CN115012874A - 一种自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器。所述裸眼封隔器包括：中心管，以及自上而下依次套设在中心管外的密封机构、坐封机构和锚定机构，坐封机构能够同时开启密封机构和锚定机构；其中，中心管的管壁上开设有贯通的传压孔；密封机构包括套设在中心管外的密封胶筒、保护套和胶筒座；锚定机构包括若干个弹性件及自上而下依次设置在中心管上的上锥体、若干个卡瓦和下锥体；坐封机构包括套设在中心管上的缸套和活塞。本发明能够封隔裸眼井壁的同时锚定裸眼井壁，能够满足现场大尺寸裸眼井身结构井的生产作业需求。

Description

一种自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器

技术领域

本发明涉及石油天然气工业井下工具的制造技术领域，具体涉及一种自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器。

背景技术

我国常规油气藏的勘探开发逐渐转向深部复杂油气储层，这些储层具有埋深7000米以上、非均质性强、地层破裂压力高、储层温度高达190℃等特点，这给储层改造工具提出了较高的要求。针对储层的增产改造，水平井裸眼分段酸压是开发效果较好的手段之一。水平井裸眼分段压裂酸化一般采用裸眼封隔器进行分段完井和改造，这样可以对各个产层采取针对性的均匀改造措施。而针对大尺寸裸眼段的首段施工，高压差状态下对工具管串的上顶力更大，坐封胶筒产生位移后，封隔器存在胶筒损坏产生失稳移动以及提前解封等风险，更为严重的有可能造成管柱变形损坏。现有国内水平井裸眼封隔器还无法同时满足其承压、固定、密封等要求。

例如，公开号为CN112360384A的中国发明专利公开了一种裸眼封隔器，其包括：沿轴向延伸的管体，沿轴向具有第一通孔；周向套设在管体外的密封件，密封件具有固定端和自由端，固定端与管体固定，自由端能与裸眼井密封接触；沿管体周向设置的多个活塞，通过第一通孔能向活塞加压，使活塞能沿轴向向上移动；设于密封件和活塞之间的支撑块，用于推动密封件的自由端移动；支撑块具有第一表面，第一表面具有与管体外表面贴合的第一位置，以及不与管体外表面贴合的第二位置；活塞沿轴向向上移动能使支撑块从第一位置切换到第二位置；支撑块位于第二位置时，密封件的自由端能与裸眼井密封接触。该专利增强了裸眼封隔器的不规则变形能力和良好的密封性能，但未改进承压固定方式，无法满足高压差状态下大尺寸裸眼水平井的首段施工。

因此，根据现场应用的需求，亟待开发一套适用于大尺寸裸眼的带锚定卡瓦的裸眼封隔器工具管柱。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于能够封隔裸眼井壁的同时锚定裸眼井壁，目的之二在于能够满足现场大尺寸裸眼井身结构井的生产作业需求。

为了实现上述目的，本发明提供了一种自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器。

所述裸眼封隔器可包括：中心管，以及自上而下依次套设在中心管外的密封机构、坐封机构和锚定机构，坐封机构能够同时开启密封机构和锚定机构。

其中，中心管的管壁上可开设有贯通的传压孔。

密封机构可包括套设在中心管外的密封胶筒、保护套和胶筒座。保护套可包括第一保护套和第二保护套，第一、第二保护套分别包覆住密封胶筒上下两端。胶筒座位于第二保护套之下。在受向上推力的情况下，胶筒座能够推动第二保护套挤压密封胶筒向外膨胀，密封胶筒膨胀后能够紧贴井眼内壁实现密封。

锚定机构可包括若干个弹性件及自上而下依次设置在中心管上的上锥体、若干个卡瓦和下锥体。弹性件与卡瓦的数量相同并一一对应，每个弹性件能够向卡瓦提供向里的预紧压力，在预紧压力作用下，卡瓦内侧中端紧贴中心管。上下锥体分别卡设在卡瓦的上下两端与中心管之间的空隙内。在上锥体受向下推力的情况下，上下锥体相对挤压卡瓦，使得卡瓦咬合端面支出以进行锚定。

坐封机构可包括套设在中心管上的缸套和活塞。缸套与中心管之间形成一个开口为单向且朝上的第一腔体，第一腔体通过传压孔与中心管的内腔连通；缸套下端与上锥体上端连接。活塞位于第一腔体中并位于传压孔之上，活塞上端与胶筒座下端连接，活塞、缸套和中心管三者形成内压腔体。坐封机构可通过传压孔增加内压腔体的压力来向上推动活塞和向下推动缸套，从而分别推动胶筒座和上锥体，使得密封机构和锚定机构开启。

进一步地，所述裸眼封隔器还可包括：上接头和下接头。其中，上接头下端与所述中心管上端连接；下接头上端与所述中心管下端连接。

进一步地，所述裸眼封隔器还可包括行程调节机构；行程调节机构可包括调节套和行程调节件。其中，调节套上端与所述下锥体下端固定连接；调节套下端可通过行程调节件与所述下接头连接。

进一步地，所述裸眼封隔器还可包括锁定机构；锁定机构可包括自锁套和锁环，自锁套和锁环相匹配，二者能够相互锁紧。其中，自锁套可套设在所述胶筒座外侧，自锁套下端与所述缸套上端固定连接；锁环设置在所述活塞与胶筒座的连接处；在所述缸套下移和活塞上移的情况下，锁环能够进入自锁套，形成步进锁紧止退。

进一步地，所述自锁套可通过第一剪钉安装在所述胶筒座外，第一剪钉能够固定所述自锁套与所述胶筒座的相对初始位置。所述自锁套和锁环可分别采用反向锯齿螺纹步进锁紧设计，防止锁紧后反向解锁。

进一步地，所述活塞内外壁上可分别设置有第一密封槽和第二密封槽，第一、第二密封槽内分别安装有第一密封圈和第二密封圈。所述缸套下端内壁可设置有第三密封槽，第三密封槽内安装有第三密封圈。

进一步地，所述锚定机构还可包括卡瓦承体，卡瓦承体可套设在所述上锥体、卡瓦和下锥体外。所述弹性件可设置在卡瓦承体和所述卡瓦之间，且处于压缩状态，能够提供所述预紧压力。

进一步地，所述上锥体可通过第二剪钉安装在所述中心管外，第二剪钉能够固定所述上锥体与所述中心管的相对初始位置。

进一步地，所述锚定机构还可包括锥体限位套，锥体限位套可包括上锥体限位套和下锥体限位套。其中，上锥体限位套可设置在所述卡瓦承体和所述上锥体之间，能够限制所述上锥体的初始位置；下锥体限位套可设置在所述卡瓦承体和所述下锥体之间，能够限制所述下锥体的初始位置。

进一步地，所述裸眼封隔器还可包括防转机构；防转机构可包括第一防转件和第二防转件。其中，所述上下锥体与所述卡瓦承体之间分别都可设置有第一防转件；所述上锥体与所述中心管之间可设置有第二防转件；第一、第二防转件能够使得所述卡瓦承体、上下锥体和中心管共同形成周向固定。

进一步地，所述卡瓦承体上可设置有与所述卡瓦咬合端面形状、大小和数量相同并一一对应的锚定槽组，且所述卡瓦咬合端面契合在锚定槽组内。

进一步地，所述锚定槽组可包括第一锚定槽和第二锚定槽，第一锚定槽位于第二锚定槽上方。所述卡瓦咬合端面可包括第一齿面和第二齿面；第一齿面契合在第一锚定槽内，第二齿面契合在第二锚定槽内。

进一步地，所述卡瓦咬合端面可设置为锯齿状，且所述第一、第二齿面上的锯齿反向相对设置，使得所述锚定机构能够双向锚定。

进一步地，所述第一、第二齿面之间可开设有安装槽；所述弹性件一端安装在安装槽内，另一端设置在所述第一、第二锚定槽之间。

进一步地，所述卡瓦承体中部且位于所述锚定槽组两侧的位置可设置有若干个工艺孔，在初始安装时，能够辅助所述卡瓦、弹性件及卡瓦承体实现相对固定。

进一步地，所述卡瓦和锚定槽组的数量都可为2～8，且所述卡瓦咬合端面和锚定槽组的形状都可为椭圆形或多边形。

进一步地，所述密封胶筒可采用耐高温的改性氟橡胶材料；所述保护套可采用强度较高和延展性好的特殊材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果可包括以下至少一项：

(1)本发明通过坐封密封胶筒能够封隔裸眼井壁，同时通过锚定卡瓦能够伸出较大直径用于锚定裸眼井壁，进而确保裸眼封隔器稳定固定和密封在预设位置，为整个管柱的后续施工提供必要条件。

(2)本发明通过坐封机构能够同时开启密封机构和锚定机构。

(3)本发明采用耐高温材料制作的密封胶筒，使得裸眼封隔器能够适用于高温环境；密封胶筒上下端设置有保护套，且在密封的同时利用卡瓦进行锚定，能够提高裸眼封隔器的承压能力。

(4)本发明设计合理，结构简单，能够满足现场大尺寸裸眼井身结构井的生产作业需求，能够提升裸眼水平井首段施工的稳定可靠性，保障了裸眼水平井增产作业安全高效地开展。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1示出了本发明的裸眼封隔器的上一部分结构示意图；

图2示出了本发明的裸眼封隔器的下一部分结构示意图；

图3示出了图2的A-A剖视图；

图4示出了图2的B-B剖视图。

主要附图标记说明：

1-上接头；2-密封胶筒；3-中心管；4-保护套；5-胶筒座；6-第一剪钉；7-自锁套；8-第一固定螺钉；9-锁环；10-锁环调节件；11-第一密封圈；12-活塞；13-第二密封圈；14-第三密封圈；15-缸套；16-调节件；17-上锥体；18-锥体限位套；19-第一防转件；20-第二剪钉；21-第二防转件；22-卡瓦；23-弹性件；24-卡瓦承体；25-第二固定螺钉；26-下锥体；27-第三固定螺钉；28-调节套；29-行程调节件；30-下接头；31-工艺孔。

具体实施方式

下面结合本发明的附图，对本发明实施例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，都属于本发明的保护范围。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

需要说明的是，“第一”、“第二”等仅仅是为了方便描述和便于区分，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等仅仅为了便于描述和构成相对的方位或位置关系，而并非指示或暗示所指的部件必须具有该特定方位或位置。

图1示出了本发明的裸眼封隔器的上一部分结构示意图。图2示出了本发明的裸眼封隔器的下一部分结构示意图。图3示出了图2的A-A剖视图。图4示出了本发明图2的B-B剖视图。

示例性实施例1

本示例性实施例提供了一种自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器。下面结合图1至图4对其进行描述。

如图1至图4所示，裸眼封隔器可包括：中心管3，以及自上而下依次套设在中心管3外的密封机构、坐封机构和锚定机构，坐封机构能够同时开启密封机构和锚定机构。

其中，中心管3的管壁上可开设有贯通的传压孔。

密封机构可包括套设在中心管3外的密封胶筒2、保护套4和胶筒座5。保护套4可包括第一保护套和第二保护套，第一、第二保护套分别包覆住密封胶筒2上下两端。胶筒座5位于第二保护套之下。在受向上推力的情况下，胶筒座5能够推动第二保护套挤压密封胶筒2向外膨胀，密封胶筒2膨胀后能够紧贴井眼内壁实现密封。在具体应用时，第一、第二保护套包覆住密封胶筒2，具有支撑保护作用，能够防止胶筒座5坐封时使密封胶筒2端部受挤压突出，从而使密封胶筒2具有更高的密封承压能力。

锚定机构可包括若干个弹性件23及自上而下依次设置在中心管3上的上锥体17、若干个卡瓦22和下锥体26。弹性件23与卡瓦22的数量相同并一一对应，每个弹性件23能够向卡瓦22提供向里的预紧压力，在预紧压力作用下，卡瓦22内侧中端紧贴中心管3。上下锥体(17、26)分别卡设在卡瓦22的上下两端与中心管3之间的空隙内。在上锥体17受向下推力的情况下，上下锥体(17、26)相对挤压卡瓦22，使得卡瓦22咬合端面支出以进行锚定。

坐封机构可包括套设在中心管3上的缸套15和活塞12。缸套15与中心管3之间形成一个开口为单向且朝上的第一腔体，第一腔体通过传压孔与中心管3的内腔连通；缸套15下端与上锥体17上端连接。活塞12位于第一腔体中并位于传压孔之上，活塞12上端与胶筒座5下端连接，活塞12、缸套15和中心管3三者形成内压腔体。坐封机构可通过传压孔增加内压腔体的压力来向上推动活塞12和向下推动缸套15，从而分别推动胶筒座5和上锥体17，使得密封机构和锚定机构开启。在具体应用时，坐封机构的传压模式可采用液压。

在本实施例中，如图1和图2所示，裸眼封隔器还可包括：上接头1和下接头30。其中，上接头1下端与中心管3上端连接，且上接头1下端与第一保护套紧密贴合。下接头30上端与中心管3下端连接。在具体应用时，上下接头(1、30)与中心管3的连接方式都可采用油管螺纹连接。

在本实施例中，如图2所示，裸眼封隔器还可包括行程调节机构。行程调节机构可包括调节套28和行程调节件29。其中，调节套28上端与下锥体26下端固定连接，连接方式可采用螺纹连接和/或螺钉固定。调节套28下端可通过行程调节件29与下接头30连接，在安装时，行程调节件29能够调节下接头30与调节套28的固定连接位置。行程调节件29可为调节螺钉。在具体应用时，行程调节机构的主要作用是为了调节上下锥体(17、26)和卡瓦22之间的间隙以及中心管3和上下接头(1、30)之间的安装连接产生的误差。

在本实施例中，如图1所示，裸眼封隔器还可包括锁定机构。锁定机构可包括自锁套7和锁环9，自锁套7和锁环9相匹配，二者能够相互锁紧。其中，自锁套7可套设在胶筒座5外侧，自锁套7下端与缸套15上端固定连接，连接方式可采用螺纹连接和/或螺钉固定。锁环9可设置在活塞12与胶筒座5的连接处，该连接处还可设置有锁环调节件10，能够调节锁环9的安装位置。锁环调节件10可为调节螺钉。在缸套15下移和活塞12上移的情况下，锁环9能够进入自锁套7，形成步进锁紧止退。

在本实施例中，如图1和图2所示，自锁套7可通过第一剪钉6安装在胶筒座5外，第一剪钉6能够固定自锁套7与胶筒座5的相对初始位置。在具体应用时，坐封机构的内压腔体中的压力大于第一剪钉6所能承受的力，使第一剪钉6断裂后，才能实施推动胶筒座5挤压密封胶筒2进行密封。自锁套7和锁环9可分别采用反向锯齿螺纹步进锁紧设计，防止锁紧后反向解锁。即在锁定缸套15和活塞12的位置后，能够防止压缩膨胀后的密封胶筒2回弹和锚定的卡瓦22收缩。

在本实施例中，如图1所示，活塞12内外壁上可分别设置有第一密封槽和第二密封槽，第一、第二密封槽内分别安装有第一密封圈11和第二密封圈13。缸套15下端内壁可设置有第三密封槽，第三密封槽内安装有第三密封圈14。在具体应用时，第一、第二、第三密封圈(11、13、14)的设置是保证坐封机构的内压腔体封闭，通过中心管3上的传压孔传进内压腔体的压力能完全作用于活塞12和缸套15。

在本实施例中，如图2所示，锚定机构还可包括卡瓦承体24，卡瓦承体24可套设在上锥体17、卡瓦22和下锥体26外。弹性件23可设置在卡瓦承体24和卡瓦22之间，且处于压缩状态，能够提供预紧压力。弹性件23可为弹簧，当然本发明不限于此，还可以是具有该弹性功能的其他方式。

在具体应用时，锚定前，卡瓦22在弹性件23作用下紧贴中心管3，此时卡瓦22咬合端面低于卡瓦承体24外表面，避免对井壁造成挂卡。锚定时，坐封机构推动上锥体17向下运动挤压卡瓦22，下锥体26固定承力产生反向向上推力，卡瓦22在上下锥体(17、26)产生的力的共同作用下，卡瓦22锚定卡紧井眼内壁。

在本实施例中，如图2和图3所示，上锥体17可通过第二剪钉20安装在中心管3外，第二剪钉20能够固定上锥体17与中心管3的相对初始位置。在具体应用时，坐封机构的内压腔体中的压力大于第二剪钉20所能承受的力，使第二剪钉20断裂后，才能实施推动上锥体17向下挤压卡瓦22进行锚定。

进一步地，如图1和图2所示，上锥体17与缸套15连接处可设置有调节件16，能够调节上椎体17与缸套15的相对安装位置。调节件16可为调节螺钉。

在本实施例中，如图2所示，锚定机构还可包括锥体限位套18，锥体限位套18与卡瓦承体24固定连接，连接方式可采用螺纹连接和/或螺钉固定。锥体限位套18可包括上锥体限位套和下锥体限位套。其中，上锥体限位套可设置在卡瓦承体24和上锥体17之间，能够限制上锥体17的初始位置。下锥体限位套可设置在卡瓦承体24和下锥体26之间，能够限制下锥体26的初始位置。

在本实施例中，如图2和图3所示，裸眼封隔器还可包括防转机构。防转机构可包括第一防转件19和第二防转件21。其中，上下锥体(17、26)与卡瓦承体24之间都可设置有第一防转件19。上锥体17与中心管3之间可设置有第二防转件21。第一、第二防转件(19、21)能够使得卡瓦承体24、上下锥体(17、26)和中心管3共同形成周向固定，防止卡瓦22锚定后出现圆周转动。

在本实施例中，如图2所示，卡瓦承体24上可设置有与卡瓦22咬合端面形状、大小和数量相同并一一对应的锚定槽组，且卡瓦22咬合端面契合在锚定槽组内。

进一步地，锚定槽组可包括第一锚定槽和第二锚定槽，第一锚定槽位于第二锚定槽上方。卡瓦22咬合端面可包括第一齿面和第二齿面；第一齿面契合在第一锚定槽内，第二齿面契合在第二锚定槽内。

在本实施例中，如图2所示，卡瓦22咬合端面可设置为锯齿状，且第一、第二齿面上的锯齿反向相对设置，使得锚定机构能够双向锚定。当然本发明不限于此，还可以是能够实现有效锚定的其他方式。

在本实施例中，如图2所示，第一、第二齿面之间可开设有安装槽。弹性件23一端安装在安装槽内，另一端设置在第一、第二锚定槽之间。

在本实施例中，如图2所示，卡瓦承体24中部且位于锚定槽组两侧的位置可设置有若干个工艺孔31，例如4个、8个或12个，在初始安装时，以便于能够辅助卡瓦22、弹性件23及卡瓦承体24实现相对固定。

在本实施例中，如图2和图4所示，卡瓦22和锚定槽组的数量都可为2～8，例如4、6。如图4所示，卡瓦22和锚定槽组的数量为6。卡瓦22咬合端面和锚定槽组的形状都可为椭圆形或多边形。

在本实施例中，密封胶筒2可采用耐高温性能更好的改性氟橡胶制作而成，例如

和

等，使得裸眼封隔器能够适用于高温环境，例如温度高达190℃的储层环境。保护套4可采用强度较高和延展性好的特殊材料制作而成，例如低碳钢、紫铜和工程塑料等，能够更有效的支撑保护密封胶筒2，防止密封胶筒2端部受挤压突出。

示例性实施例2

本示例性实施例提供了一种自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器，主要基于上述实施例1的裸眼封隔器中各部件的安装顺序和连接关系做进一步限定说明。下面结合图1至图4对其进行描述。

在本实施例中，如图1至图4所示，裸眼封隔器的安装顺序和连接关系包括但不限于以下内容：

中心管3上端与上接头1通过油管螺纹连接，中心管3外依次安装密封胶筒2、保护套4、胶筒座5、自锁套7、锁环9、活塞12、缸套15、上锥体17、下锥体26、锥体限位套18、卡瓦22、卡瓦承体24和调节套28。

其中，保护套4上下包覆住密封胶筒2。自锁套7安装在胶筒座5外部，且通过第一剪钉6轴向固定在胶筒座5的剪钉槽内。胶筒座5下端与活塞12上端螺纹连接，在连接处安装上锁环9，再通过锁环调节件10调节固定。自锁套7与缸套15螺纹连接后，再通过第一固定螺钉8固定。

第一、第二、第三密封圈(11、13、14)分别对应安装在活塞12和缸套15的第一、第二、第三密封槽内。上锥体17与缸套15螺纹连接后，再通过调节件16调节二者相对安装位置。第二剪钉20与第二防转件21分别安装在上锥体17与中心管3之间开的剪钉槽及U型键槽内。

锥体限位套18安装在上下锥体(17、26)外部和卡瓦承体24的内侧，卡瓦22周向安装在上下锥体(17、26)之间的中心管3外。弹性件23安装在卡瓦22的安装槽内；卡瓦承体24中端内壁支撑抵住弹性件23，其两端与锥体限位套18螺纹连接后，再通过第二固定螺钉25固定。第一防转件19分别安装在上下锥体(17、26)外圆面上，可随上下锥体(17、26)在卡瓦承体24的U型槽内轴向向下或向上滑动，同时能防止周向转动。下锥体26与调节套28螺纹连接后，再通过第三固定螺钉27固定，中心管3下端通过油管螺纹与下接头30上端连接，且下接头30与调节套28螺纹连接后，再通过行程调节件29调节固定。

在本实施例中，锁环调节件10、调节件16和行程调节件29都可为调节螺钉。第一防转件19可为内六方螺钉。第二防转件21可为圆头普通平键。

在本实施例中，如图2和图4所示，卡瓦22和卡瓦承体24上的锚定槽组的数量都可为6。卡瓦22咬合端面和卡瓦承体24上的锚定槽组的形状都可为长方形。工艺孔31可为直径4mm～8mm的圆孔，共计12个，以便于中心管3插入到上下锥体(17、26)的孔内。

为了更好地理解本发明的上述示例性实施例，下面结合图1至图4对本发明的工作原理进一步说明。

本发明的工作原理包括但不限于以下内容：

施工时，裸眼封隔器连同其他配套工具下入裸眼井内，下接头30的下端连接油管和专用坐封球座，上接头1上端连接有油管。

从井口油管或钻杆内投坐封球到专用坐封球座上，往油管内打压，压力传到中心管3内，并通过中心管3上的传压孔传递到活塞12和缸套15形成的内压腔体中，活塞12和缸套15在压力的作用下，活塞12带动锁环9向上运动，压力达到设定值后剪断第一剪钉6，压缩密封胶筒2，保护套4随之展开对密封胶筒2形成支撑保护作用，密封胶筒2不断膨胀后贴紧井眼内壁，形成有效密封。

在压力的作用下，缸套15带动自锁套7向下运动挤压上锥体17，压力达到设定值后剪断第二剪钉20，上锥体17继续向下挤压卡瓦22，下锥体26固定承力产生反向向上推力，卡瓦22在上下锥体(17、26)产生的力的共同作用下，克服弹性件23的预紧压力径向伸出锚定卡紧井眼内壁。

同时，锁环9进入自锁套7内，形成步进锁紧止退，防止压缩后的密封胶筒2回弹和锚定的卡瓦22收缩。当压力达到一定值时，此裸眼封隔器便完成坐封和锚定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均应属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (16)

1.一种自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器，其特征在于，所述裸眼封隔器包括：中心管，以及自上而下依次套设在中心管外的密封机构、坐封机构和锚定机构，坐封机构能够同时开启密封机构和锚定机构；其中，

中心管的管壁上开设有贯通的传压孔；

密封机构包括套设在中心管外的密封胶筒、保护套和胶筒座；保护套包括第一保护套和第二保护套，第一、第二保护套分别包覆住密封胶筒上下两端；胶筒座位于第二保护套之下；在受向上推力的情况下，胶筒座能够推动第二保护套挤压密封胶筒向外膨胀，密封胶筒膨胀后能够紧贴井眼内壁实现密封；

锚定机构包括若干个弹性件及自上而下依次设置在中心管上的上锥体、若干个卡瓦和下锥体；弹性件与卡瓦的数量相同并一一对应，每个弹性件能够向卡瓦提供向里的预紧压力，在预紧压力作用下，卡瓦内侧中端紧贴中心管；上下锥体分别卡设在卡瓦的上下两端与中心管之间的空隙内；在上锥体受向下推力的情况下，上下锥体相对挤压卡瓦，使得卡瓦咬合端面支出以进行锚定；

坐封机构包括套设在中心管上的缸套和活塞；缸套与中心管之间形成一个开口为单向且朝上的第一腔体，第一腔体通过传压孔与中心管的内腔连通；缸套下端与上锥体上端连接；活塞位于第一腔体中并位于传压孔之上，活塞上端与胶筒座下端连接，活塞、缸套和中心管三者形成内压腔体；通过传压孔增加内压腔体的压力来向上推动活塞和向下推动缸套，从而分别推动胶筒座和上锥体，使得密封机构和锚定机构开启。

2.根据权利要求1所述自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器，其特征在于，所述裸眼封隔器还包括：上接头和下接头；其中，上接头下端与所述中心管上端连接；下接头上端与所述中心管下端连接。

3.根据权利要求2所述自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器，其特征在于，所述裸眼封隔器还包括行程调节机构；行程调节机构包括调节套和行程调节件；其中，调节套上端与所述下锥体下端固定连接；调节套下端通过行程调节件与所述下接头连接。

4.根据权利要求1所述自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器，其特征在于，所述裸眼封隔器还包括锁定机构；锁定机构包括自锁套和锁环，自锁套和锁环相匹配，二者能够相互锁紧；其中，

自锁套套设在所述胶筒座外侧，自锁套下端与所述缸套上端固定连接；

锁环设置在所述活塞与胶筒座的连接处；

在所述缸套下移和活塞上移的情况下，锁环能够进入自锁套，形成步进锁紧止退。

5.根据权利要求4所述自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器，其特征在于，所述自锁套通过第一剪钉安装在所述胶筒座外，第一剪钉能够固定所述自锁套与所述胶筒座的相对初始位置；

所述自锁套和锁环分别采用反向锯齿螺纹步进锁紧设计，防止锁紧后反向解锁。

6.根据权利要求1所述自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器，其特征在于，所述活塞内外壁上分别设置有第一密封槽和第二密封槽，第一、第二密封槽内分别安装有第一密封圈和第二密封圈；

所述缸套下端内壁设置有第三密封槽，第三密封槽内安装有第三密封圈。

7.根据权利要求1所述自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器，其特征在于，所述锚定机构还包括卡瓦承体，卡瓦承体套设在所述上锥体、卡瓦和下锥体外；

所述弹性件设置在卡瓦承体和所述卡瓦之间，且处于压缩状态，能够提供所述预紧压力。

8.根据权利要求7所述自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器，其特征在于，所述上锥体通过第二剪钉安装在所述中心管外，第二剪钉能够固定所述上锥体与所述中心管的相对初始位置；

所述锚定机构还包括锥体限位套，锥体限位套包括上锥体限位套和下锥体限位套；其中，

上锥体限位套设置在所述卡瓦承体和所述上锥体之间，能够限制所述上锥体的初始位置；下锥体限位套设置在所述卡瓦承体和所述下锥体之间，能够限制所述下锥体的初始位置。

9.根据权利要求7所述自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器，其特征在于，所述裸眼封隔器还包括防转机构；防转机构包括第一防转件和第二防转件；其中，

所述上下锥体与所述卡瓦承体之间分别都设置有第一防转件；所述上锥体与所述中心管之间设置有第二防转件；第一、第二防转件能够使得所述卡瓦承体、上下锥体和中心管共同形成周向固定。

10.根据权利要求7所述自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器，其特征在于，所述卡瓦承体上设置有与所述卡瓦咬合端面形状、大小和数量相同并一一对应的锚定槽组，且所述卡瓦咬合端面契合在锚定槽组内。

11.根据权利要求10所述自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器，其特征在于，所述锚定槽组包括第一锚定槽和第二锚定槽，第一锚定槽位于第二锚定槽上方；

所述卡瓦咬合端面包括第一齿面和第二齿面；第一齿面契合在第一锚定槽内，第二齿面契合在第二锚定槽内。

12.根据权利要求11所述自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器，其特征在于，所述卡瓦咬合端面设置为锯齿状，且所述第一、第二齿面上的锯齿反向相对设置，使得所述锚定机构能够双向锚定。

13.根据权利要求11所述自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器，其特征在于，所述第一、第二齿面之间开设有安装槽；所述弹性件一端安装在安装槽内，另一端设置在所述第一、第二锚定槽之间。

14.根据权利要求10所述自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器，其特征在于，所述卡瓦承体中部且位于所述锚定槽组两侧的位置设置有若干个工艺孔，在初始安装时，能够辅助所述卡瓦、弹性件及卡瓦承体实现相对固定。

15.根据权利要求10所述自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器，其特征在于，所述卡瓦和锚定槽组的数量都为2～8，且所述卡瓦咬合端面和锚定槽组的形状都为椭圆形或多边形。

16.根据权利要求1所述自带锚定机构的高温高压裸眼封隔器，其特征在于，所述密封胶筒采用耐高温的改性氟橡胶材料；所述保护套采用强度较高和延展性好的特殊材料。

Images