CN115492549A - 一种套管补贴井用油套封隔器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油田油气开采技术领域,特别涉及一种套管补贴井用油套封隔器。其技术方案是包括封隔密封机构、液压坐封机构、卡瓦锚定机构和开合螺母解封机构,液压坐封机构设置在封隔密封机构和卡瓦锚定机构之间,开合螺母解封机构位于卡瓦锚定机构的下部;液压缸体套装在封隔器中心管的凸台的上部,坐封活塞安装在凸台的下部,液体液压从封隔器中心管经坐封传压孔Ⅱ进入缝隙,坐封活塞在液压力作用下在液压缸体内向下移动,剪断剪切销钉向下挤压卡瓦锚定机构,液压缸体与坐封活塞之间装有双面锁环实现单向锁定,保持坐封活塞下移和坐封完成后不可退回,并保持其坐封负荷;通过解封打捞工具解封后封隔器能够收缩恢复到原尺寸提出井筒。
Description
技术领域
本发明涉及油田油气开采技术领域,特别涉及一种套管补贴井用油套封隔器。
背景技术
随着油田开发时间的推移,受地质构造、油层出砂、油水井增产措施以及修井作业等内外因素的综合影响,油层套管不断出现变形、破裂、错断、穿孔等损坏现象,油田开发中后期,套损尤为严重,油层套管损坏使油水井不能进行正常的作业和生产,修复套损井已成为油田大修的重要内容,应用衬管补贴工艺进行处理是经济有效的方法,但用此方法修复的套管,补贴部位不仅管径缩小,而且对措施后下到补贴段以下工具提出了更高要求。因此,需要一种既能通过补贴部位,又能有效封隔标准套管内径的一种套管补贴井用油套环空封隔工具。
发明内容
本发明的目的就是针对套管补贴井封隔器外径尺寸大幅减小,而径向封隔环空加大的矛盾,提供一种套管补贴井用油套封隔器,下入井筒时能够顺利通过套管补贴部位并在其下面标准套管内坐挂锚定和密封油套环空,通过解封打捞工具解封后封隔器能够收缩恢复到原尺寸提出井筒。
本发明提到的一种套管补贴井用油套封隔器,其技术方案是包括封隔密封机构、液压坐封机构、卡瓦锚定机构和开合螺母解封机构,液压坐封机构设置在封隔密封机构和卡瓦锚定机构之间,开合螺母解封机构位于卡瓦锚定机构的下部;所述液压坐封机构包括液压缸体、坐封活塞、双面锁环、剪切环、剪切销钉,液压缸体套装在封隔器中心管的凸台的上部,坐封活塞安装在凸台的下部,液体液压从封隔器中心管经坐封传压孔Ⅱ进入液压缸体和坐封活塞形成的缝隙,坐封活塞在液压力作用下在液压缸体内向下移动,剪断剪切销钉向下挤压卡瓦锚定机构,液压缸体与坐封活塞之间装有双面锁环实现单向锁定,保持坐封活塞下移和坐封完成后不可退回,并保持其坐封负荷。
所述的卡瓦锚定机构包括上锥体、限位块、桶状卡瓦、下锥体、防转销钉、支撑管和锁环;所述上锥体和下锥体是台肩式双级锥体,锥体第一锥面设有均匀分布的卡瓦通过槽;桶状卡瓦是台肩式双级锥孔,桶状卡瓦两端设有相互交叉均匀分布的廻形槽,安装时,桶状卡瓦插进卡瓦通过槽,桶状卡瓦的第一锥面与锥体第二锥面抵接后,转一相位角,桶状卡瓦的第二锥面与锥体第一锥面抵接,使锥体的卡瓦通过槽与廻形槽对齐,在卡瓦通过槽中安装限位块;另外,所述上锥体与坐封活塞连接后,形成一环形空间内,装有与封隔器中心管啮合的锁环,坐封时,锁环随同上锥体向下移动,保持卡瓦锚定负荷;所述下锥体上装有防转销钉插装在封隔器中心管的轴向长槽中,坐封后卡瓦锚定机构与封隔器中心管之间不相对转动,下锥体的下端设有支撑管;解封后防转销钉在封隔器中心管的轴向长槽中轴向移动。
所述的开合螺母解封机构包括开合螺母、滑套、滑套外筒、解封剪切销钉、解封下接头、限位环,所述开合螺母与支撑管抵接,开合螺母装在滑套内孔,滑套抱紧开合螺母,使开合螺母与封隔器中心管螺纹啮合锁定,保持卡瓦锚定机构的坐挂负荷;解封时,滑套内孔的环形槽轴向移动到开合螺母位置时,开合螺母失去外部抱紧力,被释放激活向径向张开,封隔器中心管向上移动,所述封隔密封机构解封,下锥体下行,卡瓦锚定机构的桶状卡瓦脱离套管解除锚定。
优选的,上述封隔密封机构包括封隔器上接头、连接管、衬套、剪切螺钉、承压环、膨胀环A、膨胀环B、伞形铜护肩、密封橡胶保护套、橡胶密封套、压环、封隔器中心管、紧定螺钉,所述密封橡胶保护套、伞形铜护肩、膨胀环B和膨胀环A组成的肩部保护组件,在橡胶密封套内侧设有多个V型槽,两端安装肩部保护组件,所述肩部保护组件和橡胶密封套套装在衬套外侧;坐封轴向挤压力推动衬套剪断剪切螺钉,衬套向上移动,橡胶密封套及两端的肩部保护组件受压变形,膨胀环A、膨胀环B分别与伞形铜护肩、压环和承压环抵接,受轴向挤压产生的径向分力使膨胀环A、膨胀环B和伞形铜护肩径向张开;橡胶密封套受到轴向挤压力V型槽靠拢并向周向形成封闭环形凸起,与套管壁抵接形成封隔作用。
优选的,套管补贴井封隔器的中心管内安装坐封服务工具,所述坐封服务工具包括连接锁定机构和坐封密封机构,所述连接锁定机构包括服务工具上接头、销轴、连接套、弹性爪、坐封剪切销钉、丢手活塞、服务工具中心管,所述弹性爪与套管补贴井封隔器的封隔密封机构的封隔器上接头连接,实现轴向锁定;套管补贴井封隔器的封隔器上接头上的紧定螺钉抵接于连接套,同时,连接套上的销轴安装在连接锁定机构的服务工具上接头,实现了周向锁定,使坐封服务工具与套管补贴井封隔器之间不相对转动和轴向移动;所述服务工具中心管的上端与服务工具上接头连接,丢手活塞通过坐封剪切销钉连接在弹性爪。
优选的,上述坐封密封机构包括中间接头、连接管、坐封下接头、坐封钢球,所述坐封下接头内设置有坐封球座,所述中间接头、连接管和坐封下接头自下而上依次连接在一起;将坐封服务工具与套管补贴井封隔器通过反扣和销钉连接锁定;坐封时,在油管流道内投入坐封钢球,坐封钢球落至坐封下接头内,与坐封下接头的坐封球座密封配合,将油管流道自坐封球座以上形成密封空间,通过地面泵车打压,液体压力自油管流道通过坐封传压孔Ⅰ传至密闭空间,再经密闭空间、坐封传压孔II,传至液压坐封空腔,此压力在液压缸体端面产生的液压力形成封隔器坐封的液压驱动力。
优选的,套管补贴井封隔器通过解封打捞工具进行解封和打捞,所述解封打捞工具包括打捞机构和解封机构,所述打捞机构包括解封工具上接头、圆螺母、滑动键、固定座,上弹性爪、支撑座、打捞中心管、打捞接头;解封打捞工具下入时,打捞机构的上弹性爪下到封隔密封机构的封隔器上接头内螺纹,上弹性爪受轴向阻力上移,上端抵接于固定座,上弹性爪下端脱离支撑座的外锥面,支撑座上端面与解封工具上接头的下端面抵接,上弹性爪下端外径设有斜角,打捞机构下压轴向力产生的径向外挤力使上弹性爪内收,上弹性爪进入封隔密封机构的封隔器上接头内螺纹,上弹性爪的外螺纹与封隔器上接头内螺纹啮合;上提管柱时,打捞中心管在支撑座中向上移动,打捞接头随打捞中心管上移,打捞接头的上端面与支撑座的下端面抵接,同时,上弹性爪下端与上行的支撑座上锥面接触,使上弹性爪不内收,上弹性爪的外螺纹与封隔器上接头内螺纹啮合在一起,起出解封后的套管补贴井封隔器。
优选的,上述解封机构包括连接管、解封接头、弹簧、下弹性爪、导向杆、支撑圈、剪切块、固定环、引鞋,解封机构通过连接管连接在打捞机构下方,解封机构下入封隔器中心管,下到开合螺母解封机构的滑套内台肩上面时,下弹性爪受内台肩阻力,克服弹簧的弹簧力向上移动,下弹性爪脱离支撑圈抵接面的锥面,滑套的内台肩上端面设有锥孔,下压力产生的外抵分力使下弹性爪内收,下弹性爪移动到滑套的内台肩的下面,在弹簧作用下,下弹性爪继续下移与支撑圈抵接,上提管柱,支撑圈支撑下弹性爪,使下弹性爪不内收,捞住滑套的内台肩向上移动,剪断解封剪切销钉,滑套内孔的环形槽移到开合螺母部位,开合螺母失去滑套的外抵力。
优选的,上述开合螺母与封隔器中心管啮合的螺纹设有一定的角度,封隔器中心管上提的轴向力所产生的径向分力,使开合螺母向径向张开,解除与封隔器中心管的锁定;封隔器中心管上移,封隔密封机构和卡瓦锚定机构失去轴向抵压力,套管补贴井封隔器解封,继续上提解封打捞工具,上提的轴向力超过剪切块的抗剪力时,剪切块被破坏,支撑圈下行,下弹性爪内收后在导向杆凸台的作用下过滑套的内台肩后上行,完成封隔器解封。
本发明的有益效果是:
一、本发明提供的坐封服务工具连接锁定机构,连接套在套管补贴井封隔器在下入井筒过程,保持坐封服务工具与套管补贴井封隔器在锁定状态,不可以相对转动,避免提前丢手的发生;在封隔器坐封时,液体压力推动连接套向上移动解除锁定,坐封工具即可以液压丢手或正转机械丢手;
二、本发明提供的封隔密封机构,橡胶密封套内孔设有多个V型槽,在橡胶密封套两端受轴向力挤压时,V型槽靠拢抵接,将轴向力转化为向径向张开的支撑力,在V型槽部位周向凸起形成封闭环路与套管抵接,使其密封良好可靠;与压缩变形向周向张开的圆桶型密封件相比,在大张开量的情况下,内孔设有的V型槽在橡胶密封套所需轴向压力较小;同时,解决了较长圆桶型橡胶密封件在受轴向压缩力时,形成多条开放性绉折,造成密封不良的问题;另外,由于套管补贴井要求橡胶密封件周向张开量大大超过设计常量,解决了因过度压缩,橡胶密封件受损的问题;
三、本发明提供的封隔密封机构,复式橡胶密封套肩部保护系统,膨胀环A、膨胀环B的斜面分别与压环、承压环和伞形铜护肩的斜面抵接,封隔密封机构受到轴向挤压时,径向分力使膨胀环向径向张开,填补了油套环空;伞形铜护肩挡住了膨胀环因径向张开而增大的开口,使橡胶体全面与钢性物体相抵接。解决了橡胶密封件局部受压,因应力集中导致撕裂损坏,造成密封失效的问题;
四、本发明提供的液压坐封机构设置于封隔密封机构和卡瓦锚定机构中间,坐封打压时,液压缸体和活塞向两端延伸,分别对封隔密封机构和卡瓦锚定机构推进施压,液压缸体和活塞之间设有双面锁环单向锁定,使液压缸体上行的部分不可回退,保持其坐封负荷;另外,在上锥体内设有锁环,与套管补贴井封隔器的中心管单向锁定,保持卡瓦锚定机构坐挂力,解决了橡胶密封套和卡瓦锚定机构一起受压时,封隔器、因橡胶密封套受损,使卡瓦锚定失效的问题;
五、本发明提供的的卡瓦锚定机构采用台肩式双级锥体结构,达到了外径缩小,桶状卡瓦和上、下锥体占用空间小,径向张开量大的要求;解封时桶状卡瓦脱离下锥体,使封隔器完全解封;因径向张开量大、台肩梯度大,锥体第一锥面设有卡瓦通过槽,解决了难安装、特别是难拆卸的问题。
附图说明
图1是本发明的套管补贴井封隔器的剖视图;
图2是本发明安装了坐封服务工具的剖视图;
图3是本发明下入解封打捞工具的剖视图;
图4是本发明的坐封服务工具的剖视图;
图5是本发明的解封打捞工具的剖视图;
图6为卡瓦锚定机构的上锥体轴侧图;
图7为卡瓦锚定机构的桶状卡瓦的轴侧图;
图8为图1中的液压坐封机构部分的放大示意图;
图9为图1中卡瓦锚定机构部分的放大示意图;
图10为图9中的A部放大示意图;
图中:油管流道400、坐封传压孔Ⅰ900、坐封服务工具1000、套管补贴井封隔器2000、解封打捞工具3000、连接锁定机构1100、坐封密封机构1200、服务工具上接头1101、销轴1103、连接套1106、弹性爪1110、坐封剪切销钉1111、丢手活塞1112、服务工具中心管1113、中间接头1215、连接管1218、坐封下接头1219、坐封钢球1221;
封隔密封机构2100、液压坐封机构2200、卡瓦锚定机构2300、开合螺母解封机构2400、封隔器上接头2101、连接管2103、衬套2104、剪切螺钉2105、承压环2106、膨胀环A2107、膨胀环B2108、伞形铜护肩2109、密封橡胶保护套2110、橡胶密封套2111、压环2112、封隔器中心管2130、紧定螺钉2133、剪切销钉2205、液压缸体2213、坐封活塞2215、双面锁环2216、剪切环2218、上锥体2319、限位块2320、桶状卡瓦2322、下锥体2323、防转销钉2324、支撑管2325、锁环2332、解封剪切销钉2405、开合螺母2426、滑套2427、滑套外筒2428、解封下接头2429、限位环2431、V型槽A300、坐封传压孔ⅡA400、凸台A401、轴向长槽A600、环形槽A800、内台肩A901、卡瓦通过槽B100、第一锥面B200、第二锥面B210、廻形槽B220、锥体第一锥面B300、锥体第二锥面B310、环形空间B500;
打捞机构3100、解封机构3200、解封工具上接头3101、圆螺母3103、滑动键3104、固定座3105、上弹性爪3106、支撑座3107、打捞中心管3108、打捞接头3110、连接管3211、弹簧3212、下弹性爪3213、导向杆3214、支撑圈3215、剪切块3217、固定环3218、引鞋3219、解封接头3220、导向杆凸台C500。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1,参照图1,本发明提到的一种套管补贴井用油套封隔器,包括封隔密封机构2100、液压坐封机构2200、卡瓦锚定机构2300和开合螺母解封机构2400,液压坐封机构2200设置在封隔密封机构2100和卡瓦锚定机构2300之间,开合螺母解封机构2400位于卡瓦锚定机构2300的下部;参照图8,液压坐封机构2200包括液压缸体2213、坐封活塞2215、双面锁环2216、剪切环2218、剪切销钉2205,液压缸体2213套装在封隔器中心管2130的凸台A401的上部,坐封活塞2215安装在凸台A401的下部,液体液压从封隔器中心管2130经坐封传压孔ⅡA400进入液压缸体2213和坐封活塞2215形成的缝隙,坐封活塞2215在液压力作用下在液压缸体2213内向下移动,剪断剪切销钉2205向下挤压卡瓦锚定机构2300,液压缸体2213与坐封活塞2215之间装有双面锁环2216实现单向锁定,保持坐封活塞2215下移和坐封完成后不可退回,并保持其坐封负荷。
参照图1、图9和图10,所述的卡瓦锚定机构2300包括上锥体2319、限位块2320、桶状卡瓦2322、下锥体2323、防转销钉2324、支撑管2325和锁环2332;所述上锥体2319和下锥体2323是台肩式双级锥体,锥体第一锥面B300设有均匀分布的卡瓦通过槽B100;桶状卡瓦2322是台肩式双级锥孔,桶状卡瓦2322两端设有相互交叉均匀分布的廻形槽B220,安装时,桶状卡瓦2322插进卡瓦通过槽B100,桶状卡瓦2322的第一锥面B200与锥体第二锥面B310抵接后,转一相位角,桶状卡瓦2322的第二锥面B210与锥体第一锥面B300抵接,使锥体的卡瓦通过槽B100与廻形槽B220对齐,在卡瓦通过槽B100中安装限位块2320;另外,所述上锥体2319与坐封活塞2215连接后,形成一环形空间B500内,装有与封隔器中心管2130啮合的锁环2332,坐封时,锁环2332随同上锥体2319向下移动,保持卡瓦锚定负荷;所述下锥体2323上装有防转销钉2324插装在封隔器中心管2130的轴向长槽A600中,坐封后卡瓦锚定机构2300与封隔器中心管2130之间不相对转动,下锥体2323的下端设有支撑管2325;解封后防转销钉2324在封隔器中心管2130的轴向长槽A600中轴向移动。
所述的开合螺母解封机构2400包括开合螺母2426、滑套2427、滑套外筒2428、解封剪切销钉2405、解封下接头2429、限位环2431,所述开合螺母2426与支撑管2325抵接,开合螺母2426装在滑套2427内孔,滑套2427抱紧开合螺母2426,使开合螺母2426与封隔器中心管2130螺纹啮合锁定,保持卡瓦锚定机构2300的坐挂负荷;解封时,滑套2427内孔的环形槽A800轴向移动到开合螺母2426位置时,开合螺母2426失去外部抱紧力,被释放激活向径向张开,封隔器中心管2130向上移动,所述封隔密封机构2100解封,下锥体2323下行,卡瓦锚定机构2300的桶状卡瓦2322脱离套管解除锚定。
其中,本发明提到的封隔密封机构2100包括封隔器上接头2101、连接管2103、衬套2104、剪切螺钉2105、承压环2106、膨胀环A2107、膨胀环B2108、伞形铜护肩2109、密封橡胶保护套2110、橡胶密封套2111、压环2112、封隔器中心管2130、紧定螺钉2133,所述密封橡胶保护套2110、伞形铜护肩2109、膨胀环B2108和膨胀环A2107组成的肩部保护组件,在橡胶密封套2111内侧设有多个V型槽A300A300,两端安装肩部保护组件,所述肩部保护组件和橡胶密封套2111套装在衬套2104外侧;坐封轴向挤压力推动衬套2104剪断剪切螺钉2105,衬套2104向上移动,橡胶密封套2111及两端的肩部保护组件受压变形,膨胀环A2107、膨胀环B2108分别与伞形铜护肩2109、压环2112和承压环2106抵接,受轴向挤压产生的径向分力使膨胀环A2107、膨胀环B2108和伞形铜护肩2109径向张开;橡胶密封套2111受到轴向挤压力,V型槽A300靠拢并向周向形成封闭环形凸起,与套管壁抵接形成封隔作用。
参照图1和图4,套管补贴井封隔器2000的中心管内安装坐封服务工具1000,所述坐封服务工具1000包括连接锁定机构1100和坐封密封机构1200,所述连接锁定机构1100包括服务工具上接头1101、销轴1103、连接套1106、弹性爪1110、坐封剪切销钉1111、丢手活塞1112、服务工具中心管1113,所述弹性爪1110与套管补贴井封隔器2000的封隔密封机构2100的封隔器上接头2101连接,实现轴向锁定;套管补贴井封隔器2000的封隔器上接头2101上的紧定螺钉2133抵接于连接套1106,同时,连接套1106上的销轴1103安装在连接锁定机构1100的服务工具上接头1101,实现了周向锁定,使坐封服务工具1000与套管补贴井封隔器2000之间不相对转动和轴向移动;所述服务工具中心管1113的上端与服务工具上接头1101连接,丢手活塞1112通过坐封剪切销钉1111连接在弹性爪1110。
参照图4,本发明的坐封密封机构1200包括中间接头1215、连接管1218、坐封下接头1219、坐封钢球1221,所述坐封下接头1219内设置有坐封球座,所述中间接头1215、连接管1218和坐封下接头1219自下而上依次连接在一起,将坐封服务工具1000与套管补贴井封隔器2000通过反扣和销钉连接锁定;坐封时,在油管流道400内投入坐封钢球1221,坐封钢球1221落至坐封下接头1219内,与坐封下接头1219的坐封球座密封配合,将油管流道400自坐封球座以上形成密封空间,通过地面泵车打压,液体压力自油管流道400通过坐封传压孔Ⅰ900传至密闭空间,再经密闭空间、坐封传压孔II A400,传至液压坐封空腔,此压力在液压缸体2213端面产生的液压力形成封隔器坐封的液压驱动力。
参照图3和图5,套管补贴井封隔器2000通过解封打捞工具3000进行解封和打捞,所述解封打捞工具3000包括打捞机构3100和解封机构3200,所述打捞机构3100包括解封工具上接头3101、圆螺母3103、滑动键3104、固定座3105,上弹性爪3106、支撑座3107、打捞中心管3108、打捞接头3110;解封打捞工具3000下入时,打捞机构3100的上弹性爪3106下到封隔密封机构2100的封隔器上接头2101内螺纹,上弹性爪3106受轴向阻力上移,上端抵接于固定座3105,上弹性爪3106下端脱离支撑座3107的外锥面,支撑座3107上端面与解封工具上接头3101的下端面抵接,上弹性爪3106下端外径设有斜角,打捞机构3100下压轴向力产生的径向外挤力使上弹性爪3106内收,上弹性爪3106进入封隔密封机构2100的封隔器上接头2101内螺纹,上弹性爪3106的外螺纹与封隔器上接头2101内螺纹啮合;上提管柱时,打捞中心管3108在支撑座3107中向上移动,打捞接头3110随打捞中心管3108上移,打捞接头3110的上端面与支撑座3107的下端面抵接,同时,上弹性爪3106下端与上行的支撑座3107的锥面接触,使上弹性爪3106不内收,上弹性爪3106的外螺纹与封隔器上接头2101内螺纹啮合在一起,起出解封后的套管补贴井封隔器2000。
参照图5,本发明提到的解封机构3200包括连接管3211、解封接头3220、弹簧3212、下弹性爪3213、导向杆3214、支撑圈3215、剪切块3217、固定环3218、引鞋3219,解封机构3200通过连接管3211连接在打捞机构3100下方,解封机构3200下入封隔器中心管2130,下到开合螺母解封机构2400的滑套2427内台肩A901上面时,下弹性爪3213受内台肩A901阻力,克服弹簧3212的弹簧力向上移动,下弹性爪3213脱离支撑圈3215抵接面的锥面,滑套2427的内台肩A901上端面设有锥孔,下压力产生的外抵分力使下弹性爪3213内收,下弹性爪3213移动到滑套2427的内台肩A901的下面,在弹簧3212作用下,下弹性爪3213继续下移与支撑圈3215抵接,上提管柱,支撑圈3215支撑下弹性爪3213,使下弹性爪3213不内收,捞住滑套2427的内台肩A901向上移动,剪断解封剪切销钉2405,滑套2427内孔的环形槽A800移到开合螺母2426部位,开合螺母2426失去滑套2427的外抵力;开合螺母2426与封隔器中心管2130啮合的螺纹设有一定的角度,封隔器中心管2130上提的轴向力所产生的径向分力,使开合螺母2426向径向张开,解除与封隔器中心管2130的锁定;封隔器中心管2130上移,封隔密封机构2100和卡瓦锚定机构2300失去轴向抵压力,套管补贴井封隔器2000解封,继续上提解封打捞工具3000,上提的轴向力超过剪切块3217的抗剪力时,剪切块3217被破坏,支撑圈3215下行,下弹性爪3213内收后在导向杆凸台C500的作用下过滑套2427的内台肩A901后上行,完成封隔器解封。
以上所述,仅是本发明的部分较佳实施例,任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此,依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换,尽属于本发明要求保护的范围。
Claims (7)
1.一种套管补贴井用油套封隔器,包括封隔密封机构(2100),其特征是:还包括液压坐封机构(2200)、卡瓦锚定机构(2300)和开合螺母解封机构(2400),液压坐封机构(2200)设置在封隔密封机构(2100)和卡瓦锚定机构(2300)之间,开合螺母解封机构(2400)位于卡瓦锚定机构(2300)的下部;所述液压坐封机构(2200)包括液压缸体(2213)、坐封活塞(2215)、双面锁环(2216)、剪切环(2218)、剪切销钉(2205),液压缸体(2213)套装在封隔器中心管(2130)的凸台(A401)的上部,坐封活塞(2215)安装在凸台(A401)的下部,液体液压从封隔器中心管(2130)经坐封传压孔Ⅱ(A400)进入液压缸体(2213)和坐封活塞(2215)形成的缝隙,坐封活塞(2215)在液压力作用下在液压缸体(2213)内向下移动,剪断剪切销钉(2205)向下挤压卡瓦锚定机构(2300),液压缸体(2213)与坐封活塞(2215)之间装有双面锁环(2216)实现单向锁定,保持坐封活塞(2215)下移和坐封完成后不可退回,并保持其坐封负荷;
所述的卡瓦锚定机构(2300)包括上锥体(2319)、限位块(2320)、桶状卡瓦(2322)、下锥体(2323)、防转销钉(2324)、支撑管(2325)和锁环(2332);所述上锥体(2319)和下锥体(2323)是台肩式双级锥体,锥体第一锥面(B300)设有均匀分布的卡瓦通过槽(B100);桶状卡瓦(2322)是台肩式双级锥孔,桶状卡瓦(2322)两端设有相互交叉均匀分布的廻形槽(B220),安装时,桶状卡瓦(2322)插进卡瓦通过槽(B100),桶状卡瓦(2322)的第一锥面(B200)与锥体第二锥面(B310)抵接后,转一相位角,桶状卡瓦(2322)的第二锥面(B210)与锥体第一锥面(B300)抵接,使锥体的卡瓦通过槽(B100)与廻形槽(B220)对齐,在卡瓦通过槽(B100)中安装限位块(2320);另外,所述上锥体(2319)与坐封活塞(2215)连接后,形成一环形空间(B500)内,装有与封隔器中心管(2130)啮合的锁环(2332),坐封时,锁环(2332)随同上锥体(2319)向下移动,保持卡瓦锚定负荷;所述下锥体(2323)上装有防转销钉(2324)插装在封隔器中心管(2130)的轴向长槽(A600)中,坐封后卡瓦锚定机构(2300)与封隔器中心管(2130)之间不相对转动,下锥体(2323)的下端设有支撑管(2325);解封后防转销钉(2324)在封隔器中心管(2130)的轴向长槽(A600)中轴向移动;
所述的开合螺母解封机构(2400)包括开合螺母(2426)、滑套(2427)、滑套外筒(2428)、解封剪切销钉(2405)、解封下接头(2429)、限位环(2431),所述开合螺母(2426)与支撑管(2325)抵接,开合螺母(2426)装在滑套(2427)内孔,滑套(2427)抱紧开合螺母(2426),使开合螺母(2426)与封隔器中心管(2130)螺纹啮合锁定,保持卡瓦锚定机构(2300)的坐挂负荷;解封时,滑套(2427)内孔的环形槽(A800)轴向移动到开合螺母(2426)位置时,开合螺母(2426)失去外部抱紧力,被释放激活向径向张开,封隔器中心管(2130)向上移动,所述封隔密封机构(2100)解封,下锥体(2323)下行,卡瓦锚定机构(2300)的桶状卡瓦(2322)脱离套管解除锚定。
2.根据权利要求1所述的一种套管补贴井用油套封隔器,其特征是:所述封隔密封机构(2100)包括封隔器上接头(2101)、连接管(2103)、衬套(2104)、剪切螺钉(2105)、承压环(2106)、膨胀环A(2107)、膨胀环B(2108)、伞形铜护肩(2109)、密封橡胶保护套(2110)、橡胶密封套(2111)、压环(2112)、封隔器中心管(2130)、紧定螺钉(2133),所述密封橡胶保护套(2110)、伞形铜护肩(2109)、膨胀环B(2108)和膨胀环A(2107)组成的肩部保护组件,在橡胶密封套(2111)内侧设有多个V型槽(A300),两端安装肩部保护组件,所述肩部保护组件和橡胶密封套(2111)套装在衬套(2104)外侧;坐封轴向挤压力推动衬套(2104)剪断剪切螺钉(2105),衬套(2104)向上移动,橡胶密封套(2111)及两端的肩部保护组件受压变形,膨胀环A(2107)、膨胀环B(2108)分别与伞形铜护肩(2109)、压环(2112)和承压环(2106)抵接,受轴向挤压产生的径向分力使膨胀环A(2107)、膨胀环B(2108)和伞形铜护肩(2109)径向张开;橡胶密封套(2111)受到轴向挤压力V型槽(A300)靠拢并向周向形成封闭环形凸起,与套管壁抵接形成封隔作用。
3.根据权利要求2所述的一种套管补贴井用油套封隔器,其特征是:套管补贴井封隔器(2000)的中心管内安装坐封服务工具(1000),所述坐封服务工具(1000)包括连接锁定机构(1100)和坐封密封机构(1200),所述连接锁定机构(1100)包括服务工具上接头(1101)、销轴(1103)、连接套(1106)、弹性爪(1110)、坐封剪切销钉(1111)、丢手活塞(1112)、服务工具中心管(1113),所述弹性爪(1110)与套管补贴井封隔器(2000)的封隔密封机构(2100)的封隔器上接头(2101)连接,实现轴向锁定;套管补贴井封隔器(2000)的封隔器上接头(2101)上的紧定螺钉(2133)抵接于连接套(1106),同时,连接套(1106)上的销轴(1103)安装在连接锁定机构(1100)的服务工具上接头(1101),实现了周向锁定,使坐封服务工具(1000)与套管补贴井封隔器(2000)之间不相对转动和轴向移动;所述服务工具中心管(1113)的上端与服务工具上接头(1101)连接,丢手活塞(1112)通过坐封剪切销钉(1111)连接在弹性爪(1110)。
4.根据权利要求3所述的一种套管补贴井用油套封隔器,其特征是:所述坐封密封机构(1200)包括中间接头(1215)、连接管(1218)、坐封下接头(1219)、坐封钢球(1221),所述坐封下接头(1219)内设置有坐封球座,所述中间接头(1215)、连接管(1218)和坐封下接头(1219)自下而上依次连接在一起,将坐封服务工具(1000)与套管补贴井封隔器(2000)通过反扣和销钉连接锁定;坐封时,在油管流道(400)内投入坐封钢球(1221),坐封钢球(1221)落至坐封下接头(1219)内,与坐封下接头(1219)的坐封球座密封配合,将油管流道(400)自坐封球座以上形成密封空间,通过地面泵车打压,液体压力自油管流道(400)通过坐封传压孔Ⅰ(900)传至密闭空间,再经密闭空间、坐封传压孔II (A400),传至液压坐封空腔,此压力在液压缸体(2213)端面产生的液压力形成封隔器坐封的液压驱动力。
5.根据权利要求4所述的一种套管补贴井用油套封隔器,其特征是:套管补贴井封隔器(2000)通过解封打捞工具(3000)进行解封和打捞,所述解封打捞工具(3000)包括打捞机构(3100)和解封机构(3200),所述打捞机构(3100)包括解封工具上接头(3101)、圆螺母(3103)、滑动键(3104)、固定座(3105),上弹性爪(3106)、支撑座(3107)、打捞中心管(3108)、打捞接头(3110);解封打捞工具(3000)下入时,打捞机构(3100)的上弹性爪(3106)下到封隔密封机构(2100)的封隔器上接头(2101)内螺纹,上弹性爪(3106)受轴向阻力上移,上端抵接于固定座(3105),上弹性爪(3106)下端脱离支撑座(3107)的外锥面,支撑座(3107)上端面与解封工具上接头(3101)的下端面抵接,上弹性爪(3106)下端外径设有斜角,打捞机构(3100)下压轴向力产生的径向外挤力使上弹性爪(3106)内收,上弹性爪(3106)进入封隔密封机构(2100)的封隔器上接头(2101)内螺纹,上弹性爪(3106)的外螺纹与封隔器上接头(2101)内螺纹啮合;上提管柱时,打捞中心管(3108)在支撑座(3107)中向上移动,打捞接头(3110)随打捞中心管(3108)上移,打捞接头(3110)的上端面与支撑座(3107)的下端面抵接,同时,上弹性爪(3106)下端与上行的支撑座(3107)锥面接触,使上弹性爪(3106)不内收,上弹性爪(3106)的外螺纹与封隔器上接头(2101)内螺纹啮合在一起,起出解封后的套管补贴井封隔器(2000)。
6.根据权利要求5所述的一种套管补贴井用油套封隔器,其特征是:所述解封机构(3200)包括连接管(3211)、解封接头(3220)、弹簧(3212)、下弹性爪(3213)、导向杆(3214)、支撑圈(3215)、剪切块(3217)、固定环(3218)、引鞋(3219),解封机构(3200)通过连接管(3211)连接在打捞机构(3100)下方,解封机构(3200)下入封隔器中心管(2130),下到开合螺母解封机构(2400)的滑套(2427)内台肩(A901)上面时,下弹性爪(3213)受内台肩(A901)阻力,克服弹簧(3212)的弹簧力向上移动,下弹性爪(3213)脱离支撑圈(3215)抵接面的锥面,滑套(2427)的内台肩(A901)上端面设有锥孔,下压力产生的外抵分力使下弹性爪(3213)内收,下弹性爪(3213)移动到滑套(2427)的内台肩(A901)的下面,在弹簧(3212)作用下,下弹性爪(3213)继续下移与支撑圈(3215)抵接,上提管柱,支撑圈(3215)支撑下弹性爪(3213),使下弹性爪(3213)不内收,捞住滑套(2427)的内台肩(A901)向上移动,剪断解封剪切销钉(2405),滑套(2427)内孔的环形槽(A800)移到开合螺母(2426)部位,开合螺母(2426)失去滑套(2427)的外抵力。
7.根据权利要求6所述的一种套管补贴井用油套封隔器,其特征是:所述的开合螺母(2426)与封隔器中心管(2130)啮合的螺纹设有一定的角度,封隔器中心管(2130)上提的轴向力所产生的径向分力,使开合螺母(2426)向径向张开,解除与封隔器中心管(2130)的锁定;封隔器中心管(2130)上移,封隔密封机构(2100)和卡瓦锚定机构(2300)失去轴向抵压力,套管补贴井封隔器(2000)解封,继续上提解封打捞工具(3000),上提的轴向力超过剪切块(3217)的抗剪力时,剪切块(3217)被破坏,支撑圈(3215)下行,下弹性爪(3213)内收后在导向杆凸台(C500)的作用下过滑套(2427)的内台肩(A901)后上行,完成封隔器解封。
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