CN111502575B - 一种液压启动式封隔器解封工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液压启动式封隔器解封工具，其特征在于：包括芯轴、上接头、下接头、上活塞、下活塞和解封装置，该工具有非解封状态(初始状态)和解封状态两种状态，可以根据作业需要，通过投球打压的方式将工具从非解封状态(初始状态)切换为解封状态，从而解封封隔器。本发明解决了完井作业中一趟管柱下入回收封隔器的问题，提高了井下作业效率。

Description

一种液压启动式封隔器解封工具

技术领域

本发明属于石油天然气完井技术领域，具体来说涉及一种液压启动式封隔器解封工具。

背景技术

在石油天然气完井技术领域，专用工具解封型封隔器通常是一趟送入管柱下入坐封，需要解封时，再单独下入一趟回收管柱解封。特别是对于封隔器下入坐封出现问题时，无法用送入管柱将封隔器直接解封回收，必须是先将送入管柱脱手，取出送入管柱，然后再下入解封回收管柱。对于生产井，需要先起出生产管柱，然后再单独下入一趟回收管柱解封封隔器。两趟管柱回收封隔器的方式，影响作业效率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种液压启动式封隔器解封工具。

一种液压启动式封隔器解封工具，其特征在于：包括芯轴、上接头、下接头、上活塞、下活塞和解封装置；

所述芯轴的上端与上接头通过螺纹连接，芯轴与上接头的内壁之间形成有上活塞腔，所述芯轴上端形成有通孔，所述上接头在螺纹连接处形成有轴向槽，使上部管路的液体可通过通孔、轴向槽与上活塞腔连通；

所述芯轴的下端与下接头通过螺纹连接，芯轴与下接头的内壁之间形成有下活塞腔，所述芯轴与下活塞腔相对应的位置处设置有传压孔，使下活塞腔与芯轴内部相连通；

所述上活塞和下活塞套设在所述芯轴的外壁上，所述上活塞的上端伸入上活塞腔内，所述下活塞的下端伸入下活塞腔内，所述上活塞与芯轴之间通过启动剪切销钉固定连接，所述上活塞和下活塞之间通过脱手剪切销钉固定连接；

所述下活塞上设置有解封装置，所述解封装置包括紧定销钉、弹簧片和解封块，所述弹簧片设置于解封块的两侧，通过所述紧定销钉将弹簧片固定安装在下活塞上；

所述芯轴外壁上形成有上梯形凹槽、凸台和下梯形凹槽，上梯形凹槽和下梯形凹槽分别位于凸台的上下两侧，所述解封块在非解封状态(初始状态)下位于上梯形凹槽内；

所述芯轴内部靠近上端的位置形成有缩颈，作为液压启动解封时的球座；所述芯轴上形成有芯轴定位台阶，所述上活塞上形成有上活塞定位台阶，在启动剪切销钉被切断后，通过芯轴定位台阶和上活塞定位台阶的配合作用实现芯轴对上活塞的限位。

在上述技术方案中，所述通孔为沿芯轴圆周均匀布设，数量为4个，互相呈90度；所述轴向槽为沿上接头内壁均匀布设，数量为4道，互相呈90度。

在上述技术方案中，所述解封装置的数量为4组，绕圆周均布，互相呈90度。

在上述技术方案中，所述解封块包括底座和凸起，底座呈圆弧状，其上设置有2块凸起，解封块与弹簧片的连接点位于2块凸起的中间，弹簧片向内弯折，使解封块在非解封状态(初始状态)下处于径向收缩状态。

本发明具有的优点和积极效果是：通过采用上述技术方案，形成了一种液压启动式封隔器解封工具，不同于现有技术，该工具有非解封状态(初始状态)和解封状态两种状态，可以根据作业需要，通过投球打压的方式将工具从非解封状态(初始状态)切换为解封状态，从而解封封隔器。本发明解决了完井作业中一趟管柱下入回收封隔器的问题，提高了井下作业效率。

附图说明

图1是本发明一种液压启动式封隔器解封工具组装状态结构示意图。

图2是本发明一种液压启动式封隔器解封工具解封状态结构示意图。

图3是本发明一种液压启动式封隔器解封工具脱手状态结构示意图。

图4a是上接头结构示意图。

图4b是图4a的A-A方向截面图。

图5是上活塞结构示意图。

图6a是图6b的A-A方向截面图。

图6b是下活塞结构示意图。

图7是芯轴结构示意图。

图8是本发明一种液压启动式封隔器解封工具外观结构示意图。

图9是解封块局部结构示意图。

其中：

1为上接头，2为上活塞，3为下活塞，4为紧定销钉，5为弹簧片，6为解封块，7为芯轴，8为下接头，9为启动剪切销钉，9’为剪断的启动剪切销钉，10为脱手剪切销钉10’为剪断的脱手剪切销钉，11为上活塞腔，12为下活塞腔，13为封堵球，14为间隙；

1-1为内螺纹，1-2为轴向槽；

2-1为上活塞定位台阶，2-2为启动剪切销钉上活塞安装孔，2-3为脱手剪切销钉上活塞安装孔；

3-1为解封块安装槽，3-2为脱手剪切销钉下活塞安装孔；

6-1为底座，6-2为凸起；

7-1为通孔，7-2为缩径，7-3为芯轴定位台阶，7-4启动剪切销钉芯轴安装孔，7-5为上梯形凹槽，7-6为凸台，7-7为下梯形凹槽，7-8为传压孔。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例

如图1至图9所示，一种液压启动式封隔器解封工具，包括芯轴7、上接头1、下接头8、上活塞2、下活塞3和解封装置；

所述芯轴7的上端与上接头1通过螺纹连接，芯轴7与上接头1的内壁之间形成有上活塞腔11，所述芯轴7上端形成有通孔7-1，所述通孔7-1为沿芯轴7圆周均匀布设，数量为4个，互相呈90度；所述上接头1在螺纹连接处形成有轴向槽1-2，使上部管路的液体可通过通孔7-1、轴向槽1-2与上活塞腔11连通；所述轴向槽1-2为沿上接头1内壁均布布设，数量为4道，互相呈90度。

所述芯轴7的下端与下接头8通过螺纹连接，芯轴7与下接头8的内壁之间形成有下活塞腔12，所述芯轴7与下活塞腔12相对应的位置处设置有传压孔7-8，使下活塞腔12与芯轴7内部相连通；

所述上活塞2和下活塞3套设在所述芯轴7的外壁上，所述上活塞2的上端伸入上活塞腔11内，所述下活塞3的下端伸入下活塞腔12内，所述上活塞2与芯轴7之间通过启动剪切销钉9固定连接，所述上活塞2和下活塞3之间通过脱手剪切销钉10固定连接；

所述下活塞3上设置有解封装置，所述解封装置的数量为4组，绕圆周均布，互相呈90度；所述解封装置包括紧定销钉4、弹簧片5和解封块6，所述弹簧片5设置于解封块6的两侧，通过所述紧定销钉4将弹簧片5固定安装在下活塞3上；

所述芯轴7外壁上形成有上梯形凹槽7-5、凸台7-6和下梯形凹槽7-7，上梯形凹槽7-5和下梯形凹槽7-7分别位于凸台7-6的上下两侧，所述解封块6包括底座6-1和凸起6-2，底座6-1呈圆弧状，其上设置有2块凸起6-2，解封块6与弹簧片5的连接点位于2块凸起6-2的中间，弹簧片5向内弯折，使解封块6在非解封状态(初始状态)下处于径向收缩状态卡在上梯形凹槽7-5内；

所述芯轴内部靠近上端的位置形成有缩颈7-2，作为液压启动解封时的球座；所述芯轴7上形成有芯轴定位台阶7-3，所述上活塞2上形成有上活塞定位台阶2-1，在启动剪切销钉9被切断后，通过芯轴定位台阶7-3和上活塞定位台阶2-1的配合作用实现芯轴7对上活塞2的限位。

一种液压启动式封隔器解封工具的使用方法，包括解封过程和脱手过程，如下所述：

参阅图2，一种液压启动式封隔器解封工具解封状态结构示意图。当需要解封封隔器时，从井口投入封堵球13，封堵球13坐落在芯轴7的缩颈7-2上，由于缩颈7-2的内径小于封堵球13的直径，封堵球13无法通过缩颈7-2，此时封堵球13阻挡了液体向下的通道产生向下的液压，液体通过芯轴7的通孔7-1和上接头1的轴向槽1-2进入上活塞腔11，液体的轴向推力将启动剪切销钉9剪断，上活塞2下行，上活塞2上的上活塞定位台阶2-1和芯轴7上的芯轴定位台阶7-3贴合，使上活塞轴2向定位，此时上活塞2和上接头1之间产生间隙14，管内液体通过芯轴7的通孔7-1、上活塞2和上接头1之间产生间隙14进入外环空，流体通道被打开。在上活塞2下行的过程中，推动下活塞3下行，下活塞3推动解封块8移动到芯轴7的凸台7-6上，解封块8张开。上提工具，解封块8将封隔器解封，继续上提可将封隔器回收到地面。

请参阅图3，一种液压启动式封隔器解封工具脱手状态结构示意图。当工具处于解封状态上提无法解封封隔器或者封隔器解封后遇卡，管柱无法回收时，过提一定拉力将脱手剪切销钉10剪断，解封块8相对芯轴7向下移动，解封块滑到芯轴7的下梯形凹槽7-7内，在弹簧片5和紧定销钉4的作用下解封块8缩回，整个管串可以从井下起出。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种液压启动式封隔器解封工具，其特征在于：包括芯轴、上接头、下接头、上活塞和下活塞；

所述芯轴的上端与上接头通过螺纹连接，芯轴与上接头的内壁之间形成有上活塞腔，所述芯轴上端形成有通孔，所述上接头在螺纹连接处形成有轴向槽；

所述芯轴的下端与下接头通过螺纹连接，芯轴与下接头的内壁之间形成有下活塞腔，所述芯轴与下活塞腔相对应的位置处设置有传压孔；

所述上活塞和下活塞套设在所述芯轴的外壁上，所述上活塞的上端伸入上活塞腔内，所述下活塞的下端伸入下活塞腔内，所述上活塞与芯轴之间通过启动剪切销钉固定连接，所述上活塞和下活塞之间通过脱手剪切销钉固定连接；

所述下活塞上设置有解封装置，所述解封装置包括紧定销钉、弹簧片和解封块，所述弹簧片设置于解封块的两侧，通过所述紧定销钉将弹簧片固定安装在下活塞上；

所述芯轴外壁上形成有上梯形凹槽、凸台和下梯形凹槽，上梯形凹槽和下梯形凹槽分别位于凸台的上下两侧，所述解封块在非解封状态下位于上梯形凹槽内；

所述芯轴内部靠近上端的位置形成有缩颈，所述芯轴上形成有芯轴定位台阶；

从井口投入封堵球，封堵球坐落在芯轴的缩颈上，由于缩颈的内径小于封堵球的直径，封堵球无法通过缩颈，此时封堵球阻挡了液体向下的通道产生向下的液压，液体通过芯轴的通孔和上接头的轴向槽进入上活塞腔，液体的轴向推力将启动剪切销钉剪断，上活塞下行，上活塞上的上活塞定位台阶和芯轴上的芯轴定位台阶贴合，使上活塞轴向定位，此时上活塞和上接头之间产生间隙，管内液体通过芯轴的通孔、上活塞和上接头之间产生的间隙进入外环空，流体通道被打开，在上活塞下行的过程中，推动下活塞下行，下活塞推动解封块移动到芯轴的凸台上，解封块张开，上提工具，解封块将封隔器解封。

2.根据权利要求1所述的一种液压启动式封隔器解封工具，其特征在于：所述通孔沿芯轴圆周均匀布设，数量为4个，互相呈90度；所述轴向槽沿上接头内壁均匀布设，数量为4道，互相呈90度。

3.根据权利要求1所述的一种液压启动式封隔器解封工具，其特征在于：所述解封装置的数量为4组，绕下活塞圆周均布，互相呈90度。

4.根据权利要求1所述的一种液压启动式封隔器解封工具，其特征在于：所述解封块包括底座和凸起，底座呈圆弧状，其上设置有2块凸起，解封块与弹簧片的连接点位于2块凸起的中间，弹簧片向内弯折，使解封块在非解封状态下处于径向收缩状态。

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