CN115217440B - 一种行程控制式液压启动封隔器及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种行程控制式液压启动封隔器及其使用方法，封隔器包括滑套开关机构、液压启动坐封机构和胶筒封隔机构，滑套开关机构设于活塞缸套一内，芯轴和活塞缸套一通过限位机构连接，液压启动坐封机构的上端与滑套开关机构接触，胶筒封隔机构套设在液压启动坐封机构外，活塞缸套一的下端与液压启动坐封机构接触。本发明通过滑套开关机构能在封隔器工具上部腔室内流体压力升高时，通过压力产生位移，达到机构最大行程后开启滑套开关，传递高压流体；胶筒封隔机构使封隔器封隔环空；液压启动坐封机构能通过液压启动的方式，在高压流体的驱动下使坐封活塞上行，为封隔器坐封提供支撑，并依靠坐封活塞前端的卡瓦锚定套管，防止封隔器移动。

Description

一种行程控制式液压启动封隔器及其使用方法

技术领域

本发明属于油气田生产技术领域，具体涉及一种行程控制式液压启动封隔器及其使用方法。

背景技术

封隔器是油气田开发领域中常用的井下工具，在不同的应用工况下需要不同的启动控制方式。目前国内外的连续油管拖动压裂工艺中，封隔器均属于机械式封隔器，主要依靠连续油管施加钻压来坐封，其作业能力有局限性，到达极限施工层深后，就会产生因机械力施加不足从而无法保证封隔器的封隔性能的问题。

国家知识产权局于2021年6月22日公开的公布号为CN113250645A，专利名称为“活塞推动式扩张封隔器”的发明专利，包括中心管、上接头、第一护套、第一套筒、胶筒、第二套筒、第二护套、连接管、活塞组件、泄压组件和下接头，中心管中部外侧套装有胶筒，胶筒上端内侧设有套装在中心管上部外侧的第一套筒，第一套筒上端位于胶筒上方，胶筒上端外侧套装有第一护套。通过设置液压腔向液压内注入液体，通过设置活塞组件推动液体进入进液通道，推动胶筒扩张，从而形成密封，解封时，将活塞退回，液体从注液孔流出泄压，从而解封，无需配备注液打压设备即可完成座封，当活塞组件失效无法解封时，通过泄压组件可进行解封。该类型液压型封隔器依靠液体进入多级或大容积液压缸内产生液压推力，推动活塞使封隔器进行坐封，但该封隔器的坐封和解封时分别通过电机和电磁铁通电后实现，并非利用压差以高压液体作为驱动力，并且利用电力的施工方式不适用于连续油管压裂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种行程控制式液压启动封隔器及其使用方法，克服现有技术中存在的上述技术问题。

本发明的另一个目的在于提供一种行程控制式液压启动封隔器的使用方法，满足需要使用液压型封隔器坐封的工况，还可用于解决连续油管拖动压裂工艺中封隔器的封隔问题，满足大规模水平井连续油管施工。

为此，本发明提供的技术方案如下：

一种行程控制式液压启动封隔器，包括活塞缸套一、芯轴、滑套开关机构、液压启动坐封机构和胶筒封隔机构，所述滑套开关机构设于活塞缸套一内，所述芯轴和活塞缸套一通过限位机构连接，所述滑套开关机构套设在芯轴上且可沿芯轴进行轴向运动，所述液压启动坐封机构的上端与滑套开关机构接触，所述胶筒封隔机构套设在液压启动坐封机构外，所述活塞缸套一的下端与液压启动坐封机构接触；

所述活塞缸套一上开有压力平衡槽，所述芯轴上开设有传压通道一，所述滑套开关机构用于开闭传压通道一，所述液压启动坐封机构上开设有流体入口通道、传压通道二和活塞水眼，所述流体入口通道、传压通道二和活塞水眼依次连通，所述活塞水眼连通胶筒封隔机构。

所述滑套开关机构包括依次套设在芯轴上的水眼滑套、组合密封和压帽，所述芯轴上设有台阶，所述水眼滑套一端与限位台阶接触，所述水眼滑套与芯轴之间开有环形空间，所述环形空间内设有滑套弹簧，所述滑套弹簧套设在芯轴上，所述滑套弹簧两端分别固定在限位台阶和水眼滑套上，所述芯轴下端设有密封圈一，所述密封圈一用于密封传压通道一。

所述液压启动坐封机构包括中心管、衬管、坐封执行活塞、活塞缸套二、卡瓦和下接头，所述活塞缸套一和滑套开关机构上均设有限位台阶，所述中心管和衬管的一端分别与活塞缸套一和滑套开关机构上的限位台阶接触，所述中心管和衬管的另一端与下接头连接；

所述活塞缸套二一端与坐封执行活塞连接，所述活塞缸套二另一端与下接头连接，所述坐封执行活塞套在中心管的下部，所述坐封执行活塞的一端与卡瓦连接，所述坐封执行活塞的另一端设于活塞缸套二与中心管之间的环形空间内且设有密封圈二，所述下接头上设有活塞弹簧；

所述中心管套在衬管外，所述流体入口通道开设在衬管上，所述中心管和衬管之间设有传压通道二，所述活塞水眼设于中心管上。

所述胶筒封隔机构包括依次设置的胶筒和锥体，所述胶筒一端与活塞缸套一接触，所述胶筒另一端与锥体接触。

所述限位机构包括C型限位环和限位槽，所述C型限位环设于芯轴上，所述限位槽设于活塞缸套一内壁上。

所述传压通道一包括依次设置的轴向传压通道和径向传压通道，所述轴向传压通道和径向传压通道连通。

所述芯轴上开有沿径向设置的导压孔，所述导压孔设于限位机构与滑套开关机构之间，所述活塞缸套一与芯轴之间设有密封圈三，所述密封圈三为两个，分别设于导压孔两端。

一种行程控制式液压启动封隔器的使用方法，坐封封隔器时，注入流体，在液压作用下，芯轴克服限位机构的阻力后下行，下行过程中逐渐压缩滑套开关机构的滑套弹簧，露出传压通道一中的径向传压通道，使流体从传压通道一中的轴向传压通道进入，通过径向传压通道流出至衬管上的流体入口通道，然后由传压通道二流入活塞水眼，进入到坐封执行活塞形成高压流体；

高压流体驱动坐封执行活塞相对活塞缸套二移动，压缩活塞弹簧，压缩胶筒封隔机构，封隔环空，同时胶筒封隔机构上的卡瓦锚定套管内壁，防止封隔器移动，实现封隔器坐封。

封隔器解封时，上提芯轴，将芯轴及滑套开关机构提出衬管，通过活塞缸套一上的压力平衡槽，使衬管内的压力与外部井筒压力相同，坐封执行活塞内的高压流体从位于衬管上的流体入口通道泄出，失去高压流体支撑后，坐封执行活塞前端的卡瓦失去锚定力，活塞缸套二内受到压缩的活塞弹簧产生的弹力得到释放，使活塞缸套二相对于下接头向下移动，带动坐封执行活塞相对于中心管产生向下的位移，直到活塞弹簧回归自由状态，受到压缩后的胶筒封隔机构的胶筒依靠自身回弹力完成复位，解除胶筒对于环空的封隔，实现封隔器的解封。

芯轴上提的过程中，受到压缩的滑套弹簧产生的弹力得到释放，滑套开关机构关闭，挡住径向传压通道，阻止流体流入。

本发明的有益效果是：

本发明提供的这种行程控制式液压启动封隔器，通过滑套开关机构能在封隔器工具上部腔室内流体压力升高时，通过压力产生位移，达到机构最大行程后开启滑套开关，传递高压流体；胶筒封隔机构使封隔器能够封隔环空；液压启动坐封机构能通过液压启动的方式，在高压流体的驱动下使坐封活塞上行，为封隔器坐封提供支撑，并依靠坐封活塞前端的卡瓦锚定套管，防止封隔器移动。

本发明中流体依次通过传压通道一、流体入口通道、传压通道一和活塞水眼后进入到坐封执行活塞形成高压流体，克服目前国内外的连续油管拖动压裂工艺中的机械封隔器到达极限施工层深后，产生的机械力施加不足无法保证封隔器的封隔性能的问题。

本发明坐封时通过高压流体坐封，解封时上体芯轴，压力平衡槽打开，通过高压流体与芯轴之间的压力差，使坐封执行活塞液压腔室内的流体泄出，坐封执行活塞复位，胶筒封隔机构复位实现解封，满足连续油管拖动压裂工艺的需求。

下面将结合附图做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明的一种实施方式结构示意图；

图2是本发明滑套开关机构的结构示意图；

图3是图2中A处局部放大图；

图4是本发明滑套开关机构开启示意图；

图5是本发明部分结构示意图；

图6是本发明坐封状态示意图。

图中：1、芯轴；2、密封圈三；3、C型限位环；4、压力平衡槽；5、活塞缸套一；6、滑套弹簧；7、水眼滑套；8、密封圈一；9、轴向传压通道；10、组合密封；11、压帽；12、中心管；13、衬管；14、胶筒；15、锥体；16.、坐封执行活塞；17、密封圈二；18、径向传压通道；19、活塞缸套二；20、流体入口通道；21、传压通道二；22、下接头；23、活塞弹簧；24、滑套开关机构； 25、胶筒坐封机构；26、液压启动坐封机构；27、活塞水眼；28、导压孔；29、套管；30、卡瓦。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

实施例1：

本实施例提供了一种行程控制式液压启动封隔器，如图1所示，包括活塞缸套一5、芯轴1、滑套开关机构24、液压启动坐封机构26和胶筒坐封机构25，所述滑套开关机构24设于活塞缸套一5内，所述芯轴1和活塞缸套一5通过限位机构连接，所述滑套开关机构24套设在芯轴1上且可沿芯轴1进行轴向运动，所述液压启动坐封机构26的上端与滑套开关机构24接触，所述胶筒坐封机构25套设在液压启动坐封机构26外，所述活塞缸套一5的下端与液压启动坐封机构26接触；

所述活塞缸套一5上开有压力平衡槽4，所述芯轴1上开设有传压通道一，所述滑套开关机构24用于开闭传压通道一，所述液压启动坐封机构26上开设有流体入口通道20、传压通道二21和活塞水眼27，所述流体入口通道20、传压通道二21和活塞水眼27依次连通，所述活塞水眼27连通胶筒坐封机构25。

本发明提供的这种行程控制式液压启动封隔器，通过滑套开关机构24能在封隔器工具上部腔室内流体压力升高时，通过压力产生位移，达到机构最大行程后开启滑套开关，传递高压流体；胶筒坐封机构25使封隔器能够封隔环空；液压启动坐封机构26能通过液压启动的方式，在高压流体的驱动下使坐封活塞上行，为封隔器坐封提供支撑。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种行程控制式液压启动封隔器，如图2和图3所示，所述滑套开关机构24包括依次套设在芯轴1上的水眼滑套7、组合密封10和压帽11，所述芯轴1上设有台阶，所述水眼滑套7一端与限位台阶接触，所述水眼滑套7与芯轴1之间开有环形空间，所述环形空间内设有滑套弹簧6，所述滑套弹簧6套设在芯轴1上，所述滑套弹簧6两端分别固定在限位台阶和水眼滑套7上，所述芯轴1下端设有密封圈一8，所述密封圈一8用于密封传压通道一。

工作原理：

当芯轴1插入到活塞缸套一5中，两者通过密封构成一个液压活塞，当液压推力逐渐增大至大于限位机构的的阻力后，芯轴1不再受限，使芯轴1和活塞缸套一5之间产生一定的轴向位移，按图2中方向描述，芯轴1向右移动。芯轴1上集成有滑套弹簧6、水眼滑套7、密封圈一8（“O”型密封圈）、组合密封10和压帽11这些附件，水眼滑套7可以在芯轴1上轴向移动。因此，芯轴1右移，带动附件一起右移，当水眼滑套7接触到压启动坐封机构的衬管13上端面后，阻止水眼滑套7继续下行。水眼滑套7在芯轴1右行推力作用下可以克服滑套弹簧6的弹力，水眼滑套7相对芯轴1向左移动，同时芯轴1相对衬管13继续向右移动，组合密封10和压帽11继续插入到衬管13内部，直到水眼滑套7左侧与芯轴1限位台阶接触位置，芯轴1及其安装在上面的附件的相对运动停止。此时，水眼滑套7已相对芯轴1向左移动了一段距离，露出传压通道一上的径向传压通道18，如图4所示。

其中，水眼滑套7的右端为小直径圆柱，可以插入到衬管13中，组合密封10和压帽11可以自由进入到衬管13中。

实施例3：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种行程控制式液压启动封隔器，如图5所示，所述液压启动坐封机构26包括中心管12、衬管13、坐封执行活塞16、活塞缸套二19、卡瓦30和下接头22，所述衬管13套在滑套开关机构24外，所述活塞缸套一5和滑套开关机构24上均设有限位台阶，所述中心管12和衬管13的一端分别与活塞缸套一5和滑套开关机构24上的限位台阶接触，所述中心管12和衬管13的另一端与下接头22连接；

所述活塞缸套二19一端与坐封执行活塞16连接，所述活塞缸套二19另一端与下接头22连接，所述坐封执行活塞16套在中心管12的下部，所述坐封执行活塞16的一端与卡瓦30连接，所述坐封执行活塞16的另一端设于活塞缸套二19与中心管12之间的环形空间内且设有密封圈二17，所述下接头22上设有活塞弹簧23；

所述中心管12套在衬管13外，所述流体入口通道20开设在衬管13上，所述中心管12和衬管13之间设有传压通道二21，所述活塞水眼27设于中心管12上。

如图5所示，衬管13左端有流体入口通道20，衬管13和中心管12之间的环空间隙构成传压通道二21，衬管13插入到中心管12、下接头22内，与中心管12螺纹连接。坐封执行活塞16、活塞缸套二19、下接头22、活塞弹簧23以及密封圈二17组成一个液压活塞，坐封执行活塞16的活塞水眼27在中心管12上，与传压通道二21相连，形成了由流体入口通道20、传压通道二21与活塞水眼27共同构成的通道。胶筒14、锥体15与坐封执行活塞16套在中心管12外圆，胶筒14左端与活塞缸套一5相互接触，右端与锥体15接触，活塞缸套二19与坐封执行活塞16通过螺纹连接，下接头22与中心管12通过螺纹连接，活塞弹簧23安装在活塞缸套内，与坐封执行活塞16右端面接触。

工作原理：

传压通道一打开后，芯轴1里面的流体依次经过传压通道一进入到衬管13上端的流体入口通道20，再依次进入到传压通道二21、活塞水眼27，高压流体进入到坐封执行活塞16，驱动坐封执行活塞16和活塞缸套二19产生相对运动，使活塞缸套二19内的活塞弹簧23受到压缩，坐封执行活塞16向左运动接触胶筒坐封机构25，并挤压胶筒坐封机构25中的胶筒14进行坐封动作，并依靠坐封执行活塞16前端的卡瓦30锚定套管29内壁，实现封隔器的坐封，如图6所示。

实施例4：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种行程控制式液压启动封隔器，所述胶筒坐封机构25包括依次设置的胶筒14和锥体15，所述胶筒14一端与活塞缸套一5接触，所述胶筒14另一端与锥体15接触。

如图5所示，封执行活塞向左运动接触锥体15，带动卡瓦30沿锥体15爬行，，进一步挤压胶筒14进行坐封动作，并通过卡瓦30锚定套管29内壁，实现封隔器的坐封。

实施例5：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种行程控制式液压启动封隔器，所述限位机构包括C型限位环3和限位槽，所述C型限位环3设于芯轴1上，所述限位槽设于活塞缸套一5内壁上。

如图2所示，C型限位环3安装在芯轴1上，位于活塞缸套的限位槽中，当C型限位环3受到一定轴向推力后可以径向收缩，其作用是在芯轴1和活塞缸套之间产生一定的轴向位移阻力。当芯轴1内部的压力升高，上述液压活塞产生相应液压推力，当活塞腔产生的液压推力大于C型限位环3的阻力时，C型限位环3从活塞缸套的限位槽中弹出，芯轴1和活塞缸套会产生相对位移。

实施例6：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种行程控制式液压启动封隔器，所述传压通道一包括依次设置的轴向传压通道9和径向传压通道18，所述轴向传压通道9和径向传压通道18连通。

如图2和图3所示，芯轴1内部有轴向传压通道9和径向传压通道18，且两传压通道相连通，径向传压通道18被水眼滑套7阻挡，密封圈一8形成压力圈闭，阻止芯轴1内部流体经径向传压通道18流出。水眼滑套7在外力的作用下可以克服滑套弹簧6的弹力向左移动，进而开启芯轴1的径向传压通道18，如图4所示。

实施例7：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种行程控制式液压启动封隔器，所述芯轴1上开有沿径向设置的导压孔28，所述导压孔28设于限位机构与滑套开关机构24之间，所述活塞缸套一5与芯轴1之间设有密封圈三2，所述密封圈三2为两个，分别设于导压孔28两端。

如图2所示，流体进入导压孔28，将液压作用在芯轴1上，使芯轴1向右移动。密封圈三2可以阻止芯轴1内部流体经径向导压孔28流出。

实施例8：

本实施例提供了一种行程控制式液压启动封隔器，包括滑套开关机构24、液压启动坐封机构26和胶筒坐封机构25。

如图2所示，当芯轴1插入到活塞缸套一5内孔中，与密封圈三2构成一个液压活塞，安装在芯轴1上的C型限位环3在受到一定轴向推力的时候可以径向收缩，当芯轴1内部的压力升高，液压活塞产生推力，当液压推力逐渐增大至大于C型限位环3的阻力后，C型限位环3会从活塞缸套的限位槽中弹出，在芯轴1和活塞缸套之间产生一定的轴向位移阻力。芯轴1上集成有滑套弹簧6、水眼滑套7、密封圈一8、组合密封10和压帽11附件，水眼滑套7可以在芯轴1上轴向移动。芯轴1内部设计有轴向传压通道9和径向传压通道18，且两传压通道相连通，径向传压通道18被水眼滑套7阻挡，密封圈二17形成压力圈闭，阻止芯轴1内部流体经径向传压通道18流出。

如图4所示，液压启动坐封机构由中心管12、衬管13、坐封执行活塞16、活塞缸套二19、下接头22、密封圈二17和活塞弹簧23组成。衬管13左端设计有流体入口通道20，衬管13和中心管12之间的环空间隙构成传压通道二21，衬管13插入到中心管12、下接头22内孔里面，与中心管12螺纹连接。坐封执行活塞16、活塞缸套二19、下接头22、活塞弹簧23以及密封圈二17组成一个液压活塞，坐封执行活塞16的活塞水眼27设计在中心管12上，与传压通道二21相连，形成了由流体入口通道20、传压通道与活塞水眼27共同构成的流体通道。

如图5所示，胶筒坐封机构25包括胶筒14和锥体15，胶筒14、锥体15与坐封执行活塞16套在中心管12外圆，胶筒14左端与活塞缸套一5相互接触，右端与锥体15接触，活塞缸套二19与坐封执行活塞16通过螺纹连接，下接头22与中心管12通过螺纹连接，活塞弹簧23安装在活塞缸套二19内，与坐封执行活塞16右端面接触。

工作原理：

（1）封隔器坐封：

当芯轴1内部流体的压力升高，高压流体经芯轴1的导压孔28产生液压推力，当液压推力大于C型限位环3的阻力时，C型限位环3从活塞缸套的限位槽中弹出，芯轴1与活塞缸套产生相对轴向移动。由于活塞缸套与中心管12连接，因此芯轴1与活塞缸套之间的相对轴向移动可看做成芯轴1下行；

芯轴1下行带动安装在芯轴1上的所有附件一起下行，水眼滑套7外部的小直径圆柱可以插入到衬管13的内孔，组合密封10和压帽11可以自由进入到衬管13的内孔；

水眼滑套7外部的大直径圆柱与衬管13上端面接触，阻止水眼滑套7下行，同时芯轴1继续下行产生推力，推力使水眼滑套7能够克服弹簧的弹力，这时候水眼滑套7相对芯轴1向左移动，芯轴1相对衬管13向右移动，组合密封10和压帽11继续插入到衬管13内部，直到水眼滑套7左侧与芯轴1接触，芯轴1及其安装在上面的附件的相对运动停止。此时如图4所示，滑套开关处于开启状态，水眼滑套7相对芯轴1向左移动至最大行程处，流体从芯轴1的轴向传压通道9进入，通过径向传压通道18流出。

传压通道一完全开启后，芯轴1内部的径向传压通道18与衬管13上端的流体入口通道20相连通，密封圈一8和组合密封10阻止流体从两端渗漏，同时连通从芯轴1内腔直到坐封执行活塞16的流体通道；高压流体依次经过芯轴1轴向导压通道、径向传压通道18进入到衬管13上端的流体入口通道20，再依次进入到传压通道二21、活塞水眼27中，最后进入到坐封执行活塞16；高压流体驱动坐封执行活塞16相对活塞缸套二19向左移动，压缩活塞弹簧23并接触锥体15，锥体15进一步挤压胶筒14，使胶筒14封隔环空，同时执行活塞前端卡瓦30锚定套管29内壁，防止封隔器移动，从而实现封隔器的坐封。

（2）封隔器解封：

将芯轴1上提，与活塞缸套产生相对轴向移动，由于活塞缸套与中心管12连接，因此芯轴1与活塞缸套之间的相对轴向移动可看做成芯轴1上行；芯轴1上行带动安装在芯轴1上所有的附件一起上行，位于衬管13内孔中的组合密封10和压帽11上行离开内孔，此时受到压缩的滑套弹簧6产生的弹力得到释放，水眼滑套7相对芯轴1向右移动，重新关闭径向传压通道18，阻止芯轴1内部流体继续流出；

芯轴1及其附件离开内孔后继续上行，直至C型限位机构重新进入活塞缸套内的限位槽，对芯轴1再次产生限位阻力时停止，由于活塞缸套上的压力平衡槽4，衬管13内孔中的压力与外部井筒压力相同，坐封执行活塞16内的高压流体从位于衬管13上的流体入口通道20泄出，失去高压流体支撑后，坐封执行活塞16前端的卡瓦30失去锚定力，活塞缸套二19内受到压缩的活塞弹簧23产生的弹力得到释放，使活塞缸套二19相对于下接头22产生向右的位移，带动与活塞缸套二19通过螺纹连接的坐封执行活塞16相对于中心管12产生向右的位移，直到活塞弹簧23回归自由状态，活塞机构复位完成；

同时，胶筒14与锥体15失去坐封执行活塞16向右位移产生的上行推力，受到压缩后的胶筒14依靠自身回弹力完成复位，解除胶筒14对于环空的封隔，实现封隔器的解封。

实施例9：

本实施例提供了一种行程控制式液压启动封隔器的使用方法，坐封封隔器时，注入流体，在液压作用下，芯轴1克服限位机构的阻力后下行，下行过程中逐渐压缩滑套开关机构24的滑套弹簧6，露出传压通道一中的径向传压通道18，使流体从传压通道一中的轴向传压通道9进入，通过径向传压通道18流出至衬管13上的流体入口通道20，然后由传压通道二21流入活塞水眼27，进入到坐封执行活塞16形成高压流体；

高压流体驱动坐封执行活塞16相对活塞缸套二19移动，压缩活塞弹簧23，压缩胶筒坐封机构25，封隔环空，同时胶筒坐封机构25上的卡瓦30锚定套管29内壁，防止封隔器移动，实现封隔器坐封。

实施例10：

本实施例提供了一种行程控制式液压启动封隔器的使用方法，封隔器解封时，上提芯轴1，露出活塞缸套一5上的压力平衡槽4，使衬管13内的压力与外部井筒压力相同，坐封执行活塞16内的高压流体从位于衬管13上的流体入口通道20泄出，失去高压流体支撑后，坐封执行活塞16前端的卡瓦30失去锚定力，活塞缸套二19内受到压缩的活塞弹簧23产生的弹力得到释放，使活塞缸套二19相对于下接头22向下移动，带动坐封执行活塞16相对于中心管12产生向下的位移，直到活塞弹簧23回归自由状态，受到压缩后的胶筒坐封机构25的胶筒14依靠自身回弹力完成复位，解除胶筒14对于环空的封隔，实现封隔器的解封。

芯轴1上提的过程中，受到压缩的滑套弹簧6产生的弹力得到释放，滑套开关机构24关闭，挡住径向传压通道18，阻止流体流入。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种行程控制式液压启动封隔器，其特征在于：包括活塞缸套一、芯轴、滑套开关机构、液压启动坐封机构和胶筒封隔机构，所述滑套开关机构设于活塞缸套一内，所述芯轴和活塞缸套一通过限位机构连接，所述滑套开关机构套设在芯轴上且可沿芯轴进行轴向运动，所述液压启动坐封机构的上端与滑套开关机构接触，所述胶筒封隔机构套设在液压启动坐封机构外，所述活塞缸套一的下端与液压启动坐封机构接触；

所述活塞缸套一上开有压力平衡槽，所述芯轴上开设有传压通道一，所述滑套开关机构用于开闭传压通道一，所述液压启动坐封机构上开设有流体入口通道、传压通道二和活塞水眼，所述流体入口通道、传压通道二和活塞水眼依次连通，所述活塞水眼连通胶筒封隔机构；

所述滑套开关机构包括依次套设在芯轴上的水眼滑套、组合密封和压帽，所述芯轴上设有台阶，所述水眼滑套一端与限位台阶接触，所述水眼滑套与芯轴之间开有环形空间，所述环形空间内设有滑套弹簧，所述滑套弹簧套设在芯轴上，所述滑套弹簧两端分别固定在限位台阶和水眼滑套上，所述芯轴下端设有密封圈一，所述密封圈一用于密封传压通道一。

2.根据权利要求1所述的一种行程控制式液压启动封隔器，其特征在于：所述液压启动坐封机构包括中心管、衬管、坐封执行活塞、活塞缸套二、卡瓦和下接头，所述活塞缸套一和滑套开关机构上均设有限位台阶，所述中心管和衬管的一端分别与活塞缸套一和滑套开关机构上的限位台阶接触，所述中心管和衬管的另一端与下接头连接。

3.根据权利要求2所述的一种行程控制式液压启动封隔器，其特征在于：所述活塞缸套二一端与坐封执行活塞连接，所述活塞缸套二另一端与下接头连接，所述坐封执行活塞套在中心管的下部，所述坐封执行活塞的一端与卡瓦连接，所述坐封执行活塞的另一端设于活塞缸套二与中心管之间的环形空间内且设有密封圈二，所述下接头上设有活塞弹簧；

所述中心管套在衬管外，所述流体入口通道开设在衬管上，所述中心管和衬管之间设有传压通道二，所述活塞水眼设于中心管上。

4.根据权利要求1所述的一种行程控制式液压启动封隔器，其特征在于：所述胶筒封隔机构包括依次设置的胶筒和锥体，所述胶筒一端与活塞缸套一接触，所述胶筒另一端与锥体接触。

5.根据权利要求1所述的一种行程控制式液压启动封隔器，其特征在于：所述限位机构包括C型限位环和限位槽，所述C型限位环设于芯轴上，所述限位槽设于活塞缸套一内壁上。

6.根据权利要求1所述的一种行程控制式液压启动封隔器，其特征在于：所述传压通道一包括依次设置的轴向传压通道和径向传压通道，所述轴向传压通道和径向传压通道连通。

7.根据权利要求1所述的一种行程控制式液压启动封隔器，其特征在于：所述芯轴上开有沿径向设置的导压孔，所述导压孔设于限位机构与滑套开关机构之间，所述活塞缸套一与芯轴之间设有密封圈三，所述密封圈三为两个，分别设于导压孔两端。

8.根据权利要求3所述的一种行程控制式液压启动封隔器的使用方法，其特征在于：坐封封隔器时，注入流体，在液压作用下，芯轴克服限位机构的阻力后下行，下行过程中逐渐压缩滑套开关机构的滑套弹簧，露出传压通道一中的径向传压通道，使流体从传压通道一中的轴向传压通道进入，通过径向传压通道流出至衬管上的流体入口通道，然后由传压通道二流入活塞水眼，进入到坐封执行活塞形成高压流体；

高压流体驱动坐封执行活塞相对活塞缸套二移动，压缩活塞弹簧，压缩胶筒封隔机构，封隔环空，同时胶筒封隔机构上的卡瓦锚定套管内壁，防止封隔器移动，实现封隔器坐封。

9.根据权利要求8所述的一种行程控制式液压启动封隔器的使用方法，其特征在于：封隔器解封时，上提芯轴，将芯轴及滑套开关机构提出衬管，通过活塞缸套一上的压力平衡槽，使衬管内的压力与外部井筒压力相同，坐封执行活塞内的高压流体从位于衬管上的流体入口通道泄出，失去高压流体支撑后，坐封执行活塞前端的卡瓦失去锚定力，活塞缸套二内受到压缩的活塞弹簧产生的弹力得到释放，使活塞缸套二相对于下接头向下移动，带动坐封执行活塞相对于中心管产生向下的位移，直到活塞弹簧回归自由状态，受到压缩后的胶筒封隔机构的胶筒依靠自身回弹力完成复位，解除胶筒对于环空的封隔，实现封隔器的解封。

10.根据权利要求9所述的一种行程控制式液压启动封隔器的使用方法，其特征在于：芯轴上提的过程中，受到压缩的滑套弹簧产生的弹力得到释放，滑套开关机构关闭，挡住径向传压通道，阻止流体继续流入。