，通过主油管连通通道加压，并将压力通过第一连通孔传递至驱动空腔，以驱动锚定外套下移并解除锁块限制。

2.根据权利要求1所述的封隔器防提前解封结构，其特征在于，

所述卡瓦下锥套的外圆柱面沿周向均布开设有多个锁块安装孔，所述封隔器本体的相应位置设有多个锁块安装槽，所述锁块贯穿锁块安装孔，且所述锁块的端部插入锁块安装槽中。

3.根据权利要求1或2所述的封隔器防提前解封结构，其特征在于，

所述卡瓦下锥套与封隔器本体之间设置有第一剪钉，所述卡瓦下锥套的外圆柱面沿周向均布开设有多个第一剪钉孔，所述封隔器本体的相应位置设有多个第一剪钉槽；所述第一剪钉的一端插入第一剪钉孔中，另一端插入第一剪钉槽中。

4.根据权利要求1或2所述的封隔器防提前解封结构，其特征在于，

所述卡瓦下锥套与锚定外套之间设置有第二剪钉，所述卡瓦下锥套的外圆柱面沿周向均布开设有多个第二剪钉孔，所述锚定外套的相应位置设有多个第二剪钉槽；所述第二剪钉的一端插入第二剪钉孔中，另一端插入第二剪钉槽中。

5.根据权利要求4所述的封隔器防提前解封结构，其特征在于，

所述锚定外套的外表面设有第一台肩，所述锚定外套的外侧套设有限位套；所述限位套的一端与卡瓦下锥套连接，另一端的内表面设有限位台肩，所述限位台肩与第一台肩的配合用于实现第一台肩的限位作用。

6.根据权利要求5所述的封隔器防提前解封结构，其特征在于，

所述锚定外套的内表面设有第二台肩，所述第二台肩用于限制锁块移动；

锚定外套下移过程中，第二台肩脱离当前位置并下移至锁块下方，所述锚定外套解除锁块限制。

7.根据权利要求1或2所述的封隔器防提前解封结构，其特征在于，

所述卡瓦下锥套与锚定外套的接触面、卡瓦下锥套与封隔器本体的接触面、锚定外套与封隔器本体的接触面均设置有密封圈。

8.根据权利要求1或2所述的封隔器防提前解封结构，其特征在于，

所述液控管线液压通道的顶端用于连接液控管线，底端用于安装密封堵头，所述密封堵头用于封堵液控管线液压通道。

9.根据权利要求2所述的封隔器防提前解封结构，其特征在于，

所述锁块安装槽为V型槽或弧形槽。