CN201778750U - 悬挂压裂封隔器 - Google Patents
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Abstract
悬挂压裂封隔器，应用于油气田修井封隔油、套环空间隙。在中心管的外壁上部套有圆环形上卡瓦；上卡瓦的顶端在中心管台阶面的下部，上卡瓦的中心孔下端有内圆锥面；上锥座套在中心管的外壁上，上锥座的上锥面插入上卡瓦的内圆锥面内；中心管的外壁上套有胶筒，胶筒的两端有护环；在中心管的外壁套有下锥座，下锥座在胶筒的下部；在中心管的外壁套有下卡瓦，下卡瓦的中心孔上端有内圆锥面，下锥座的下锥面插入下卡瓦的内圆锥面内；在上锥座与胶筒之间有防突装置；在胶筒与下锥座之间有防突装置。效果是：延长了封隔器的使用寿命，提高了封隔器的密封效果，满足压裂过程中管柱受到双向力的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气田修井技术领域，特别涉及一种适用于裸眼气田水平井悬挂压裂用的井下专用工具，是一种封隔油、套环空间隙的悬挂压裂封隔器。
背景技术
近年来，在进行水平井压裂改造时，为了降低下钻途中遇阻风险，用钻杆下入工具管串，并用悬挂封隔器实现井下悬挂；丢手后再下入压裂试气管柱对接，然后进行压裂施工。悬挂封隔器作用就是将井下管柱悬挂在外套管壁上，承受压裂施工向上向下双向作用力，同时，压裂时起封隔油、套环空间隙的作用。它是通过机械机构或者液压力使卡瓦张开，将与之连接的井下管柱悬挂在套管中，并且使胶筒膨胀封隔油、套环空间隙。中国专利申请号200810106226.4提供了一种复式憋压得旋流尾管悬挂封隔器，属于固井工具的制造技术领域。具有能实现尾管与上层套管长效封隔和避免循环通道堵塞的特点。该技术缺陷是封隔器连接在悬挂器的上端，悬挂和封隔是分离的，机构复杂且承压低。悬挂器卡瓦采用单向结构，不能满足压裂施工要求。中国专利申请号200920110298.6提供了一种膨胀管式尾管悬挂器，能在固井过程中旋转管柱和上下活动管柱，改善环空水泥浆流动性，提高固井质量。该技术不足是只有悬挂作用，而且悬挂也只是承受单向向下的拉力，不能防上顶，承载力且有限，不具备封隔油套环空间隙的作用，不能满足压裂施工的管柱向上或向下的作用力和封隔油套环空的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是：提供一种悬挂压裂封隔器，采用上下卡瓦依次破裂的固定悬挂方式，能在裸眼气田水平井中进行悬挂封隔，能满足压裂施工封隔油套环空的要求。
本实用新型采用的技术方案是：悬挂压裂封隔器，主要由中心管、上卡瓦、上锥座、护环、胶筒、下锥座、下卡瓦、活塞、剪切销钉、缸套和下接头组成，在中心管的上端有内螺纹，在中心管的下端有外螺纹，中心管下端螺纹连接有下接头，其特征在于：在中心管的外壁上部套有圆环形上卡瓦；上卡瓦的顶端在中心管台阶面的下部，上卡瓦的中心孔下端有内圆锥面；上锥座套在中心管的外壁上，上锥座的上锥面插入上卡瓦的内圆锥面内；中心管的外壁上套有胶筒，胶筒的两端有护环；在中心管的外壁套有下锥座，下锥座在胶筒的下部；在中心管的外壁套有下卡瓦，下卡瓦的中心孔上端有内圆锥面，下锥座的下锥面插入下卡瓦的内圆锥面内；在上锥座与胶筒之间有防突装置；在胶筒与下锥座之间有防突装置。
在中心管的外壁套有环形活塞，活塞在下锥座的下部；在中心管的外壁和活塞内壁之间有锁紧机构，当活塞向上移动后锁紧机构能把活塞固定在向上移动到的位置上，不能向下滑动；在活塞上有缸套，缸套与活塞之间通过剪切销钉固定。缸套的下端有内螺纹，缸套与下接头之间螺纹固定。在下接头的上端面与活塞下端面之间形成环形的活塞下腔；在中心管壁上有进液孔，进液孔与活塞下腔相对。
在胶筒内壁上有环形凹槽，在环形凹槽内有一个环形压环和一个0型密封圈。
防突装置是由一个圆环形的上防突环和一个圆环形下防突环组成，上防突环和下防突环的横截面为直角三角形，上防突环与下防突环重叠后的横截面为等腰三角形。
所述的锁紧机构的结构是：在活塞的内壁上有内卡簧槽，在内卡簧槽内有锁环，在中心管的外壁上有外卡簧槽。
简述悬挂压裂封隔器的工作原理。参阅图1。该悬挂封隔器采用悬挂固定、液压坐封、永久式钻铣解封的工作方式。采用钻杆将悬挂封隔器下入套管相应位置后，井口从钻杆施加液体压力时，液体通过中心管1的进液孔17进入活塞下腔14，推动活塞11向上移动，从而拉断剪切销钉12，活塞11上行依次推动下卡瓦10、下锥座9、防突机构，并压缩胶筒7，推动上锥座3，并撑开上卡瓦2，上卡瓦2首先破裂，上卡瓦2的卡瓦牙嵌入套管内壁，将悬挂封隔器上端固定在套管内，并防止管柱上顶。活塞11继续上行，压缩胶筒7，撑开护环6，实现坐封，封隔油、套环形空间，并且沿着锥面挤压上防突环4、下防突环5，带有弹性的防突环撑开贴在套管内壁上，防止胶筒7在压缩过程中发生突变。活塞11仍然继续上行，使下卡瓦10沿下锥座9上行，下卡瓦10最终破裂，下卡瓦10的卡瓦牙嵌入套管内壁，实现将管柱悬挂在外层套管上的目的。带有内卡簧槽的活塞11推动带有内卡簧槽的锁环18上行与带有外卡簧槽的中心管1啮合，锁紧机构进入锁紧状态，防止胶筒7坐封后松动。封隔器采用永久式坐封，只能通过钻铣方式解封。
本实用新型悬挂压裂封隔器的有益效果：
1、采用上下卡瓦依次破裂的固定于套管上，上卡瓦防止压裂施工过程中，井下管柱伸缩引起的封隔器胶筒的蠕动变形，延长了封隔器的使用寿命。可满足压裂过程中管柱受到双向力的要求。
2、采用了双重密封，在胶筒内部增加内压环和密封圈。封隔器胶筒受到挤压膨胀后，胶筒中间开槽部位与内压环两侧贴紧，防止胶筒中间部位突起造成漏失，增加了胶筒的密封性。并提高了封隔器的承压能力。能满足压裂施工封隔油套环空的要求。
3、采用防突机构，活塞上行沿着锥面挤压防突环，开槽的防突环带有弹性，被撑开后紧贴在套管壁上，防止了胶筒挤压变形后发生突变，提高了封隔器的密封效果，延长了胶筒的寿命。
附图说明
图1是本实用新型悬挂压裂封隔器结构剖面示意图。
图中，1.中心管，2.上卡瓦，3.上锥座，4.上防突环，5.下防突环，6.护环，7.胶筒，8.内压环，9.下锥座，10.下卡瓦，11.活塞，12.剪切销钉，13.缸套，14.活塞下腔，15.密封垫圈，16.下接头，17.进液孔，18.锁环。
具体实施方式
实施例1：以一个悬挂压裂封隔器为例，对本实用新型作进一步详细说明。
参阅图1。本实用新型悬挂压裂封隔器，主要由中心管1、上卡瓦2、上锥座3、上防突环4、下防突环5、护环6、胶筒7、下锥座9、下卡瓦10、活塞11、剪切销钉12、缸套13和下接头16组成。中心管1的上端有API内螺纹，在中心管1的下端有API外螺纹，中心管1下端螺纹连接有一个下接头16，下接头16的下端有外螺纹，能连接在油管柱上。
在中心管1的外壁上部套有一个圆环形上卡瓦2；上卡瓦2的顶端在中心管1台阶面的下部，上卡瓦2的中心孔下端有内圆锥面；上锥座3套在中心管1的外壁上，上锥座3的上锥面插入上卡瓦2的内圆锥面内；中心管1的外壁上套有胶筒7，胶筒7的两端分别有一个护环6；在胶筒7内壁上有一个环形凹槽，在环形凹槽内有一个环形压环8和一个O型密封圈。在中心管1的外壁套有下锥座9，下锥座9在胶筒7的下部；在中心管1的外壁套有下卡瓦10，下卡瓦10的中心孔上端有内圆锥面，下锥座9的下锥面插入下卡瓦10的内圆锥面内；在上锥座3与胶筒7之间有防突装置；在胶筒7与下锥座9之间有防突装置。防突装置是由一个圆环形的上防突环4和一个圆环形下防突环5组成，上防突环4和下防突环5的横截面为直角三角形，上防突环4与下防突环5重叠后的横截面为等腰三角形。上卡瓦2和下卡瓦10外壁上有轴向凹槽，通过凹槽能使上卡瓦2和下卡瓦10膨胀破裂。
在中心管1的外壁套有环形活塞11，活塞11在下锥座9的下部；在中心管1的外壁和活塞11内壁之间有锁紧机构，即在活塞11的内壁上有内卡簧槽，在内卡簧槽内有锁环18，在中心管1的外壁上有外卡簧槽。当活塞11向上移动后锁紧机构能把活塞11固定在向上移动到的位置上，不能向下滑动；在活塞11上有缸套13，缸套13与活塞11之间通过剪切销钉12固定。缸套13的下端有内螺纹，缸套13与下接头16之间螺纹固定，在缸套13的下端面与下接头16台阶面之间有一个密封垫圈15。在下接头16的上端面与活塞11下端面之间形成环形的活塞下腔14；在中心管1壁上有两个横向进液孔17，进液孔17与活塞下腔14相对。
Claims (4)
1.一种悬挂压裂封隔器，主要由中心管(1)、上卡瓦(2)、上锥座(3)、护环(6)、胶筒(7)、下锥座(9)、下卡瓦(10)、活塞(11)、剪切销钉(12)、缸套(13)和下接头(16)组成，在中心管(1)的上端有内螺纹，在中心管(1)的下端有外螺纹，中心管(1)下端螺纹连接有下接头(16)，其特征在于：在中心管(1)的外壁上部套有圆环形上卡瓦(2)；上卡瓦(2)的顶端在中心管(1)台阶面的下部，上卡瓦(2)的中心孔下端有内圆锥面；上锥座(3)套在中心管(1)的外壁上，上锥座(3)的上锥面插入上卡瓦(2)的内圆锥面内；中心管(1)的外壁上套有胶筒(7)，胶筒(7)的两端有护环(6)；在中心管(1)的外壁套有下锥座(9)，下锥座(9)在胶筒(7)的下部；在中心管(1)的外壁套有下卡瓦(10)，下卡瓦(10)的中心孔上端有内圆锥面，下锥座(9)的下锥面插入下卡瓦(10)的内圆锥面内；在上锥座(3)与胶筒(7)之间有防突装置；在胶筒(7)与下锥座(9)之间有防突装置；
在中心管(1)的外壁套有环形活塞(11)，活塞(11)在下锥座(9)的下部；在中心管(1)的外壁和活塞(11)内壁之间有锁紧机构；在活塞(11)上有缸套(13)，缸套(13)与活塞(11)之间通过剪切销钉(12)固定；缸套(13)的下端有内螺纹，缸套(13)与下接头(16)之间螺纹固定；在下接头(16)的上端面与活塞(11)下端面之间形成环形的活塞下腔(14)；在中心管(1)壁上有进液孔(17)，进液孔(17)与活塞下腔(14)相对。
2.根据权利要求1所述的悬挂压裂封隔器，其特征是：在胶筒(7)内壁上有环形凹槽，在环形凹槽内有一个环形压环(8)和一个O型密封圈。
3.根据权利要求1或2所述的悬挂压裂封隔器，其特征是：防突装置是由一个圆环形的上防突环(4)和一个圆环形下防突环(5)组成，上防突环(4)和下防突环(5)的横截面为直角三角形，上防突环(4)与下防突环(5)重叠后的横截面为等腰三角形。
4.根据权利要求1或2所述的悬挂压裂封隔器，其特征是：所述的锁紧机构的结构是：在活塞(11)的内壁上有内卡簧槽，在内卡簧槽内有锁环(18)，在中心管(1)的外壁上有外卡簧槽。
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