CN109577905B - 一种可重复坐封解封的压缩式封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及封隔器，公开了一种可重复坐封解封的压缩式封隔器。该封隔器的自锁机构包括弹簧卡环、换向弹簧、限位销、换向套、锁块和卡簧座，所述弹簧卡环套设并固定在胶桶滑套上，所述换向弹簧一端安装在弹簧卡环上，另一端与所述换向套相接触，所述换向套可移动套设在所述胶筒滑套上，所述限位销穿过换向套安装在胶桶滑套上开设的滑动槽内，所述锁块固定安装在所述胶筒滑套上，并分别与开设在所述外中心管上的第一凹槽、开设在所述卡簧座上的第二凹槽相匹配，所述外筒内壁上开设卡槽，所述卡簧座上安装有卡簧，所述卡簧可与所述卡槽相扣合。该封隔器结构简单、加工生产难度低；能实现重复坐封解封，并且能够适应高温高压条件长时间使用，节约施工时间。

Description

一种可重复坐封解封的压缩式封隔器

技术领域

本发明涉及封隔器，特别涉及一种可重复坐封解封的压缩式封隔器。

背景技术

井下封隔器减少了油井封隔器堵水施工工序，能方便地实现不压井不放喷作业，并且能双向承受高压，使用寿命长；随着对油层的深入认识，厚油层挖潜势在必行，同时也对井下封隔器提出了更高的要求。井下封隔器可分为自封式封隔器、扩张式封隔器和压缩式封隔器等，扩张式封隔器具有可重复坐封的优点，但耐压低，受结构限制无自锁功能，且在高温高压状态下使用寿命短；而压缩式封隔器具有耐压高，结构稳定可坐封自锁，能在高温高压状态下长时间使用，但不能重复坐封解封，这些缺点限制了井下封隔器的使用。因此，本发明预提供一种可重复坐封解封的压缩式封隔器，该封隔器能够实现重复坐封解封，并能适应高温高压条件长时间使用。

发明内容

为了解决现有技术中的压缩式封隔器不能满足重复坐封解封的技术问题，本发明提供了一种可重复坐封解封的压缩式封隔器。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种可重复坐封解封的压缩式封隔器，包括上接头、内中心管、下接头、外中心管、胶筒滑套、胶筒、自锁机构、第一活塞筒、外筒、第二活塞筒和第三活塞筒，所述上接头、所述内中心管和所述下接头从上到下依次连接，所述外中心管、所述胶筒滑套和所述胶筒从内到外依次套设在所述内中心管上，所述第一活塞筒的筒腔内安装平衡活塞，所述胶筒一端通过上胶筒护套与第一活塞筒连接，所述胶筒另一端通过下胶筒护套与所述外筒上端连接，所述外筒下端与所述第二活塞筒连接，所述第二活塞筒与所述第三活塞筒连接；其中，所述自锁机构包括弹簧卡环、换向弹簧、限位销、换向套、锁块和卡簧座，所述弹簧卡环套设并固定在胶筒滑套上，所述换向弹簧一端安装在弹簧卡环上，另一端与所述换向套相接触，所述换向套可移动套设在所述胶筒滑套上，所述限位销穿过换向套安装在胶筒滑套上开设的滑动槽内，并可在滑动槽内上下滑动，所述锁块固定安装在所述胶筒滑套上，并分别与开设在所述外中心管上的第一凹槽、开设在所述卡簧座上的第二凹槽相匹配，所述外筒内壁上开设卡槽，所述卡簧座上安装有卡簧，所述卡簧可与所述卡槽相扣合。

本发明提供的可重复坐封解封的压缩式封隔器结合各类封隔器的优点，其自锁机构具有自锁功能，液压坐封，并实现重复坐封解封，上提最终解封。其可重复坐封解封功能装置为机械结构，故可适应高温高压条件长时间使用，可以有效降低井下施工作业的起下管柱次数，节约施工时间。

现有技术中的压缩式封隔器坐封之后不能反复解封，故需要重现设置结构复杂的反洗井通道，而本发明提供的封隔器无需另设反洗井通道，在解封后，可以通过油管注入液量可进行反洗井作业，并且与现有技术中的专用反洗井通道相比，本发明的整个环空通道的庞大体积作为反洗井通道具有面积优势，不易造成堵塞。

所述的压缩式封隔器还包括对应设置的第一传压孔和第一外传压孔、第二传压孔和第二外传压孔、第三传压孔和第三外传压孔；本发明对应设置了三组传压孔，每组传压孔的设置位置没有具体限制，只要能够传递封隔器的内压力与管套和封隔器之间的环空外压力大小差即可，压差推动封隔器实现初始坐封和解封，压差超过设定值会触发重复坐封；其中，第一传压孔和第一外传压孔、第二传压孔和第二外传压孔、第三传压孔和第三外传压孔这三组传压孔的具体设置位置如下(但是又不拘泥于以下具体设置，设置的位置只要能通过压力差使外筒移动即可)：

作为优选，所述第一传压孔开设在所述下接头上并与所述平衡活塞上方的第一活塞筒筒腔连通，所述第一外传压孔开设在所述第一活塞筒的筒壁上并与所述平衡活塞下方的第一活塞筒筒腔连通。

作为优选，所述第二传压孔开设在所述下接头上并与第二活塞筒的筒腔连通，所述第二外传压孔开设在外筒的筒壁上并与设置在所述第二活塞筒上方的外筒筒腔连通。

作为优选，所述第三传压孔开设在所述内中心管上并与所述第三活塞筒的筒腔连接，所述第三外传压孔开设在所述第二活塞筒的筒壁上并与设置在所述第三活塞筒的上方的空腔连通。

所述胶筒的数量没有具体限制，优选地，本发明的胶筒数量为两个，两个胶筒之间通过隔环隔离开，一个胶筒与所述上胶筒护套连接，另一个胶筒与所述下胶筒护套连接。

作为优选，所述第三活塞筒下端通过下挡环与所述下接头连接，所述下挡环与所述第三活塞筒通过稳钉锁定，与所述下接头螺纹连接。

作为优选，所述弹簧卡环套设并通过固定销固定在胶筒滑套上，所述固定销穿过弹簧卡环中并插到胶筒滑套上的限位槽孔内，使胶筒滑套和弹簧卡环的相对位置固定。

所述第二活塞筒内安装第二活塞座，第三活塞筒内安装第三活塞座。优选地，所述弹簧座下方的外筒筒腔内安装弹簧，用于调节工作中活塞的受力。

所述上接头和所述第一活塞筒之间通过解封剪钉连接，最终上提管柱解封时，剪断解封剪钉，最终解封。

附图说明

图1为本发明所提供的可重复坐封解封的压缩式封隔器的剖面图；

图2为本发明所提供的自锁机构的放大图。

具体实施方式

本发明公开了一种可重复坐封解封的压缩式封隔器，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进零部件来实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明当中。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明 ，下面结合具体实施方式和附图对本发明 作进一步的详细说明。

本发明提供了一种可重复坐封解封的压缩式封隔器，包括上接头1、内中心管4、下接头23、外中心管7、胶筒滑套9、胶筒10、自锁机构、第一活塞筒3、外筒12、第二活塞筒21 和第三活塞筒24，所述上接头1、所述内中心管4和所述下接头23从上到下依次连接，所述外中心管7、所述胶筒滑套9和所述胶筒10从内到外依次套设在所述内中心管4上，所述上接头1和所述第一活塞筒3之间通过解封剪钉2连接，所述第一活塞筒3的筒腔内安装平衡活塞5，所述胶筒10的数量为两个，之间通过隔环35隔开设置，一个胶筒通过上胶筒护套8 与第一活塞筒3连接，另一个胶筒通过下胶筒护套11与所述外筒12上端连接，所述外筒12 下端与所述第二活塞筒21连接，所述第二活塞筒21与所述第三活塞筒24连接，所述第三活塞筒24下端通过下挡环27与所述下接头23连接，所述下挡环27与所述第三活塞筒24稳钉 26锁定，与所述下接头23螺纹连接，所述第二活塞筒21内安装第二活塞座22，第三活塞筒 24内安装第三活塞座25；其中，所述自锁机构包括弹簧卡环28、换向弹簧14、限位销15、换向套16、锁块17和卡簧座18，所述弹簧卡环28套设并通过固定销13固定在胶筒滑套9 上，具体的，固定销13穿过弹簧卡环28上所开设的限位销通孔，并最终插到胶筒滑套9上设置的限位槽孔内，使胶筒滑套9和弹簧卡环28的相对位置固定，所述换向弹簧14一端安装在弹簧卡环28上，另一端与所述换向套16相接触，所述换向套16可移动套设在所述胶筒滑套9上，所述限位销15穿过换向套安装在胶筒滑套9上开设的滑动槽内，并可在滑动槽内上下滑动，通过所述限位销15使换向套16上下移动的具体长度为滑动槽的长度，所述锁块 17固定安装在所述胶筒滑套9上，并分别与开设在所述外中心管7上的第一凹槽、开设在所述卡簧座18上的第二凹槽相匹配，所述外筒12内壁上开设卡槽，所述卡簧座18上安装有卡簧19，所述卡簧19可与所述卡槽相扣合。

所述的压缩式封隔器还包括对应设置的第一传压孔28和第一外传压孔31、第二传压孔29和第二外传压孔32、第三传压孔30和第三外传压孔33；所述第一传压孔28开设在所述内中心管4上并与所述平衡活塞5上方的第一活塞筒筒腔连通，所述第一外传压孔31开设在所述第一活塞筒3的筒壁上并与所述平衡活塞3下方的第一活塞筒筒腔连通；所述第二传压孔29开设在所述下接头23上并与第二活塞筒21的筒腔连通，所述第二外传压孔32开设在外筒12的筒壁上并与设置在所述第二活塞筒21上方的外筒筒腔连通；所述第三传压孔30开设在所述下接头23上并与所述第三活塞筒24的筒腔连接，所述第三外传压孔33开设在所述第二活塞筒21的筒壁上并与设置在所述第三活塞筒24的上方的空腔连通。

在另外一种优选的实施方式中，上接头1与内中心管4螺纹连接，内中心管4与下接头 23螺纹连接，第二活塞座22与下接头23螺纹连接，第三活塞座25与下接头螺纹连接，下挡环27与下接头23螺纹连接；第一活塞筒3与上胶筒护套8螺纹连接，上胶筒护套8与胶筒滑套9螺纹连接，平衡活塞5与外中心管7螺纹连接；下胶筒护套11与外筒12螺纹连接，外筒12与第一活塞筒3螺纹连接，第二活塞筒21与第三活塞筒24螺纹连接，第三活塞筒 24与下挡环27螺纹连接并由稳钉锁定。其他非螺纹连接的不同零部件之间会设有密封圈(比如密封圈6)以确保零部件之间的密封。

本发明提供的可重复坐封解封的压缩式封隔器的工作过程如下：

(1)工具的就位：油管内加压时，油压通过第一传压孔使平衡活塞5受向下的力；油压通过第二传压孔、第三传压孔分别使下部两个活塞受向上的力，下部两个活塞面积明显大于平衡活塞的面积，压力差推动第二活塞筒21和第三活塞筒24以及和它们连接的外筒12上移，推动胶筒10压缩；卡簧19从卡簧座18内伸出，卡到外筒12内的卡槽内，坐封完成。锁块17安装在胶筒滑套9的矩形槽内，此时，锁块17通过卡簧座18上部的第二凹槽和胶筒滑套 9锁在一起，工具第一次坐封完成。

(2)工具的重复解封：当套管加压时，油压通过外第一传压孔使平衡活塞5受向上的力，带动外中心管7，使锁块17落入外中心管7下部的第一凹槽内；油压通过外第二传压孔、第三传压孔分别使下部两个活塞受向下的力，拉动外筒12、卡簧19、卡簧座18下移后，换向套16在换向弹簧14的作用下下移，卡簧座18和胶筒滑套9解锁，使胶桶10复位，工具解封。拉动外筒12、卡簧19、卡簧座18下移的距离由胶筒滑套9上的滑槽长度决定，这是重复解封的过程。

(3)工具的重复坐封：当油管内加压时，压力差推动下活塞套21和24以及和它们连接的外筒12上移，带动卡簧19、卡簧座18上移，推开换向套向上移动，并压紧换向弹簧15，锁块17再次进入卡簧座18上部的第二凹槽内；油压通过第一传压孔使平衡活塞5受向下的力，带动外中心管7的下移，使外中心管7下的第一凹槽和胶筒滑套9上的锁块17错开，卡簧座18和胶筒滑套9再次锁定；锁定后即恢复步骤(1)状态：外筒12上移，推动胶桶10 压缩，重新坐封；这是重复坐封的过程。

(4)工具的解除：当需要将坐封状态下的工具从井内移走时，可下放管柱。工具坐封在井内，第一活塞筒3、上胶筒护套8、胶筒滑套9、胶桶10均处于固定位置，下放使上接头1受向下的力，剪断上接头1和第一活塞筒3之间的解封剪钉2，使两者分离；内中心管4下移，带动通过锁块17锁在一起的卡簧座18、胶筒滑套9、通过卡簧19锁在一起的外筒12下移，使胶桶10复位，工具解封；工具解封后即可上提工具出井，这是最终解封的过程。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种可重复坐封解封的压缩式封隔器，其特征在于：包括上接头、内中心管、下接头、外中心管、胶筒滑套、胶筒、自锁机构、第一活塞筒、外筒、第二活塞筒和第三活塞筒，所述上接头、所述内中心管和所述下接头从上到下依次连接，所述外中心管、所述胶筒滑套和所述胶筒从内到外依次套设在所述内中心管上，所述第一活塞筒的筒腔内安装平衡活塞，所述胶筒一端通过上胶筒护套与第一活塞筒连接，所述胶筒另一端通过下胶筒护套与所述外筒上端连接，所述外筒下端与所述第二活塞筒连接，所述第二活塞筒与所述第三活塞筒连接；其中，所述自锁机构包括弹簧卡环、换向弹簧、限位销、换向套、锁块和卡簧座，所述弹簧卡环套设并固定在胶筒滑套上，所述换向弹簧一端安装在弹簧卡环上，另一端与所述换向套相接触，所述换向套可移动套设在所述胶筒滑套上，所述限位销穿过换向套安装在胶筒滑套上开设的滑动槽内，所述锁块固定安装在所述胶筒滑套上，并分别与开设在所述外中心管上的第一凹槽、开设在所述卡簧座上的第二凹槽相匹配，所述外筒内壁上开设卡槽，所述卡簧座上安装有卡簧，所述卡簧可与所述卡槽相扣合；所述压缩式封隔器还包括对应设置的第一传压孔和第一外传压孔、第二传压孔和第二外传压孔、第三传压孔和第三外传压孔；所述第一传压孔开设在所述内中心管上并与所述平衡活塞上方的第一活塞筒筒腔连通，所述第一外传压孔开设在所述第一活塞筒的筒壁上并与所述平衡活塞下方的第一活塞筒筒腔连通；所述第二传压孔开设在所述下接头上并与第二活塞筒的筒腔连通，所述第二外传压孔开设在外筒的筒壁上并与设置在所述第二活塞筒上方的外筒筒腔连通；所述第三传压孔开设在所述下接头上并与所述第三活塞筒的筒腔连接，所述第三外传压孔开设在所述第二活塞筒的筒壁上并与设置在所述第三活塞筒的上方的空腔连通。

2.如权利要求1所述的压缩式封隔器，其特征在于：所述胶筒的数量为两个，两个胶筒之间通过隔环隔离开。

3.如权利要求1所述的压缩式封隔器，其特征在于：所述第三活塞筒下端通过下挡环与所述下接头连接，所述下挡环与所述第三活塞筒通过稳钉锁定，与所述下接头螺纹连接。

4.如权利要求1所述的压缩式封隔器，其特征在于：所述弹簧卡环套设并通过固定销固定在胶筒滑套上，所述固定销穿过弹簧卡环中并插到胶筒滑套上的限位槽孔内。

5.如权利要求1所述的压缩式封隔器，其特征在于：所述第二活塞筒内安装第二活塞座，第三活塞筒内安装第三活塞座。

6.如权利要求1所述的压缩式封隔器，其特征在于：所述上接头和所述第一活塞筒之间通过解封剪钉连接。

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