CN115234192A - 一种适用于定向井的柔性封隔器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适用于定向井的柔性封隔器，涉及井下设备技术领域，包括弹性管、支撑件和驱动装置，弹性管串连设置于形成管柱的多个油管之间或底部，支撑件设置于弹性管内，支撑件沿着弹性管的径向能够滑动地设置于弹性管内，驱动装置用于驱动支撑件沿着弹性管的径向向外移动并将部分弹性管顶至挤压于油管外侧的套管内壁上。本发明提供的柔性封隔器适用于具备弯曲角度的定向井，且施工过程简单易行。

Description

一种适用于定向井的柔性封隔器
技术领域
本发明涉及井下设备技术领域，特别是涉及一种适用于定向井的柔性封隔器。
背景技术
封隔器指连接于井下管柱之上，用于封隔油管与油气井套管或裸眼井壁环形空间的井下工具，现有的封隔器大多具有较长的中心管，中心管为金属管，难以弯曲，这就导致将其应用于定向井的完井过程中时，因定向井具备一定的弯曲角度，使得安装有封隔器的管柱不易通过，导致施工困难，因此，急需一种新型的封隔器来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于定向井的柔性封隔器，以解决上述现有技术存在的问题，适用于定向井，且施工过程简单易行。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种适用于定向井的柔性封隔器，包括弹性管、支撑件和驱动装置，所述弹性管串连设置于形成管柱的多个油管之间或底部，所述支撑件设置于所述弹性管内，所述支撑件沿着所述弹性管的径向能够滑动地设置于所述弹性管内，所述驱动装置用于驱动所述支撑件沿着所述弹性管的径向向外移动并将部分所述弹性管顶至挤压于所述油管外侧的套管内壁上。
优选的，所述弹性管包括橡胶层和内嵌于所述橡胶层中的中间金属网层。
优选的，还包括上金属管和下金属管，所述上金属管和所述下金属管均与所述弹性管同轴设置，所述中间金属网层设置于所述上金属管与所述下金属管之间且与所述上金属管与所述下金属管均固定连接。
优选的，所述驱动装置包括滑件、多个驱动板、多个驱动块和设置于井口的液压系统，所述支撑件为支撑块，所述滑件沿所述上金属管轴线方向能够滑动地设置于所述上金属管内，所述液压系统用于向所述滑件上侧的所述上金属管内注入高压液体并驱动所述滑件向下滑动，多个所述驱动板均固定设置于所述滑件的下表面，一个所述驱动块对应于一个所述驱动板，所述驱动块设置于所述驱动板的下方，各所述驱动块的下方均设置有向所述弹性管外侧的方向延伸并逐渐向下倾斜的第一导滑面，所述驱动块底面设置为与所述第一导滑面相配合的第二导滑面，所述驱动块滑动设置于所述第一导滑面上，所述支撑块设置于所述驱动块的外侧，所述驱动块沿着所述第一导滑面向下滑动时驱动所述支撑块朝向所述弹性管的外侧方向移动。
优选的，所述第一导滑面的外侧设置有一卡槽，所述支撑件沿着所述弹性管的径向向外移动并将所述弹性管顶至挤压于所述油管外侧的套管内壁上后所述驱动块即从所述第一导滑面上滑下并卡进所述卡槽内，所述卡槽具备限制所述驱动块沿所述弹性管的径向移动的作用。
优选的，所述第一导滑面设置于一剪切块顶面，所述剪切块通过底部的销钉固定设置于一托板上，所述卡槽设于所述托板上，所述剪切块朝向所述卡槽的侧壁即为所述卡槽的一个侧壁，位于所述卡槽内的所述驱动块在受到所述驱动板向下的驱动力大于第一阈值时即朝向所述剪切块倾斜并将所述销钉剪断。
优选的，沿周向设置有四个所述驱动块、四个所述驱动板和四个所述支撑块，所述支撑块用于顶紧所述弹性管的一端结构呈弧形。
优选的，所述滑件包括滑件本体和投球，所述滑件本体呈环形，所述投球的最大截面积大于所述滑件本体中心孔的面积，所述滑件本体沿所述上金属管轴线能够滑动地设置于所述上金属管内，所述滑件本体外壁与所述上金属管内壁滑动密封接触，所述托板也呈环形，所述托板具备与所述滑件本体同轴且大小相同的中心孔。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的适用于定向井的柔性封隔器中的弹性管本身可以一定程度的弯曲，且其内部结构更加紧凑，长度方向上尺寸可以远小于现有的封隔器，因此，在将串联有此弹性管的管柱下入定向井时易于通过井下的弯曲部，进而降低施工难度，当管柱下放到位后，可通过驱动装置驱动支撑件沿着弹性管的径向向外移动并将部分弹性管顶至挤压于油管外侧的套管内壁以实现密封管柱和井壁之间环形空间的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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的附图。
图1为本发明提供的适用于定向井的柔性封隔器的结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为弹性管内部组件的结构示意图；
图4为图3的爆炸图；
图5为图3中B-B向剖视图；
图6为驱动块卡进卡槽后，弹性管内部组件的剖视图；
图中：1、弹性管；2、滑件；3、支撑件；4、托板；6、剪切块；7、驱动块；8、驱动板；9、销钉；10、卡槽；11、上金属管；12、下金属管；13、橡胶层；14、中间金属网层；21、投球；22、滑件本体。
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。
本发明的目的是提供一种适用于定向井的柔性封隔器，以解决上述现有技术存在的问题，适用于定向井，且施工过程简单易行。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种适用于定向井的柔性封隔器，如图1～图6所示，包括弹性管1、支撑件3和驱动装置，弹性管1串连设置于形成管柱的多个油管之间或底部，支撑件3设置于弹性管1内，支撑件3沿着弹性管1的径向能够滑动地设置于弹性管1内，驱动装置用于驱动支撑件3沿着弹性管1的径向向外移动并将部分弹性管1顶至挤压于油管外侧的套管内壁上。
本发明提供的适用于定向井的柔性封隔器中的弹性管1本身可以一定程度的弯曲，且其内部结构更加紧凑，长度方向上尺寸可以远小于现有的封隔器，因此，在将串联有此弹性管1的管柱下入定向井时易于通过井下的弯曲部，进而降低施工难度，当管柱下放到位后，可通过驱动装置驱动支撑件3沿着弹性管1的径向向外移动并将部分弹性管1顶至挤压于油管外侧的套管内壁以实现密封管柱和井壁之间环形空间的目的。
于一个具体实施例中，弹性管1的长度为10cm～20cm之间，支撑件3用于顶紧弹性管1的一端的厚度为2cm～5cm之间，在其他优选的实施例中，初始状态下的弹性管1的内壁与支撑件3的外端之间设置有避让间隙，以便于下管柱过程中弹性管1受挤压向内凹陷变形。
于一个具体实施例中，弹性管1包括橡胶层13和内嵌于橡胶层13中的中间金属网层14，中间金属网层14由柔韧度较好的金属材质制作而成，中间金属网层14用于起到支撑橡胶层13的效果，延长了设备的使用寿命。
于一个具体实施例中，适用于定向井的柔性封隔器中还包括上金属管11和下金属管12，上金属管11和下金属管12均与弹性管1同轴设置，中间金属网层14设置于上金属管11与下金属管12之间且与上金属管11与下金属管12均固定连接，上金属管11和下金属管12均与两侧的油管进行螺纹连接，中间金属网层14可与上金属管11和下金属管12焊接固定或通过其他的方式固定。
于一个具体实施例中，驱动装置包括滑件2、多个驱动板8、多个驱动块7和设置于井口的液压系统(未在图中式出)，支撑件3为支撑块，滑件2沿上金属管11轴线方向能够滑动地设置于上金属管11内，液压系统通过高压液路向滑件2上侧的上金属管11内注入高压液体并驱动滑件2向下滑动，多个驱动板8均固定设置于滑件2的下表面，一个驱动块7对应于一个驱动板8，驱动块7设置于驱动板8的下方，各驱动块7的下方均设置有向弹性管1外侧的方向延伸并逐渐向下倾斜的第一导滑面，驱动块7底面设置为与第一导滑面相配合的第二导滑面，驱动块7滑动设置于第一导滑面上，支撑块设置于驱动块7的外侧，驱动块7沿着第一导滑面向下滑动时驱动支撑块朝向弹性管1的外侧方向移动。
上金属管11作为液压缸的缸体使用，滑件2作为活塞，向上金属管11内注入高压液体时，高压液体驱动滑件2向下滑动并带动驱动板8向下移动，驱动板8推动其下方的驱动块7向下移动，由于第一导滑面和第二导滑面的存在，驱动块7向外侧滑移并推动支撑块向外侧滑移直至弹性管1外壁顶紧于套管或裸井的内壁上，此时即完成封隔。本实施例中沿周向设置有四个驱动块7、四个驱动板8和四个支撑块，支撑块用于顶紧弹性管1的一端结构呈弧形。当然，为了更好的实现密封效果，可进一步的再多设置几组驱动块7、驱动板8和支撑块，且沿着周向均匀布设，另外，在其他优选的实施例中，为了进一步提高密封效果，可将中间金属网层14外侧的部分橡胶层13采用可膨胀橡胶材料制成，可膨胀橡胶材料在井下一段被水浸泡一段时间后体积可膨胀4～6倍，进而提高密封效果。
于一个具体实施例中，第一导滑面的外侧设置有一卡槽10，支撑件3沿着弹性管1的径向向外移动并将弹性管1顶至挤压于油管外侧的套管内壁上后驱动块7即从第一导滑面上滑下并卡进卡槽10内，卡槽10具备限制驱动块7沿弹性管1的径向移动的作用。此实施例中，利用卡槽10来对驱动块7进行限位，也就是说，当驱动块7卡进卡槽10后即可撤去上金属管11内的高压液体，而驱动块7始终保持其位置，进而实现持续顶紧弹性管1的目的。
于一个具体实施例中，第一导滑面设置于一剪切块6顶面，剪切块6通过销钉9固定设置于一托板4上，卡槽10设于托板4上，剪切块6朝向卡槽10的侧壁即为卡槽10的一个侧壁，位于卡槽10内的驱动块7在受到驱动板8向下的驱动力大于第一阈值时即朝向剪切块6倾斜并将销钉9剪断，当需要解封时，可再次向上金属管11内注入高压液体，以进一步的推进驱动块7，驱动块7的底面非水平面，因此，在受压后会朝向剪切块6倾斜，当进一步对其加压至压力大于第一阈值时即可将销钉9剪断，销钉9断裂后即解除了对驱动块7的限制，驱动块7也不再对支撑块进行限位，而后，工作人员可通过专用设备旋转摇晃管柱即可实现解封的目的，在其他优选的实施例中，驱动块7朝向剪切块6的一侧可设置有一具备弧度的弧形面，此弧形面与剪切块6接触时，可对剪切块6施加垂直于销钉9的压力，以便于将销钉9剪断。
于一个具体的实施例中，滑件2包括滑件本体22和投球21，滑件本体22呈环形，投球21的最大截面积大于滑件本体22中心孔的面积，滑件本体22沿上金属管11轴线能够滑动地设置于上金属管11内，滑件本体22外壁与上金属管11内壁滑动密封接触，托板4也呈环形，托板4具备与滑件本体22同轴且大小相同的中心孔，以实现本封隔器上方油管和下方油管之间连通，投球21从井口投掷于井内时，在重力作用下，投球21滑落至滑件本体22上并将其上的中心孔封闭，进而实现高压液体驱动滑件本体22下移的效果，密封完毕后，可采取措施将投球21取出，取出投球21后本封隔器上方的油管通道即与下方的油管通道连通，进而进行正常使用，当需要解封时，可再次将投球21投掷于井内。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种适用于定向井的柔性封隔器，其特征在于：包括弹性管、支撑件和驱动装置，所述弹性管串连设置于形成管柱的多个油管之间或底部，所述支撑件设置于所述弹性管内，所述支撑件沿着所述弹性管的径向能够滑动地设置于所述弹性管内，所述驱动装置用于驱动所述支撑件沿着所述弹性管的径向向外移动并将部分所述弹性管顶至挤压于所述油管外侧的套管内壁上。
2.根据权利要求1所述的适用于定向井的柔性封隔器，其特征在于：所述弹性管包括橡胶层和内嵌于所述橡胶层中的中间金属网层。
3.根据权利要求2所述的适用于定向井的柔性封隔器，其特征在于：还包括上金属管和下金属管，所述上金属管和所述下金属管均与所述弹性管同轴设置，所述中间金属网层设置于所述上金属管与所述下金属管之间且与所述上金属管与所述下金属管均固定连接。
4.根据权利要求3所述的适用于定向井的柔性封隔器，其特征在于：所述驱动装置包括滑件、多个驱动板、多个驱动块和设置于井口的液压系统，所述支撑件为支撑块，所述滑件沿所述上金属管轴线方向能够滑动地设置于所述上金属管内，所述液压系统用于向所述滑件上侧的所述上金属管内注入高压液体并驱动所述滑件向下滑动，多个所述驱动板均固定设置于所述滑件的下表面，一个所述驱动块对应于一个所述驱动板，所述驱动块设置于所述驱动板的下方，各所述驱动块的下方均设置有向所述弹性管外侧的方向延伸并逐渐向下倾斜的第一导滑面，所述驱动块底面设置为与所述第一导滑面相配合的第二导滑面，所述驱动块滑动设置于所述第一导滑面上，所述支撑块设置于所述驱动块的外侧，所述驱动块沿着所述第一导滑面向下滑动时驱动所述支撑块朝向所述弹性管的外侧方向移动。
5.根据权利要求4所述的适用于定向井的柔性封隔器，其特征在于：所述第一导滑面的外侧设置有一卡槽，所述支撑件沿着所述弹性管的径向向外移动并将所述弹性管顶至挤压于所述油管外侧的套管内壁上后所述驱动块即从所述第一导滑面上滑下并卡进所述卡槽内，所述卡槽具备限制所述驱动块沿所述弹性管的径向移动的作用。
6.根据权利要求5所述的适用于定向井的柔性封隔器，其特征在于：所述第一导滑面设置于一剪切块顶面，所述剪切块通过底部的销钉固定设置于一托板上，所述卡槽设于所述托板上，所述剪切块朝向所述卡槽的侧壁即为所述卡槽的一个侧壁，位于所述卡槽内的所述驱动块在受到所述驱动板向下的驱动力大于第一阈值时即朝向所述剪切块倾斜并将所述销钉剪断。
7.根据权利要求6所述的适用于定向井的柔性封隔器，其特征在于：沿周向设置有四个所述驱动块、四个所述驱动板和四个所述支撑块，所述支撑块用于顶紧所述弹性管的一端结构呈弧形。
8.根据权利要求6所述的适用于定向井的柔性封隔器，其特征在于：所述滑件包括滑件本体和投球，所述滑件本体呈环形，所述投球的最大截面积大于所述滑件本体中心孔的面积，所述滑件本体沿所述上金属管轴线能够滑动地设置于所述上金属管内，所述滑件本体外壁与所述上金属管内壁滑动密封接触，所述托板也呈环形，所述托板具备与所述滑件本体同轴且大小相同的中心孔。
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