CN204344062U - 一种电缆穿越式封隔器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电缆穿越式封隔器，包括本体、活塞组件、胶筒组件、外卡瓦组件、底部接头，活塞组件、胶筒组件、外卡瓦组件自上而下依次套装在本体外，底部接头连接在本体底部，本体为单一回转体，其轴向有若干个贯通的偏心通道，其径向有贯通的传压通道，外卡瓦组件包括下锥套、剪切环和固定剪切环的螺钉，下止动套和下连接体之间设置有防转动结构。其解决了现有的电缆穿越式封隔器加工难度较大，通用性较差、密封性能较差的问题，可广泛应用于海上石油生产中封隔油套环空。

Description

一种电缆穿越式封隔器

技术领域

本实用新型涉及海上石油生产时使用的井下工具领域，特别涉及一种用于封隔油套环空的封隔器。

背景技术

目前国内海上常用的电缆穿越式封隔器多采用国外厂家成熟产品，价格昂贵，结构复杂，维修再利用程序复杂，成本非常高。随着油气田开发的深入，对电缆穿越式封隔器提出了很多新的要求，如坐封可靠、确保管柱承受双向作用力、密封可靠、可调节坐封力和解封力以及具备多种生产测试设备连接接口等，现有产品在某些方面并不能完全满足，因此有必要对现有技术进行改进。

现有的电缆穿越式封隔器中，本体由两个独立的内中心管和外中心管叠套而成，外中心管与内中心管采用螺纹连接，内中心管内部安装中心油管，内中心管的外形尺寸受外中心管的限制。现有的电缆穿越式封隔器的本体坐封液压通道结构比较复杂，加工难度大。

现有的电缆穿越式封隔器的座封机构为水力锚定机构，锚块齿形结构多采用合金柱，成本高，且座封过程中对套管破坏严重。

另外，现有的电缆穿越式封隔器的胶筒采用单胶筒形式，单胶筒座封后密封效果不好，且无防突结构。

现有的电缆穿越式封隔器的底部接头无防转结构，安装过程中容易与本体偏心而导致密封效果不好。

现有电缆穿越式封隔器的解封结构采用剪断剪切螺钉来实现封隔器解封。在螺钉剪断的过程中，由于配合间隙偏大，存在剪钉剪切不彻底的现象，而且中心轴管上的螺钉孔变形过大，造成一次作业后中心轴管必须更换。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种便于加工、通用性较强、密封性能良好的电缆穿越式封隔器。

为了实现上述发明目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种电缆穿越式封隔器，包括本体、活塞组件、胶筒组件、外卡瓦组件、底部接头，所述活塞组件、所述胶筒组件、所述外卡瓦组件自上而下依次套装在所述本体外，所述底部接头连接在所述本体底部，其特征在于：所述本体为单一回转体，其轴向有若干个贯通的偏心通道，其径向有贯通的传压通道。

进一步地，所述外卡瓦组件包括下锥套、剪切环和固定剪切环的螺钉，所述下锥套套装在所述本体上，所述剪切环位于所述下锥套和所述本体之间，所述螺钉沿所述下锥套外周面环向设置。

进一步地，所述底部接头包括下止动套和下连接体；所述下止动套套装于所述本体上，所述下连接体与所述本体密封连接，所述下止动套与下连接体螺纹连接。

进一步地，所述下止动套和所述下连接体之间设置有防转动结构。

优选地，所述防转动结构包括所述下连接体端部的花键结构和定位块，所述定位块位于所述下止动套和下连接体之间的所述本体上。

进一步地，所述胶筒组件包括套装在所述本体上的硬度不同的上下胶筒和中间胶筒。

进一步地，所述胶筒组件还包括防突结构，所述防突结构为安装在所述上下胶筒内嵌的带一定倾角的螺旋拉簧。

进一步地，所述活塞组件包括上滑动套、活塞套和内卡瓦，所述上滑动套套装在所述本体外，所述活塞套套装在所述上滑动套外并通过剪切销钉连接，所述内卡瓦位于所述活塞套和所述上滑动套之间。

进一步地，所述内卡瓦为内表面有内棘齿、外表面有外棘齿的C形结构，其外棘齿与所述活塞套的内棘齿配合，其内棘齿与所述上滑动套的外棘齿配合。

进一步地，所述内卡瓦与所述本体之间安装限制所述内卡瓦相对所述本体转动的限位键。

本实用新型和现有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型所述电缆穿越式封隔器的本体采用单一回转体结构，取消了内中心管，将油管通道和油压通道直接加工本体上，降低了油压通道的加工难度，尽量扩大外径尺寸，增强了电缆穿越式封隔器的通用性。

本实用新型所述电缆穿越式封隔器的取消现有的电缆穿越式封隔器上的水力锚结构，避免了座封过程中水力锚定结构对套管破坏；采用具有双向齿的外卡瓦作为锚定结构，承受向上和向下的作用力。

本实用新型所述电缆穿越式封隔器胶筒组件采用两种硬度不同的三胶筒形式，并设置有弹簧防突结构；胶筒组件能够保证封隔器在高压或者低压状态下以及不规则套管内完好坐封。

本实用新型所述电缆穿越式封隔器底部接头采用花键与定位块组合形成的防转结构，确保了安装过程中与本体同心度。

本实用新型所述电缆穿越式封隔器通过上拉油管即可将封隔器解封回收。综上所述，该封隔器是双管串、单行程、液压坐封可回收式封隔器。其封隔器坐封过程中，内卡瓦分别与活塞套及上滑动套棘齿配合，并在内卡瓦开口处与本体之间安装限位键，既限定上滑动套只能下行，不能上行，又限定了内卡瓦相对本体的转动，可以有效锁定，保持坐封位置。

本实用新型的解封结构采用剪断剪切环的方式来实现。该方式剪切受力比较均匀，本体上采用剪切环槽结构，变形较小，本体可重复利用。

附图说明

图1是电缆穿越式封隔器的轴向局部剖视图；

图2是图1的A-A向剖视图；

图3是图1中的B-B向剖视图；

图4是图1中的C-C向剖视图；

图5是下连接体的立体图；

图6是内卡瓦、上滑动套、活塞套配合详图；

图7是胶筒组件详图；

图8为剪切环详图；

图9是剪切环断面图。

附图标记：1-本体、2-活塞套、3-密封圈、5-活塞、6-限位键、7-内卡瓦、8-剪切销钉、9-上滑动套、10-上下胶筒、11-中间胶筒、12-下压套、13-限位环、14-上锥套、15-剪切销钉、16-外卡瓦、17-外卡瓦板簧、18-卡瓦架、19-限位螺钉、20-下锥套、21-剪切环、22-下止动套、23-螺钉、24-密封圈、25-下连接体、2501-花键结构、26-剪切销钉、27-定位块、28-螺钉、29-螺旋弹簧。

具体实施方式

为使本实用新型的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本实用新型的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中的特征可以相互任意组合。

实施例参见图1，图1为电缆穿越式封隔器的轴向局部剖视图。如图1所示，一种电缆穿越式封隔器，包括本体、活塞组件、胶筒组件、外卡瓦组件和底部接头，所述活塞组件、所述胶筒组件和所述外卡瓦组件自上而下依次套装在所述本体外，所述底部接头连接在所述本体底部，所述本体为以中心轴为转动轴形成的单一回转体，其轴向有多个贯通的偏心通道，其径向有向活塞组件传递压力的贯通的传压通道(由于图1是为轴向剖视图，传压通道未显示)。

参见图1和图6，在上述电缆穿越式封隔器的实施例中，活塞组件包括活塞套2、密封圈3、4、活塞5、限位键6、内卡瓦7、剪切销钉8、上滑动套9；活塞5安装在本体1外圆柱面和活塞套2之间，活塞5内外圆柱面都安装有密封圈3、4；活塞5下方同样位置安装上滑动套9，上滑动套9套装在本体1上，上滑动套9和活塞套2之间用剪切销钉8连接；如图6所示，上滑动套9和活塞套2之间安装内卡瓦7，活塞套2的内表面有内螺纹棘齿，上滑动套9的外表面，内卡瓦7为内表面有内螺纹棘齿，外表面有外螺纹棘齿 的C形结构，内卡瓦7外螺纹棘齿与活塞套2上的内螺纹棘齿配合，内卡瓦7的内螺纹棘齿与上滑动套9的外螺纹棘齿配合。内卡瓦7开口处与本体1之间安装限位键6，限位键6限制内卡瓦7在本体1上的周向转动。内卡瓦7限定上滑动套9只能下行，不能上行，即保持封隔器坐封位置。

参见图1和图7，图7为胶筒组件详图，在上述电缆穿越式封隔器的实施例中，上述胶筒组件包括上下胶筒10、中间胶筒11，所述上下胶筒10为分别安装在中间胶筒11两侧的两个结构完全相同安装方向不同的胶筒总称；上下胶筒10与中间胶筒11的硬度不同，上下胶筒10内部靠近平面端面处内嵌带一定倾角的螺旋拉簧29形成的防突结构，上述胶筒组件可保证在高压、低压或者不规则井筒中密封可靠；胶筒组件安装在上滑动套9端面下方，坐封时，承受上滑动套9轴向向下作用力；活塞组件下端安装下压套12，其上端面承受胶筒组件向下作用力，下端向下传递下行力；在下压套12与本体1外圆柱面之间安装限位环13，限位环13用来限制下压套12的行程。

参见图1、图2和图3，其中，图2为图1中外卡瓦组件所在位置上部的A-A剖视图，其中，图3为图1中外卡瓦组件所在位置下部的B-B剖视图，在上述电缆穿越式封隔器的实施例中，上述外卡瓦组件包括上锥套14、剪切销钉15、26、外卡瓦16、外卡瓦板簧17、卡瓦架18、限位螺钉19、下锥套20、剪切环21、螺钉28；上锥套14与本体1连接有剪切销钉26，剪切销钉26沿上锥套14内部均匀布置，上锥套14与卡瓦架18连接有剪钉15，下锥套20与卡瓦架18之间连接有限位螺钉19；外卡瓦16为U形分片式双向齿设计，可以锚定在套管内壁上，承受向上和向下的作用力；外卡瓦16安装在卡瓦架18内，上端接触上锥套14，下端接触下锥套20，外卡瓦板簧17对外卡瓦16施加径向向内的压力；下锥套20与本体1外圆柱面之间的沟槽内安装剪切环21，下锥套20安装剪切环21的内沟槽处开窗，剪切环21为开口L型结构，在下锥套20周向外圆柱面若干螺钉孔内安装螺钉28，以固定剪切环21。在工具上提解封时剪断剪切环21，外卡瓦组件相对本体1下行，同时胶筒复位，即可将封隔器解封回收。上述结构中，上锥套14、剪切销钉15、26、外卡瓦16、外卡瓦板簧17、卡瓦架18、限位螺钉19均为现有的技术，本申请的改进之处在于：下锥套20与本体1外圆柱面之间的沟槽内安装剪切环21，剪切环21为截面为L型的环型开口结构，下锥套20安装在剪切环21 的内沟槽处，在下锥套20周向外圆柱面若干螺钉孔内安装螺钉28，以固定剪切环21，剪切环21的结构参见图8和图9，其中，图8是剪切环详图；图9是剪切环断面图。

参见图1、图4和图5，其中，图4为图1中底部接头所在位置的C-C剖视图，图5是下连接体的立体图。在上述电缆穿越式封隔器的实施例中，上述底部接头包括下止动套22、螺钉23、密封圈24和下连接体25；其中下连接体25与本体1无螺纹密封连接，防转动结构设置在下止动套22和下连接体25之间，用于定位下连接体25，可保证下连接体25与本体1的各个偏心孔均得到同心对接，本实施例中，防转动结构为位于下连接体25底端的花键结构2501和定位块27，定位块27内嵌在本体外圆柱面周向上的弧形槽内，下连接体的花键结构2501通过若干定位块进行限位防转；下止动套22与下连接体25螺纹连接，并用螺钉23固定防松，下连接体25同时受到定位块27的轴向限位，保证下连接体25与本体1密封连接，下连接体25下端可连接油管及其他设备。

在具体实施时，上述电缆穿越式封隔器可以通过调整剪钉剪切值大小来调整坐封力和解封力。

在具体实施时，上述电缆穿越式封隔器的本体顶部可设置多种偏心接口，接口可以用于连接油管、放气阀、化学注入管线、液压控制管线及井下监视系统等设备。

上述电缆穿越式封隔器的座封和解封工作过程如下，参见图1：

在坐封时，油管连接到本体1的上下两端，然后往油管内部打压，压力通过本体1内的径向传压通道传递到活塞5，活塞5受力下行，对上滑动套9施加轴向向下的力从而剪断剪切销钉8，上滑动套9下行推动胶筒组件及下压套12下行，从而对上锥套14施加轴向向下作用力从而剪断剪切销钉15、26；上锥套14下行对外卡瓦16施加轴向向下和径向向外的力，此时压力没有达到剪断剪切环21所需的大小，因此下锥套20不动，外卡瓦16受力挤出，其外壁上的双向齿咬紧套管内壁；此时下压套12不再下行，但是上滑动套9继续下行挤压胶筒组件直至胶筒组件被挤出，实现密封套管和本体1的环空；在以上过程中，内卡瓦7受限位键6限位，并且在上滑动套9上不断向下跳 齿，胶筒组件挤压到位后，内卡瓦7咬住本体1外壁防止其上行，封隔器坐封完毕。

解封时，上提油管，带动本体1上行剪断剪切环21，外卡瓦16在外卡瓦板簧17压力下缩回，并向下锥套20施加向下的力，在压力的作用下下锥套20相对本体1下行；在限位螺钉19的作用下，卡瓦架18带动上锥套14和下压套12也相对本体1下行，释放胶筒组件，完成封隔器解封；继续上提管柱可以回收封隔器。

虽然本实用新型所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本实用新型的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本实用新型所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种电缆穿越式封隔器，包括本体、活塞组件、胶筒组件、外卡瓦组件、底部接头，所述活塞组件、所述胶筒组件、所述外卡瓦组件自上而下依次套装在所述本体外，所述底部接头连接在所述本体底部，其特征在于：所述本体为单一回转体，其轴向有若干个贯通的偏心通道，其径向有贯通的传压通道。

2.根据权利要求1所述的电缆穿越式封隔器，其特征在于：所述外卡瓦组件包括下锥套、剪切环和固定剪切环的螺钉，所述下锥套套装在所述本体上，所述剪切环位于所述下锥套和所述本体之间，所述螺钉沿所述下锥套外周面环向设置。

3.根据权利要求1所述的电缆穿越式封隔器，其特征在于：所述底部接头包括下止动套和下连接体；所述下止动套套装于所述本体上，所述下连接体与所述本体密封连接，所述下止动套与下连接体螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的电缆穿越式封隔器，其特征在于：所述下止动套和所述下连接体之间设置有防转动结构。

5.根据权利要求4所述的电缆穿越式封隔器，其特征在于：所述防转动结构包括所述下连接体端部的花键结构和定位块，所述定位块位于所述下止动套和下连接体之间的所述本体上。

6.根据权利要求1所述的电缆穿越式封隔器，其特征在于：所述胶筒组件包括套装在所述本体上的硬度不同的上下胶筒和中间胶筒。

7.根据权利要求6所述的电缆穿越式封隔器，其特征在于：所述胶筒组件还包括防突结构，所述防突结构为安装在所述上下胶筒内嵌的带一定倾角的螺旋拉簧。

8.根据权利要求1所述的电缆穿越式封隔器，其特征在于：所述活塞组件包括上滑动套、活塞套和内卡瓦，所述上滑动套套装在所述本体外，所述活塞套套装在所述上滑动套外并通过剪切销钉连接，所述内卡瓦位于所述活塞套和所述上滑动套之间。

9.根据权利要求8所述的电缆穿越式封隔器，其特征在于：所述内卡瓦为内表面有内棘齿、外表面有外棘齿的C形结构，其外棘齿与所述活塞套的内棘齿配合，其内棘齿与所述上滑动套的外棘齿配合。

10.根据权利要求8或9所述的电缆穿越式封隔器，其特征在于：所述内卡瓦与所述本体之间安装限制所述内卡瓦相对所述本体转动的限位键。