CN107143303A - 一种封隔器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种封隔器及其使用方法，包括中心管和由上到下依次套置于中心管外侧的第一坐封机构、第二坐封机构和锚定机构；所述第一坐封机构包括胶筒和挤压件；所述胶筒下端通过胶筒支撑体与第一锥体固定；所述胶筒上端通过挤压件可于中心管外壁限位滑动；所述第二坐封机构设置为卡瓦和第一锥体；所述第一锥体可匹配固插于卡瓦内；所述锚定机构包括稳固件和卡固件；所述稳固件包括扶正器；所述扶正器底座与卡瓦底座相连。本发明所述的一种封隔器及其使用方法，适应大斜度井的复合坐封封隔器，满足采油生产的需求。

Description

一种封隔器及其使用方法

技术领域

本发明属于开采石油技术领域，尤其是涉及一种复合式封隔器及其使用方法。

背景技术

在采油生产过程中，封隔器作为主要的井下工具主要用来封隔不同的层位，封隔器坐封方式主要有：液压坐封、机械坐封(上提或旋转管柱)、自封等。其中机械坐封方式的封隔器在井斜不大的井中大量应用，但是大斜度井中或者水平井中，由于管柱的磨阻较大无法向机械式封隔器提供足够的坐封载荷，因此机械式封隔器在大斜度井中的应用受到限制；另外，有些采油管柱由于管柱结构智能配套机械式坐封的封隔器，无法采用液压坐封封隔器。因此现场需要一种以机械坐封为主要坐封方式的复合封隔器。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种封隔器，以适应大斜度井的复合坐封封隔器，满足采油生产的需求。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种封隔器，包括中心管和由上到下依次套置于中心管外侧的第一坐封机构、第二坐封机构和锚定机构；

所述第一坐封机构包括胶筒和挤压件；所述胶筒下端通过胶筒支撑体与第一锥体固定；所述胶筒上端通过挤压件可于中心管外壁限位滑动；

所述第二坐封机构设置为卡瓦和第一锥体；所述第一锥体可匹配固插于卡瓦内；

所述锚定机构包括稳固件和卡固件；所述稳固件包括扶正器；所述扶正器底座与卡瓦底座相连；

所述卡固件包括滑环和销钉；所述滑环与扶正器底座相连；卡固件通过卡套于滑环内的销钉与中心管外壁设置的滑动槽匹配卡固。

进一步，所述卡固件还包括滑环套，所述滑环套固定于滑环内，所述销钉卡固于滑环套内，所述销钉对称设置两个；所述滑动槽上分别设置若干销钉可卡固的上死点和下死点。

进一步，所述挤压件包括液压缸和第二锥体；所述液压缸与第二锥体相连；所述胶筒上端设置与第二锥体相匹配的承托槽。

进一步，所述挤压件还包括限位套，所述限位套位于液压缸与第二锥体之间的第一空腔内；所述限位套于中心管固定相连。

进一步，所述中心管外侧壁设置过液孔；所述第二锥体上设置与第一空腔相通的排液孔。

进一步，所述扶正器还包括弹簧和扶正块；所述弹簧和扶正块设置于扶正器底座上，所述弹簧置于扶正块内侧。

进一步，所述第一锥体与中心管之间设置第二空腔，所述第二空腔内设置连接环，所述连接环连接与中心管相固定；所述胶筒支撑体与连接环通过剪钉相固定。

进一步，所述所述中心管上端螺纹连接上接头。

进一步，在液压缸与中心管相接触内壁设置第一O型圈；在限位套与中心管相接触的内侧壁设置第二O型圈；在限位套与液压缸相接触的外侧壁设置第三O型圈。

本发明还提出一种封隔器的使用方法，以符合复合式封隔器的操作规范，达到生产需要的要求。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种使用上述封隔器的方法，包括如下步骤：

(1)、封隔器的销钉处在中心管的滑动槽的第一上死点上，将封隔器和中心管下入井内。

(2)、当下入预定井深以后，上提中心管，稳固件由于与套管内壁的摩擦，稳固不动，销钉移到中心管的下死点；

(3)、下放中心管，销钉移到中心管的第二上死点，卡瓦在第一锥体的作用下撑开并与套管内壁接触；继续下放中心管，剪钉被剪断，液压缸与上接头接触，胶筒挤压开始与套管内壁接触，形成初封状态；

(4)、向套管与中心管的环腔内打压，液压缸向下移动挤压胶筒，封隔器形成坐封状态；

(5)、当封隔器需要解封时，上提中心管，液压缸在限位套的带动下移动离开胶筒，胶筒径向收缩，第一锥体脱离卡瓦，即完成解封。

相对于现有技术，本发明所述的一种封隔器及其使用方法具有以下优势：

两级坐封，能够适应大斜度井使用的复合坐封封隔器，克服常规机械式封隔器在大斜度井中加载不够的问题，同时克服皮碗封隔器在大斜度井下入过程中容易刮坏的问题，满足采油生产的需求。

卡固件和剪钉起到中心管与第一坐封机构和第二坐封机构的连接作用；稳固件保证第一坐封机构和第二坐封机构与中心管的相对位移；采用卡固件和稳固件起到锚定作用。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种封隔器剖面示意图；

图2为本发明实施例所述的一种封隔器初封状态的剖面示意图；

图3为本发明实施例所述的一种封隔器坐封状态的剖面示意图；

图4为本发明实施例所述的滑动槽示意图。

附图标记说明：

1-中心管；2-胶筒；21-胶筒支撑体；22-液压缸；23-限位套；24-第二锥体；25-第一空腔；31-卡瓦；32-第一锥体；33-第二空腔；34-剪钉；35-连接环；41-扶正器底座；42-扶正块；43-弹簧；51-销钉；52-滑环；53-滑环套；61-滑动槽；62-第一上死点；63-下死点；64-第二上死点；7-上接头；8-套管；9-过液孔；10-排液孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-4，一种封隔器，包括中心管1和由上到下依次套置于中心管1外侧的第一坐封机构、第二坐封机构和锚定机构；所述第一坐封机构包括胶筒2和挤压件；所述胶筒2下端通过胶筒2支撑体与第一锥体32固定；所述胶筒2上端通过挤压件可于中心管1外壁限位滑动；挤压件包括液压缸22和第二锥体24；所述液压缸22与第二锥体24相连；所述胶筒2上端设置与第二锥体24相匹配的承托槽；还包括限位套23，所述限位套23位于液压缸22与第二锥体24之间的第一空腔25内；所述限位套23于中心管1固定相连；所述第二坐封机构设置为卡瓦31和第一锥体32；所述第一锥体32可匹配固插于卡瓦31内；

两级坐封，满足提供足够的坐封载荷；满足大斜度井中应用的要求；

液压缸22控制胶筒2的封隔，通过加压施力向下挤压胶筒2；当解封时，只需上提中心管1，与中心管1相连的限位套23上提，带动液压缸22上移。

所述锚定机构包括稳固件和卡固件；所述稳固件包括扶正器；所述扶正器底座41与卡瓦31底座相连；所述扶正器还包括弹簧43和扶正块42；所述弹簧43和扶正块42设置于扶正器底座41上，所述弹簧43置于扶正块42内侧；

所述卡固件包括滑环52和销钉51；所述滑环52与扶正器底座41相连；卡固件通过卡套于滑环52内的销钉51与中心管1外壁设置的滑动槽61匹配卡固；所述卡固件还包括滑环套53，所述滑环套53固定于滑环52内，所述销钉51卡固于滑环52套内，所述销钉51对称设置两个；所述滑动槽61上分别设置若干销钉51可卡固的上死点和下死点63；

所述第一锥体32与中心管1之间设置第二空腔33，所述第二空腔33内设置连接环35，所述连接环35连接与中心管1相固定；所述胶筒2支撑体与连接环35通过剪钉34相固定。

卡固件和剪钉34起到中心管1与第一坐封机构和第二坐封机构的连接作用；稳固件保证第一坐封机构和第二坐封机构与中心管1的相对位移；采用卡固件和稳固件起到锚定作用。

一种使用上述封隔器的方法，包括如下步骤：

(1)、封隔器的销钉51处在中心管1的滑动槽61的第一上死点62上，将封隔器和中心管1下入井内。

(2)、当下入预定井深以后，上提中心管1，在上提的过程中，由于弹簧43支撑使扶正块42与套管8内壁摩擦作用，稳固不动，卡固件相对中心管1向下移动，销钉51移到中心管1的下死点63；

(3)、下放中心管1，在下放过程中，由于弹簧43支撑使扶正块42与套管8内壁的摩擦作用，卡固件相对中心管1向上移动，销钉51移到中心管1的第二上死点64，卡瓦31在第一锥体32的作用下撑开并与套管8内壁接触；继续下放中心管1，剪钉34被剪断，液压缸22、第二锥体24、胶筒2、胶筒支撑体21和第一锥体32在卡瓦31的支撑作用下相对中心管1向上移动，直到液压缸22与上接头7接触，胶筒2被挤压开始与套管8内壁接触，形成初封状态；

(4)、向套管8与中心管1的环腔内打压，由于初封状态已经形成，液压缸22向下移动挤压胶筒2，封隔器形成坐封状态；

(5)、当封隔器需要解封时，上提中心管1，液压缸22在限位套23的带动下移动离开胶筒2，胶筒2径向收缩，第一锥体32脱离卡瓦31，即完成解封。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明围之内。

Claims (10)

1.一种封隔器，其特征在于：包括中心管(1)和由上到下依次套置于中心管(1)外侧的第一坐封机构、第二坐封机构和锚定机构；

所述第一坐封机构包括胶筒(2)和挤压件；所述胶筒(2)下端通过胶筒支撑体(21)与第一锥体(32)固定；所述胶筒(2)上端通过挤压件可于中心管(1)外壁限位滑动；

所述第二坐封机构设置为卡瓦(31)和第一锥体(32)；所述第一锥体(32)可匹配固插于卡瓦(31)内；

所述锚定机构包括稳固件和卡固件；所述稳固件包括扶正器；所述扶正器底座(41)与卡瓦底座相连；

所述卡固件包括滑环(52)和销钉(51)；所述滑环(52)与扶正器底座(41)相连；卡固件通过卡套于滑环(52)内的销钉(51)与中心管(1)外壁设置的滑动槽(61)匹配卡固。

2.根据权利要求1所述的一种封隔器，其特征在于：所述卡固件还包括滑环套(53)，所述滑环套(53)固定于滑环(52)内，所述销钉(51)卡固于滑环套(53)内，所述销钉(51)对称设置两个；所述滑动槽(61)上分别设置若干销钉(51)可卡固的上死点和下死点(63)。

3.根据权利要求1所述的一种封隔器，其特征在于：所述挤压件包括液压缸(22)和第二锥体(24)；所述液压缸(22)与第二锥体(24)相连；所述胶筒(2)上端设置与第二锥体(24)相匹配的承托槽。

4.根据权利要求3所述的一种封隔器，其特征在于：所述挤压件还包括限位套(23)，所述限位套(23)位于液压缸(22)与第二锥体(24)之间的第一空腔(25)内；所述限位套(23)于中心管(1)固定相连。

5.根据权利要求1所述的一种封隔器，其特征在于：所述中心管(1)外侧壁设置过液孔(9)；所述第二锥体(24)上设置与第一空腔(25)相通的排液孔(10)。

6.根据权利要求1所述的一种封隔器，其特征在于：所述扶正器还包括弹簧(43)和扶正块(42)；所述弹簧(43)和扶正块(42)设置于扶正器底座(41)上，所述弹簧(43)置于扶正块(42)内侧。

7.根据权利要求1所述的一种封隔器，其特征在于：所述第一锥体(32)与中心管(1)之间设置第二空腔(33)，所述第二空腔(33)内设置连接环(35)，所述连接环(35)连接与中心管(1)相固定；所述胶筒(2)支撑体与连接环(35)通过剪钉(34)相固定。

8.根据权利要求1所述的一种封隔器，其特征在于：所述所述中心管(1)上端螺纹连接上接头(7)。

9.根据权利要求3所述的一种封隔器，其特征在于：在液压缸(22)与中心管(1)相接触内壁设置第一O型圈；在限位套(23)与中心管(1)相接触的内侧壁设置第二O型圈；在限位套(23)与液压缸(22)相接触的外侧壁设置第三O型圈。

10.一种使用如权利要求1-9任一项所述的封隔器的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)、封隔器的销钉(51)处在中心管(1)的滑动槽(61)的第一上死点(62)上，将封隔器和中心管(1)下入井内。

(2)、当下入预定井深以后，上提中心管(1)，稳固件由于与套管(8)内壁的摩擦，稳固不动，销钉(51)移到中心管(1)的下死点(63)；

(3)、下放中心管(1)，销钉(51)移到中心管(1)的第二上死点(64)，卡瓦(31)在第一锥体(32)的作用下撑开并与套管(8)内壁接触；继续下放中心管(1)，剪钉(34)被剪断，液压缸(22)与上接头(7)接触，胶筒(2)挤压开始与套管(8)内壁接触，形成初封状态；

(4)、向套管(8)与中心管(1)的环腔内打压，液压缸(22)向下移动挤压胶筒(2)，封隔器形成坐封状态；

(5)、当封隔器需要解封时，上提中心管(1)，液压缸(22)在限位套(23)的带动下移动离开胶筒(2)，胶筒(2)径向收缩，第一锥体(32)脱离卡瓦(31)，即完成解封。