CN113216892A - 一种井下封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种井下封隔器，包括：器体、控制阀芯、橡胶套、第一弹性件、二次锁止单元。所述器体中部贯通有连接通道；所述控制阀芯滑动设置于所述器体内，当所述连接通道内的介质压力增加，高于预设值时，介质进入密封腔内，以使橡胶套密封管道，而后所述控制阀芯被所述二次锁止单元卡接，使密封腔与连接通道被阻断；当所述连接通道内的介质压力二次增高，所述二次锁止单元解锁，使密封腔内的介质进入连接通道内。本发明的优点有：通过使用带有控制滑道的控制阀芯来实现座封和解封，控制方便，节省工作时间。

Description

一种井下封隔器

技术领域

本发明涉及油田开发工具领域，具体的说是涉及一种井下封隔器。

背景技术

封隔器是一种封隔各种尺寸管柱与井眼之间以及管柱之间环形空间，并隔绝产层，以控制产(注)液，保护套管的井下工具；按结构可分为：自封式、压缩式、楔入式、扩张式、组合式等；按封原理可分为：提放管柱式、转动管柱式、自封式、热力膨胀式等；然而，现有技术中心封隔器在工作时会出现以下问题：

1.控制座封和解封的步骤繁琐，操作麻烦，工作量大，工作时间较长；

2.封隔器在油井中不能实现多次座封；大多数分割器在座封时需要剪断销钉，使得封隔器解封后无法再次座封。即便有些封隔器能够实现多次座封，但是存在座封力不易控制的情况，这往往造成套管变形或者井壁损坏，为下一次作业埋下隐患。

为解决以上所述问题设计了本发明。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种井下封隔器。

本发明公开了一种井下封隔器，所述的井下封隔器包括：器体、控制阀芯、橡胶套、第一弹性件、二次锁止单元。

所述器体中部贯通有连接通道；所述控制阀芯滑动设置于所述器体内，具有第一工作位置与第二工作位置；所述橡胶套套设于所述器体外侧，并与器体之间形成密封腔，所述器体内开设有流道，使所述连接通道与所述密封腔连通，当所述控制阀芯处于第一工作位置时，所述密封腔与所述连接通道被阻隔，当所述控制阀芯处于第二工作位置时，所述密封腔与所述连接通道连通；所述第一弹性件抵接于所述控制阀芯，使所述控制阀芯处于第一工作位置，当所述连接通道内的介质压力增高，能够驱动所述控制阀芯从第一工作位置移动至第二工作位置，并挤压所述第一弹性件；所述二次锁止单元与所述控制阀芯连接，当所述连接通道内的介质压力增加，高于预设值时，所述控制阀芯被所述二次锁止单元卡接于第二工作位置，当所述连接通道内的介质压力二次增高，所述二次锁止单元解锁，使所述控制阀芯在所述第一弹性件的作用下移动至第一工作位置。

在其中一个实施例中，所述器体内开设有控制腔，所述控制腔通过第一流道与所述连接通道连通，通过第二流道及第三流道与所述器体侧壁连通，所述控制阀芯滑动设置于所述控制腔内，所述控制阀芯将所述控制腔分隔为第一连接腔、第二连接腔、第三连接腔，所述第一流道与所述第一连接腔连通，所述第三流道与第三连接腔连通，所述控制阀芯内开设有第四流道，所述第四流道连通所述第一连接腔与第二连接腔，当所述控制阀芯处于第一工作位置时，所述第二流道与第二连接腔被控制阀芯阻断，当所述控制阀芯处于第二工作位置时，所述第二流道与第二连接腔连通。

在其中一个实施例中，所述第一弹性件设置于所述第三连接腔内，一端抵接于所述第三连接腔内壁，另一端抵接于所述控制阀芯，使控制阀芯处于第一工作位置。

在其中一个实施例中，所述二次锁止单元包括设置于所述控制阀芯上的控制滑道、滑动设置于所述器体上的锁定件、抵接于所述锁定件的第二弹性件、滑动设置于所述控制阀芯上的导向件、抵接于所述导向件的第三弹性件，所述控制滑道由依次首尾相接的连通的第一直槽、第一斜槽、第二直槽、第二斜槽、第三直槽、横槽构成，所述锁定件上设置有抵接块，所述抵接块能够在所述控制滑道内滑移，所述导向件能够阻断所述第一斜槽，从而使所述抵接块无法从第二直槽进入第一斜槽，当所述抵接块处于第二斜槽与第三直槽的连接处时，所述控制阀芯处于第一工作位置，当所述抵接块处于第一斜槽与第二直槽的连接处时，所述控制阀芯处于第二工作位置。

在其中一个实施例中，所述控制阀芯上设置有密封斜面，所述器体内设置有密封凸台，当所述控制阀芯处于第一工作位置时，所述密封斜面密封贴合于所述密封凸台，从而阻隔所述第二流道与第二连接腔。

在其中一个实施例中，所述器体由第一本体与第二本体构成，所述第一本体与第二本体之间形成所述控制腔。

在其中一个实施例中，所述器体的两端分别固定设置有第一壳套与第二壳套，所述橡胶套的两端分别与所述第一壳套与第二壳套密封连接。

在其中一个实施例中，所述第二壳套上设置有第五流道，所述第五流道一端与第三流道连通，另一端与第二壳套外侧壁连通。

本发明的优点有：

1.通过使用带有控制滑道的控制阀芯来实现座封和解封，控制方便，节省工作时间；

2.通过管内压力升高从而控制座封和解封，控制简单；

3.通过密封斜面与密封凸台之间的密封连接以阻隔密封腔，使密封腔的压力保持稳定，保证座封效果；

4.封隔器能够实现多次座封和解封，并且座封压力和解封压力可靠，不会出现中途座封和中途解封。

附图说明

图1为本发明提供的一种井下封隔器的剖视图；

图2为本发明图1中I处的放大图；

图3为本发明提供的一种井下封隔器另一工作状态时的剖面图；

图4为本发明图3中II处的放大图；

图5为本发明提供的一种井下封隔器另一工作状态时的剖面图；

图6为本发明图5中III处的放大图；

图7为本发明控制滑道的结构图。

图中，第一本体1、密封凸台11、第二流道12、第二本体2、第一流道21、第三流道22、连接通道23、第一连接腔31、第二连接腔32、第三连接腔33、控制阀芯4、第四流道41、密封斜面42、橡胶套5、密封腔51、第一弹性件6、第一直槽711、第一斜槽712、第二直槽713、第二斜槽714、第三直槽715、横槽716、锁定件72、抵接块721、第二弹性件73、导向件74、第三弹性件75、第一壳套81、第二壳套82。

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。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明公开了一种井下封隔器，所述的井下封隔器包括：器体、控制阀芯4、橡胶套5、第一弹性件6、二次锁止单元。

所述器体中部贯通有连接通道23；所述控制阀芯4滑动设置于所述器体内，具有第一工作位置与第二工作位置；所述橡胶套5套设于所述器体外侧，并与器体之间形成密封腔51，所述器体内开设有流道，使所述连接通道23与所述密封腔51连通，当所述控制阀芯4处于第一工作位置时，所述密封腔51与所述连接通道23被阻隔，当所述控制阀芯4处于第二工作位置时，所述密封腔51与所述连接通道23连通；所述第一弹性件6抵接于所述控制阀芯4，使所述控制阀芯4处于第一工作位置，当所述连接通道23内的介质压力增高，能够驱动所述控制阀芯4从第一工作位置移动至第二工作位置，并挤压所述第一弹性件6；所述二次锁止单元与所述控制阀芯4连接，当所述连接通道23内的介质压力增加，高于预设值时，所述控制阀芯4被所述二次锁止单元卡接于第二工作位置，当所述连接通道23内的介质压力二次增高，所述二次锁止单元解锁，使所述控制阀芯4在所述第一弹性件6的作用下移动至第一工作位置。

优选的，所述器体内开设有控制腔，所述控制腔通过第一流道21与所述连接通道23连通，通过第二流道12及第三流道22与所述器体侧壁连通，所述控制阀芯4滑动设置于所述控制腔内，所述控制阀芯4将所述控制腔分隔为第一连接腔31、第二连接腔32、第三连接腔33，所述第一流道21与所述第一连接腔31连通，所述第三流道22与第三连接腔33连通，所述控制阀芯4内开设有第四流道41，所述第四流道41连通所述第一连接腔31与第二连接腔32，当所述控制阀芯4处于第一工作位置时，所述第二流道12与第二连接腔32被控制阀芯4阻断，当所述控制阀芯4处于第二工作位置时，所述第二流道12与第二连接腔32连通。

优选的，所述第一弹性件6设置于所述第三连接腔33内，一端抵接于所述第三连接腔33内壁，另一端抵接于所述控制阀芯4，使控制阀芯4处于第一工作位置。

可以理解的是，前述的预设值为克服所述第一弹性件6，将控制阀芯4移动至第二工作位置所需的压力值。

优选的，所述二次锁止单元包括设置于所述控制阀芯4上的控制滑道、滑动设置于所述器体上的锁定件72、抵接于所述锁定件72的第二弹性件73、滑动设置于所述控制阀芯4上的导向件74、抵接于所述导向件74的第三弹性件75，如图7所示，所述控制滑道由依次首尾相接的连通的第一直槽711、第一斜槽712、第二直槽713、第二斜槽714、第三直槽715、横槽716构成，所述锁定件72上设置有抵接块721，所述抵接块721能够在所述控制滑道内滑移，所述导向件74能够阻断所述第一斜槽712，从而使所述抵接块721无法从第二直槽713进入第一斜槽712，当所述抵接块721处于第二斜槽714与第三直槽715的连接处时，所述控制阀芯4处于第一工作位置，当所述抵接块721处于第一斜槽712与第二直槽713的连接处时，所述控制阀芯4处于第二工作位置。

优选的，所述控制阀芯4上设置有密封斜面42，所述器体内设置有密封凸台11，当所述控制阀芯4处于第一工作位置时，所述密封斜面42密封贴合于所述密封凸台11，从而阻隔所述第二流道12与第二连接腔32。

优选的，所述器体由第一本体1与第二本体2构成，所述第一本体1与第二本体2之间形成所述控制腔。

优选的，所述器体的两端分别固定设置有第一壳套81与第二壳套82，所述橡胶套5的两端分别与所述第一壳套81与第二壳套82密封连接。

值得一提的是，所述第二壳套82上设置有第五流道821，所述第五流道821一端与第三流道22连通，另一端与第二壳套82外侧壁连通。

本发明的工作方式为：如图1和图2所示，所述井下封隔器处于初始状态，此时，连接通道23内介质对控制阀芯4的压力小于第一弹性件6对控制阀芯4的弹力，使所述抵接块721抵接于第二斜槽714与第三直槽715的交接处。此时将所述井下封隔器移动至安装位置处。

如图3和图4所示，向所述连接通道23内通入高压介质，介质通过第一流道21进入第一连接腔31内，而后通过第四流道41进入第二连接腔32内，进而通过第二流道12进入密封腔51内，使橡胶套5膨胀，实现管路连接处的密封，同时，介质使控制阀芯4克服第一弹性件6的弹力向下移动，由于第二弹性件73始终抵接于所述锁定件72，使锁定件72始终具有向左侧移动的趋势，当所述抵接块721移动至横槽716与第三直槽715的交接处时，在第三弹性件75的作用下，锁定块向左侧移动，进入第一直槽711内。而后降低连接通道23内介质的压力，如图5和图6所示，控制阀芯4在所述第一弹性件6的作用下向上移动，使得所述抵接块721沿第一直槽711向下移动，进入第一斜槽712内，并继续向下移动，挤压第二弹性件73，当所述抵接块721抵接于所述导向件74时，由于第三弹性件75的弹力较小，使得所述抵接块721能够带动所述导向件74向下移动并挤压所述第三弹性件75，当所述抵接块721进入第二直槽713内时，所述导向件74在第三弹性件75的作用下向上移动阻断第一斜槽712。此时控制阀芯4上的密封斜面42与密封凸台11密封连接，从而使密封腔51保持扩张状态。

当需要拆卸所述井下封隔器时，再次向所述连接通道23内通入高压介质，推动所述控制阀芯4克服第一弹性件6的弹力向下移动，由于此时导向件74阻断了第一斜槽712，使所述抵接块721沿第二直槽713向上移动，使密封腔51通过第二流道12与第二连接腔32连通，而后通过第四流道41与第一连接腔31连通，进而通过第一流道21与连接通道23连通，此时抵接块721抵接于第二直槽713与第二斜槽714的交接处。而后降低连接通道23内介质的压力，密封腔51内的介质受到橡胶套5的挤压流出，从而使密封腔51减小，同时，控制阀芯4在第一弹性件6的作用下向上移动，由于第二弹性件73始终抵接于所述锁定块，当控制阀芯4向上移动时，所述抵接块721沿第二斜槽714移动至第二斜槽714与第三直槽715的交接处，并与控制阀芯4抵接，回复至图1所示的位置，能够再次进行安装。此时可以拆卸所述井下封隔器。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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和改进，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 (8)

1.一种井下封隔器，其特征在于，所述的井下封隔器包括：

器体，所述器体中部贯通有连接通道；

控制阀芯，滑动设置于所述器体内，具有第一工作位置与第二工作位置；

橡胶套，套设于所述器体外侧，并与器体之间形成密封腔，所述器体内开设有流道，使所述连接通道与所述密封腔连通，当所述控制阀芯处于第一工作位置时，所述密封腔与所述连接通道被阻隔，当所述控制阀芯处于第二工作位置时，所述密封腔与所述连接通道连通；

第一弹性件，抵接于所述控制阀芯，使所述控制阀芯处于第一工作位置，当所述连接通道内的介质压力增高，能够驱动所述控制阀芯从第一工作位置移动至第二工作位置，并挤压所述第一弹性件；

二次锁止单元，与所述控制阀芯连接，当所述连接通道内的介质压力增加，高于预设值时，所述控制阀芯被所述二次锁止单元卡接于第二工作位置，当所述连接通道内的介质压力二次增高，所述二次锁止单元解锁，使所述控制阀芯在所述第一弹性件的作用下移动至第一工作位置。

2.根据权利要求1所述的井下封隔器，其特征在于，所述器体内开设有控制腔，所述控制腔通过第一流道与所述连接通道连通，通过第二流道及第三流道与所述器体侧壁连通，所述控制阀芯滑动设置于所述控制腔内，所述控制阀芯将所述控制腔分隔为第一连接腔、第二连接腔、第三连接腔，所述第一流道与所述第一连接腔连通，所述第三流道与第三连接腔连通，所述控制阀芯内开设有第四流道，所述第四流道连通所述第一连接腔与第二连接腔，当所述控制阀芯处于第一工作位置时，所述第二流道与第二连接腔被控制阀芯阻断，当所述控制阀芯处于第二工作位置时，所述第二流道与第二连接腔连通。

3.根据权利要求2所述的井下封隔器，其特征在于，所述第一弹性件设置于所述第三连接腔内，一端抵接于所述第三连接腔内壁，另一端抵接于所述控制阀芯，使控制阀芯处于第一工作位置。

4.根据权利要求3所述的井下封隔器，其特征在于，所述二次锁止单元包括设置于所述控制阀芯上的控制滑道、滑动设置于所述器体上的锁定件、抵接于所述锁定件的第二弹性件、滑动设置于所述控制阀芯上的导向件、抵接于所述导向件的第三弹性件，所述控制滑道由依次首尾相接的连通的第一直槽、第一斜槽、第二直槽、第二斜槽、第三直槽、横槽构成，所述锁定件上设置有抵接块，所述抵接块能够在所述控制滑道内滑移，所述导向件能够阻断所述第一斜槽，从而使所述抵接块无法从第二直槽进入第一斜槽，当所述抵接块处于第二斜槽与第三直槽的连接处时，所述控制阀芯处于第一工作位置，当所述抵接块处于第一斜槽与第二直槽的连接处时，所述控制阀芯处于第二工作位置。

5.根据权利要求4所述的井下封隔器，其特征在于，所述控制阀芯上设置有密封斜面，所述器体内设置有密封凸台，当所述控制阀芯处于第一工作位置时，所述密封斜面密封贴合于所述密封凸台，从而阻隔所述第二流道与第二连接腔。

6.根据权利要求2所述的井下封隔器，其特征在于，所述器体由第一本体与第二本体构成，所述第一本体与第二本体之间形成所述控制腔。

7.根据权利要求2所述的井下封隔器，其特征在于，所述器体的两端分别固定设置有第一壳套与第二壳套，所述橡胶套的两端分别与所述第一壳套与第二壳套密封连接。

8.根据权利要求7所述的井下封隔器，其特征在于，所述第二壳套上设置有第五流道，所述第五流道一端与所述第三流道连通，另一端与所述第二壳套外侧壁连通。

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