CN107060681A - 一种深水封隔器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种深水封隔器；属深海油气测试作业设备技术领域。该封隔器包括上接头、中心管、下接头、卡瓦、胶筒、滑套和锁套，中心管顶端装有上接头；中心管底端装有下接头，上接头下方的中心管上装有卡瓦，上椎体下方的中心管上套装有滑套和锁套，锁套下方的中心管上装有下椎体，下椎体与锁套之间设置有压片。该封隔器结构紧凑，操作简单方便，有效避免了现有利用管柱的上提下放控制封隔器座封和解封的操作繁琐、耗时长的不足，解决现有封隔器在液压油路失效时提前解封，从而使地层环境遭到污染和破坏的问题；该深水封隔器的两个液压油路对封隔器的座封状态不产生影响，且座封可靠；特别适用于海洋深水油气井作业使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种深水封隔器；属深海油气测试作业设备技术领域。
背景技术
封隔器分为旋转座封封隔器和非旋转座封封隔器，其中非旋转座封封隔器包括上提下放的机械式封隔器和各种类型的液压式封隔器。上提下放的机械式封隔器由于利用管柱的上提下放来控制封隔器的座封和解封，存有操作繁琐，耗时长的不足，而液压封隔器常常因恶劣的环境因素导致液压油路断开而使封隔器提前解封，海洋深水油气井对地层的保护要求高，而提前解封往往导致严重的地层污染。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种结构简单、实用性好，可有效避免现有利用管柱的上提下放控制封隔器座封和解封的操作繁琐，且座封可靠；解决现有封隔器在液压油路失效时提前解封，从而使地层环境遭到污染和破坏问题的深水封隔器。
本发明的技术方案是：
一种深水封隔器；包括上接头、中心管、下接头、卡瓦、胶筒、滑套和锁套，中心管顶端螺纹安装有上接头；中心管底端螺纹安装有下接头，上接头下方的中心管上通过上椎体安装有卡瓦，上椎体下方的中心管上套装有滑套和锁套，滑套与上椎体之间的中心管上装有胶筒，锁套下方的中心管上装有下椎体，下椎体与锁套之间设置有压片。
所述的锁套一端的中心管上通过剪切销钉安装有挡块，挡块与锁套接触连接。
所述的压片一端与锁套接触连接，压片的另一端与下椎体滑动接触连接，压片与下椎体的接触连接面为斜面。
所述的下椎体的一端活动嵌装在下接头内，以保证下椎体与中心管间的密封，并对下椎体进行限位。
所述的压片内壁上设置有压片凸块，滑套内壁上设置有滑套凸块。
所述的锁套上设置有锁套凸块，锁套凸块与压片凸块接触连接。
所述的锁套凸块上方的锁套上设置有锁套滑槽，滑套通过滑套凸块和锁套滑槽的配合与锁套滑动连接。
所述的锁套滑槽上设置有周向槽口。
所述的上椎体与卡瓦滑动连接；卡瓦上设置有卡瓦罩，卡瓦罩与上接头螺纹连接。
所述的上接头和中心管的一侧设置有相互连通的液压流道A，液压流道A与滑套连通；上接头和中心管的另一侧设置有相互连通的液压流道B；液压流道B与下椎体连通。
本发明的有益效果是：
该深水封隔器结构紧凑，操作简单方便，有效避免了现有利用管柱的上提下放控制封隔器座封和解封的操作繁琐、耗时长的不足，解决现有封隔器在液压油路失效时提前解封，从而使地层环境遭到污染和破坏的问题；该深水封隔器的两个液压油路对封隔器的座封状态不产生影响，且座封可靠；特别适用于海洋深水油气井作业使用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中的A处放大结构示意图；
图3为图1中的A—A向的截面结构示意图；
图4为本发明的锁套的结构示意图。
图中：1、上接头，2、中心管，3、下接头，4、卡瓦，5、胶筒，6、滑套，7、锁套，8、上椎体，9、卡瓦罩，10、剪切销钉，11、挡块，12、下椎体，13、压片，14、锁套凸块，15、滑套凸块，16、压片凸块，17、锁套滑槽，18、周向槽口，19、液压流道A，20、液压流道B。
具体实施方式
该深水封隔器包括上接头1、中心管2、下接头3、卡瓦4、胶筒5、滑套6和锁套7，中心管1顶端螺纹安装有上接头2；中心管1底端螺纹安装有下接头3，上接头1下方的中心管1上通过上椎体8安装有卡瓦4，上椎体8与卡瓦4滑动接触连接；卡瓦4上设置有卡瓦罩9，卡瓦罩9与上接头1螺纹连接，在上椎体8的推力作用下卡瓦4可从卡瓦罩9内伸出，上椎体8的推力消除后卡瓦4可缩回至卡瓦罩9内。
上椎体8下方的中心管2上套装有滑套6和锁套7，锁套7一端的中心管2上通过剪切销钉10安装有挡块11，挡块11与锁套7接触连接，以对锁套7进行轴向固定，滑套6与上椎体8之间的中心管2上装有胶筒5，锁套7下方的中心管2上装有下椎体12，下椎体12与锁套7之间对称设置有压片13。压片13呈瓦片状，压片13一端与锁套7接触连接，压片13的另一端与下椎体12滑动接触连接，压片13与下椎体12的接触连接面为斜面。压片13通过下锥体12和锁套7进行轴向固定和周向固定，压片13内壁上设置有压片凸块16，滑套6内壁上设置有滑套凸块15。
锁套7上设置有锁套凸块14，锁套凸块14与压片凸块16接触连接。锁套凸块14上方的锁套7上设置有锁套滑槽17，滑套6通过滑套凸块15和锁套滑槽17的配合与锁套7滑动连接。锁套滑槽17上设置有周向槽口18。
该深水封隔器的下椎体12一端活动嵌装在下接头3内，以保证下椎体12与中心管2间的密封，并对下椎体12进行导向限位。
该深水封隔器的上接头1和中心管2的一侧设置有相互连通的液压流道A19，液压流道A19与滑套6连通；上接头1和中心管2的另一侧设置有相互连通的液压流道B20；液压流道B20与下椎体12连通。
该深水封隔器的通过液压流道A19加压，可推动滑套6向上挤压胶筒5，胶筒5受压胀开封隔空间，同时通过胶筒5推动上锥体8向上运动进而推出卡瓦4吃入管壁。随后通过液压流道B20加压，可推动下锥体12向上运动并压迫压片13使其径向收缩，径向收缩的压片13通过压片凸块16压迫锁套凸块14从而使锁套6转动一定角度而实现座封，此时断开两个液压流道对封隔器的座封状态不产生影响。当液压流道A19加压使压力达到一定值后，剪切销钉10断开，挡块11、锁套7、滑套6下滑，胶筒5复原，下锥体12下滑，卡瓦4复原，实现解封。该深水封隔器工作过程中，当滑套凸块15没有进入周向槽口18内时，液压流道B20也没有加压时，压片13在周向固定的锁套凸块14的支撑作用下不能径向收缩。
液压流道B20在液压流道A19达到压力极限（此时滑套6不能上移，液压腔体积不变）后加压，即滑套凸块15上移到周向槽口18的入口，可确保滑套凸块15旋转一定角度后能进入周向槽口18内。
液压流道B20加压时，下锥体12的上移使压片13径向收缩，导致锁套7旋转一定角度，此时滑套凸块15进入周向槽口18内实现座封。由于锁套7的旋转弧度小于周向槽口18的弧度，可确保座封的可靠性。
具体过程为：
封隔器座封
第一步：打开液压流道A19，通过液压流道A19对滑套6加压，推动滑套6向上移动，直到滑套凸块15在锁套滑槽17中运动到周向槽口18的入口位置。在滑套6上移的同时，胶筒5受压胀开实现密封，上移的上锥体8使卡瓦3从卡瓦罩9内伸出并吃入管壁。
第二步：维持液压流道A19的压力，此时打开液压流道B20，通过液压流道B20推动下锥体12上移，上移的下锥体12使压片13径向收缩。压片13的压片凸块16对锁套凸块14产生压迫推力，从而给锁套7一个扭矩，此时锁套7将旋转一定角度使滑套凸块15进入周向槽口18内，此时锁套7与滑套6轴向相对固定，而锁套7由于挡块11与剪切销钉10的作用和中心管2轴向固定，所以此时滑套6不能向下移动，由此实现座封。
第三步：断开液压流道A19和液压流道B20，封隔器依然处于座封状态。
封隔器解封
打开液压流道A19，通过液压流道A19对锁套7加压，直到剪切销钉10由于过大剪力断开。此时，锁套7带动滑套6下移，胶筒5和卡瓦4复位；由此实现封隔器解封。
Claims (10)
1.一种深水封隔器；包括上接头（1）、中心管（2）、下接头（3）、卡瓦（4）、胶筒（5）、滑套（6）和锁套（7），其特征在于：中心管（2）顶端螺纹安装有上接头（1）；中心管（2）底端螺纹安装有下接头（3），上接头（1）下方的中心管（2）上通过上椎体（8）安装有卡瓦（4），上椎体（8）下方的中心管（2）上套装有滑套（6）和锁套（7），滑套（6）与上椎体（8）之间的中心管（2）上装有胶筒（5），锁套（7）下方的中心管（2）上装有下椎体（12），下椎体（12）与锁套（7）之间设置有压片（13）。
2.根据权利要求1所述的一种深水封隔器；其特征在于：所述的锁套（7）一端的中心管（2）上通过剪切销钉（10）安装有挡块（11），挡块（11）与锁套（7）接触连接。
3.根据权利要求1所述的一种深水封隔器；其特征在于：所述的压片（13）一端与锁套（7）接触连接，压片（13）的另一端与下椎体（12）滑动接触连接，压片（13）与下椎体（12）的接触连接面为斜面。
4.根据权利要求1所述的一种深水封隔器；其特征在于：所述的下椎体（12）的一端活动嵌装在下接头（3）内，以保证下椎体（12）与中心管（2）间的密封，并对下椎体（12）进行限位。
5.根据权利要求1或3所述的一种深水封隔器；其特征在于：所述的压片（13）内壁上设置有压片凸块（16），滑套（6）内壁上设置有滑套凸块（15）。
6.根据权利要求1或2所述的一种深水封隔器；其特征在于：所述的锁套（7）上设置有锁套凸块（14），锁套凸块（14）与压片凸块（16）接触连接。
7.根据权利要求6所述的一种深水封隔器；其特征在于：所述的锁套凸块（14）上方的锁套（7）上设置有锁套滑槽（17），滑套（6）通过滑套凸块（15）和锁套滑槽（17）的配合与锁套（7）滑动连接。
8.根据权利要求7所述的一种深水封隔器；其特征在于：所述的锁套滑槽（17）上设置有周向槽口（18）。
9.根据权利要求1所述的一种深水封隔器；其特征在于：所述的上椎体（8）与卡瓦（4）滑动连接；卡瓦（4）上设置有卡瓦罩（9），卡瓦罩（9）与上接头（1）螺纹连接。
10.根据权利要求1所述的一种深水封隔器；其特征在于：所述的上接头（1）和中心管（2）的一侧设置有相互连通的液压流道A（19），液压流道A（19）与滑套（6）连通；上接头（1）和中心管（2）的另一侧设置有相互连通的液压流道B（20）；液压流道B（20）与下椎体（12）连通。
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