CN112878951A - 一种延时坐封剪销封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种延时坐封剪销封隔器，包括防坐剪钉（11）、芯轴（12）及胶筒（8），其特征在于：所述芯轴（12）下方连接延时机构；所述延时机构，用于所述防坐剪钉（11）被剪断时延缓所述芯轴（12）下行速度以延长所述胶筒（8）的坐封时间；解决现有剪销封隔器无法实现多层坐封以致无法进行多层测试的问题。

Description

一种延时坐封剪销封隔器

技术领域

本发明涉及一种油气井用于井下试油测试封隔器。

背景技术

目前试油测试时所采取的封隔器普遍为卡瓦封隔器和剪销封隔器组合，卡瓦封隔器在剪销封隔器下部，旋转管柱将卡瓦封隔器坐封后，下放管柱，剪销封隔器承受上部管柱的压力，超出其内部防坐剪钉承压能力后，防坐剪钉被剪断，剪销封隔器的芯轴下移，胶筒被挤压膨胀，进一步实现剪销封隔器的坐封。

采用上述组合进行测试封隔，若要实现多层测试，则需要在卡瓦封隔器上方加入多个剪销封隔器，并要求每个剪销封隔器均顺利坐封，才能达到封隔每个层位然后对每个层位进行测试的目的。

但剪销封隔器的结构决定了无法实现多个剪销封隔器均顺利坐封的愿望，多数情况下，可能出现上层剪销封隔器先坐封，使得管柱压力无法传递给下层剪销封隔器，导致下层剪销封隔器无法有效坐封的现象发生，从而不能对多个层位均进行有效封堵，也就不能达到多层测试的目的。

所以该组合只能满足下放一趟管柱封隔测试单层或两层，若要进行多层测试，则需多次起下管柱。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种延时坐封剪销封隔器，解决现有剪销封隔器无法实现多层坐封以致无法进行多层测试的问题。

为实现上述发明目的，所述的一种延时坐封剪销封隔器，包括防坐剪钉、芯轴及胶筒，其特征在于：

所述芯轴下方连接延时机构；

所述延时机构，用于所述防坐剪钉被剪断时延缓所述芯轴下行速度以延长所述胶筒的坐封时间。

进一步地，所述延时机构包括填充有液体的液压室；

下行的所述芯轴压缩所述液压室内的所述液体以使其产生液压力；

所述液压力，用于支撑所述芯轴以延缓其下行速度。

进一步地，所述液压室的高度或容积对应所述坐封时间。

进一步地，所述芯轴通过阀芯压缩所述液体。

进一步地，所述阀芯与阀座配合；

所述阀座与所述芯轴连接，用于随所述芯轴同步下行以驱动所述阀芯压缩所述液体。

进一步地，所述阀座下方连接液压芯轴；

所述液压芯轴外侧设置液压外筒；

所述液压芯轴与所述液压外筒之间的环形密闭空间形成所述液压室。

进一步地，所述液压室底部设置密封塞；

所述密封塞，用于密封所述液压室的底部以增加其密封性。

进一步地，所述液压室内置缓冲组件；

所述芯轴下行压缩所述缓冲组件以蓄积回弹力；

所述回弹力，用于上提管柱解封所述胶筒时驱动所述芯轴以增加其上移速度。

进一步地，所述缓冲组件包括弹簧；

所述弹簧的两端分别设置上挡环及下挡环。

进一步地，所述液压外筒上设置出口及入口；

所述出口及所述入口上分别连接密封堵塞；

所述密封堵塞，用于打开或关闭所述出口及所述入口并防止所述出口或所述入口渗漏所述液体。

本发明具有如下有益效果：

本发明的延时坐封测试封隔器在进行多层测试时，卡瓦封隔器上部连接剪销封隔器，剪销封隔器上部再连接若干延时坐封剪销封隔器。卡瓦封隔器坐封后，剪销封隔器和所有延时坐封剪销封隔器的防坐销钉在上部油管的压力下均被剪断，剪销封隔器立即坐封，第一延时坐封剪销封隔器下部因为设有储存液体的液压室，液压室内的液体赋予封隔器的芯轴以支撑力，在该支撑力的作用下延缓芯轴下降速度，第一延时坐封剪销封隔器在下部剪销封隔器先充分坐封一段时间后（如2-3min）后再坐封，从而产生与下部剪销封隔器的坐封时间差；又因第二延时坐封剪销封隔器较第一延时坐封剪销封隔器的液压室的高度长，可以使第二延时坐封剪销封隔器在第一延时剪销封隔器充分坐封一段时间后（如2-3min）后再坐封，依次类推，所有封隔器自下而上有序、逐级的进行坐封，达到下入一趟管柱可以进行多层测试的目的。

附图说明

通过以下参考附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：

图1是本发明实施例的延时坐封测试封隔器的结构示意图；

图2是图1中延时坐封测试封隔器下部的放大图。

图1中1、上接头；2、并帽；3、O型圈；4、旁通外筒；5、密封环；6、上通井规环；7、隔环；8、胶筒；9、下通井规环；10、胶筒芯轴；11、防坐剪钉；12、芯轴；13、下旁通；14、密封堵塞；15、阀座；16、阀芯；17、上挡环；18、弹簧；19、下挡环；20、液体；21、液压芯轴；22、密封塞；23、液压外筒；24、下接头。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是值得说明的是，本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。

此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。

同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。

通过对现有剪销封隔器的分析发现，要实现一趟管柱测试N层（N大于等于3），下部的剪销封隔器要先于上部的剪销封隔器坐封，才能确保剪销封隔器自下而上逐个坐封，达到多层封堵层位并进行多层测试的目的。

在上述技术要求的基础上，本申请的发明构思是在原有剪销封隔器内设置延时机构，通过该延时机构，使得自下而上每个剪销封隔器的坐封时间依次延长，例如自下而上的延长时间分别为2min、4min、6min……，这样就造成了各个剪销封隔器的坐封时间差，实现下部的剪销封隔器先于上部的剪销封隔器坐封，实现剪销封隔器自下而上依次坐封的愿望。

而延时机构的设计，本发明采用的方案是在剪销封隔器内设置液体室，不同的剪销封隔器内携带的液体室填充不同量的液体，越上部的剪销封隔器液体室填充的液体越多，防坐销钉剪断之后，芯轴由于液体的支撑作用下降速度越慢，封隔器的坐封时间越长。

如此，若要实现一趟管柱测试N层，可在卡瓦封隔器和剪销封隔器上部加入N-2个具有延时功能的剪销封隔器，即本申请的延时坐封剪销封隔器。也可以说，每增加一个测试层位，就在原来的剪销封隔器上部再加一个延时坐封剪销封隔器对油层进行封堵。

可以看出，本申请的延时坐封剪销封隔器是对原有剪销封隔器的进一步改进，改进后的具体方案通过本实施例进行详细描述。

图1是本发明实施例的延时坐封测试封隔器的结构示意图；本实施例的延时坐封剪销封隔器，如图1所示，对于上接头1、并帽2、旁通外筒4、5密封环、上通井规环6、隔环7、胶筒8、下通井规环9、胶筒芯轴10、防坐剪钉11、芯轴12、下旁通13这些零部件及连接关系均未做改动。

本实施例改进的地方是在所述芯轴12下方连接延时机构，所述延时机构的作用是在所述防坐剪钉11被剪断时延缓所述芯轴12下行速度以延长所述胶筒8的坐封时间。

在图1及图2中，所述延时机构包括填充有液体的液压室20，下行的所述芯轴12压缩所述液压室20内的所述液体以使其产生液压力，而所述液压力可以支撑所述芯轴12以延缓其下行速度。

优选地，通过改变所述液压室20的高度或容积，就可以改变产生液压力的大小，而液压力的不同导致其对芯轴12的支撑力也是不同的，不同的支撑力引发产生的是胶筒8的坐封时间的不同，如此，可以通过设置上下延时坐封测试封隔器采用不同的液压室20高度或容积，达到自下而上产生坐封时间差的目的。

所以，使用本实施例的延时坐封测试封隔器在进行多层测试时，卡瓦封隔器上部连接剪销封隔器，剪销封隔器上部再连接若干延时坐封剪销封隔器。

卡瓦封隔器坐封后，剪销封隔器和所有延时坐封剪销封隔器的防坐销钉在上部油管的压力下均被剪断，剪销封隔器立即坐封，第一延时坐封剪销封隔器下部因为设有储存液体的液压室，液压室内的液体赋予封隔器的芯轴以支撑力，在该支撑力的作用下延缓芯轴下降速度，第一延时坐封剪销封隔器在下部剪销封隔器先充分坐封一段时间后（如2-3min）后再坐封，从而产生与下部剪销封隔器的坐封时间差；又因第二延时坐封剪销封隔器较第一延时坐封剪销封隔器的液压室的高度长，可以使第二延时坐封剪销封隔器在第一延时剪销封隔器充分坐封一段时间后（如2-3min）后再行坐封，依次类推，所有封隔器自下而上有序、逐级的进行坐封，达到下入一趟管柱可以进行多层测试的目的。

优选地，在图1及图2中，所述芯轴12通过阀芯16压缩所述液体；所述阀芯16与阀座15配合，所述阀座15与所述芯轴12连接，所述阀座15随所述芯轴12同步下行以驱动所述阀芯16压缩所述液体。

在图1及图2中，所述阀座15下方连接液压芯轴20，所述液压芯轴20外侧设置液压外筒23，所述液压芯轴20与所述液压外筒23之间的环形密闭空间形成所述液压室20。

优选地，所述液压室20底部设置密封塞22，所述密封塞22进一步密封所述液压室20的底部，以增加所述液压室20的密封性。

在图1及图2中，所述液压室20内置缓冲组件，所述芯轴12下行压缩所述缓冲组件以蓄积回弹力，在上提管柱解封所述胶筒8时，所述回弹力合并上提管柱的力以驱动所述芯轴12上行，在所述回弹力的参与下势必增加所述芯轴12的上移速度，达到快速解封的目的。

优选地，所述缓冲组件包括弹簧18，所述弹簧18的两端分别设置上挡环17及下挡环19。

在图1及图2中，所述液压外筒23上设置出口及入口，所述出口及所述入口上分别连接密封堵塞14，所述密封堵塞14用于打开或关闭所述出口及所述入口用于向所述液压室20内充填液压油，而采用的是密封堵塞14，所以该密封堵塞14也可以防止液压油从所述出口或所述入口渗漏。

上述内容是对本申请技术方案比较概况的说明，下面结合附图1对本实施例的延时坐封测试封隔器做进一步详细的说明：

在图1中，本实施例的的延时坐封测试封隔器，上接头1与芯轴12螺纹连接，芯轴12的端面外侧密封槽内装有密封圈3，并与上接头1形成密封。

并帽2和旁通外筒4分别套在上接头1上，并帽2与上接头1台阶连接，旁通外筒4与并帽2螺纹连接，上接头1外圆面上的密封槽内装有O型圈3，并与旁通外筒4形成密封，旁通外筒4内侧密封槽内装有密封环5，旁通外筒4与胶筒芯轴10螺纹连接，旁通外筒4内圆面密封槽内装有O形圈，并与胶筒芯轴10形成密封，上通井规环6和旁通外筒4螺纹连接，隔环7、胶筒8和下通井规环9分别套在胶筒芯轴10外圆面上，下旁通13与下通井规环9螺纹连接，防坐剪钉11安装在下旁通13外圆面上的螺纹孔内，下旁通13套在芯轴12上，下旁通13内圆面密封槽内装有O形圈，并与芯轴12形成密封。

液压外筒23与下旁通13螺纹连接，下旁通13外圆面密封槽内装有O形圈，并与液压外筒23形成密封。

阀座15与芯轴12螺纹连接，阀座15内圆面密封槽上装有O形圈，并与阀座15形成密封，阀座15与液压芯轴21螺纹连接，液压芯轴21外圆密封槽内装有O形圈，并与阀座15形成密封。

阀芯16、上挡环17和弹簧18分别套在阀座15上，下挡环19和密封塞22分别套在液压芯轴21上，密封塞22内圆面密封槽内装有O形圈，并与液压芯轴21形成密封，密封塞22和下接头24分别与液压外筒23螺纹连接，密封塞22外圆面上的密封槽内装有O形圈，并与液压外筒23形成密封，下接头24螺纹连接处的密封槽内装有O形圈，并与液压外筒23形成密封，液压室20由密封塞22、液压芯轴21、下挡环19和液压外筒23围成，液压室20内填充压缩液体，比如液压油，液压外筒23上开有液压油入口及出口，该入口及出口上分别装有密封堵塞14，密封堵塞14可以防止液压油的渗漏。

使用时，按所需坐封高度安装延时坐封剪销封隔器的数量，具体是若要一趟管柱测试N层，可在卡瓦封隔器和剪销封隔器上部加入N-2个延时坐封剪销封隔器。

测试时，下放管柱，下接头24和尾管相连，以井底或卡瓦封隔器为支点，上接头1、芯轴12、阀座15、液压芯轴21整体逐渐下行，剪断剪销封隔器及所有延时坐封剪销封隔器的防坐剪钉11并压缩所有延时坐封剪销封隔器的液压室20内的液压油，使胶筒8直径变大，封隔油套环形空间。

但不同的延时坐封剪销封隔器在液压油、下挡环19与阀芯16的影响下，从整体开始下行到胶筒8被完全压缩之间具有一定的时间差，因此各个延时坐封剪销封隔器的胶筒8的坐封时间不同，具体的是自下而上的延时坐封剪销封隔器的坐封时间是依次延长的，最终实现所有封隔器自下而上有序、逐级的进行坐封，达到下入一趟管柱可以进行多层测试的目的，整个坐封过程平稳、可靠。

当需要解封时，上提管柱，弹簧18因之前芯轴12下行蓄积的回弹力及上提管柱的力共同驱动芯轴12上行，解除对胶筒8的挤压，胶筒8即可收回解封。

以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种延时坐封剪销封隔器，包括防坐剪钉（11）、芯轴（12）及胶筒（8），其特征在于：

所述芯轴（12）下方连接延时机构；

所述延时机构，用于所述防坐剪钉（11）被剪断时延缓所述芯轴（12）下行速度以延长所述胶筒（8）的坐封时间。

2.根据权利要求1所述的延时坐封剪销封隔器，其特征在于：

所述延时机构包括填充有液体的液压室（20）；

下行的所述芯轴（12）压缩所述液压室（20）内的所述液体以使其产生液压力；

所述液压力，用于支撑所述芯轴（12）以延缓其下行速度。

3.根据权利要求2所述的延时坐封剪销封隔器，其特征在于：

所述液压室（20）的高度或容积对应所述坐封时间。

4.根据权利要求2所述的延时坐封剪销封隔器，其特征在于：

所述芯轴（12）通过阀芯（16）压缩所述液体。

5.根据权利要求4所述的延时坐封剪销封隔器，其特征在于：

所述阀芯（16）与阀座（15）配合；

所述阀座（15）与所述芯轴（12）连接，用于随所述芯轴（12）同步下行以驱动所述阀芯（16）压缩所述液体。

6.根据权利要求5所述的延时坐封剪销封隔器，其特征在于：

所述阀座（15）下方连接液压芯轴（20）；

所述液压芯轴（20）外侧设置液压外筒（23）；

所述液压芯轴（20）与所述液压外筒（23）之间的环形密闭空间形成所述液压室（20）。

7.根据权利要求6所述的延时坐封剪销封隔器，其特征在于：

所述液压室（20）底部设置密封塞（22）；

所述密封塞（22），用于密封所述液压室（20）的底部以增加其密封性。

8.根据权利要求2-7任一项所述的延时坐封剪销封隔器，其特征在于：

所述液压室（20）内置缓冲组件；

所述芯轴（12）下行压缩所述缓冲组件以蓄积回弹力；

所述回弹力，用于上提管柱解封所述胶筒（8）时驱动所述芯轴（12）以增加其上移速度。

9.根据权利要求8所述的延时坐封剪销封隔器，其特征在于：

所述缓冲组件包括弹簧（18）；

所述弹簧（18）的两端分别设置上挡环（17）及下挡环（19）。

10.根据权利要求6或7所述的延时坐封剪销封隔器，其特征在于：

所述液压外筒（23）上设置出口及入口；

所述出口及所述入口上分别连接密封堵塞（14）；

所述密封堵塞（14），用于打开或关闭所述出口及所述入口并防止所述出口或所述入口渗漏所述液体。

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