CN202596652U - 可回收式液压封隔器 - Google Patents
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Abstract
可回收式液压封隔器，应用于石油试油坐封在井下套管内。上接头的下端与内中心管连接；上接头的下端连接球齿座；中心管套装在球齿座内；六个球齿装在球齿座上，外中心管套在内中心管外壁上，球齿座与下缸套通过连杆固定，上活塞套在外中心管上，上活塞与下活塞通过剪切销钉固定，锁环套在外中心管上；胶筒心轴套在外中心管上，锥体套在胶筒心轴上，胶筒套在胶筒心轴上，卡瓦通过卡瓦护套与背圈固定；背圈由螺钉固定在卡瓦护套上，背圈、卡瓦护套套在内中心管和外中心管上，并通过凸轮块、销钉以及剪切销钉固定。效果是：通过管内打压坐封封隔器，实现对产层酸化压裂改造施工；上提管柱能起出液压封隔器和管柱。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油勘探开发试油技术领域的液压封隔器，主要坐封在井下套管内，特别适合于机械和电缆坐封的封隔器不适宜下入的大角度斜井或水平井，广泛用于单层压裂、酸化、分层压裂等各种油井增产措施作业。
背景技术
随着国内高温高压深井的不断钻探，特别是塔里木油田深井碳酸盐岩储层的勘探开发，井深达到5000.0～7000.0m，产层温度达150～170℃，地层压力达到105MPa以上，H2S含量最高达40×104PPm，且产层大都要经过改造才能获得工业产能。
目前，在试油完井工艺上，要下入封隔器完井管柱，而国内目前还没有能满足在这种恶劣工况下使用的封隔器；国外大多数封隔器也达不到要求，只有部分永久式封隔器可满足施工作业，但给后期作业带来诸多不便，且供货周期长，价格昂贵，因此在使用上也受到限制。
实用新型内容
本实用新型的目的是：提供一种可回收式液压封隔器，将可回收式液压封隔器通过管柱下入井筒预定深度，通过管内打压坐封封隔器，起到封隔井筒作用；对产层进行有效封隔，实现对产层进行酸化压裂改造施工作业；只需上提管柱到设计吨位能起出液压封隔器和管柱。
本实用新型采用的技术方案是：可回收式液压封隔器，包括上接头、球齿座、中心管、弹簧、球齿、连杆、外中心管、下缸套、上活塞、不锈钢弹簧、锁环、剪切销钉、下活塞、胶筒、胶筒心轴、锥体、卡瓦、 内六角圆柱头螺钉、卡瓦护套、剪切销钉、凸轮块、销钉和背圈；其特征在于：
上接头上端有钻具螺纹，能连接在管柱上。上接头的下端内壁有螺纹，上接头的下端与内中心管螺纹连接；上接头下端外壁有螺纹，上接头的下端连接圆筒状的球齿座；中心管套装在球齿座内；球齿座壁上有纵向传压通道，在球齿座传压通道的顶部固定有压片；六个球齿装在球齿座上，并通过弹簧及内六角螺钉将球齿固定在球齿座上。在酸化压裂时封隔器不被向上的拉力解封。外中心管套在内中心管外壁上，球齿座与下缸套通过连杆固定，上活塞套在外中心管上，上活塞与下活塞通过剪切销钉固定，锁环套在外中心管上，锁环与上活塞之间安装有不锈钢弹簧。
胶筒心轴套在外中心管上，锥体套在胶筒心轴上，胶筒套在胶筒心轴上，胶筒心轴通过外螺纹与下活塞连接。
卡瓦上端镶嵌在锥体槽内，卡瓦下端通过卡瓦护套与背圈固定。
背圈由螺钉固定在卡瓦护套上，背圈、卡瓦护套套在内中心管和外中心管上，并通过凸轮块、销钉以及剪切销钉固定。
背圈和锥体用内六角圆柱头螺钉连接。
上接头、球齿座、下缸套之间有传压通道，保证了液压封隔器坐封的压力传替。
外中心管与内中心管之间有环形传压通道，保证了封隔器解封时胶筒充分收缩。
锁环套在外中心管上，通过棘止机构封隔器锁定在坐封状态。
为了提高密封性能，在上接头、球齿座和内中心管之间有0形密封圈；在球齿座、连杆和下缸套之间有0形密封圈；在下缸套和上活塞之间有0形密封圈；在下活塞和胶筒心轴之间有0形密封圈；在球齿和球齿座之间有0形密封圈。
简述可回收式液压封隔器的使用过程。参阅图1。封隔器下到设计深度后，通过管内打压，压力通过上接头2、球齿座5、下缸套18之间的传压通道推动上活塞22下行，上活塞22推动下活塞27、锁环25下行，剪断剪切销钉26；下活塞27推动胶筒29、锥体31下行，使卡瓦32张开咬在套管壁上；继续打压至完全坐封压力，下活塞27挤压胶筒29，使胶筒29膨胀密封。
封隔器坐封完毕，通过锁环25和外中心管17上的棘止机构将封隔器锁定在坐封状态。酸化压裂作业时，通过上接头2、球齿座5之间的传压通道，压力推动球齿13伸出，咬合在套管壁上，防止封隔器上移解封。施工作业完毕，若需起管柱，只需上提管柱到设计吨位，上接头2拉动内中心管8上行，剪断剪切销钉38，背圈41解锁下行，卡瓦32收回，胶筒29收缩。
本实用新型的有益效果：本实用新型可回收式液压封隔器，通过一节整体式胶筒组成密封系统，通过上端水力锚和下端卡瓦胶筒承受双向高压差；打压后活塞下行挤压胶筒、撑开卡瓦座封在套管壁上，使全部液压坐封力都作用在卡瓦和胶筒上，确保卡瓦的锚定和胶筒的充分压缩；独有的棘止锁环装置将锁紧和保持坐封力，以使卡瓦和胶筒坐封持久有效，上提一定吨位即可解封封隔器。实现了在高温高压深井中对产层的封隔酸化压裂施工作业，封隔器可安全坐封在套管内，密封系统上下双向锚定，确保作业过程中坐封坚固，可承受双向压差，坐封持久有效。通过液压坐封封隔器，对产层进行有效封隔；工作压差70MPa，工作温度204℃；只需上提即可解封封隔器，操作安全简便。
室内试验管内分级打压5MPa、10MPa、15MPa、20MPa、25MPa，分别稳压10min封隔器坐封，管内泄压后环空打压70MPa，稳压30min压力不降；现场在10口超深井试验及应用，封隔器坐封深度6700.0m，封隔器坐封位置温度170℃，酸化压裂施工作业封隔器工作压差60MPa。
室内和现场试验应用验证该设备达到了设计目的，具备操作简单、密封严密、安全可靠的特点。
附图说明
图1是本实用新型可回收式液压封隔器结构剖面示意图。
图中，2-上接头，3-压片，5-球齿座，8-中心管，9-内六角螺钉，10-弹簧，13-球齿，14-连杆，17-外中心管，18-下缸套，22-上活塞，24-不锈钢弹簧，25-锁环，26-剪切销钉，27-下活塞，29-胶筒，30-胶筒心轴，31-锥体，32-卡瓦，35-内六角圆柱头螺钉，36-螺钉，37-卡瓦护套，38-剪切销钉，39-凸轮块，40-销钉，41背圈。
具体实施方式
实施例1：以一个可回收式液压封隔器为例，对本实用新型作进一步详细说明。
参阅图1。本实用新型可回收式液压封隔器，包括上接头2、球齿座5、中心管8、弹簧10、球齿13、连杆14、外中心管17、下缸套18、上活塞22、不锈钢弹簧24、锁环25、剪切销钉26、下活塞27、胶筒29、胶筒心轴30、锥体31、卡瓦32、内六角圆柱头螺钉35、卡瓦护套37、剪切销钉38、凸轮块39、销钉40和背圈41。
上接头2上端有API标准钻具螺纹，能连接的管柱上。上接头2的下端内壁有螺纹，上接头2的下端与内中心管8螺纹连接。上接头2下端外壁有螺纹，上接头2的下端连接圆筒状的球齿座5。中心管8套装在球齿座5内。球齿座5壁上有纵向传压通道，在球齿座5传压通道的顶部固定有压片3。六个球齿13装在球齿座5上，并通过弹簧10及内六角螺钉9将球齿13固定在球齿座5上。外中心管17套在内中心管8外壁上，球齿座5与下缸套18通过连杆14固定，上活塞22套在外中心管17 上，上活塞22与下活塞27通过剪切销钉26固定，锁环25套在外中心管17上，锁环25与上活塞22之间安装有压缩式的不锈钢弹簧24。
胶筒心轴30套在外中心管17上，锥体31套在胶筒心轴30上，胶筒29套在胶筒心轴30上，胶筒心轴30通过外螺纹与下活塞27连接。
卡瓦32上端镶嵌在锥体31槽内，卡瓦32下端通过卡瓦护套37与背圈41固定。
背圈41由螺钉36固定在卡瓦护套37上，背圈41、卡瓦护套37套在内中心管8和外中心管17上，并通过凸轮块39、销钉40以及剪切销钉38固定。
背圈41和锥体31用内六角圆柱头螺钉35连接。
上接头2、球齿座5、下缸套18之间有传压通道。
外中心管17与内中心管8之间有环形传压通道。
锁环25套在外中心管17上，通过棘止机构封隔器锁定在坐封状态。
在上接头2、球齿座5和内中心管8之间有0形密封圈；在球齿座5、连杆14和下缸套18之间有0形密封圈；在下缸套18和上活塞22之间有0形密封圈；在下活塞27和胶筒心轴30之间有0形密封圈；在球齿13和球齿座5之间有0形密封圈。
Claims (2)
1.一种可回收式液压封隔器，包括上接头(2)、球齿座(5)、中心管(8)、弹簧(10)、球齿(13)、连杆(14)、外中心管(17)、下缸套(18)、上活塞(22)、不锈钢弹簧(24)、锁环(25)、剪切销钉(26)、下活塞(27)、胶筒(29)、胶筒心轴(30)、锥体(31)、卡瓦(32)、内六角圆柱头螺钉(35)、卡瓦护套(37)、剪切销钉(38)、凸轮块(39)、销钉(40)和背圈(41)；其特征在于：上接头(2)上端有钻具螺纹，上接头(2)的下端内壁有螺纹，上接头(2)的下端与内中心管(8)螺纹连接；上接头(2)下端外壁有螺纹，上接头(2)的下端连接圆筒状的球齿座(5)；中心管(8)套装在球齿座(5)内；球齿座(5)壁上有纵向传压通道，在球齿座(5)传压通道的顶部固定有压片(3)；六个球齿(13)装在球齿座(5)上，并通过弹簧(10)及内六角螺钉(9)将球齿(13)固定在球齿座(5)上；外中心管(17)套在内中心管(8)外壁上，球齿座(5)与下缸套(18)通过连杆(14)固定，上活塞(22)套在外中心管(17)上，上活塞(22)与下活塞(27)通过剪切销钉(26)固定，锁环(25)套在外中心管(17)上，锁环(25)与上活塞(22)之间安装有不锈钢弹簧(24)；
胶筒心轴(30)套在外中心管(17)上，锥体(31)套在胶筒心轴(30)上，胶筒(29)套在胶筒心轴(30)上，胶筒心轴(30)通过外螺纹与下活塞(27)连接；卡瓦(32)上端镶嵌在锥体(31)槽内，卡瓦(32)下端通过卡瓦护套(37)与背圈(41)固定；
背圈(41)由螺钉(36)固定在卡瓦护套(37)上，背圈(41)、卡瓦护套(37)套在内中心管(8)和外中心管(17)上，并通过凸轮块(39)、销钉(40)以及剪切销钉(38)固定；
背圈(41)和锥体(31)用内六角圆柱头螺钉(35)连接；上接头(2)、球齿座(5)、下缸套(18)之间有传压通道；外中心管(17)与内中心管(8)之间有环形传压通道；锁环(25)套在外中心管(17)上，通过棘止机构封隔器锁定在坐封状态。
2.根据权利要求1所述的可回收式液压封隔器，其特征是：在上接头(2)、球齿座(5)和内中心管(8)之间有0形密封圈；在球齿座(5)、连杆(14)和下缸套(18)之间有0形密封圈；在下缸套(18)和上活塞(22)之间有0形密封圈；在下活塞(27)和胶筒心轴(30)之间有0形密封圈；在球齿(13)和球齿座(5)之间有0形密封圈；上接头(2)、球齿座(5)、下缸套(18)之间有传压通道。
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