CN116658116A - 一种用于定位射孔的封隔器及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于定位射孔的封隔器及使用方法，其中装置包括上接头、中心管，中间套和卡瓦，上接头套接于中心管的一端，中间套套于中心管外侧，其上设置有胶筒和挡圈，两侧设置有舌形锥体和锥体，卡瓦设置在卡瓦座上，卡瓦座套在中心管上；其中使用方法包括正常使用和平衡压力的步骤。本发明解决现有技术中的射孔枪封隔步骤复杂，以及容易因压力不平衡造成井喷的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及定位射孔枪封隔领域，具体涉及一种用于定位射孔的封隔器及使用方法。
背景技术
封隔器是一种用于在井下进行油管或套管射孔作业时，控制射孔位置、方向及范围的设备，定位射孔封隔器需要精确的电子控制系统来实现对射孔器的位置和方向控制，以及控制高压气体进行射孔作业，利用高压气体产生强力冲击，从而对油管或套管进行射孔。现有的射孔枪封隔步骤复杂，且容易因压力不平衡造成井喷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于定位射孔的封隔器及使用方法，以解决现有技术中的射孔枪封隔步骤复杂，以及容易因压力不平衡造成井喷的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于定位射孔的封隔器，包括上接头、中心管，中间套和卡瓦，上接头套接于中心管的一端，中间套套于中心管外侧，其上设置有胶筒和挡圈，两侧设置有舌形锥体和锥体，卡瓦设置在卡瓦座上，卡瓦座套在中心管上。
具体的，所述上接头上设置有上胶筒，上胶筒套在中心管上，上胶筒外侧设置有胶筒套，将上胶筒与上接头连接，胶筒套被螺钉a固定于上接头。
具体的，所述胶筒分为端胶筒a、端胶筒b和中胶筒，中胶筒位于端胶筒a和端胶筒b，通过隔环分隔。
具体的，所述端胶筒a被挡圈a一侧抵住，挡圈a另一侧是舌形锥体，端胶筒b被挡圈b一侧抵住，挡圈b另一侧是锥体，锥体被锥体剪钉固定。
具体的，所述中心管上设置有长槽、短槽和换向槽，长槽和短槽沿中心管圆周均匀交替分布。
具体的，所述卡瓦内设置有弹簧，弹簧设置在卡瓦挡圈与卡瓦座之间，弹簧与卡瓦座抵接。
具体的，所述卡瓦座与连接套通过螺纹连接，连接套内装有剪切环，连接套与引鞋通过螺纹连接，并被螺钉b固定。
具体的，所述剪切环内装有换向柱，初始状态换向柱位于中心管上的短槽内顶端。
一种用于定位射孔的封隔器的使用方法，包括正常使用和平衡压力的步骤：
S1：正常使用时，下入时，保证封隔器换向柱位于中心管短槽中，锥体被锥体剪钉固定，卡瓦被换向柱固定，卡瓦与锥体存在间隙，保证卡瓦和胶筒处于松驰状态；
S2：封隔器通过油管或钻杆下入到井中预设位置，在下入的过程中，卡瓦在弹簧的作用下，其防磨面紧贴套管内壁，避免了卡瓦齿尖与套管接触，使卡瓦在下入过程中不会出现卡瓦齿夹合套管内表面的现象，也保证下入过程中不会磨到齿尖，很好的保证了工具的顺利下入，规避下入事故的发生，防止封隔器提前坐封；
S3：当封隔器下入到井中预设位置时，通过管柱上提中心管，卡瓦的防磨面紧贴套管内壁，中心管上提，而卡瓦防磨面在摩擦力的作用下保持卡瓦静止，卡瓦使换向柱从中心管的短槽换入长槽，此时下放管柱，换向柱在长槽滑动，下放管柱的过程中，卡瓦在摩擦力的作用下保持静止，管柱带动上部所有零件向下移动，当锥体接触卡瓦，锥体外锥面与卡瓦内锥体相互作用，使卡瓦齿尖撑开，卡瓦齿尖咬合套管内壁，锥体剪钉被剪断，管柱继续下放，此时卡瓦咬合套管内壁不动，而中心管带动上接头、胶筒套、上胶筒下移压缩胶筒，使胶筒膨胀紧贴套管内壁形成密封，而舌形锥体嵌入胶筒套也形成密封，此时封隔器管柱外就形成密封封隔，以实现后续的射孔作业；
S4：射孔完成后，上提管柱，使封隔器换向柱由长槽滑出，再下放管柱，换向柱就会由长槽换到短槽，实现封隔器的解封，封隔器卡瓦变成松弛状态，脱离套管咬合，胶筒缩回，即可将整个管柱提出井口。
一种用于定位射孔的封隔器的使用方法，还包括平衡压力的步骤：
当管柱内外压力不平衡，需要平衡压力时，封隔器坐封后，卡瓦锚定套管内壁、胶筒实现压缩密封，此时可以上提管柱一点距离，即可使用封隔器外部的旁路打开上胶筒与舌形锥体脱开，液体通过中间套和舌形锥体与中心管的间隙，实现封隔器在不解封的状态下，即卡瓦锚定套管内壁、中胶筒、端胶筒a和端胶筒b仍处于压缩密封状态，管柱内外液体的小排量循环，利于内外循环压井作业，实现管柱内外压力平衡。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
（1）本发明提供的一种用于定位射孔的封隔器及使用方法，当管柱连接定位射孔枪和封隔器，一起下入到井内预定位置后，通过上提管柱，使封隔器换向柱由短槽滑出，此时再下放管柱，换向柱就会由短槽换到长槽，实现封隔器的坐封，封隔器锚定套管内壁，胶筒实现压缩密封，即可开展后续的射孔作用；当射孔完成，上提管柱，使封隔器换向柱由长槽滑出，再下放管柱，换向柱就会由长槽换到短槽，实现封隔器的解封，即可将整个管柱提出井口。
（2）本发明提供的一种用于定位射孔的封隔器及使用方法，具有旁通功能。当管柱内外压力不平衡时，上提管柱容易造成井喷事故，因此，利用该功能可实现管柱内外的压力平衡。当封隔器坐封后（卡瓦锚定套管内壁、胶筒实现压缩密封），可以上提管柱一点距离，即可使用封隔器外部的旁路打开，实现封隔器内外管柱液体的小排量循环，利于内外循环压井作业。
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，下面将对实施例或现有技术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示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明实施例的结构示意图一；
图2是本发明实施例的结构示意图二；
图3是本发明实施例封隔状态的结构示意图一；
图4是本发明实施例封隔状态的结构示意图二；
图5是本发明实施例中心管短槽的结构示意图；
图6是本发明实施例中心管长槽的结构示意图。
图中：1-上接头、2-螺钉a、3-胶筒套、4-上胶筒、5-中心管、6-舌形锥体、7-挡圈a、8-端胶筒a、9-隔环、10-中胶筒、11-挡圈b、12-中间套、13-锥体、14-锥体剪钉、15-卡瓦、16-弹簧、17-连接套、18-剪切环、19-引鞋、20-螺钉b、21-换向柱、22-卡瓦座、23-卡瓦挡圈、24-端胶筒b。
具体实施方式
为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，以下结合附图及施例，对本发明一种用于定位射孔的封隔器及使用方法做进一步详细的描述。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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元件必须具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
为实现上述目的，如图1-图6所示，本发明提供了一种用于定位射孔的封隔器，包括上接头1、中心管5，中间套12和卡瓦15，上接头1套接于中心管5的一端，中间套12套于中心管5外侧，其上设置有胶筒和挡圈，两侧设置有舌形锥体6和锥体13，所述卡瓦15设置在卡瓦座22上，卡瓦座22套在中心管5上，上接头1上设置有上胶筒4，上胶筒4套在中心管5上，上胶筒4外侧设置有胶筒套3，将上胶筒4与上接头1连接，胶筒套3被螺钉a2固定于上接头1，胶筒分为端胶筒a8、端胶筒b24和中胶筒10，中胶筒10位于端胶筒a8和端胶筒b24，通过隔环9分隔，端胶筒a8被挡圈a7一侧抵住，挡圈a7另一侧是舌形锥体6，端胶筒b24被挡圈b11一侧抵住，挡圈b11另一侧是锥体13，锥体13被锥体剪钉14固定，中心管5上设置有长槽、短槽和换向槽，长槽和短槽沿中心管5圆周均匀交替分布，卡瓦15内设置有弹簧16，弹簧16设置在卡瓦挡圈23与卡瓦座22之间，弹簧16与卡瓦座22抵接。
具体的，所述卡瓦座22与连接套17通过螺纹连接，连接套17内装有剪切环18，连接套17与引鞋19通过螺纹连接，并被螺钉b20固定，防止剪切环18脱出，剪切环18内装有换向柱21，初始状态换向柱21位于中心管5上的短槽内顶端。
一种用于定位射孔的封隔器的使用方法：
S1：正常使用时，下入时，保证封隔器换向柱21位于中心管5短槽中，锥体13被锥体剪钉14固定，卡瓦15被换向柱21固定，卡瓦15与锥体13存在间隙，保证卡瓦15和胶筒处于松驰状态；
S2：封隔器通过油管或钻杆下入到井中预设位置，在下入的过程中，卡瓦15在弹簧16的作用下，其防磨面紧贴套管内壁，避免了卡瓦15齿尖与套管接触，使卡瓦15在下入过程中不会出现卡瓦15齿夹合套管内表面的现象，也保证下入过程中不会磨到齿尖，很好的保证了工具的顺利下入，规避下入事故的发生，防止封隔器提前坐封；
S3：当封隔器下入到井中预设位置时，通过管柱上提中心管5，卡瓦15的防磨面紧贴套管内壁，中心管5上提，而卡瓦15防磨面在摩擦力的作用下保持卡瓦静止，卡瓦15使换向柱21从中心管5的短槽换入长槽，此时下放管柱，换向柱21在长槽滑动，下放管柱的过程中，卡瓦15在摩擦力的作用下保持静止，管柱带动上部所有零件向下移动，当锥体13接触卡瓦15，锥体13外锥面与卡瓦15内锥体相互作用，使卡瓦15齿尖撑开，卡瓦15齿尖咬合套管内壁，锥体剪钉14被剪断，管柱继续下放，此时卡瓦15咬合套管内壁不动，而中心管5带动上接头1、胶筒套3、上胶筒4下移压缩胶筒，使胶筒膨胀紧贴套管内壁形成密封，而舌形锥体6嵌入胶筒套3也形成密封，此时封隔器管柱外就形成密封封隔，以实现后续的射孔作业；
S4：射孔完成后，上提管柱，使封隔器换向柱21由长槽滑出，再下放管柱，换向柱21就会由长槽换到短槽，实现封隔器的解封，封隔器卡瓦15变成松弛状态，脱离套管咬合，胶筒缩回，即可将整个管柱提出井口。
当管柱内外压力不平衡，需要平衡压力时，封隔器坐封后，卡瓦15锚定套管内壁、胶筒实现压缩密封，此时可以上提管柱一点距离，即可使用封隔器外部的旁路打开上胶筒4与舌形锥体6脱开，液体通过中间套12和舌形锥体6与中心管5的间隙，实现封隔器在不解封的状态下，即卡瓦15锚定套管内壁、中胶筒10、端胶筒a8和端胶筒b24仍处于压缩密封状态，管柱内外液体的小排量循环，利于内外循环压井作业，实现管柱内外压力平衡。
该封隔器与定位射孔枪配套使用，当管柱连接定位射孔枪和封隔器，一起下入到井内预定位置后，通过上提管柱，使封隔器换向柱由短槽滑出，此时再下放管柱，换向柱就会由短槽换到长槽，实现封隔器的坐封，封隔器锚定套管内壁，胶筒实现压缩密封，即可开展后续的射孔作用，当射孔完成，上提管柱，使封隔器换向柱由长槽滑出，再下放管柱，换向柱就会由长槽换到短槽，实现封隔器的解封，封隔器卡瓦变成松弛状态，脱离套管咬合，胶筒缩回，即可将整个管柱提出井口。
该封隔器具有旁通功能，当管柱内外压力不平衡时，上提管柱容易造成井喷事故，因此，利用该功能可实现管柱内外的压力平衡。当封隔器坐封后，卡瓦锚定套管内壁、胶筒实现压缩密封，可以通过上提管柱一点距离，使封隔器外部的旁路打开，实现封隔器内外管柱液体的小排量循环，利于内外循环压井作业。
可以理解，本发明使通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。
Claims (10)
1.一种用于定位射孔的封隔器，包括上接头（1）、中心管（5），中间套（12）和卡瓦（15），其特征在于，所述上接头（1）套接于中心管（5）的一端，所述中间套（12）套于中心管（5）外侧，其上设置有胶筒和挡圈，两侧设置有舌形锥体（6）和锥体（13），所述卡瓦（15）设置在卡瓦座（22）上，卡瓦座（22）套在中心管（5）上。
2.根据权利要求1所述的一种用于定位射孔的封隔器，其特征在于，所述上接头（1）上设置有上胶筒（4），所述上胶筒（4）套在中心管（5）上，上胶筒（4）外侧设置有胶筒套（3），将上胶筒（4）与上接头（1）连接，所述胶筒套（3）被螺钉a（2）固定于上接头（1）。
3.根据权利要求1所述的一种用于定位射孔的封隔器，其特征在于，所述胶筒分为端胶筒a（8）、端胶筒b（24）和中胶筒（10），中胶筒（10）位于端胶筒a（8）和端胶筒b（24），通过隔环（9）分隔。
4.根据权利要求3所述的一种用于定位射孔的封隔器，其特征在于，所述端胶筒a（8）被挡圈a（7）一侧抵住，挡圈a（7）另一侧是舌形锥体（6），所述端胶筒b（24）被挡圈b（11）一侧抵住，挡圈b（11）另一侧是锥体（13），所述锥体（13）被锥体剪钉（14）固定。
5.根据权利要求1所述的一种用于定位射孔的封隔器，其特征在于，所述中心管（5）上设置有长槽、短槽和换向槽，长槽和短槽沿中心管（5）圆周均匀交替分布。
6.根据权利要求1所述的一种用于定位射孔的封隔器，其特征在于，所述卡瓦（15）内设置有弹簧（16），所述弹簧（16）设置在卡瓦挡圈（23）与卡瓦座（22）之间，弹簧（16）与卡瓦座（22）抵接。
7.根据权利要求6所述的一种用于定位射孔的封隔器，其特征在于，所述卡瓦座（22）与连接套（17）通过螺纹连接，所述连接套（17）内装有剪切环（18），所述连接套（17）与引鞋（19）通过螺纹连接，并被螺钉b（20）固定。
8.根据权利要求7所述的一种用于定位射孔的封隔器，其特征在于，所述剪切环（18）内装有换向柱（21），初始状态换向柱（21）位于中心管（5）上的短槽内顶端。
9.一种用于定位射孔的封隔器的使用方法，基于如权利要求1-8任意一项所述的一种用于定位射孔的封隔器，其特征在于，包括正常使用和平衡压力的步骤：
S1：正常使用时，下入时，保证封隔器换向柱（21）位于中心管（5）短槽中，锥体（13）被锥体剪钉（14）固定，卡瓦（15）被换向柱（21）固定，卡瓦（15）与锥体（13）存在间隙，保证卡瓦（15）和胶筒处于松驰状态；
S2：封隔器通过油管或钻杆下入到井中预设位置，在下入的过程中，卡瓦（15）在弹簧（16）的作用下，其防磨面紧贴套管内壁，避免了卡瓦（15）齿尖与套管接触，使卡瓦（15）在下入过程中不会出现卡瓦（15）齿夹合套管内表面的现象，也保证下入过程中不会磨到齿尖，很好的保证了工具的顺利下入，规避下入事故的发生，防止封隔器提前坐封；
S3：当封隔器下入到井中预设位置时，通过管柱上提中心管（5），卡瓦（15）的防磨面紧贴套管内壁，中心管（5）上提，而卡瓦（15）防磨面在摩擦力的作用下保持卡瓦静止，卡瓦（15）使换向柱（21）从中心管（5）的短槽换入长槽，此时下放管柱，换向柱（21）在长槽滑动，下放管柱的过程中，卡瓦（15）在摩擦力的作用下保持静止，管柱带动上部所有零件向下移动，当锥体（13）接触卡瓦（15），锥体（13）外锥面与卡瓦（15）内锥体相互作用，使卡瓦（15）齿尖撑开，卡瓦（15）齿尖咬合套管内壁，锥体剪钉（14）被剪断，管柱继续下放，此时卡瓦（15）咬合套管内壁不动，而中心管（5）带动上接头（1）、胶筒套（3）、上胶筒（4）下移压缩胶筒，使胶筒膨胀紧贴套管内壁形成密封，而舌形锥体（6）嵌入胶筒套（3）也形成密封，此时封隔器管柱外就形成密封封隔，以实现后续的射孔作业；
S4：射孔完成后，上提管柱，使封隔器换向柱（21）由长槽滑出，再下放管柱，换向柱（21）就会由长槽换到短槽，实现封隔器的解封，封隔器卡瓦（15）变成松弛状态，脱离套管咬合，胶筒缩回，即可将整个管柱提出井口。
10.根据权利要求9所述的一种用于定位射孔的封隔器的使用方法，其特征在于，还包括平衡压力的步骤：
当管柱内外压力不平衡，需要平衡压力时，封隔器坐封后，卡瓦（15）锚定套管内壁、胶筒实现压缩密封，此时可以上提管柱一点距离，即可使用封隔器外部的旁路打开上胶筒（4）与舌形锥体（6）脱开，液体通过中间套（12）和舌形锥体（6）与中心管（5）的间隙，实现封隔器在不解封的状态下，即卡瓦（15）锚定套管内壁、中胶筒（10）、端胶筒a（8）和端胶筒b（24）仍处于压缩密封状态，管柱内外液体的小排量循环，利于内外循环压井作业，实现管柱内外压力平衡。
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhang Zhengxu Inventor after: Li Rui Inventor after: Huo Yonghui Inventor before: Dan Xiaohua Inventor before: Xu Xiangqiang Inventor before: Huo Yonghui |