CN204716187U - 一种自验封卡瓦封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自验封卡瓦封隔器，属于油气井作业井下工具领域。该封隔器由内中心管、外中心管、卡瓦和卡瓦护套构成；内中心管的一端螺纹安装有上接头、内中心管的另一端螺纹安装有下接头；上接头和下接头之间的内中心管上依次安装有内活塞套、释放爪和外中心管；内活塞套的一端螺纹安装有平衡接头，平衡接头另一端的内活塞套上依次安装有上衬套和下衬套，上衬套和下衬套之间设置有旁通接头；旁通接头一侧的上衬套上装有上导环，该隔封器在坐封时采用了双组胶筒密封，确保了坐封时密封性能更加安全可靠，具有操作简单、快捷的特点；满足了油田生产中对油层套管进行封堵分隔的需要。

Description

一种自验封卡瓦封隔器

技术领域

本实用新型涉及一种自验封卡瓦封隔器，属于油气井井下作业工具领域。

背景技术

随着油田开发的深入，很多油井都处于高含水开发期，油层套管腐蚀严重，经常出现多处穿孔、长距离漏失的问题，增加了油气开采难度。

    为解决油层套管穿孔的问题，减少油田损失，现主要采用堵水封隔器对油层套管进行封堵分隔，然后利用套管回接及膨胀管补贴等辅助技术对油层套管进行修复补漏。但由于现有堵水封隔器仅有单组胶筒进行坐封且堵水封隔器中无检验坐封效果的装置；施工时需二次下井验证堵水效果，致使堵水封隔器坐封技术效果较差，运作周期长，成本较高，无法满足油田生产施工的需要。现亟需一种结构紧凑，功能性好只需一次井下作业，即可完成封堵和验封作业的卡瓦封隔器。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种结构紧凑；带有检验封隔功能、能够实现一次封堵作业，以解决现有封隔器，成本高、周期长、技术性较差问题的自验封卡瓦封隔器。

本实用新型的技术方案是：

      一种自验封卡瓦封隔器，包括内中心管、外中心管、缸套、外活塞套、锁环、卡瓦和卡瓦护套；其特征在于：内中心管的一端螺纹安装有上接头、内中心管的另一端螺纹安装有下接头；上接头和下接头之间的内中心管上设置有释放爪，释放爪一端的内中心管上设置有外中心管；释放爪另一端的内中心管上设置有内活塞套，外中心管上通过卡瓦护套和片弹簧安装有卡瓦；卡瓦一侧的外中心管上设置有下活塞，下活塞上通过锁环套安装有锁环，锁环与卡瓦之间的外中心管上设置有锥块，下活塞一侧的释放爪上设置有缸套，缸套与下活塞之间的释放爪上通过外活塞套安装有上活塞，上活塞分别与缸套和外中心管接触连接；上接头一侧的内活塞套上设置有平衡接头，平衡接头与缸套之间的内活塞套上设置有上衬套和下衬套；上衬套和下衬套之间通过旁通接头螺纹连接；上衬套的一端设置有上导环，上导环与旁通接头之间的上衬套上通过隔环间隔状安装有胶筒A、胶筒B和胶筒C；下衬套的一端设置有下导环，下导环与旁通接头之间的下衬套上通过隔环间隔状安装有胶筒D、胶筒E和胶筒F；所述的内活塞套与内中心管之间设置有自验封活塞A和自验封活塞B，自验封活塞A通过剪切销钉C与内中心管连接固定，自验封活塞B过剪切销钉D与内中心管连接固定，自验封活塞B一侧的内中心管上设置有外凸台，外凸台与释放爪的锚爪接触连接；自验封活塞A一侧的内中心管上设置有解封环，解封环一侧的内活塞套上设置有内凸台，所述的外中心管上和与其对应的内中心管上设置有打压孔。

     所述的上接头、下接头分别通过紧钉螺钉与内中心管连接固定。

    所述的释放爪的一端与外中心管螺纹连接；释放爪的另一端通过锚爪与内活塞套啮合连接，

所述的卡瓦护套与外中心管螺纹连接，卡瓦护套与外中心管之间并通过紧钉螺钉连接固定。

所述的锥块与下活塞螺纹连接，锥块与锁环套之间通过剪切销钉B连接。

     所述的外活塞套一端与锁环套螺纹连接，外活塞套的另一端与缸套螺纹连接。

所述的下导环与缸套螺纹连接；所述的平衡接头一端与上导环螺纹连接；平衡接头另一端与上接头之间通过剪切销钉A连接固定。

所述的旁通接头和与其对应的内活塞套上设置有相互连通的旁通孔。

    所述的锁环为开口环，锁环的内表面和外表面分别设置有锁环棘齿，与锁环棘齿对应的锁环套内表面和下活塞外表面分别设置有单向锁环齿，锁环与锁环套和下活塞之间通过锁环棘齿与单向锁环齿的配合啮合连接，所述的锁环套与锁环之间设置有紧钉螺钉。

本实用新型的优点在于：

  该自验封卡瓦封隔器采用了双组胶筒密封设计，当双组胶筒对油层套管进行密封的同时，其下部的卡瓦将锚定油层套管使该隔封器能够双向承压，确保了该隔封器在坐封时的密封性能更加安全可靠。该封隔器在两组胶筒之间设置有旁通接头，旁通接头和与其对应的内活塞套上设置有旁通孔，当其需要检验坐封效果时，自验封活塞A和自验封活塞B将分别剪断剪切销钉C和剪切销钉D后，分别向上、向下移动。如此两组胶筒与油层套管构成的密封空间将通过旁通孔与封隔器内部连通。当加大封隔器内部压力时，其压力不断上升则说明该封隔器坐封效果良好。反之则说明封隔器内部与油层套管处于连通状态，该封隔器坐封存有泄漏的情况。由此实现了自主检测在坐封状态的功能，使坐封动作和检测动作通过一次井下作业便可完成，具有操作简单快捷的优点，满足了油田生产中对油层套管进行封堵分隔的需要。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

   图2为本实用新型A处放大结构示意图；

   图3为本实用新型B处放大结构示意图；

   图4为本实用新型C处放大结构示意图；

        图中：1、内中心管，2、外中心管，3、缸套，4、外活塞套，5、锁环，6、卡瓦，7、卡瓦护套，8、上接头，9、下接头，10、内活塞套，11、释放爪，12、解封环，13、剪切销钉C，14、剪切销钉D，15、自验封活塞A，16、自验封活塞B，17、平衡接头，18、剪切销钉A，19、上导环，20、上衬套，21、下衬套，22、旁通接头，23、下导环，24、隔环，25、胶筒A，26、胶筒B，27、胶筒C，28、胶筒D，29、胶筒E，30、胶筒F，31、上活塞，32、下活塞，33、锁环套，34、剪切销钉B，35、锥块，36、紧钉螺钉，37、旁通孔，38、打压孔，39、片弹簧， 40、内凸台；41、压力孔；42、外凸台。

具体实施方式

该自验封卡瓦封隔器包括内中心管1、外中心管2、缸套3、外活塞套4、锁环5、卡瓦6和卡瓦护套7。内中心管1的一端螺纹安装有上接头8、内中心管1的另一端螺纹安装有下接头9；上接头8、下接头9并分别通过紧钉螺钉36与内中心管1连接固定。

上接头8和下接头9之间的内中心管1上设置有释放爪11，释放爪11一端的内中心管1上设置有外中心管2；释放爪11另一端的内中心管1上设置有内活塞套10，释放爪11的一端与外中心管2螺纹连接；释放爪11的另一端通过锚爪与内活塞套10啮合连接。

外中心管2上通过卡瓦护套7和片弹簧39安装有卡瓦6；卡瓦护套7与外中心管2螺纹连接，卡瓦护套7与外中心管2之间并通过紧钉螺钉36连接固定。卡瓦6具有受压向外扩张、锚定油层套管的功能，当卡瓦6受力撤销后，其自身能够恢复原状态。

卡瓦6一侧的外中心管2上设置有下活塞32，下活塞32上通过锁环套33安装有锁环5。锁环5为开口环，锁环5的内表面和外表面分别设置有锁环棘齿，与锁环棘齿对应的锁环套33内表面和下活塞32外表面分别设置有单向锁环齿，锁环5与锁环套33和下活塞32之间通过锁环棘齿与单向锁环齿的配合啮合连接，锁环套33与锁环5之间设置有紧钉螺钉36。锁环5只能相对下活塞32向上运动不具有后退功能，由此使锁环5具有锁死封隔器的功能，从而确保了坐封的持久有效。

锁环5与卡瓦6之间的外中心管2上设置有锥块35。锥块35与下活塞32螺纹连接，锥块35与锁环套33之间通过剪切销钉B34连接。

下活塞32一侧的释放爪11上设置有缸套3，缸套3与下活塞32之间的释放爪11上通过外活塞套4安装有上活塞31，上活塞31分别与缸套3和外中心管2接触连接；外活塞套4一端与锁环套33螺纹连接，外活塞套4的另一端与缸套3螺纹连接。

上接头8一侧的内活塞套10上设置有平衡接头7，平衡接头7与缸套6之间的内活塞套11上设置有上衬套20和下衬套21；上衬套20和下衬套21之间通过旁通接头22螺纹连接；旁通接头22和与其对应的内活塞套11上设置有相互连通的旁通孔37。

上衬套20的一端设置有上导环19，平衡接头7一端与上导环19螺纹连接；平衡接头7另一端与上接头8之间通过剪切销钉A18连接固定。上导环19与旁通接头22之间的上衬套20上通过隔环24间隔状安装有胶筒A25、胶筒B26和胶筒C27。下衬套21的一端设置有下导环23，下导环23与缸套3螺纹连接。

下导环23与旁通接头22之间的下衬套21上通过隔环24间隔状安装有胶筒D28、胶筒E29和胶筒F30。

该自验封卡瓦封隔器的内活塞套10与内中心管1之间设置有自验封活塞A15和自验封活塞B16，自验封活塞A15和自验封活塞B16之间的内中心管1上设置有压力孔41；自验封活塞A15通过剪切销钉C13与内中心管1连接固定，自验封活塞B16过剪切销钉D14与内中心管1连接固定。自验封活塞B16一侧的内中心管1上设置有外凸台42，外凸台42与释放爪11的锚爪接触连接，从而保证锚爪与内活塞套10的啮合连接状态。

自验封活塞A15一侧的内中心管1上设置有解封环12，解封环12一侧的内活塞套10上设置有内凸台40。外中心管2上和与其对应的内中心管1上设置有打压孔38。

该自验封卡瓦封隔器工作时，首先需要在封隔器的尾部安装坐封球座。当封隔器下到油层套管的预定位置后需借助外部设备给封隔器加压，当封隔器内部的压力达到设定压力值时，下活塞32受压推动锥块35剪断剪切销钉B34后，向下运动；同时上活塞31受压将带动缸套3、下导环23、外活塞套4、锁环套33和锁环5向上运动。在这一过程中，锥块35在卡瓦护套7的配合下挤压卡瓦6，卡瓦6受力向外扩张从而锚定在套管内壁上，从而使该封隔器可双向受压。

上活塞31受压向上运动的过程中，下导环23依次挤压胶筒F30、胶筒E29、胶筒D28，并通过旁通接头22依次挤压胶筒C27、胶筒B26和胶筒A25；胶筒F30、胶筒E29、胶筒D28、胶筒C27、胶筒B26和胶筒A25受压后径向膨胀从而与油层套管充分接触完成坐封动作。坐封完成后坐封力由锁环5持久有效保持。

当需要检验坐封效果时，需继续加大封隔器内部的压力，当压力达到预定值时；自验封活塞A15和自验封活塞B16将分别剪断剪切销钉C13和剪切销钉D14后，分别向上、向下移动；此时胶筒C27、胶筒B26、胶筒A25和胶筒D28、胶筒E29、胶筒F30与油层套管之间构成的密封空间将通过旁通孔37与封隔器内部连通。当加大封隔器内部压力时，其压力不断上升则说明该封隔器坐封效果良好。反之则说明封隔器内部与油层套管处于连通状态，该封隔器坐封存有泄漏的情况。

当需解封该隔封器时，需上提隔封器上端管柱，管柱将带动上接头8向上运动，上接头8将剪断剪切销钉A18后带动内中心管1向上运动，此时内中心管1通过解封环12与内凸台40的接触配合，带动内活塞套10、下衬套21和上衬套20向上运动，使胶筒A25、胶筒B26、胶筒C27、胶筒D28、胶筒E29和胶筒F30失去束缚，胶筒A25、胶筒B26、胶筒C27、胶筒D28、胶筒E29和胶筒F30失去束缚后将收缩恢复原状态与油层套管脱离接触，从而解除各胶筒的坐封。

中心管1向上运动的同时；外凸台42与释放爪11的锚爪接触分离；从而使内活塞套10与锚爪的啮合状态分离。继续上提隔封器上端管柱，内活塞套10将通过下导环23带动缸套3、外活塞套4、锁环套33、锥块35向上移动，卡瓦6失去锥块35的挤压自动回缩，由此完成封隔器解封动作。

该隔封器采用了双组胶筒密封和卡瓦6锚定设计，使该隔封器能够双向承压确保了封隔器坐封时密封性能更加安全可靠，且该隔封器还在坐封状态下具有自验封的功能，技术效果较好，能够实现一次井下作业，具有操作简单、快捷的特点；满足了油田生产中对油层套管进行封堵分隔的需要。

Claims (9)

1.一种自验封卡瓦封隔器，包括内中心管（1）、外中心管（2）、缸套（3）、外活塞套（4）、锁环（5）、卡瓦（6）和卡瓦护套（7）；其特征在于：内中心管（1）的一端螺纹安装有上接头（8）；内中心管（1）的另一端螺纹安装有下接头（9）；上接头（8）和下接头（9）之间的内中心管（1）上设置有释放爪（11），释放爪（11）一端的内中心管（1）上设置有外中心管（2）；释放爪（11）另一端的内中心管（1）上设置有内活塞套（10），外中心管（2）上通过卡瓦护套（7）和片弹簧（39）安装有卡瓦（6）；卡瓦（6）一侧的外中心管（2）上设置有下活塞（32），下活塞（32）上通过锁环套（33）安装有锁环（5），锁环（5）与卡瓦（6）之间的外中心管（2）上设置有锥块（35），下活塞（32）一侧的释放爪（11）上设置有缸套（3），缸套（3）与下活塞（32）之间的释放爪（11）上通过外活塞套（4）安装有上活塞（31），上活塞（31）分别与缸套（3）和外中心管（2）接触连接；上接头（8）一侧的内活塞套（10）上设置有平衡接头（17），平衡接头（17）与缸套（3）之间的内活塞套上（10）设置有上衬套（20）和下衬套（21）；上衬套（20）和下衬套（21）之间通过旁通接头（22）螺纹连接；上衬套（20）的一端设置有上导环（19），上导环（19）与旁通接头（22）之间的上衬套（20）上通过隔环（24）间隔状安装有胶筒A（25）、胶筒B（26）和胶筒C（27）；下衬套（21）的一端设置有下导环（23），下导环（23）与旁通接头（22）之间的下衬套（21）上通过隔环（24）间隔状安装有胶筒D（28）、胶筒E（29）和胶筒F（30）；所述的内活塞套（10）与内中心管（1）之间设置有自验封活塞A（15）和自验封活塞B（16），自验封活塞A（15）通过剪切销钉C（13）与内中心管（1）连接固定，自验封活塞B（16）过剪切销钉D（14）与内中心管（1）连接固定，自验封活塞B（16）一侧的内中心管（10上设置有外凸台（42），外凸台（42）与释放爪（11）的锚爪接触连接；自验封活塞A（15）一侧的内中心管（1）上设置有解封环（12），解封环（12）一侧的内活塞套（10）上设置有内凸台（40），所述的外中心管（2）上和与其对应的内中心管（1）上设置有打压孔（38）。

2.    根据权利要求1所述的一种自验封卡瓦封隔器，其特征在于：所述的上接头（8）、下接头（9）分别通过紧钉螺钉（36）与内中心管（1）连接固定。

3.   根据权利要求1所述的一种自验封卡瓦封隔器，其特征在于：所述的释放爪（11）的一端与外中心管（2）螺纹连接；释放爪（11）的另一端通过锚爪与内活塞套（10）啮合连接。

4.根据权利要求1所述的一种自验封卡瓦封隔器，其特征在于：所述的卡瓦护套（7）与外中心管（2）螺纹连接，卡瓦护套（7）与外中心管（2）之间并通过紧钉螺钉（36）连接固定。

5.根据权利要求1所述的一种自验封卡瓦封隔器，其特征在于：所述的锥块（35）与下活塞（32）螺纹连接，锥块（35）与锁环套（33）之间通过剪切销钉B（34）连接。

6.     根据权利要求1所述的一种自验封卡瓦封隔器，其特征在于：所述的外活塞套（4）一端与锁环套（33）螺纹连接，外活塞套（4）的另一端与缸套（3）螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的一种自验封卡瓦封隔器，其特征在于：所述的下导环（23）与缸套（3）螺纹连接；所述的平衡接头（17）一端与上导环（19）螺纹连接；平衡接头（17）另一端与上接头（8）之间通过剪切销钉A（18）连接固定。

8.根据权利要求1所述的一种自验封卡瓦封隔器，其特征在于：所述的旁通接头（22）和与其对应的内活塞套（10）上设置有相互连通的旁通孔（37）。

9.   根据权利要求1所述的一种自验封卡瓦封隔器，其特征在于：所述的锁环（5）为开口环，锁环（5）的内表面和外表面分别设置有锁环棘齿，与锁环棘齿对应的锁环套（33）内表面和下活塞（32）外表面分别设置有单向锁环齿，锁环（5）与锁环套（33）和下活塞（32）之间通过锁环棘齿与单向锁环齿的配合啮合连接，所述的锁环套（33）与锁环（5）之间设置有紧钉螺钉（36）。