CN114439410A - 一种井口防喷封隔器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井口防喷封隔器及其使用方法，包括自上而下依次套装在外中心管外壁的上锚封机构、下锚定机构、支撑机构；所述上锚封机构下端顶在外中心管外壁的台肩上端面上，上锚封机构上端连接旋转坐封/解封机构；所述下锚定机构下端连接支撑机构，下锚定机构上端顶在外中心管外壁的台肩下端面上。本发明能够在井口封闭套管、悬挂管柱，具有防上窜功能，配套油管内旋塞阀的应用可以在更换井口的过程中完成对井内的压力控制，降低施工风险，降低职工劳动强度，防止井喷失控。

Description

一种井口防喷封隔器及其使用方法

技术领域

本发明涉及井口封隔器技术领域，具体地说是一种井口防喷封隔器及其使用方法。

背景技术

目前，在井下作业修井过程中，更换井口施工是较为频繁的施工工序。热采井注汽转周、防砂压裂施工、长停井老井施工及其他特殊工况都需要进行更换井口施工。

更换井口施工在工艺及流程上，相对比较成熟，但存在以下问题：

(1)施工过程井口无控制装置，井口处于不可控状态。更换井口过程中对井内压力变化无法及时测量，不易观察，如果井内压力突然变化，井口发生溢流，将无法及时控制甚至失控发生井喷事故，存在较大井控风险；

(2)由于更换井口过程繁琐，尤其是更换大型高压井口或井内有管柱时，没有专用辅助工具，时间长、效率低，无形中增大了井控及安全风险。

现有的液压坐封封隔器在井口应用需要配套液压管线、泵车等一系列应用，使用相对复杂，不可重复利用；现在的机械坐封封隔器Y211、Y221等封隔器无法满足管柱下部或上部均无生产管柱的应用场合，且无法实现防上顶功能。

公开(公告)号：CN107165600B，公开(公告)日：2018-04-17是一种高效环保油井井口密封装置，包括防喷装置、盘根压套、盘根筒和底座，防喷壳体、盘根压套、盘根筒和底座自上而下依序固定安装在一起，底座的中部设有座体通孔，盘根筒的下部内侧固定有下支撑环座，在下支撑环座下方安装有顶面抵在下支撑环座上的下盘根密封环套，盘根压套的上部内侧固定有上支撑环座，在上支撑环座上方安装有底面座于上支撑环座上的上盘根密封环套。可避免出现渗油和污染环境的现象，确保整体设备能正常工作，且拆装和维护时无需停机拆卸，只需打开和关闭丝堵即可，不会造成采油中断，保证了生产效率，同时还可防止浪费，具有高效便捷，省时省力，安全系数高的特点。

公开(公告)号：CN111411914A，公开(公告)日：2020-07-14公开了井筒防喷堵塞器，包括锚定总成、封堵总成，还包括封锚操作总成，所述锚定总成下端连接封堵总成，所述封锚操作总成插入锚定总成内腔和封堵总成内腔中，所述封锚操作总成通过自身的扭矩管传动式连接锚定总成的锚定拨叉，所述封锚操作总成通过自身的中心拉管连接封堵总成的下接头。作业施工需倒换井口作业时，在无需拆除防喷器，直接通过井架提升系统把该装置置入井筒内，通过液压钳旋转、上提压缩坐封，快速实现井筒封堵。防止井喷事故发生。

公开(公告)号：CN106939777B，公开(公告)日：2018-12-21涉及一种石油天然气行业采油工程使用的防井喷封隔器。它解决油气产层封隔和井下防喷的问题。其技术方案是：滑销固定在锁定筒下部的销子孔内；锁定钢球安装在锁定筒中部的三个通孔内；连接筒上端和锁定筒下端丝扣连接，连接筒下端和锚定筒上端丝扣连接；上隔环、密封胶筒和下隔环整体套在连接筒外圆上；锚爪安装锚定筒上部的三组台阶通孔内；密封芯轴上端和油封芯轴下端丝扣连接，密封芯轴下端和球座丝扣连接，球座安装在下接头内腔下部的凸起台阶面上，密封钢球安装在球座上端面中心的球面上。采用管柱内注入液体的方式进行坐封和解封，控制方便简单；井喷情况下自动实现井下高压封堵，保证生产安全。

总之，以上公开技术的技术方案以及所要解决的技术问题和产生的有益效果均与本发明不相同，或者技术领域或者应用场合不同，针对本发明更多的技术特征和所要解决的技术问题以及有益效果，以上公开技术文件均不存在技术启示。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷而提供一种井口防喷封隔器及其使用方法，能够在井口封闭套管、悬挂管柱，具有防上窜功能，配套油管内旋塞阀的应用可以在更换井口的过程中完成对井内的压力控制，降低施工风险，降低职工劳动强度，防止井喷失控。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种井口防喷封隔器，包括自上而下依次套装在外中心管外壁的上锚封机构、下锚定机构、支撑机构；

所述上锚封机构下端顶在外中心管外壁的台肩上端面上，上锚封机构上端连接旋转坐封/解封机构；

所述下锚定机构下端连接支撑机构，下锚定机构上端顶在外中心管外壁的台肩下端面上。

进一步地，所述锚封装置包括相连接的上卡瓦机构、胶筒机构，所述胶筒机构包括单个胶筒或者多个胶筒的组合，在多个胶筒时，胶筒两两之间加设隔环。

进一步地，所述下锚定机构为下卡瓦机构，所述下卡瓦机构包括第一下锥体、第一下卡瓦、第一下卡瓦托、第一锥体连接套、护套、锁球机构；

所述第一下锥体套装在第一锥体连接套外壁上，所述第一锥体连接套套装在外中心管外壁；

所述第一下锥体设置有用于安装第一下卡瓦的安装槽，所述第一下锥体的安装槽底部与下卡瓦相互为锥面连接；

所述第一下卡瓦托上端顶住第一下卡瓦，第一下卡瓦托下端连接护套，所述护套内部安装锁球机构。

进一步地，所述第一下锥体上端连接下锥体帽，所述下锥体帽上端顶在外中心管外壁的台肩下端面上；所述锁球机构下端与顶套上端连接。

进一步地，所述支撑机构为下卡瓦支撑机构，所述下卡瓦支撑机构包括摩擦块、弹簧、扶正体、压环、挡环、轨道销钉；

所述顶套下端丝扣式套装在扶正体外壁，所述压环丝扣式套装在扶正体外壁，扶正体套装在外中心管外壁；

所述摩擦块的下端部被径向限位在压环内壁与扶正体外壁之间，所述摩擦块的上端部被径向限位在顶套内壁与扶正体外壁之间，同时压环及顶套均对摩擦块的外壁台阶轴向限位；

所述弹簧内端顶住扶正体外壁，弹簧外端顶住摩擦块；

所述压环下端与挡环丝扣式连接，外中心管下端部外壁设置外凸的用于轴向限位的挡台，即挡台的外径大于挡环内径；

所述挡环内壁安装径向的轨道销钉，外中心管外壁开设轨道，轨道销钉插入并相对运行于轨道。

进一步地，所述上卡瓦机构包括第二上卡瓦托、第二上卡瓦、第二锥体；

所述第二锥体套装在外中心管外壁，第二锥体下端顶住胶筒机构，胶筒机构下端顶在外中心管外壁的台肩上端面上；

所述第二锥体设置有用于安装第二上卡瓦的安装槽，所述第二锥体的安装槽底部与第二上卡瓦相互为锥面连接；

所述第二上卡瓦托下端顶住第二上卡瓦，第二上卡瓦托上端通过传动钉连接旋转坐封/解封机构的运动块。

进一步地，所述上卡瓦机构包括传动套、第三上锥体连接套、第三上锥体、卡瓦套、板簧、第三上卡瓦、第三下锥体；

所述第三上卡瓦、第三上锥体、第三下锥体、第三上锥体连接套均套装在外中心管外壁，所述第三上卡瓦上端与第三上锥体下端为锥面连接，第三上卡瓦下端与第三下锥体上端为锥面连接，第三上锥体上端与第三上锥体连接套连接，所述第三下锥体下端顶在外中心管外壁的台肩上端面上；

所述板簧固定在第三上卡瓦外壁，所述卡瓦套套装在第三上卡瓦外部，且卡瓦套上开设有用于露出板簧的窗口；

所述胶筒机构套装在第三上锥体连接套外壁，胶筒机构下端顶在第三上锥体上端面；

所述传动套下端顶住胶筒机构上端，传动套通过传动钉连接旋转坐封/ 解封机构的运动块。

进一步地，所述旋转坐封/解封机构包括传动螺母、传动块、内中心管、外中心管、传动钉；

所述传动螺母丝扣式套装在内中心管外壁，内中心管伸入外中心管内，外中心管内壁以及内中心管下端外壁同时设置相适应的轴向限位台阶，限制内中心管上行；

所述外中心管开设有用于传动块上下运行的行程槽，传动块上端具有一个内插头，内插头穿过行程槽插入传动螺母外壁开设的外卡槽内，传动螺母与内中心管相对旋转，传动螺母能带动传动块在行程槽内上下移动。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种井口防喷封隔器的使用方法，包括以下步骤：

通过上提、下放下卡瓦机构和下卡瓦支撑机构，实现第一下卡瓦的坐封和解封，实现管柱悬挂；

利用液压钳备钳外中心管，利用液压钳主钳旋转内中心管，坐封第二上卡瓦和胶筒机构，密封油套环形空间；转动内中心管，传动螺母沿内中心管向下运动，传动螺母带动传动块向下运动，传动块通过传动钉推动第二上卡瓦托向下运动，第二上卡瓦托推动第二上卡瓦、第二锥体、胶筒向下运动，外中心管固定，台肩固定，胶筒下端固定；传动螺母的向下运动实现胶筒和卡瓦的坐封；

内中心管上端连接旋塞阀，密封油管内部空间；

移除已有旧井口；

更换新井口；

利用液压钳备钳外中心管，利用液压钳主钳反向旋转内中心管，解封第二上卡瓦和胶筒机构；

上提井口防喷封隔器，解封第一下卡瓦；

安装封井器；

起出井口防喷封隔器，完成换井口施工。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种井口防喷封隔器的使用方法，包括以下步骤：

通过上提、下放下卡瓦机构和下卡瓦支撑机构，实现第一下卡瓦的坐封和解封，实现管柱悬挂；

利用液压钳备钳外中心管，利用液压钳主钳旋转内中心管，坐封第三上卡瓦和胶筒机构，密封油套环形空间；转动内中心管，传动螺母沿内中心管向下运动，传动螺母带动传动块向下运动，传动块通过传动钉推动传动套向下运动，传动套向下运动时依次压缩胶筒、第三上卡瓦向下运动，第三下锥体下端是外中心管的台肩，在坐封和解封过程中，台肩固定，第三上卡瓦首先实现完全坐封，依次胶筒实现坐封；

内中心管上端连接旋塞阀，密封油管内部空间；

移除已有旧井口；

更换新井口；

利用液压钳备钳外中心管，利用液压钳主钳反向旋转内中心管，解封第三上卡瓦和胶筒机构；

上提井口防喷封隔器，解封第一下卡瓦；

安装封井器；

起出井口防喷封隔器，完成换井口施工。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

一是不用液压动力，只依靠吊卡和液压钳即可通过上提/下放和旋转等机械手段实现封隔器的坐封和解封，轻便、操作简单、安全可靠；

二是封隔器可以多次重复利用，其操作性和经济性更好；

三是封隔器应用场合较多，在涉及到更换井口施工的场合，井内无生产管柱和有生产管柱均可应用，应用前景广阔。

附图说明

图1为一种井口防喷封隔器的结构示意图；

图2是图1中井口防喷封隔器坐封/解封机构的局部放大图；

图3是图1中胶筒机构的组合类型半剖视图；

图4是图1中传动螺母的一种结构示意图；

图5是图1中传动块的结构示意图；

图6是图1中外中心管的结构示意图；

图7是井口防喷封隔器的另一种优选实施例示意图；

图8是图7中井口防喷封隔器另一种优选实施例的上卡瓦机构和胶筒机构的局部放大图。

图中：100-旋转坐封/解封机构，101-内中心管，102-外中心管，103- 传动螺母，104-传动块，105-台肩；

200-上卡瓦机构，201-第二上卡瓦托，202-第二上卡瓦，203-第二锥体， 204-台肩；

300-胶筒机构；301-胶筒，302-隔环；

400-下卡瓦机构，401-下锥体帽，402-第一下锥体，403-第一下卡瓦， 404-第一下卡瓦托，405-第一锥体连接套，406-锁球套，407-弹簧，408-挡球套，409-钢球，410-护套，411-顶套；

500-下卡瓦支撑机构，501-摩擦块，502-弹簧，503-扶正体，504-压环， 505-轨道销钉，506-挡环；

601-传动套，602-隔环，603-第三上锥体连接套，第三上锥体-604，剪钉-605，606-卡瓦套，板簧-607，第三上卡瓦-608，挡环-609，第三下锥体 -610。

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：

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：

一种井口防喷封隔器，包括自上而下依次套装在外中心管外壁的上锚封机构、下锚定机构、支撑机构；

所述上锚封机构下端顶在外中心管外壁的台肩上端面上，上锚封机构上端连接旋转坐封/解封机构；

所述下锚定机构下端连接支撑机构，下锚定机构上端顶在外中心管外壁的台肩下端面上。

进一步地，所述锚封装置包括相连接的上卡瓦机构100、胶筒机构300，所述胶筒机构包括单个胶筒或者多个胶筒的组合，在多个胶筒时，胶筒两两之间加设隔环。

进一步地，所述下锚定机构为下卡瓦机构400，所述下卡瓦机构包括第一下锥体402、第一下卡瓦403、第一下卡瓦托404、第一锥体连接套405、护套410、锁球机构；

所述第一下锥体套装在第一锥体连接套外壁上，所述第一锥体连接套套装在外中心管外壁；

所述第一下锥体设置有用于安装第一下卡瓦的安装槽，所述第一下锥体安装槽底部与第一下卡瓦相互为锥面连接；

所述第一下卡瓦托上端顶住第一下卡瓦，第一下卡瓦托下端连接护套，所述护套内部安装锁球机构。

进一步地，所述第一下锥体上端连接下锥体帽，所述下锥体帽上端顶在外中心管外壁的台肩下端面上；所述锁球机构下端与顶套上端连接。

下卡瓦机构为本领域公知技术，直接应用即可，更具体的结构连接关系以及其运行过程就不再赘述。本领域技术人员对此是清楚的。

进一步地，所述支撑机构为下卡瓦支撑机构，所述下卡瓦支撑机构包括摩擦块501、弹簧502、扶正体503、压环504、挡环506、轨道销钉505；

所述顶套下端丝扣式套装在扶正体外壁，所述压环丝扣式套装在扶正体外壁，扶正体套装在外中心管外壁；

所述摩擦块的下端部被径向限位在压环内壁与扶正体外壁之间，所述摩擦块的上端部被径向限位在顶套内壁与扶正体外壁之间，同时压环及顶套均对摩擦块的外壁台阶轴向限位；

所述弹簧内端顶住扶正体外壁，弹簧外端顶住摩擦块；

所述压环下端与挡环丝扣式连接，外中心管下端部外壁设置外凸的用于轴向限位的挡台，即挡台的外径大于挡环内径；

所述挡环内壁安装径向的轨道销钉，外中心管外壁开设轨道，轨道销钉插入并相对运行于轨道。

下卡瓦支撑机构以及和相配合的外中心管的轨道均为本领域公知技术，直接应用即可，更具体的结构连接关系以及其运行过程就不再赘述。本领域技术人员对此是清楚的。

进一步地，所述上卡瓦机构包括第二上卡瓦托201、第二上卡瓦202、第二锥体203；

所述第二锥体套装在外中心管外壁，第二锥体下端顶住胶筒机构，胶筒机构下端顶在外中心管外壁的台肩上端面上；

所述第二锥体设置有用于安装第二上卡瓦的安装槽，所述第二锥体安装槽底部与第二上卡瓦相互为锥面连接；

所述第二上卡瓦托下端顶住第二上卡瓦，第二上卡瓦托上端通过传动钉连接旋转坐封/解封机构的运动块。

进一步地，所述旋转坐封/解封机构包括传动螺母103、传动块104、内中心管101；

所述传动螺母丝扣式套装在内中心管外壁，内中心管伸入外中心管内，外中心管内壁以及内中心管下端外壁同时设置相适应的轴向限位台阶，限制内中心管上行；

所述外中心管开设有用于传动块上下运行的行程槽，传动块上端具有一个内插头，内插头穿过行程槽插入传动螺母外壁开设的外卡槽内，传动螺母与内中心管相对旋转，传动螺母能带动传动块在行程槽内上下移动。

图1是上卡瓦为单向卡瓦的井口防喷器示意图，以下说明图1所示井口防喷器的具体实施方式。井口防喷器主要包含胶筒机构300、上卡瓦机构200、下卡瓦机构400、旋转坐封/解封机构100等组成。

胶筒机构300包含301胶筒，302隔环。胶筒可以为单胶筒、双胶筒、三胶筒等结构，如图3所示。

图2是封隔器坐封/解封机构100的局部放大示意图，包含内中心管101、外中心管102、传动螺母103、传动块104、传动钉106。内中心管101是一个上端小、下端大的结构，台肩105挂住外中心管102的变径台肩，实现内、外中心管的垂向连接和管柱承拉传递。

内中心管101与外中心管102之间的台肩处可以增加轴承减少内中心管101与外中心管102之间的旋转摩擦力。

内中心管101与传动螺母103之间是螺纹连接。

内中心管103的外部设计较长的传动螺纹，实现传动螺母103沿内中心管101的向下运动。传动螺纹可以是三角型螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹等。

内中心管101与传动螺母103之间可以是左旋螺纹连接或者右旋螺纹连接。当之间螺纹是左旋螺纹连接时，用备钳固定外中心管102，正转内中心管 101，传动螺母103沿内中心管101向下运动。当之间螺纹是右旋螺纹连接时，用备钳固定外中心管102，反转内中心管101，传动螺母103沿内中心管101 向下运动。

图4所示是传动螺母103的结构示意图。传动螺母103中间开4个槽，用于连接传动块104。传动螺母103的开槽个数可以为1个、2个、3个、4 个、5个、6个……，槽底可以是弧形，也可以是平底或者斜面，图4只是传动螺母的一种实施例结构。

图5所示是传动块104的结构示意图，传动块104内部结构与传动螺母 103开槽的底部结构相对应，传动块104的个数与传动螺母103开槽的个数相同。传动块104外部开槽，用于连接传动钉106。

外中心管102内部开设多个长槽205(图6所示)，槽的个数与传动螺母 103开槽的个数相同。开槽用于提供传动块104沿外中心管102向下运动的轴向运动空间。开槽长度大于胶筒和上卡瓦的坐封距离。

外中心管102中间有台肩204，台肩204承托其上部胶筒、卡瓦等结构。

外中心管102下端螺纹可以挂接井下管柱。

外中心管102可以是1根、2根或者多根连接、密封而成。

传动钉106连接旋转坐封/解封机构100和上卡瓦机构200。

上卡瓦机构200包含第二上卡瓦托201、第二上卡瓦202、第二锥体203。固定外中心管102，转动内中心管101，传动螺母103沿内中心管101向下运动，传动螺母103带动传动块104向下运动，传动块104通过传动钉106推动第二上卡瓦托201向下运动，第二上卡瓦托201推动第二上卡瓦202、第二锥体203、胶筒300向下运动，由于胶筒下端固定在外中心管102外壁台肩 204。传动螺母的向下运动实现胶筒和第二上卡瓦的坐封。第二上卡瓦202为单向卡瓦，其一种可行的卡瓦牙角度为60°、30°，其他能够满足单向卡瓦功能的牙型角角度仍然可行。

下卡瓦机构400和下卡瓦支撑机构500利用Y211封隔器的原理，通过上提、下放实现下卡瓦的坐封和解封，实现管柱悬挂，在此不做赘述。

下卡瓦的坐封可以实现换井口时井内有管柱情况下的管柱的悬挂。

图1所示井口防喷封隔器进行井口防喷的实施方案步骤是：

1、下入井口防喷封隔器至井口以下一定距离；

2、上提井口防喷封隔器，将下卡瓦支撑机构轨道销钉更换轨道；

3、下放井口防喷封隔器，坐封第一下卡瓦；

4、利用液压钳备钳外中心管，利用液压钳主钳旋转内中心管，坐封第二上卡瓦和胶筒机构，密封油套环形空间；

5、内中心管上端连接旋塞阀，密封油管内部空间；

6、移除已有旧井口；

7、更换新井口；

8、利用液压钳备钳外中心管，利用液压钳主钳反向旋转内中心管，解封第二上卡瓦和胶筒；

9、上提井口防喷封隔器，解封第一下卡瓦；

10、安装封井器；

11、起出井口防喷封隔器，完成换井口施工。

实施例2：

当然具体部件越多的实施例，只是最优实施例，具体部件越少的实施例为基本实施例，但是也能实现基本的本发明目的，所以所有这些变形实施例都在本发明的保护范围内。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：

一种井口防喷封隔器，包括自上而下依次套装在外中心管外壁的上锚封机构、下锚定机构、支撑机构；

所述上锚封机构下端顶在外中心管外壁的台肩上端面上，上锚封机构上端连接旋转坐封/解封机构；

所述下锚定机构下端连接支撑机构，下锚定机构上端顶在外中心管外壁的台肩下端面上。

进一步地，所述锚封装置包括相连接的上卡瓦机构100、胶筒机构300，所述胶筒机构包括单个胶筒或者多个胶筒的组合，在多个胶筒时，胶筒两两之间加设隔环。

进一步地，所述上卡瓦机构包括第二上卡瓦托201、第二上卡瓦202、第二锥体203；

所述第二锥体套装在外中心管外壁，第二锥体下端顶住胶筒机构，胶筒机构下端顶在外中心管外壁的台肩上端面上；

所述第二锥体设置有用于安装第二上卡瓦的安装槽，所述第二锥体安装槽底部与第二上卡瓦相互为锥面连接；

所述第二上卡瓦托下端顶住第二上卡瓦，第二上卡瓦托上端通过传动钉连接旋转坐封/解封机构的运动块。

进一步地，所述旋转坐封/解封机构包括传动螺母103、传动块104、内中心管101；

所述传动螺母丝扣式套装在内中心管外壁，内中心管伸入外中心管内，外中心管内壁以及内中心管下端外壁同时设置相适应的轴向限位台阶，限制内中心管上行；

所述外中心管开设有用于传动块上下运行的行程槽，传动块上端具有一个内插头，内插头穿过行程槽插入传动螺母外壁开设的外卡槽内，传动螺母与内中心管相对旋转，传动螺母能带动传动块在行程槽内上下移动。

实施例3：

把实施例1的部分机构稍作改动，作为实施例3。

图7所示为上卡瓦为双向卡瓦的井口防喷器示意图，其双向卡瓦机构和胶筒机构的局部放大示意图如图8所示。外中心管201外部从上向下依次布置传动套601、胶筒300、隔环602、第三上锥体604、第三上卡瓦608、第三下锥体610。

所述上卡瓦机构包括传动套601、第三上锥体连接套603、第三上锥体 604、卡瓦套606、板簧607、第三上卡瓦608、第三下锥体610；

所述第三上卡瓦、第三上锥体、第三下锥体、第三上锥体连接套均套装在外中心管外壁，所述第三上卡瓦上端与第三上锥体下端为锥面连接，第三上卡瓦下端与第三下锥体上端为锥面连接，第三上锥体上端与第三上锥体连接套连接，所述第三下锥体下端顶在外中心管外壁的台肩上端面上；

所述板簧固定在第三上卡瓦外壁，所述卡瓦套套装在第三上卡瓦外部，且卡瓦套上开设有用于露出板簧的窗口；

所述胶筒机构套装在上锥体连接套外壁，胶筒机构下端顶在第三上锥体上端面；

所述传动套下端顶住胶筒机构上端，传动套通过传动钉连接旋转坐封/ 解封机构的运动块。

在第三上卡瓦608的外侧由内向外依次布置有板簧607、卡瓦套606；

第三上锥体604与卡瓦套606之间有剪钉605。

第三上锥体604上部连接第三上锥体连接套603，同时第三上锥体连接套603布置于传动套601、胶筒300、隔环602的内侧；在第三下锥体的外部布置有挡环609。

传动套601向下运动时依次压缩胶筒300、第三上卡瓦608向下运动，第三下锥体610下端是外中心管201的台肩204，在坐封和解封过程中，台肩 204固定，第三上卡瓦608首先实现完全坐封，依次胶筒300实现坐封。

所述第三上卡瓦608为双向卡瓦，其一种可行的卡瓦牙角度为45°，其他能够满足双向卡瓦功能的牙型角角度仍然可行。

图7所示井口防喷封隔器进行井口防喷的实施方案步骤是：

1、下入井口防喷封隔器至井口以下一定距离；

2、上提井口防喷封隔器，将下卡瓦支撑机构轨道销钉更换轨道；

3、下放井口防喷封隔器，坐封第一下卡瓦；

4、利用液压钳备钳外中心管，利用液压钳主钳旋转内中心管，坐封第三上卡瓦和胶筒，密封油套环形空间；

5、内中心管上端连接旋塞阀，密封油管内部空间；

6、移除已有旧井口；

7、更换新井口；

8、利用液压钳备钳外中心管，利用液压钳主钳反向旋转内中心管，解封第三上卡瓦和胶筒；

9、上提井口防喷封隔器，解封第一下卡瓦；

10、安装封井器；

11、起出井口防喷封隔器，完成换井口施工。

本申请中凡是没有展开论述的零部件本身、本申请中的各零部件连接方式均属于本技术领域的公知技术，不再赘述。比如焊接、丝扣式连接等。

在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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单元必须具有特定的方向、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。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种井口防喷封隔器，其特征在于，包括自上而下依次套装在外中心管外壁的上锚封机构、下锚定机构、支撑机构；

所述上锚封机构下端顶在外中心管外壁的台肩上端面上，上锚封机构上端连接旋转坐封/解封机构；

所述下锚定机构下端连接支撑机构，下锚定机构上端顶在外中心管外壁的台肩下端面上。

2.根据权利要求1所述的一种井口防喷封隔器，其特征在于，所述锚封装置包括相连接的上卡瓦机构、胶筒机构，所述胶筒机构包括单个胶筒或者多个胶筒的组合，在多个胶筒时，胶筒两两之间加设隔环。

3.根据权利要求1或2所述的一种井口防喷封隔器，其特征在于，所述下锚定机构为下卡瓦机构，所述下卡瓦机构包括第一下锥体、第一下卡瓦、第一下卡瓦托、第一锥体连接套、护套、锁球机构；

所述第一下锥体套装在第一锥体连接套外壁上，所述第一锥体连接套套装在外中心管外壁；

所述第一下锥体设置有用于安装第一下卡瓦的安装槽，所述第一下锥体的安装槽底部与下卡瓦相互为锥面连接；

所述第一下卡瓦托上端顶住第一下卡瓦，第一下卡瓦托下端连接护套，所述护套内部安装锁球机构。

4.根据权利要求3所述的一种井口防喷封隔器，其特征在于，所述第一下锥体上端连接下锥体帽，所述下锥体帽上端顶在外中心管外壁的台肩下端面上；所述锁球机构下端与顶套上端连接。

5.根据权利要求4所述的一种井口防喷封隔器，其特征在于，所述支撑机构为下卡瓦支撑机构，所述下卡瓦支撑机构包括摩擦块、弹簧、扶正体、压环、挡环、轨道销钉；

所述顶套下端丝扣式套装在扶正体外壁，所述压环丝扣式套装在扶正体外壁，扶正体套装在外中心管外壁；

所述摩擦块的下端部被径向限位在压环内壁与扶正体外壁之间，所述摩擦块的上端部被径向限位在顶套内壁与扶正体外壁之间，同时压环及顶套均对摩擦块的外壁台阶轴向限位；

所述弹簧内端顶住扶正体外壁，弹簧外端顶住摩擦块；

所述压环下端与挡环丝扣式连接，外中心管下端部外壁设置外凸的用于轴向限位的挡台，即挡台的外径大于挡环内径；

所述挡环内壁安装径向的轨道销钉，外中心管外壁开设轨道，轨道销钉插入并相对运行于轨道。

6.根据权利要求2所述的一种井口防喷封隔器，其特征在于，所述上卡瓦机构包括第二上卡瓦托、第二上卡瓦、第二锥体；

所述第二锥体套装在外中心管外壁，第二锥体下端顶住胶筒机构，胶筒机构下端顶在外中心管外壁的台肩上端面上；

所述第二锥体设置有用于安装第二上卡瓦的安装槽，所述第二锥体的安装槽底部与第二上卡瓦相互为锥面连接；

所述第二上卡瓦托下端顶住第二上卡瓦，第二上卡瓦托上端通过传动钉连接旋转坐封/解封机构的运动块。

7.根据权利要求2所述的一种井口防喷封隔器，其特征在于，所述上卡瓦机构包括传动套、第三上锥体连接套、第三上锥体、卡瓦套、板簧、第三上卡瓦、第三下锥体；

所述第三上卡瓦、第三上锥体、第三下锥体、第三上锥体连接套均套装在外中心管外壁，所述第三上卡瓦上端与第三上锥体下端为锥面连接，第三上卡瓦下端与第三下锥体上端为锥面连接，第三上锥体上端与第三上锥体连接套连接，所述第三下锥体下端顶在外中心管外壁的台肩上端面上；

所述板簧固定在第三上卡瓦外壁，所述卡瓦套套装在第三上卡瓦外部，且卡瓦套上开设有用于露出板簧的窗口；

所述胶筒机构套装在第三上锥体连接套外壁，胶筒机构下端顶在第三上锥体上端面；

所述传动套下端顶住胶筒机构上端，传动套通过传动钉连接旋转坐封/解封机构的运动块。

8.根据权利要求6或7所述的一种井口防喷封隔器，其特征在于，所述旋转坐封/解封机构包括传动螺母、传动块、内中心管、外中心管、传动钉；

所述传动螺母丝扣式套装在内中心管外壁，内中心管伸入外中心管内，外中心管内壁以及内中心管下端外壁同时设置相适应的轴向限位台阶，限制内中心管上行；

所述外中心管开设有用于传动块上下运行的行程槽，传动块上端具有一个内插头，内插头穿过行程槽插入传动螺母外壁开设的外卡槽内，传动螺母与内中心管相对旋转，传动螺母能带动传动块在行程槽内上下移动。

9.一种井口防喷封隔器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过上提、下放下卡瓦机构和下卡瓦支撑机构，实现第一下卡瓦的坐封和解封，实现管柱悬挂；

利用液压钳备钳外中心管，利用液压钳主钳旋转内中心管，坐封第二上卡瓦和胶筒机构，密封油套环形空间；转动内中心管，传动螺母沿内中心管向下运动，传动螺母带动传动块向下运动，传动块通过传动钉推动第二上卡瓦托向下运动，第二上卡瓦托推动第二上卡瓦、第二上锥体、胶筒向下运动，外中心管固定，台肩固定，胶筒下端固定；传动螺母的向下运动实现胶筒和卡瓦的坐封；

内中心管上端连接旋塞阀，密封油管内部空间；

移除已有旧井口；

更换新井口；

利用液压钳备钳外中心管，利用液压钳主钳反向旋转内中心管，解封第二上卡瓦和胶筒机构；

上提井口防喷封隔器，解封第一下卡瓦；

安装封井器；

起出井口防喷封隔器，完成换井口施工。

10.一种井口防喷封隔器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过上提、下放下卡瓦机构和下卡瓦支撑机构，实现第一下卡瓦的坐封和解封，实现管柱悬挂；

利用液压钳备钳外中心管，利用液压钳主钳旋转内中心管，坐封第三上卡瓦和胶筒机构，密封油套环形空间；转动内中心管，传动螺母沿内中心管向下运动，传动螺母带动传动块向下运动，传动块通过传动钉推动传动套向下运动，传动套向下运动时依次压缩胶筒、第三上卡瓦向下运动，第三下锥体下端是外中心管的台肩，在坐封和解封过程中，台肩固定，第三上卡瓦首先实现完全坐封，依次胶筒实现坐封；

内中心管上端连接旋塞阀，密封油管内部空间；

移除已有旧井口；

更换新井口；

利用液压钳备钳外中心管，利用液压钳主钳反向旋转内中心管，解封第三上卡瓦和胶筒机构；

上提井口防喷封隔器，解封第一下卡瓦；

安装封井器；

起出井口防喷封隔器，完成换井口施工。

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