CN107355196B - 一种膨胀筛管分段用底部封隔器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种膨胀筛管分段用底部封隔器，由上接头、中心管、锁环压帽、锁环、连接套、座封套、锁块、剪钉、传力键、传力套、端部胶筒、隔环、主封胶筒、引鞋组成。做为封隔导引工具应用在分段式膨胀筛管防砂管串中间段及最上段，可以在扩张膨胀筛管的同时下压座封套，座封套通过传力键传力给传力套，传力套压缩胶筒使工具座封，工具座封后在环空建立密封，保留每段膨胀筛管连通通路的同时使膨胀筛管防砂系统闭合，实现有效防砂，允许后期下入其它工具进入下部的膨胀筛管段进行作业。
Description
技术领域
本发明涉及一种封隔器，尤其是一种膨胀筛管分段用底部封隔器，主要应用于在套管内实现分段悬挂膨胀筛管完井作业，适用于直井、水平井、定向井等各类井型。
背景技术
目前国内外套管内悬挂膨胀筛管技术均是将膨胀筛管覆盖整个套管射孔段，如果两个射孔段间跨越了多个储层，下入膨胀筛管后，后期想再开发膨胀筛管覆盖的储层除非破坏筛管，否则无法开发。如果在前期射开多个储层，只用一段膨胀筛管进行套管内防砂，会给后期的分层开发，分层作业带来问题。射开的层位间隔过远的话在间隔段会浪费多根膨胀筛管，增加作业风险与成本，面对这个问题需要用一个筛管管柱底部封隔装置实现在套管内分段悬挂膨胀筛管，每一段都要求有完整的防砂体系，同时上段膨胀筛管管柱要有进入下一段膨胀筛管管柱的通道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种膨胀筛管分段用底部封隔器，通过在中间段和最上段膨胀筛管管柱底端设置起密封防砂作用的封隔器，实现在套管内分段悬挂膨胀筛管，每一段都有完整的防砂体系，同时上段膨胀筛管管柱有进入下一段膨胀筛管管柱的通道，封隔器在扩张膨胀筛管的过程中启动，无需下额外的胀封内管柱。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种膨胀筛管分段用底部封隔器，包括座封控制组件和密封组件，座封控制组件包括上接头、中心管、锁环压帽、锁环、连接套、座封套、锁块、传力键、传力套、引鞋，中心管密封并螺接在上接头底部，引鞋密封并螺接在中心管底部，在上接头与引鞋之间的中心管的外壁上，从上到下依次设置有连接套、传力套和密封组件，中心管上部外壁上有一段缩径段，连接套上部套在缩径段外侧，通过锁环压帽和锁环固定在中心管缩径段顶部，控制连接套只能沿着缩径段单向向下运动，连接套底部与传力套螺接，螺接后在接口处形成一个内腔，中心管上铣有均布的多个方形槽和均布的多个条形槽，方形槽在上、条形槽在下，锁块穿过中心管方形槽嵌入到连接套与传力套螺接后形成的内腔中,固定连接套与中心管的相对位置，座封套密封连接插入到中心管内，由剪钉固定在中心管上，座封套上部外径小，下部外径大，大径处与锁块接触，限制锁块径向移动，在座封套、传力套上均布铣有多个条形槽，中心管与传力套上的条形槽宽度一致、形状一致，中心管的条形槽长度长于传力套的条形槽，传力键穿过中心管与传力套的条形槽通过螺钉安装在座封套的条形槽上。
所述锁环压帽与连接套螺接，锁环压帽截面形状为“L”形，有内腔，锁环装入到锁环压帽的内腔中，锁环与中心管通过马牙扣连接，马牙扣使锁环只能单向向下运动。
所述中心管上铣有4组均布的方形槽和4组均布的条形槽，方形槽在上、条形槽在下，四个锁块穿过中心管方形槽嵌入到连接套与传力套螺接后形成的内腔中，固定连接套与中心管的相对位置。
所述密封组件由端部胶筒、隔环、主封胶筒组成，两个端部胶筒位于组件上下两端，主封胶筒位于中间，主封胶筒和端部胶筒之间用两个隔环隔开，密封组件套装在中心管上。
所述端部胶筒设计采用复合橡胶，外侧是聚四氟乙烯碗形保护层，内侧是氢化丁腈密封层。
本发明的有益效果是：
(1)工具设计有防误启动系统，只能通过下压工具内部的座封套才可启动封隔器，工具使用更安全；
(2)通过筛管膨胀管柱机械下压座封封隔器，无需下入额外的封隔器胀封内管柱；
(3)工具端部胶筒采用复合结构，拥有更强的机械性能，对主封胶筒的保护作用更好，提高工具的整体密封性能；
(4)通过在膨胀筛管管柱底端设置该工具，可以满足防砂要求的同时，允许其它工具穿过该工具进行后续作业。
附图说明
图1为本发明的膨胀筛管分段用底部封隔器结构图。
图2为本发明的膨胀筛管分段用底部封隔器胶筒结构图。
图3为本发明的膨胀筛管分段用底部封隔器A-A截面图。
图4为本发明的膨胀筛管分段用底部封隔器B-B截面图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1-4所示，本发明的膨胀筛管分段用底部封隔器，包括座封控制组件和密封组件，座封控制组件包括上接头1、中心管2、锁环压帽3、锁环4、连接套5、座封套6、锁块7、传力键9、传力套10、引鞋14，中心管2密封并螺接在上接头1底部，引鞋14密封并螺接在中心管2底部，在上接头1与引鞋14之间的中心管2的外壁上，从上到下依次设置有连接套5、传力套10和密封组件，中心管2上部外壁上有一段缩径段，连接套5上部套在缩径段外侧，通过锁环压帽3和锁环4固定在中心管2缩径段顶部，控制连接套5只能沿着缩径段单向向下运动，连接套5底部与传力套10螺接，螺接后在接口处形成一个内腔，中心管2上铣有均布的多个方形槽和均布的多个条形槽，方形槽在上、条形槽在下，锁块7穿过中心管2方形槽嵌入到连接套5与传力套10螺接后形成的内腔中,固定连接套5与中心管2的相对位置，座封套6密封连接插入到中心管2内，由剪钉8固定在中心管2上，座封套6上部外径小，下部外径大，大径处与锁块7接触，限制锁块7径向移动，在座封套6、传力套10上均布铣有多个条形槽，中心管2与传力套10上的条形槽宽度一致、形状一致，中心管2的条形槽长度长于传力套10的条形槽，传力键9穿过中心管2与传力套10的条形槽通过螺钉安装在座封套6的条形槽上。
本实施例中，所述锁环压帽3与连接套5螺接，锁环压帽3截面形状为“L”形，有内腔，锁环4装入到锁环压帽3的内腔中，锁环4与中心管2通过马牙扣连接，马牙扣使锁环4只能单向向下运动。
优选，所述中心管2上铣有4组均布的方形槽和4组均布的条形槽，方形槽在上、条形槽在下，四个锁块7穿过中心管2方形槽嵌入到连接套5与传力套10螺接后形成的内腔中，固定连接套5与中心管2的相对位置。
所述密封组件由端部胶筒11、隔环12、主封胶筒13组成，两个端部胶筒11位于组件上下两端，主封胶筒13位于中间，主封胶筒13和端部胶筒11之间用两个隔环12隔开，密封组件套装在中心管上2。所述端部胶筒11设计采用复合橡胶，外侧是聚四氟乙烯15碗形保护层，内侧是氢化丁腈16密封层。
传力键9在传力套10上条形槽运动的距离为行程I，在中心管2上条形槽运动的距离为行程II，工作时，施加机械力给座封套6剪断固定座封套6的剪钉8，座封套6带动传力键9向下运动，运动了行程I的距离后，座封套6与锁块7接触的位置由大径变为小径，锁块7径向收缩与小径处接触，脱离连接套5与传力套10的空腔，连接套5与传力套10失去锁块7的固定、可以向下运动，继续向下推动座封套6，座封套6带动传力键9向下运动行程II，在运动的过程中压缩启动密封组件，运动同时，锁环4在锁环压帽3的带动下一同运动，通过锁环4与中心管2之间的马牙扣连接实现单向运动锁定。
工作时密封组件接收到座封控制组件传递来的压缩力，主封胶筒13的硬度低，先发生变形，轴向压缩转化为径向变形、先与套管内壁接触密封，端部胶筒11采用复合结构，外侧是聚四氟乙烯15碗形保护层，内侧是氢化丁腈16密封层，整体硬度高，后发生变形，压缩扩张后也与套管内壁接触密封，端部胶筒11由于采用复合结构，有聚四氟乙烯15碗形保护层保护，可以提高密封组件的承压与耐温性能。
膨胀筛管分段用底部封隔器在膨胀筛管扩张施工结束后，胀锥插入到膨胀筛管分段用底部封隔器中的座封套6上，通过机械力推动下压座封套6启动工具，工具启动后与套管内壁建立密封，膨胀筛管分段用底部封隔器协助建立了分段膨胀管柱中段及上段密封防砂体系，这种防砂体系可根据井况设置多段，允许其他工具穿过封隔器进行后续作业，满足后期分层控制的要求。
综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。
Claims (5)
1.一种膨胀筛管分段用底部封隔器，包括座封控制组件和密封组件，其特征在于，座封控制组件包括上接头(1)、中心管(2)、锁环压帽(3)、锁环(4)、连接套(5)、座封套(6)、锁块(7)、传力键(9)、传力套(10)、引鞋(14)，中心管(2)密封并螺接在上接头(1)底部，引鞋(14)密封并螺接在中心管(2)底部，在上接头(1)与引鞋(14)之间的中心管(2)的外壁上，从上到下依次设置有连接套(5)、传力套(10)和密封组件，中心管(2)上部外壁上有一段缩径段，连接套(5)上部套在缩径段外侧，通过锁环压帽(3)和锁环(4)固定在中心管(2)缩径段顶部，控制连接套(5)只能沿着缩径段单向向下运动，连接套(5)底部与传力套(10)螺接，螺接后在接口处形成一个内腔，中心管(2)上铣有均布的多个方形槽和均布的多个条形槽，方形槽在上、条形槽在下，锁块(7)穿过中心管(2)方形槽嵌入到连接套(5)与传力套(10)螺接后形成的内腔中,固定连接套(5)与中心管(2)的相对位置，座封套(6)密封连接插入到中心管(2)内，由剪钉(8)固定在中心管(2)上，座封套(6)上部外径小，下部外径大，大外径处与锁块(7)接触，限制锁块(7)径向移动，在座封套(6)、传力套(10)上均布铣有多个条形槽，中心管(2)上的条形槽与传力套(10)上的条形槽宽度一致、形状一致，中心管(2)的条形槽长度长于传力套(10)的条形槽，传力键(9)穿过中心管(2)与传力套(10)的条形槽通过螺钉安装在座封套(6)的条形槽上。
2.根据权利要求1所述膨胀筛管分段用底部封隔器，其特征在于，所述锁环压帽(3)与连接套(5)螺接，锁环压帽(3)截面形状为“L”形，有内腔，锁环(4)装入到锁环压帽(3)的内腔中，锁环(4)与中心管(2)通过马牙扣连接，马牙扣使锁环(4)只能单向向下运动。
3.根据权利要求1所述膨胀筛管分段用底部封隔器，其特征在于，所述中心管(2)上铣有4组均布的方形槽和4组均布的条形槽，方形槽在上、条形槽在下，四个锁块(7)穿过中心管(2)方形槽嵌入到连接套(5)与传力套(10)螺接后形成的内腔中，固定连接套(5)与中心管(2)的相对位置。
4.根据权利要求1所述膨胀筛管分段用底部封隔器，其特征在于，所述密封组件由端部胶筒(11)、隔环(12)、主封胶筒(13)组成，两个端部胶筒(11)位于密封组件上下两端，主封胶筒(13)位于中间，主封胶筒(13)和端部胶筒(11)之间用两个隔环(12)隔开，密封组件套装在中心管(2)上。
5.根据权利要求4所述膨胀筛管分段用底部封隔器，其特征在于，所述端部胶筒(11)设计采用复合橡胶，外侧是聚四氟乙烯(15)碗形保护层，内侧是氢化丁腈(16)密封层。
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Effective date of registration: 20210218 Address after: 100007 No. 9 North Main Street, Dongcheng District, Beijing, Dongzhimen Patentee after: CHINA NATIONAL PETROLEUM Corp. Patentee after: CNPC Bohai Drilling Engineering Co.,Ltd. Address before: China Petroleum Tianjin building Bohai Drilling Engineering Co., Ltd., No. 83, Second Street, economic and Technological Development Zone, Binhai New Area, Tianjin, 300457 Patentee before: CNPC Bohai Drilling Engineering Co.,Ltd. |
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