CN113236176B - 电动推杆式封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油气田开发钻采井下工具技术领域，是一种电动推杆式封隔器，其包括中心管，中心管上部外侧设有上限位环台，中心管外侧套装有限位套管，中心管下端外侧螺接有下接头，限位套管上部设有电动推杆，限位套管外侧套装有推动环，限位套管下端外侧设有下限位环台，限位套管外侧套装有若干个压缩胶筒，电动推杆的活塞杆与推动环相接触，推动环与压缩胶筒相接触，压缩胶筒与下限位环台相接触。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过使用电动推杆带动推动环挤压压缩胶筒，进而使压缩胶筒发生形变从而进行封隔，解封时只需控制电动推杆收缩即可，操作简单、封隔效果好。

Description

电动推杆式封隔器

技术领域

本发明涉及油气田开发钻采井下工具技术领域，是一种电动推杆式封隔器。

背景技术

在油气田勘探和开发的过程中，封隔器主要用于封隔油管与油气井套管或裸眼井壁环形空间。目前国内使用的井下封隔器有以下八大类：支撑式、卡瓦式、水力差压式、水力自封式、水力密封式、水力压缩式、水力机械式等八大类。这些封隔器的座封多数是以机械力和水压差为动力。座封动力都是以油管为传导动力媒介。且起下过程中需要使用井下作业设备。有些封隔器座封时还需要泵车、罐车及其他配套设备。其性能单一，工艺复杂，劳动强度大，灵活性差。且常规封隔器作业时，胶筒无法液压回弹，只能通过上提管柱才能解封封隔器，作业效率慢。

发明内容

本发明提供了一种电动推杆式封隔器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有封隔器存在的起下过程中需要使用井下作业设备，劳动强度大、灵活性差的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种电动推杆式封隔器，包括中心管，中心管上部外侧设有上限位环台，对应上限位环台下方位置的中心管外侧套装有限位套管且限位套管顶面与上限位环台底面相接触，中心管下端外侧螺接有下接头且下接头顶面与限位套管底面相接触，限位套管上部外侧固定安装有若干个电动推杆，对应电动推杆下方位置的限位套管外侧套装有推动环，限位套管下端外侧设有下限位环台，对应推动环与下限位环台之间位置的限位套管外侧套装有若干个压缩胶筒，电动推杆的活塞杆的下端面与推动环顶面相接触，推动环底面与最上方压缩胶筒的顶面相接触，最下方压缩胶筒的底面与下限位环台的顶面相接触。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述限位套管中部沿其周向可设有若干个内外贯通的通槽，每个通槽中均设有一块可在通槽中内外滑动的锁止板，锁止板外侧面上设有若干个第一棘爪，对应每个第一棘爪位置的推动环内侧面上均设有一个与第一棘爪配合的第二棘爪，锁止板内侧面上设有若干个压簧安装孔，每个压簧安装孔内均设有一根压簧，对应每个压簧位置的中心管外侧面上均设有一根定位柱，每个压簧的远离压簧安装孔的一端均套装于与其对应的定位柱上，通过压簧弹力作用下第一棘爪与第二棘爪相接触，对应每个锁止板内侧面位置的的中心管上均固定安装有多个电磁铁。

上述锁止板上可设有手动解封机构，所述手动解封机构包括设置于锁止板内侧面中部的T型槽，T型槽内滑动安装有滑块，对应T型槽位置的中心管上设有内外贯通的通孔，通孔内设有L形的第一连杆，第一连杆的拐角处设有与中心管轴线相互垂直的转轴，转轴转动安装于通孔内壁上，第一连杆的一端位于中心管内，另一端铰接有第二连杆，第二连杆远离第一连杆的一端与滑块铰接。

上述对应每个第一棘爪位置的推动环内侧面上均可设有一个V型槽，V型槽内固定安装有一短轴，短轴上转动安装有第二棘爪和扭力弹簧，扭力弹簧的一端与第二棘爪固定连接，另一端固定安装于V型槽内壁上进而使第二棘爪与第一棘爪脱离接触后第二棘爪快速回弹并紧贴于V型槽的槽壁上。

上述上限位环台外侧可螺接有保护套管，保护套管将电动推杆及推动环罩于其内部，推动环下端位于保护套管底面下方。

上述对应每两个压缩胶筒之间位置的限位套管外侧均可设有一分隔环；或/和，中心管上端螺接有上接头。

上述上限位环台与保护套管之间、保护套管与推动环之间及推动环与限位套管之间均可设有密封圈。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过使用电动推杆带动推动环挤压压缩胶筒，进而使压缩胶筒发生形变从而进行封隔，解封时只需控制电动推杆收缩即可，通过设置锁止板并在锁止板及推动环上设置棘爪，防止因压缩胶筒受压而将电动推杆的活塞杆推回，进而影响密封效果，本发明具有操作简单灵活、封隔效果好的特点。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的主视半剖视结构示意图。

附图2为附图1中在A-A处的剖视结构示意图。

附图3为附图1中在B处放大结构示意图。

附图中的编码分别为：1为上接头，2为下接头，3为中心管，4为上限位环台，5为限位套管，6为推动环，7为下限位环台，8为压缩胶筒，9为电动推杆，10为锁止板，11为第一棘爪，12为第二棘爪，13为压簧，14为定位柱，15为电磁铁，16为T型槽，17为滑块，18为第一连杆，19为第二连杆，20为转轴，21为V型槽，22为短轴，23为扭力弹簧，24为保护套管，25为分隔环，26为密封圈。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1、2、3所示，该电动推杆式封隔器包括中心管3，中心管3上部外侧设有上限位环台4，对应上限位环台4下方位置的中心管3外侧套装有限位套管5且限位套管5顶面与上限位环台4底面相接触，中心管3下端外侧螺接有下接头2且下接头2顶面与限位套管5底面相接触，限位套管5上部外侧固定安装有若干个电动推杆9，对应电动推杆9下方位置的限位套管5外侧套装有推动环6，限位套管5下端外侧设有下限位环台7，对应推动环6与下限位环台7之间位置的限位套管5外侧套装有若干个压缩胶筒8，电动推杆9的活塞杆的下端面与推动环6顶面相接触，推动环6底面与最上方压缩胶筒8的顶面相接触，最下方压缩胶筒8的底面与下限位环台7的顶面相接触。根据需要，所述电动推杆9和压缩胶筒8均为现有公知技术，使用时，电动推杆9通过导线与现场电源柜电连接，通过中心管1上端的内连接螺纹和下接头2将本发明安装于油管与油气井套管或裸眼井壁的之间，启动电动推杆9，电动推杆9的活塞杆向下伸出带动推动环6挤压压缩胶筒8，压缩胶筒8发生形变后即可将油管与油气井套管或裸眼井壁的环形空间进行封隔；解封时只需要控制电动推杆9将活塞杆收回使压缩胶筒8恢复原状即可。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过使用电动推杆9带动推动环6挤压压缩胶筒8，进而使压缩胶筒8发生形变从而进行封隔，解封时只需控制电动推杆9收缩即可，具有操作简单灵活、封隔效果好的特点。

可根据实际需要，对上述电动推杆式封隔器作进一步优化或/和改进：

如附图1、2、3所示，限位套管5中部沿其周向设有若干个内外贯通的通槽，每个通槽中均设有一块可在通槽中内外滑动的锁止板10，锁止板10外侧面上设有若干个第一棘爪11，对应每个第一棘爪11位置的推动环6内侧面上均设有一个与第一棘爪11配合的第二棘爪12，锁止板10内侧面上设有若干个压簧安装孔，每个压簧安装孔内均设有一根压簧13，对应每个压簧13位置的中心管3外侧面上均设有一根定位柱14，每个压簧13的远离压簧安装孔的一端均套装于与其对应的定位柱14上，通过压簧13弹力作用下第一棘爪11与第二棘爪12相接触，对应每个锁止板10内侧面位置的的中心管3上均固定安装有多个电磁铁15。使用时，电动推杆9的活塞杆向下推动推动环6，第二棘爪12下表面与第一棘爪11上表面接触时向内挤压第一棘爪11，进而使锁止板10向内运动，推动环6继续下行，第二棘爪12位于第一棘爪11下方，此时在压簧13的弹力作用下锁止板10向外运动使第一棘爪11下表面与第二棘爪12上表面接触在一起以阻止因压缩胶筒8受压而使推动环6上移进而将电动推杆9的活塞杆推回，优选地，第一棘爪11上表面为由内端向外端向下弯曲的弧面，第一棘爪11下表面为向上凹的圆弧面，第二棘爪12下表面为由内端向外端向上弯曲的弧面，第二棘爪12上表面为向下凹的圆弧面；解封时，只需打开电磁铁15，通过电磁铁15吸引锁止板10，使锁止板10向内移动，第一棘爪11与推动环6上的第二棘爪12脱离，再收回电动推杆9的活塞杆，进而压缩胶筒8恢复原状，解除对油管与油气井套管之间的封隔。

如附图1、2、3所示，锁止板10上设有手动解封机构，所述手动解封机构包括设置于锁止板10内侧面中部的T型槽16，T型槽16内滑动安装有滑块17，对应T型槽16位置的中心管3上设有内外贯通的通孔，通孔内设有L形的第一连杆18，第一连杆18的拐角处设有与中心管3轴线相互垂直的转轴20，转轴20转动安装于通孔内壁上，第一连杆18的一端位于中心管3内，另一端铰接有第二连杆19，第二连杆19远离第一连杆18的一端与滑块17铰接。使用时，若经电磁铁15不能将锁止板10吸引过来时，通过从油管管口下放铁球，铁球经过中心管3时撞击第一连杆18位于中心管内的一端，第一连杆18的另一端绕转轴逆时针转动并带动第二连杆19向内运动，进而通过第二连杆19和滑块17带动锁止板10向内运动，从而使第一棘爪11与第二棘爪12脱离以实现解封。通过设置手动解封机构，能在电磁铁15发生故障时通过手动解除锁止板10对推动环6的限位，增强了本发明的可靠性。

如附图1、2、3所示，对应每个第一棘爪11位置的推动环6内侧面上均设有一个V型槽21，V型槽21内固定安装有一短轴22，短轴22上转动安装有第二棘爪12和扭力弹簧23，扭力弹簧23的一端与第二棘爪12固定连接，另一端固定安装于V型槽21内壁上进而使第二棘爪12与第一棘爪11脱离接触后第二棘爪12快速回弹并紧贴于V型槽21的槽壁上。根据需要，在第一棘爪11下表面与第二棘爪12上表面接触时，第二棘爪12的下表面与V型槽21底壁相抵，在第二棘爪12与第一棘爪11脱离接触后，第二棘爪12可绕短轴22顺时针向上转动并快速回弹紧贴于V型槽21的顶壁上，防止第二棘爪12与第一棘爪11脱离不彻底影响解封。

如附图1、2、3所示，上限位环台4外侧螺接有保护套管24，保护套管24将电动推杆9及推动环6罩于其内部，推动环6下端位于保护套管24底面下方。通过设置保护套管24避免电动推杆9在使用时与井内其他部件发生碰撞。

如附图1、2、3所示，对应每两个压缩胶筒8之间位置的限位套管5外侧均设有一分隔环25；或/和，中心管3上端螺接有上接头1。通过在每两个压缩胶筒8之间设置一分隔环25，避免压缩胶筒8之间相互挤压造成无规则的形变，影响密封效果；通过在中心管3上安装上接头1便于将本发明快速安装于油管与油气井套管或裸眼井壁的之间。

如附图1、2、3所示，上限位环台4与保护套管24之间、保护套管24与推动环6之间及推动环6与限位套管5之间均设有密封圈26。通过设置密封圈26有效防止井内液体进入保护套管24内造成电动推杆9损坏。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种电动推杆式封隔器，其特征在于包括中心管，中心管上部外侧设有上限位环台，对应上限位环台下方位置的中心管外侧套装有限位套管且限位套管顶面与上限位环台底面相接触，中心管下端外侧螺接有下接头且下接头顶面与限位套管底面相接触，限位套管上部外侧固定安装有若干个电动推杆，对应电动推杆下方位置的限位套管外侧套装有推动环，限位套管下端外侧设有下限位环台，对应推动环与下限位环台之间位置的限位套管外侧套装有若干个压缩胶筒，电动推杆的活塞杆的下端面与推动环顶面相接触，推动环底面与最上方压缩胶筒的顶面相接触，最下方压缩胶筒的底面与下限位环台的顶面相接触，所述限位套管中部沿其周向设有若干个内外贯通的通槽，每个通槽中均设有一块可在通槽中内外滑动的锁止板，锁止板外侧面上设有若干个第一棘爪，对应每个第一棘爪位置的推动环内侧面上均设有一个与第一棘爪配合的第二棘爪，锁止板内侧面上设有若干个压簧安装孔，每个压簧安装孔内均设有一根压簧，对应每个压簧位置的中心管外侧面上均设有一根定位柱，每个压簧的远离压簧安装孔的一端均套装于与其对应的定位柱上，通过压簧弹力作用下第一棘爪与第二棘爪相接触，对应每个锁止板内侧面位置的中心管上均固定安装有多个电磁铁。

2.根据权利要求1所述的电动推杆式封隔器，其特征在于所述锁止板上设有手动解封机构，所述手动解封机构包括设置于锁止板内侧面中部的T型槽，T型槽内滑动安装有滑块，对应T型槽位置的中心管上设有内外贯通的通孔，通孔内设有L形的第一连杆，第一连杆的拐角处设有与中心管轴线相互垂直的转轴，转轴转动安装于通孔内壁上，第一连杆的一端位于中心管内，另一端铰接有第二连杆，第二连杆远离第一连杆的一端与滑块铰接。

3.根据权利要求1或2所述的电动推杆式封隔器，其特征在于对应每个第一棘爪位置的推动环内侧面上均设有一个V型槽，V型槽内固定安装有一短轴，短轴上转动安装有第二棘爪和扭力弹簧，扭力弹簧的一端与第二棘爪固定连接，另一端固定安装于V型槽内壁上进而使第二棘爪与第一棘爪脱离接触后第二棘爪快速回弹并紧贴于V型槽的槽壁上。

4.根据权利要求1或2所述的电动推杆式封隔器，其特征在于所述上限位环台外侧螺接有保护套管，保护套管将电动推杆及推动环罩于其内部，推动环下端位于保护套管底面下方。

5.根据权利要求3所述的电动推杆式封隔器，其特征在于所述上限位环台外侧螺接有保护套管，保护套管将电动推杆及推动环罩于其内部，推动环下端位于保护套管底面下方。

6.根据权利要求1或2或5所述的电动推杆式封隔器，其特征在于对应每两个压缩胶筒之间位置的限位套管外侧均设有一分隔环；或/和，中心管上端螺接有上接头。

7.根据权利要求3所述的电动推杆式封隔器，其特征在于对应每两个压缩胶筒之间位置的限位套管外侧均设有一分隔环；或/和，中心管上端螺接有上接头。

8.根据权利要求4所述的电动推杆式封隔器，其特征在于对应每两个压缩胶筒之间位置的限位套管外侧均设有一分隔环；或/和，中心管上端螺接有上接头。

9.根据权利要求4所述的电动推杆式封隔器，其特征在于上限位环台与保护套管之间、保护套管与推动环之间及推动环与限位套管之间均设有密封圈。

10.根据权利要求5所述的电动推杆式封隔器，其特征在于上限位环台与保护套管之间、保护套管与推动环之间及推动环与限位套管之间均设有密封圈。

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