CN202047785U - 高承压封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油钻采使用的承压封隔器技术领域，是一种高承压封隔器，其包括上接箍、中心管、剪切螺塞、胶筒封隔装置、高耐压锁定装置和液压阀组装置；中心管的上端外部通过螺纹固定安装有上接箍，中心管的内腔壁下部有径向螺塞孔，径向螺塞孔内部固定安装有能够被蹩压胶塞剪断的剪切螺塞，中心管中部外侧通过高耐压锁定装置安装有能够在注入液体后径向膨胀使井眼封隔的胶筒封隔装置。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其胶筒封隔装置为硫化在两端有凹槽及台阶的薄壁筒状膨胀架管上的橡胶筒，并通过带有锁定螺钉的上下端盖和开口环来锁定胶筒封隔装置，从而大幅提高了其承压能力，具有承压能力高、安全可靠、简便省力的特点。

Description

高承压封隔器

技术领域

本实用新型涉及石油钻采使用的承压封隔器技术领域，是一种高承压封隔器。

背景技术

在石油钻采施工中，为阻止下层气、液进入上层空间，防止固井后套管外冒油、气、水现象，避免异常地层压力或因水泥浆失重现象导致高压油、气、水侵入侯凝期间的水泥环，需要使用高承压封隔器。而现有使用的水泥浆填充式高承压封隔器在实际使用过程中存在以下不足：胶筒两端使用软金属叠加层以提高胶筒的承压能力，但是由于软金属为叠加而成，其承压能力仍然相当有限并存在安全隐患。

发明内容

本实用新型提供了一种高承压封隔器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有水泥浆填充式高承压封隔器存在的承压能力较低、可靠性低、存在安全隐患的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种高承压封隔器，包括上接箍、中心管、剪切螺塞、胶筒封隔装置、高耐压锁定装置和液压阀组装置；中心管的上端外部通过螺纹固定安装有上接箍，中心管的内腔壁下部有径向螺塞孔，径向螺塞孔内部固定安装有能够被蹩压胶塞剪断的剪切螺塞，剪切螺塞的内部有螺塞液孔，中心管中部外侧通过高耐压锁定装置安装有能够在注入液体后径向膨胀使井眼封隔的胶筒封隔装置，胶筒封隔装置与中心管之间有能够注入液体的储液腔，胶筒封隔装置下部安装有液压阀组装置，螺塞液孔通过液压阀组装置与储液腔相连通。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述胶筒封隔装置可包括上开口环、下开口环、膨胀架管、橡胶筒和液压阀箍；中心管的上部外侧和下部外侧分别有上限位环槽和下限位环槽，上开口环套装在上限位环槽内部，下开口环套装在下限位环槽内部，膨胀架管下部固定安装有液压阀箍，液压阀箍上安装有液压阀组装置，膨胀架管和液压阀箍套装在上开口环和下开口环之间的中心管外部，膨胀架管的上端面压紧在上开口环的下端面上，液压阀箍的下端面压紧在下开口环的上端面上；储液腔包括架管储液凹腔和阀箍储液凹腔，膨胀架管的内部有架管腔，架管腔的中部和下部内壁上有架管储液凹腔，液压阀箍的内部有阀箍腔，阀箍腔的上部内壁上有阀箍储液凹腔，架管储液凹腔的下端与阀箍储液凹腔的上端相连通；膨胀架管通过架管腔套装在中心管的上部外侧，膨胀架管的中部外侧有架管卡槽并固定连接有橡胶筒，膨胀架管的上端有架管上轴颈，膨胀架管的下端有架管下轴颈，架管下轴颈外侧有架管螺纹；液压阀箍的外侧下部有外侧带有阀箍下螺纹的阀箍轴颈，阀箍腔的中部内壁上有阀箍环形凹槽，阀箍储液凹腔位于阀箍环形凹槽上方的阀箍腔内壁上，阀箍储液凹腔通过液压阀组装置与阀箍环形凹槽相连通，阀箍储液凹腔的上部内壁上有阀箍连接凹腔，阀箍连接凹腔的内壁上有阀箍上螺纹，液压阀箍通过阀箍上螺纹和架管螺纹固定安装在架管下轴颈上；中心管的内腔壁上对应阀箍环形凹槽的位置有径向螺塞孔，剪切螺塞包括剪钉头和剪钉杆，剪钉头位于中心管内腔内，剪钉头的外端与剪钉杆的内端连为一体，剪钉杆的外部有螺纹并固定安装在径向螺塞孔内部，剪钉杆的体内有轴向的螺塞液孔，螺塞液孔的内端位于剪钉头体内，螺塞液孔的外端位于剪钉杆的外端面上并与阀箍环形凹槽相连通。

上述高耐压锁定装置可包括上端盖和下端盖；胶筒封隔装置的上部固定安装有上端盖，上端盖的内部有内径与中心管外径相配合的上盖心孔，上盖心孔的中部内壁上有能够容纳上开口环的上盖环形凹腔，上盖环形凹腔下部的内腔壁上有能够容纳架管上轴颈的上盖限位凹腔，上端盖通过上盖心孔、上盖环形凹腔和上盖限位凹腔分别套装在中心管、上开口环和架管上轴颈外部，架管上轴颈的上端面压紧在上盖限位凹腔的上端面上；液压阀箍的下部固定安装有下端盖，下端盖的内部有内径与中心管外径相配合的下盖心孔，下盖心孔的中部内壁上有能够容纳下开口环的下盖环形凹腔，下盖环形凹腔上部的内腔壁上有能够容纳阀箍轴颈的下盖限位凹腔，下盖限位凹腔的内壁上有下盖螺纹，下端盖通过下盖螺纹和阀箍下螺纹固定安装在阀箍轴颈上并通过下盖心孔和下盖环形凹腔分别套装在中心管和下开口环外部。

上述上端盖的外侧可有不少于一个的内端与上盖环形凹腔相连通的上盖径向螺孔并固定安装有上锁定螺钉，上锁定螺钉的内端顶紧在上开口环的外侧面上；下端盖的外侧可有不少于一个的内端与下盖环形凹腔相连通的下盖径向螺孔并固定安装有下锁定螺钉，下锁定螺钉的内端顶紧在下开口环的外侧面上。

上述架管腔的上部内壁上可有不少于一个的上密封槽并安装有上密封圈，阀箍腔的下部内壁上可有不少于一个的下密封槽并安装有下密封圈。

上述架管卡槽的上端面和下端面分别可为阶梯台面，橡胶筒的上端面和下端面分别与架管卡槽的上端面和下端面相配合。

上述液压阀组装置可包括滤网、锁紧阀、单流阀和限压阀，液压阀箍的外侧有伸入液压阀箍体内的锁阀孔、单阀孔和限阀孔并分别固定安装有锁紧阀、单流阀和限压阀，阀箍环形凹槽的侧壁上有与锁阀孔内端相连通的阶梯孔，滤网固定安装在阶梯孔内部。

上述中心管的下端外侧可有心管下螺纹。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其胶筒封隔装置为硫化在两端有凹槽及台阶的薄壁筒状膨胀架管上的橡胶筒，并通过带有锁定螺钉的上下端盖和开口环来锁定胶筒封隔装置，从而大幅提高了其承压能力，具有承压能力高、安全可靠、简便省力的特点。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的主视半剖结构示意图。

附图2为附图1的上半部分的放大结构示意图。

附图3为附图1的下半部分的放大结构示意图。

附图4为附图3中A处的阶梯剖视放大结构示意图。

附图中的编码分别为：1为上接箍，2为中心管，3为剪切螺塞，4为径向螺塞孔，5为螺塞液孔，6为上开口环，7为下开口环，8为膨胀架管，9为橡胶筒，10为液压阀箍，11为上限位环槽，12为下限位环槽，13为架管储液凹腔，14为阀箍储液凹腔，15为架管腔，16为阀箍腔，17为架管卡槽，18为架管上轴颈，19为架管下轴颈，20为阀箍轴颈，21为阀箍环形凹槽，22为阀箍连接凹腔，23为上端盖，24为下端盖，25为上盖心孔，26为上盖环形凹腔，27为上盖限位凹腔，28为下盖心孔，29为下盖环形凹腔，30为下盖限位凹腔，31为上盖径向螺孔，32为上锁定螺钉，33为下盖径向螺孔，34为下锁定螺钉，35为上密封槽，36为下密封槽，37为滤网，38为锁紧阀，39为单流阀，40为限压阀，41为锁阀孔，42为单阀孔，43为限阀孔，44为心管下螺纹。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图的布图方式来进行描述的，如：上、下、左右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合最佳实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1所示，该高承压封隔器包括上接箍1、中心管2、剪切螺塞3、胶筒封隔装置、高耐压锁定装置和液压阀组装置；中心管2的上端外部通过螺纹固定安装有上接箍1，中心管2的内腔壁下部有径向螺塞孔4，径向螺塞孔4内部固定安装有能够被蹩压胶塞剪断的剪切螺塞3，剪切螺塞3的内部有螺塞液孔5，中心管2中部外侧通过高耐压锁定装置安装有能够在注入液体后径向膨胀使井眼封隔的胶筒封隔装置，胶筒封隔装置与中心管2之间有能够注入液体的储液腔，胶筒封隔装置下部安装有液压阀组装置，螺塞液孔5通过液压阀组装置与储液腔相连通。通过高耐压锁定装置和胶筒封隔装置能够使本实用新型有较高的承压能力和可靠性。

可根据实际需要，对上述高承压封隔器作进一步优化或/和改进：

如附图1、2、3所示，胶筒封隔装置包括上开口环6、下开口环7、膨胀架管8、橡胶筒9和液压阀箍10；中心管2的上部外侧和下部外侧分别有上限位环槽11和下限位环槽12，上开口环6套装在上限位环槽11内部，下开口环7套装在下限位环槽12内部，膨胀架管8下部固定安装有液压阀箍10，液压阀箍10上安装有液压阀组装置，膨胀架管8和液压阀箍10套装在上开口环6和下开口环7之间的中心管2外部，膨胀架管8的上端面压紧在上开口环6的下端面上，液压阀箍10的下端面压紧在下开口环7的上端面上；储液腔包括架管储液凹腔13和阀箍储液凹腔14，膨胀架管8的内部有架管腔15，架管腔15的中部和下部内壁上有架管储液凹腔13，液压阀箍10的内部有阀箍腔16，阀箍腔16的上部内壁上有阀箍储液凹腔14，架管储液凹腔13的下端与阀箍储液凹腔14的上端相连通；膨胀架管8通过架管腔15套装在中心管2的上部外侧，膨胀架管8的中部外侧有架管卡槽17并固定连接有橡胶筒9，膨胀架管8的上端有架管上轴颈18，膨胀架管8的下端有架管下轴颈19，架管下轴颈19外侧有架管螺纹；液压阀箍10的外侧下部有外侧带有阀箍下螺纹的阀箍轴颈20，阀箍腔16的中部内壁上有阀箍环形凹槽21，阀箍储液凹腔14位于阀箍环形凹槽21上方的阀箍腔16内壁上，阀箍储液凹腔14通过液压阀组装置与阀箍环形凹槽21相连通，阀箍储液凹腔14的上部内壁上有阀箍连接凹腔22，阀箍连接凹腔22的内壁上有阀箍上螺纹，液压阀箍10通过阀箍上螺纹和架管螺纹固定安装在架管下轴颈19上；中心管2的内腔壁上对应阀箍环形凹槽21的位置有径向螺塞孔4，剪切螺塞3包括剪钉头和剪钉杆，剪钉头位于中心管2内腔内，剪钉头的外端与剪钉杆的内端连为一体，剪钉杆的外部有螺纹并固定安装在径向螺塞孔4内部，剪钉杆的体内有轴向的螺塞液孔5，螺塞液孔5的内端位于剪钉头体内，螺塞液孔5的外端位于剪钉杆的外端面上并与阀箍环形凹槽21相连通。通过上开口环6和下开口环7能够限定膨胀架管8、橡胶筒9和液压阀箍10的轴向位置。

如附图2、3所示，高耐压锁定装置包括上端盖23和下端盖24；胶筒封隔装置的上部固定安装有上端盖23，上端盖23的内部有内径与中心管2外径相配合的上盖心孔25，上盖心孔25的中部内壁上有能够容纳上开口环6的上盖环形凹腔26，上盖环形凹腔26下部的内腔壁上有能够容纳架管上轴颈18的上盖限位凹腔27，上端盖23通过上盖心孔25、上盖环形凹腔26和上盖限位凹腔27分别套装在中心管2、上开口环6和架管上轴颈18外部，架管上轴颈18的上端面压紧在上盖限位凹腔27的上端面上；液压阀箍10的下部固定安装有下端盖24，下端盖24的内部有内径与中心管2外径相配合的下盖心孔28，下盖心孔28的中部内壁上有能够容纳下开口环7的下盖环形凹腔29，下盖环形凹腔29上部的内腔壁上有能够容纳阀箍轴颈20的下盖限位凹腔30，下盖限位凹腔30的内壁上有下盖螺纹，下端盖24通过下盖螺纹和阀箍下螺纹固定安装在阀箍轴颈20上并通过下盖心孔28和下盖环形凹腔29分别套装在中心管2和下开口环7外部。通过上端盖23和下端盖24能够进一步锁定膨胀架管8、橡胶筒9和液压阀箍10的轴向位置，并且具有较高的承压能力。

如附图2、3所示，上端盖23的外侧有不少于一个的内端与上盖环形凹腔26相连通的上盖径向螺孔31并固定安装有上锁定螺钉32，上锁定螺钉32的内端顶紧在上开口环6的外侧面上；下端盖24的外侧有不少于一个的内端与下盖环形凹腔29相连通的下盖径向螺孔33并固定安装有下锁定螺钉34，下锁定螺钉34的内端顶紧在下开口环7的外侧面上。通过上锁定螺钉32能够将上开口环6锁紧在上端盖23的上盖环形凹腔26内，通过下锁定螺钉34能够将下开口环7锁紧在下端盖24的下盖环形凹腔29内，进一步提高胶筒封隔装置的承压能力。

如附图2、3所示，架管腔15的上部内壁上有不少于一个的上密封槽35并安装有上密封圈，阀箍腔16的下部内壁上有不少于一个的下密封槽36并安装有下密封圈。上密封圈和下密封圈能够保证架管储液凹腔13和阀箍储液凹腔14的密封性。

如附图2、3所示，架管卡槽17的上端面和下端面分别为阶梯台面，橡胶筒9的上端面和下端面分别与架管卡槽17的上端面和下端面相配合。橡胶筒9最好硫化固定在膨胀架管8上，架管卡槽17的上端面和下端面为阶梯台面能够进一步提高膨胀架管8与橡胶筒9结合处的牢固程度。

如附图3、4所示，液压阀组装置包括滤网37、锁紧阀38、单流阀39和限压阀40，液压阀箍10的外侧有伸入液压阀箍10体内的锁阀孔41、单阀孔42和限阀孔43并分别固定安装有锁紧阀38、单流阀39和限压阀40，阀箍环形凹槽21的侧壁上有与锁阀孔41内端相连通的阶梯孔，滤网37固定安装在阶梯孔内部。液压阀组装置为现有常规水泥浆填充式高承压封隔器上的液压阀组装置。

如附图1、3所示，中心管2的下端外侧有心管下螺纹44。通过心管下螺纹44，本实用新型能够方便地与下方的其他部件固定连接在一起。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本实用新型最佳实施例的工作过程是：首先，将本实用新型连接在套管上并下入到井内的设定位置，需要封隔井眼时，投下蹩压胶塞并进行蹩压，蹩压胶塞剪断剪切螺塞3，水泥浆等流体通过螺塞液孔5、阀箍环形凹槽21、滤网37、锁紧阀38、单流阀39、限压阀40并进入阀箍储液凹腔14内；接着，由于阀箍储液凹腔14与架管储液凹腔13相连通，压力液体进入架管储液凹腔13内部；最后，继续蹩压使得膨胀架管8带动橡胶筒9发生径向膨胀，使井眼的环形空间封隔。

Claims (10)

1.一种高承压封隔器，其特征在于包括上接箍、中心管、剪切螺塞、胶筒封隔装置、高耐压锁定装置和液压阀组装置；中心管的上端外部通过螺纹固定安装有上接箍，中心管的内腔壁下部有径向螺塞孔，径向螺塞孔内部固定安装有能够被蹩压胶塞剪断的剪切螺塞，剪切螺塞的内部有螺塞液孔，中心管中部外侧通过高耐压锁定装置安装有能够在注入液体后径向膨胀使井眼封隔的胶筒封隔装置，胶筒封隔装置与中心管之间有能够注入液体的储液腔，胶筒封隔装置下部安装有液压阀组装置，螺塞液孔通过液压阀组装置与储液腔相连通。

2.根据权利要求1所述的高承压封隔器，其特征在于胶筒封隔装置包括上开口环、下开口环、膨胀架管、橡胶筒和液压阀箍；中心管的上部外侧和下部外侧分别有上限位环槽和下限位环槽，上开口环套装在上限位环槽内部，下开口环套装在下限位环槽内部，膨胀架管下部固定安装有液压阀箍，液压阀箍上安装有液压阀组装置，膨胀架管和液压阀箍套装在上开口环和下开口环之间的中心管外部，膨胀架管的上端面压紧在上开口环的下端面上，液压阀箍的下端面压紧在下开口环的上端面上；储液腔包括架管储液凹腔和阀箍储液凹腔，膨胀架管的内部有架管腔，架管腔的中部和下部内壁上有架管储液凹腔，液压阀箍的内部有阀箍腔，阀箍腔的上部内壁上有阀箍储液凹腔，架管储液凹腔的下端与阀箍储液凹腔的上端相连通；膨胀架管通过架管腔套装在中心管的上部外侧，膨胀架管的中部外侧有架管卡槽并固定连接有橡胶筒，膨胀架管的上端有架管上轴颈，膨胀架管的下端有架管下轴颈，架管下轴颈外侧有架管螺纹；液压阀箍的外侧下部有外侧带有阀箍下螺纹的阀箍轴颈，阀箍腔的中部内壁上有阀箍环形凹槽，阀箍储液凹腔位于阀箍环形凹槽上方的阀箍腔内壁上，阀箍储液凹腔通过液压阀组装置与阀箍环形凹槽相连通，阀箍储液凹腔的上部内壁上有阀箍连接凹腔，阀箍连接凹腔的内壁上有阀箍上螺纹，液压阀箍通过阀箍上螺纹和架管螺纹固定安装在架管下轴颈上；中心管的内腔壁上对应阀箍环形凹槽的位置有径向螺塞孔，剪切螺塞包括剪钉头和剪钉杆，剪钉头位于中心管内腔内，剪钉头的外端与剪钉杆的内端连为一体，剪钉杆的外部有螺纹并固定安装在径向螺塞孔内部，剪钉杆的体内有轴向的螺塞液孔，螺塞液孔的内端位于剪钉头体内，螺塞液孔的外端位于剪钉杆的外端面上并与阀箍环形凹槽相连通。

3.根据权利要求2所述的高承压封隔器，其特征在于高耐压锁定装置包括上端盖和下端盖；胶筒封隔装置的上部固定安装有上端盖，上端盖的内部有内径与中心管外径相配合的上盖心孔，上盖心孔的中部内壁上有能够容纳上开口环的上盖环形凹腔，上盖环形凹腔下部的内腔壁上有能够容纳架管上轴颈的上盖限位凹腔，上端盖通过上盖心孔、上盖环形凹腔和上盖限位凹腔分别套装在中心管、上开口环和架管上轴颈外部，架管上轴颈的上端面压紧在上盖限位凹腔的上端面上；液压阀箍的下部固定安装有下端盖，下端盖的内部有内径与中心管外径相配合的下盖心孔，下盖心孔的中部内壁上有能够容纳下开口环的下盖环形凹腔，下盖环形凹腔上部的内腔壁上有能够容纳阀箍轴颈的下盖限位凹腔，下盖限位凹腔的内壁上有下盖螺纹，下端盖通过下盖螺纹和阀箍下螺纹固定安装在阀箍轴颈上并通过下盖心孔和下盖环形凹腔分别套装在中心管和下开口环外部。

4.根据权利要求3所述的高承压封隔器，其特征在于上端盖的外侧有不少于一个的内端与上盖环形凹腔相连通的上盖径向螺孔并固定安装有上锁定螺钉，上锁定螺钉的内端顶紧在上开口环的外侧面上；下端盖的外侧有不少于一个的内端与下盖环形凹腔相连通的下盖径向螺孔并固定安装有下锁定螺钉，下锁定螺钉的内端顶紧在下开口环的外侧面上。

5.根据权利要求2或3或4所述的高承压封隔器，其特征在于架管腔的上部内壁上有不少于一个的上密封槽并安装有上密封圈，阀箍腔的下部内壁上有不少于一个的下密封槽并安装有下密封圈。

6.根据权利要求2或3或4所述的高承压封隔器，其特征在于架管卡槽的上端面和下端面分别为阶梯台面，橡胶筒的上端面和下端面分别与架管卡槽的上端面和下端面相配合。

7.根据权利要求5所述的高承压封隔器，其特征在于架管卡槽的上端面和下端面分别为阶梯台面，橡胶筒的上端面和下端面分别与架管卡槽的上端面和下端面相配合。

8.根据权利要求2或3或4所述的高承压封隔器，其特征在于液压阀组装置包括滤网、锁紧阀、单流阀和限压阀，液压阀箍的外侧有伸入液压阀箍体内的锁阀孔、单阀孔和限阀孔并分别固定安装有锁紧阀、单流阀和限压阀，阀箍环形凹槽的侧壁上有与锁阀孔内端相连通的阶梯孔，滤网固定安装在阶梯孔内部。

9.根据权利要求7所述的高承压封隔器，其特征在于液压阀组装置包括滤网、锁紧阀、单流阀和限压阀，液压阀箍的外侧有伸入液压阀箍体内的锁阀孔、单阀孔和限阀孔并分别固定安装有锁紧阀、单流阀和限压阀，阀箍环形凹槽的侧壁上有与锁阀孔内端相连通的阶梯孔，滤网固定安装在阶梯孔内部。

10.根据权利要求9所述的高承压封隔器，其特征在于中心管的下端外侧有心管下螺纹。

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