CN112983336A - 一种组合式集成油田封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种组合式集成油田封隔器，涉及油气开发技术领域。该组合式集成油田封隔器，所述封隔器包括：支撑组件，所述支撑组件包括中心管、接头、连接环、调节筒、第一通孔和第二通孔，所述中心管的顶端和底端均固定连接有接头，所述中心管中部外侧固定连接有调节筒，所述中心管下部左右两侧均设置有第二通孔；坐封机构，所述坐封机构配合扶正机构和旋转组件对封隔器进行坐封；解封机构，所述解封机构用于对封隔器进行解封。通过向中心管内注入油液，使油液通过第一通孔压入扶正机构，扶正机构对封隔器进行扶正，同时，旋转组件和支撑组件配合扶正机构使坐封机构作业，完成坐封，封隔器便于扶正和坐封。

Description

一种组合式集成油田封隔器

技术领域

本发明涉及油气开发技术领域，具体为一种组合式集成油田封隔器。

背景技术

油田封隔器是一种井下工具，为了实现油田的分采和分注，需要通过这种井下工具将各油层分开。

油田封隔器下井过程中容易与井内套管产生倾角，从而对坐封作业产生不利影响，需要对封隔器进行扶正，而目前的油田封隔器扶正和坐封操作较为繁琐。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种组合式集成油田封隔器，解决了封隔器扶正及坐封难度较大的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种组合式集成油田封隔器，所述封隔器包括：

支撑组件，所述支撑组件包括中心管、接头、连接环、调节筒、第一通孔和第二通孔，所述中心管的顶端和底端均固定连接有接头，所述接头远离中心管的一端转动连接有连接环，所述中心管中部外侧固定连接有调节筒，所述中心管上部左右两侧均设置有第一通孔，所述中心管下部左右两侧均设置有第二通孔；

扶正机构，所述扶正机构配合支撑组件对封隔器进行扶正；

旋转组件，所述旋转组件用于使中心管与扶正机构发生相对转动；

坐封机构，所述坐封机构配合扶正机构和旋转组件对封隔器进行坐封；

解封机构，所述解封机构用于对封隔器进行解封。

优选的，所述扶正机构包括限位管、连接管、调节管、第一直杆、滚轮、第一弹簧、扭簧、扶正杆、转轮和扶正块，所述限位管转动连接在中心管的顶部外侧，所述限位管底部外侧固定连接有连接管，所述中心管外侧转动连接有调节管且调节管位于调节筒的正下方，所述限位管的顶部、连接管的下部、调节管的下部和调节管的底部均滑动连接有若干个第一直杆，所述第一直杆远离中心管的一端转动连接有滚轮，所述第一直杆外侧设置有第一弹簧，所述连接管的底部外侧和调节管的顶部外侧均均匀固定连接有四个扭簧，所述扭簧远离中心管的一侧通过连接板固定连接有扶正杆，所述扶正杆中部外侧转动连接有转轮且转轮与调节筒贴合，所述扶正杆远离中心管的一端固定连接有扶正块。

优选的，所述旋转组件包括第一环形活塞、第二弹簧、压环、旋转件、齿槽、限位齿、压齿、旋转座和第三弹簧，所述第一环形活塞滑动连接在限位管内侧，所述第二弹簧固定连接在限位管内侧顶端和第一环形活塞顶端之间，所述第一环形活塞底端固定连接有压环且压环滑动连接在限位管内侧，所述旋转件滑动连接在中心管的外侧，所述旋转件顶部均匀设置有八个齿槽，所述限位管底部内侧固定连接有与齿槽对应的限位齿，所述压环底端固定连接有与齿槽对应的压齿，所述旋转座转动连接在连接管的中部内侧，所述旋转件和旋转座之间固定连接有第三弹簧。

优选的，所述坐封机构包括安装管、环形气囊、缓冲板、第二直杆、限位块、第四弹簧、自膨胀橡胶筒、上环盖、密封圈、下环盖、密封槽和第三直杆，所述安装管固定连接在中心管的外侧且安装管位于调节管的正下方，所述安装管外侧固定连接有环形气囊，所述环形气囊内部远离中心管的一侧均匀设置有若干个缓冲板，所述缓冲板靠近中心管的一侧固定连接有两个第二直杆，所述第二直杆靠近中心管的一端滑动连接在限位块内侧且限位块固定连接在环形气囊内部靠近中心管的一侧，所述第二直杆外侧设置有第四弹簧且第四弹簧固定连接在限位块和缓冲板之间，所述缓冲板外侧固定连接有自膨胀橡胶筒，所述上环盖外侧底端固定连接有密封圈且上环盖紧贴自膨胀橡胶筒，所述下环盖外侧顶端固定连接有密封槽且下环盖紧贴自膨胀橡胶筒，所述密封槽与密封圈过盈配合，所述上环盖通过橡筋与调节管相连，所述密封槽底端均匀固定连接有四个第三直杆。

优选的，所述解封机构包括承接环、环形筒、第二环形活塞和刀具，所述承接环固定连接在中心管外侧且承接环内部设置有与第三直杆对应的滑槽，所述承接环顶端固定连接有环形筒，所述环形筒固定连接在中心管的外侧且环形筒位于安装管的正下方，所述环形筒内侧滑动连接有第二环形活塞，所述第二环形活塞顶部外侧固定连接有若干个刀具且刀具贯穿环形筒。

优选的，所述中心管下部外侧左右两端均固定连接有销钉且销钉位于第二环形活塞的内侧。

优选的，所述第一通孔与限位管的内部连通，所述第二通孔与环形筒的内部连通。

优选的，所述第二弹簧和第三弹簧均设置在中心管的外侧。

工作原理：封隔器下井过程中，滚轮紧贴井内套管，第一弹簧配合第一直杆、滚轮和限位管为封隔器提供缓冲，封隔器到达坐封位置时，通过向中心管内注入油液，使油液通过第一通孔压入限位管与第一环形活塞和中心管之间的环状空间，第一环形活塞通过压环和压齿下压齿槽，使旋转件与限位管内限位齿分离，中心管暂停注油，第一环形活塞、压环和压齿在第二弹簧拉力作用下复位，第三弹簧推动旋转件，旋转件沿压齿底部坡面螺旋上升，从而使与旋转件滑动连接的中心管旋转，中心管带动调节筒转动四十五度，扶正块在调节筒与转轮、扶正杆和扭簧的配合下展开，从而对封隔器进行扶正，并且在中心管旋转过程中，井内套管向滚轮提供摩擦力，通过滚轮和第一直杆限制限位管、连接管和调节管的旋转，从而使上环盖与调节管产生相对转动，进而使调节管通过橡筋拉动上环盖，将密封圈和密封槽分离，使自膨胀橡胶筒接触井内油液，产生膨胀，完成坐封，中心管和旋转件转动四十五度后被限位齿阻挡而停转，解封前，销钉限制第二环形活塞位移，防止封隔器前解封，封隔器需要解封时，通过第二通孔向中心管加注油液，使环形筒内的第二环形活塞折断销钉，进而使刀具刺破环形气囊，完成解封，解封过程中，通过缓冲板与限位块、第二直杆和第四弹簧的配合降低自膨胀橡胶筒对中心管的冲击，从而对支撑组件、旋转组件和扶正机构进行缓冲。

本发明提供了一种组合式集成油田封隔器。具备以下有益效果：

1、本发明扶正机构在封隔器下井过程中自动对封隔器形成一定的保护，封隔器到达坐封位置时，通过向中心管内注入一定程度的油液，使油液通过第一通孔压入扶正机构，通过扶正机构对封隔器进行扶正，扶正的同时，旋转组件和支撑组件在油压作用下配合扶正机构使坐封机构作业，完成封隔器的坐封，提高了坐封效果，仅需向中心管内注油，即可完成扶正和坐封作业，操作简单，使用方便。

2、本发明通过销钉与第二环形活塞的配合防止封隔器前解封，通过向中心管加注油液，使环形筒内的第二环形活塞折断销钉，进而使刀具刺破环形气囊，完成解封，解封过程中，通过缓冲板与限位块、第二直杆和第四弹簧的配合降低自膨胀橡胶筒对中心管的冲击，对封隔器的支撑组件、旋转组件和扶正机构起到一定的保护作用，提高封隔器的重复利用率。

附图说明

图1为本发明的主视结构图；

图2为本发明的旋转件立体图；

图3为图2中A处放大图；

图4为图2中B处放大图；

图5为图2中C处放大图；

图6为本发明的旋转件工作状态示意图；

图7为本发明的调节筒立体图。

其中，1、支撑组件；2、扶正机构；3、旋转组件；4、坐封机构；5、解封机构；6、中心管；7、接头；8、连接环；9、调节筒；10、第一通孔；11、第二通孔；12、限位管；13、连接管；14、调节管；15、第一直杆；16、滚轮；17、第一弹簧；18、扭簧；19、扶正杆；20、转轮；21、扶正块；22、第一环形活塞；23、第二弹簧；24、压环；25、旋转件；26、齿槽；27、限位齿；28、压齿；29、旋转座；30、第三弹簧；31、安装管；32、环形气囊；33、缓冲板；34、第二直杆；35、限位块；36、第四弹簧；37、自膨胀橡胶筒；38、上环盖；39、密封圈；40、下环盖；41、密封槽；42、第三直杆；43、承接环；44、环形筒；45、第二环形活塞；46、刀具；47、销钉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

1．如图1-7所示，本发明实施例提供一种组合式集成油田封隔器，所述封隔器包括：

支撑组件1，支撑组件1包括中心管6、接头7、连接环8、调节筒9、第一通孔10和第二通孔11，中心管6的顶端和底端均固定连接有接头7，接头7远离中心管6的一端转动连接有连接环8，中心管6中部外侧固定连接有调节筒9，中心管6上部左右两侧均设置有第一通孔10，中心管6下部左右两侧均设置有第二通孔11；

扶正机构2，扶正机构2配合支撑组件1对封隔器进行扶正，扶正机构2在封隔器下井过程中对封隔器形成一定的保护；

旋转组件3，旋转组件3用于使中心管6与扶正机构2发生相对转动；

坐封机构4，坐封机构4配合扶正机构2和旋转组件3对封隔器进行坐封，当封隔器到达坐封位置时，通过向中心管6内注入一定程度的油液，使油液通过第一通孔10压入扶正机构2，通过扶正机构2对封隔器进行扶正，同时，旋转组件3和支撑组件1在油压作用下配合扶正机构2使坐封机构4作业，完成封隔器的坐封；

解封机构5，解封机构5用于对封隔器进行解封，封隔器集成了扶正机构2、坐封机构4和解封机构5，扶正机构2搭配支撑组件1和旋转组件3与坐封机构4组合使用，操作简单。

扶正机构2包括限位管12、连接管13、调节管14、第一直杆15、滚轮16、第一弹簧17、扭簧18、扶正杆19、转轮20和扶正块21，限位管12转动连接在中心管6的顶部外侧，限位管12底部外侧固定连接有连接管13，中心管6外侧转动连接有调节管14且调节管14位于调节筒9的正下方，限位管12的顶部、连接管13的下部、调节管14的下部和调节管14的底部均滑动连接有若干个第一直杆15，第一直杆15远离中心管6的一端转动连接有滚轮16，第一直杆15外侧设置有第一弹簧17，连接管13的底部外侧和调节管14的顶部外侧均均匀固定连接有四个扭簧18，扭簧18远离中心管6的一侧通过连接板固定连接有扶正杆19，扶正杆19中部外侧转动连接有转轮20且转轮20与调节筒9贴合，扶正杆19远离中心管6的一端固定连接有扶正块21，封隔器下井过程中，滚轮16紧贴井内套管，第一弹簧17配合第一直杆15、滚轮16和限位管12为封隔器提供缓冲。

旋转组件3包括第一环形活塞22、第二弹簧23、压环24、旋转件25、齿槽26、限位齿27、压齿28、旋转座29和第三弹簧30，第一环形活塞22滑动连接在限位管12内侧，第二弹簧23固定连接在限位管12内侧顶端和第一环形活塞22顶端之间，第一环形活塞22底端固定连接有压环24且压环24滑动连接在限位管12内侧，旋转件25滑动连接在中心管6的外侧，旋转件25顶部均匀设置有八个齿槽26，限位管12底部内侧固定连接有与齿槽26对应的限位齿27，压环24底端固定连接有与齿槽26对应的压齿28，旋转座29转动连接在连接管13的中部内侧，旋转件25和旋转座29之间固定连接有第三弹簧30。

坐封机构4包括安装管31、环形气囊32、缓冲板33、第二直杆34、限位块35、第四弹簧36、自膨胀橡胶筒37、上环盖38、密封圈39、下环盖40、密封槽41和第三直杆42，安装管31固定连接在中心管6的外侧且安装管31位于调节管14的正下方，安装管31外侧固定连接有环形气囊32，环形气囊32内部远离中心管6的一侧均匀设置有若干个缓冲板33，缓冲板33靠近中心管6的一侧固定连接有两个第二直杆34，第二直杆34靠近中心管6的一端滑动连接在限位块35内侧且限位块35固定连接在环形气囊32内部靠近中心管6的一侧，第二直杆34外侧设置有第四弹簧36且第四弹簧36固定连接在限位块35和缓冲板33之间，缓冲板33外侧固定连接有自膨胀橡胶筒37，上环盖38外侧底端固定连接有密封圈39且上环盖38紧贴自膨胀橡胶筒37，下环盖40外侧顶端固定连接有密封槽41且下环盖40紧贴自膨胀橡胶筒37，密封槽41与密封圈39过盈配合，上环盖38通过橡筋与调节管14相连，密封槽41底端均匀固定连接有四个第三直杆42，封隔器到达坐封位置时，通过向中心管6内注入油液，使油液通过第一通孔10压入限位管12与第一环形活塞22和中心管6之间的环状空间，第一环形活塞22通过压环24和压齿28下压齿槽26，使旋转件25与限位管12内限位齿27分离，中心管6暂停注油，第一环形活塞22、压环24和压齿28在第二弹簧23拉力作用下复位，第三弹簧30推动旋转件25，旋转件25沿压齿28底部坡面上升，从而使与旋转件25滑动连接的中心管6旋转，中心管6带动调节筒9转动四十五度，扶正块21在调节筒9与转轮20、扶正杆19和扭簧18的配合下展开，从而对封隔器进行扶正，并且在中心管6旋转过程中，井内套管向滚轮16提供摩擦力，通过滚轮16和第一直杆15限制限位管12、连接管13和调节管14的旋转，从而使上环盖38与调节管14产生相对转动，进而使调节管14通过橡筋拉动上环盖38，将密封圈39和密封槽41分离，使自膨胀橡胶筒37接触井内油液，产生膨胀，完成坐封，中心管6和旋转件25转动四十五度后被限位齿27阻挡而停转。

解封机构5包括承接环43、环形筒44、第二环形活塞45和刀具46，承接环43固定连接在中心管6外侧且承接环43内部设置有与第三直杆42对应的滑槽，承接环43顶端固定连接有环形筒44，环形筒44固定连接在中心管6的外侧且环形筒44位于安装管31的正下方，环形筒44内侧滑动连接有第二环形活塞45，第二环形活塞45顶部外侧固定连接有若干个刀具46且刀具46贯穿环形筒44，坐封后，下环盖40在第三直杆42的导向作用下滑落至承接环43顶端，封隔器需要解封时，通过第二通孔11向中心管6加注油液，使环形筒44内的第二环形活塞45折断销钉47，进而使刀具46刺破环形气囊32，完成解封，解封过程中，通过缓冲板33与限位块35、第二直杆34和第四弹簧36的配合降低自膨胀橡胶筒37对中心管6的冲击，从而对支撑组件1、旋转组件3和扶正机构2进行缓冲。

中心管6下部外侧左右两端均固定连接有销钉47且销钉47位于第二环形活塞45的内侧，解封前，销钉47限制第二环形活塞45位移，防止封隔器前解封。

第一通孔10与限位管12的内部连通，第二通孔11与环形筒44的内部连通。

第二弹簧23和第三弹簧30均设置在中心管6的外侧。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种组合式集成油田封隔器，其特征在于：所述封隔器包括：支撑组件（1），所述支撑组件（1）包括中心管（6）、接头（7）、连接环（8）、调节筒（9）、第一通孔（10）和第二通孔（11），所述中心管（6）的顶端和底端均固定连接有接头（7），所述接头（7）远离中心管（6）的一端转动连接有连接环（8），所述中心管（6）中部外侧固定连接有调节筒（9），所述中心管（6）上部左右两侧均设置有第一通孔（10），所述中心管（6）下部左右两侧均设置有第二通孔（11）；

扶正机构（2），所述扶正机构（2）配合支撑组件（1）对封隔器进行扶正；

旋转组件（3），所述旋转组件（3）用于使中心管（6）与扶正机构（2）发生相对转动；

坐封机构（4），所述坐封机构（4）配合扶正机构（2）和旋转组件（3）对封隔器进行坐封；

解封机构（5），所述解封机构（5）用于对封隔器进行解封,所述扶正机构（2）包括限位管（12）、连接管（13）、调节管（14）、第一直杆（15）、滚轮（16）、第一弹簧（17）、扭簧（18）、扶正杆（19）、转轮（20）和扶正块（21），所述限位管（12）转动连接在中心管（6）的顶部外侧，所述限位管（12）底部外侧固定连接有连接管（13），所述中心管（6）外侧转动连接有调节管（14）且调节管（14）位于调节筒（9）的正下方，所述限位管（12）的顶部、连接管（13）的下部、调节管（14）的下部和调节管（14）的底部均滑动连接有若干个第一直杆（15），所述第一直杆（15）远离中心管（6）的一端转动连接有滚轮（16），所述第一直杆（15）外侧设置有第一弹簧（17），所述连接管（13）的底部外侧和调节管（14）的顶部外侧均均匀固定连接有四个扭簧（18），所述扭簧（18）远离中心管（6）的一侧通过连接板固定连接有扶正杆（19），所述扶正杆（19）中部外侧转动连接有转轮（20）且转轮（20）与调节筒（9）贴合，所述扶正杆（19）远离中心管（6）的一端固定连接有扶正块（21）。

2.根据权利要求1所述的一种组合式集成油田封隔器，其特征在于：所述旋转组件（3）包括第一环形活塞（22）、第二弹簧（23）、压环（24）、旋转件（25）、齿槽（26）、限位齿（27）、压齿（28）、旋转座（29）和第三弹簧（30），所述第一环形活塞（22）滑动连接在限位管（12）内侧，所述第二弹簧（23）固定连接在限位管（12）内侧顶端和第一环形活塞（22）顶端之间，所述第一环形活塞（22）底端固定连接有压环（24）且压环（24）滑动连接在限位管（12）内侧，所述旋转件（25）滑动连接在中心管（6）的外侧，所述旋转件（25）顶部均匀设置有八个齿槽（26），所述限位管（12）底部内侧固定连接有与齿槽（26）对应的限位齿（27），所述压环（24）底端固定连接有与齿槽（26）对应的压齿（28），所述旋转座（29）转动连接在连接管（13）的中部内侧，所述旋转件（25）和旋转座（29）之间固定连接有第三弹簧（30）。

3.根据权利要求1所述的一种组合式集成油田封隔器，其特征在于：所述坐封机构（4）包括安装管（31）、环形气囊（32）、缓冲板（33）、第二直杆（34）、限位块（35）、第四弹簧（36）、自膨胀橡胶筒（37）、上环盖（38）、密封圈（39）、下环盖（40）、密封槽（41）和第三直杆（42），所述安装管（31）固定连接在中心管（6）的外侧且安装管（31）位于调节管（14）的正下方，所述安装管（31）外侧固定连接有环形气囊（32），所述环形气囊（32）内部远离中心管（6）的一侧均匀设置有若干个缓冲板（33），所述缓冲板（33）靠近中心管（6）的一侧固定连接有两个第二直杆（34），所述第二直杆（34）靠近中心管（6）的一端滑动连接在限位块（35）内侧且限位块（35）固定连接在环形气囊（32）内部靠近中心管（6）的一侧，所述第二直杆（34）外侧设置有第四弹簧（36）且第四弹簧（36）固定连接在限位块（35）和缓冲板（33）之间，所述缓冲板（33）外侧固定连接有自膨胀橡胶筒（37），所述上环盖（38）外侧底端固定连接有密封圈（39）且上环盖（38）紧贴自膨胀橡胶筒（37），所述下环盖（40）外侧顶端固定连接有密封槽（41）且下环盖（40）紧贴自膨胀橡胶筒（37），所述密封槽（41）与密封圈（39）过盈配合，所述上环盖（38）通过橡筋与调节管（14）相连，所述密封槽（41）底端均匀固定连接有四个第三直杆（42）。

4.根据权利要求1所述的一种组合式集成油田封隔器，其特征在于：所述解封机构（5）包括承接环（43）、环形筒（44）、第二环形活塞（45）和刀具（46），所述承接环（43）固定连接在中心管（6）外侧且承接环（43）内部设置有与第三直杆（42）对应的滑槽，所述承接环（43）顶端固定连接有环形筒（44），所述环形筒（44）固定连接在中心管（6）的外侧且环形筒（44）位于安装管（31）的正下方，所述环形筒（44）内侧滑动连接有第二环形活塞（45），所述第二环形活塞（45）顶部外侧固定连接有若干个刀具（46）且刀具（46）贯穿环形筒（44）。

5.根据权利要求1所述的一种组合式集成油田封隔器，其特征在于：所述中心管（6）下部外侧左右两端均固定连接有销钉（47）且销钉（47）位于第二环形活塞（45）的内侧。

6.根据权利要求1所述的一种组合式集成油田封隔器，其特征在于：所述第一通孔（10）与限位管（12）的内部连通，所述第二通孔（11）与环形筒（44）的内部连通。

7.根据权利要求1所述的一种组合式集成油田封隔器，其特征在于：所述第二弹簧（23）和第三弹簧（30）均设置在中心管（6）的外侧。

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