CN205135532U - 管外封隔器 - Google Patents

Abstract

<b>本实用新型涉及油田封隔器技术领域，是一种管外封隔器，其包括主轴、上接头、中接头、下接头、外筒和胶筒总成；主轴的上部外侧、下部外侧分别固定安装有上接头、下接头，主轴的中部外侧套装有中接头，下接头的上部外侧固定安装有外筒。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过高压流体进入密封腔推动内滑套上移，剪断剪钉推动胶筒进行胀封，并通过双向倒齿起到防止胶筒回缩，整个坐封过程外筒固定；外筒内侧啮合的带有断口的双向倒齿环，其径向扩张性可保证内滑套在通过时平滑无卡滞；既能有效防止封隔器出现挂卡、提前坐封，又能避免双向倒齿环阻碍内滑套通过的情况发生，具有结构简单，易于安装，可靠性高的特点。</b>

Description

管外封隔器

技术领域

本实用新型涉及油田封隔器技术领域，是一种管外封隔器。

背景技术

在直井或特殊井的钻井后在固井施工作业过程中，经常需要对井各段位进行管外层间封隔作业。此施工工艺需要一种可与套管、胶塞浮箍配合使用，在固井中有效防止水泥浆候凝时油气水的上窜或层间窜扰。常规的管外封隔器为外筒移动，很可能出现在管串入井过程中挂卡，从而会引起封隔器提前坐封导致失败，因此常规的管外封隔器存在着提前坐封的风险问题；而个别的内推式封隔器也存在防倒倒齿不易安装，且容易与滑套发生卡滞导致坐封失败。

发明内容

本实用新型提供了一种管外封隔器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决常规的管外封隔器在管串入井过程中出现挂卡、提前坐封，个别内推式封隔器防倒倒齿不易安装、易与滑套发生卡滞导致坐封失败的问题。

本实用新型还进一步解决了胶筒扩张形状不规则，存在挤出流失的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种管外封隔器，包括主轴、上接头、中接头、下接头、外筒和胶筒总成；主轴的上部外侧、下部外侧分别固定安装有上接头、下接头，主轴的中部外侧套装有中接头，下接头的上部外侧固定安装有外筒，外筒上部内侧通过剪钉与中接头下部外侧固定连接在一起，在上接头和中接头之间的主轴外侧设有胶筒总成；主轴外壁与外筒内壁间设有内滑套，内滑套底面、下接头顶面、主轴外壁和外筒内壁间形成密封腔，主轴上设有至少一个与密封腔相通的传压孔；内滑套上部与外筒间设有带有断口的双向倒齿环，在双向倒齿环的外侧分布有齿尖向上的第一外卡齿，在外筒的上部内侧分布有齿尖向下的第一内卡齿，第一外卡齿与第一内卡齿啮合在一起；在双向倒齿环的内侧分布有齿尖向上的第二内卡齿，内滑套上部外壁与第二内卡齿的大径相贴合，在内滑套的下部外侧设有齿尖向下且与第二内卡齿匹配的第二外卡齿。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述胶筒总成可包括上外固定环、上内固定环、上胶筒挡环、胶筒、下胶筒挡环、下内固定环和下外固定环；上胶筒挡环固定在胶筒的上端外侧，在上接头和上胶筒挡环之间的主轴外侧从上至下依次套装有上外固定环和上内固定环；下胶筒挡环固定在胶筒的下端外侧，在下胶筒挡环和中接头之间的主轴外侧从上至下依次套装有下内固定环和下外固定环；上外固定环、上内固定环、下内固定环和下外固定环均设有断口；胶筒中部内侧设有安装环槽并安装有固定在主轴外侧的支撑环。

上述支撑环上端面和上胶筒挡环下端面可为相互对应的呈内高外低的倾斜面；支撑环下端面和下胶筒挡环上端面为相互对应的呈内低外高的倾斜面。

上述双向倒齿环与外筒间可通过至少一个的第一紧定螺钉固定连接在一起。

上述下接头与主轴间可通过至少一个的第二紧定螺钉固定连接在一起。

上述下接头上端内侧与主轴间可安装有至少一个密封圈，下接头上端外侧与外筒间安装有至少一个密封圈；内滑套下端内侧与主轴间安装有至少一个密封圈，内滑套下端外侧与外筒间安装有至少一个密封圈。

上述主轴的上端外侧与上接头的上端内侧可通过螺纹固定安装在一起，主轴的下端外侧与下接头的下端内侧通过螺纹固定安装在一起，下接头的上端外侧与外筒的下端内侧通过螺纹固定安装在一起。

上述第一外卡齿与第一内卡齿的齿牙尺寸可大于第二内卡齿与第二外卡齿的齿牙尺寸。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其通过高压流体进入密封腔推动内滑套上移，剪断剪钉推动胶筒进行胀封，并通过双向倒齿起到防止胶筒回缩，整个坐封过程外筒固定；外筒内侧啮合的带有断口的双向倒齿环，其径向扩张性可保证内滑套在通过时平滑无卡滞；既能有效防止封隔器出现挂卡、提前坐封，又能避免双向倒齿环阻碍内滑套通过的情况发生，具有结构简单，易于安装，可靠性高的特点。

附图说明

附图1为本实用新型最佳实施例的主视半剖视结构示意图。

附图2为附图1的A处局部放大结构示意图。

附图3为附图1的B处局部放大结构示意图。

附图中的编码分别为：1为主轴，2为上接头，3为中接头，4为下接头，5为外筒，6为剪钉，7为内滑套，8为密封腔，9为传压孔，10为双向倒齿环，11为上外固定环，12为上内固定环，13为上胶筒挡环，14为胶筒，15为下胶筒挡环，16为下内固定环，17为下外固定环，18为支撑环，19为第一紧定螺钉，20为第二紧定螺钉，21为密封圈。

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1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。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1、2、3所示，该管外封隔器包括主轴1、上接头2、中接头3、下接头4、外筒5和胶筒总成；主轴1的上部外侧、下部外侧分别固定安装有上接头2、下接头4，主轴1的中部外侧套装有中接头3，下接头4的上部外侧固定安装有外筒5，外筒5上部内侧通过剪钉6与中接头3下部外侧固定连接在一起，在上接头2和中接头3之间的主轴1外侧设有胶筒总成；主轴1外壁与外筒5内壁间设有内滑套7，内滑套7底面、下接头4顶面、主轴1外壁和外筒5内壁间形成密封腔8，主轴1上设有至少一个与密封腔8相通的传压孔9；内滑套7上部与外筒5间设有带有断口的双向倒齿环10，在双向倒齿环10的外侧分布有齿尖向上的第一外卡齿，在外筒5的上部内侧分布有齿尖向下的第一内卡齿，第一外卡齿与第一内卡齿啮合在一起；在双向倒齿环10的内侧分布有齿尖向上的第二内卡齿，内滑套7上部外壁与第二内卡齿的大径相贴合，在内滑套7的下部外侧设有齿尖向下且与第二内卡齿匹配的第二外卡齿。这样内滑套7位于主轴1和外筒5之间，外筒5固定，在进入密封腔8的高压液体作用下，内滑套7上移，推动中接头3剪断剪钉6，然后再推动胶筒总成进行胀封，此过程内滑套7不受主轴1和外筒5的影响，有效防止封隔器出现挂卡、提前坐封；双向倒齿环10设有断口且通过其第一外卡齿与外筒5啮合，不仅便于安装，而且拥有一定径向扩张性，在前进中的内滑套7的第二外卡齿吃入到双向倒齿环10的第二内卡齿上时，能保障内滑套7的顺利前行；当胶筒总成胀封至目的位置进行有效封隔时，内滑套7由于受阻不再前行，双向倒齿环10起到了防止胀封的胶筒14回缩，保持坐封负荷的作用。本实用新型整体结构简单、易于安装，可靠性高。

可根据实际需要，对上述管外封隔器作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，胶筒总成包括上外固定环11、上内固定环12、上胶筒挡环13、胶筒14、下胶筒挡环15、下内固定环16和下外固定环17；上胶筒挡环13固定在胶筒14的上端外侧，在上接头2和上胶筒挡环13之间的主轴1外侧从上至下依次套装有上外固定环11和上内固定环12；下胶筒挡环15固定在胶筒14的下端外侧，在下胶筒挡环15和中接头3之间的主轴1外侧从上至下依次套装有下内固定环16和下外固定环17；上外固定环11、上内固定环12、下内固定环16和下外固定环17均设有断口；胶筒14中部内侧设有安装环槽并安装有固定在主轴1外侧的支撑环18。这样在胶筒14受到推力进行胀封时，设有断口的上外固定环11、上内固定环12、下内固定环16和下外固定环17先扩张后被崩断，胶筒14在上胶筒挡环13、下胶筒挡环15和支撑环18的限位作用下可靠坐封。胶筒为整体式胶筒，配合固定环和挡环组成可靠的密封系统。

如附图1所示，支撑环18上端面和上胶筒挡环13下端面为相互对应的呈内高外低的倾斜面；支撑环18下端面和下胶筒挡环15上端面为相互对应的呈内低外高的倾斜面。这样胶筒14在膨胀坐封时，沿倾斜面发生变形，减少挤出流失，坐封效果好。

如附图1、2所示，双向倒齿环10与外筒5间通过至少一个的第一紧定螺钉19固定连接在一起。这样能对双向倒齿环10起限位和防转作用。

如附图1所示，下接头4与主轴1间通过至少一个的第二紧定螺钉20固定连接在一起。这样能起到更好固定和防转作用。

如附图1、3所示，下接头4上端内侧与主轴1间安装有至少一个密封圈21，下接头4上端外侧与外筒5间安装有至少一个密封圈21；内滑套7下端内侧与主轴1间安装有至少一个密封圈21，内滑套7下端外侧与外筒5间安装有至少一个密封圈21。这样能起到更好的密封效果，保证密封腔8的密封性能。

如附图1、2、3所示，主轴1的上端外侧与上接头2的上端内侧通过螺纹固定安装在一起，主轴1的下端外侧与下接头4的下端内侧通过螺纹固定安装在一起，下接头4的上端外侧与外筒5的下端内侧通过螺纹固定安装在一起。这样通过螺纹便于各部件的安装、拆卸及维护。

如附图1、2所示，第一外卡齿与第一内卡齿的齿牙尺寸大于第二内卡齿与第二外卡齿的齿牙尺寸。这样双向倒齿环10通过大齿与外筒5固定更牢靠，通过小齿与内滑套7配合，更便于内滑套7的通行。

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使用过程：

将本实用新型与相应套管按设计要求串联后送入井内，下至设计层位；开泵循环至泵入与环空流出流量一致且无掉块夹砂时首先打入前置液，然后泵入水泥浆，压胶塞替浆碰压；最后提高泵压至坐封压力。这时，液体通过传压孔9进入密封腔8内，推动内滑套7前行，剪断剪钉6，然后再次推动胶筒14进行胀封；前进中的内滑套7的第二外卡齿吃入到双向倒齿环10的第二内卡齿上，双向倒齿环10防止胀封的胶筒14回缩；当胶筒14胀封至目的位置进行有效封隔时，内滑套7由于受阻不再前行，新型管外封隔器层间封隔工作结束。

Claims (10)

1.一种管外封隔器，其特征在于包括主轴、上接头、中接头、下接头、外筒和胶筒总成；主轴的上部外侧、下部外侧分别固定安装有上接头、下接头，主轴的中部外侧套装有中接头，下接头的上部外侧固定安装有外筒，外筒上部内侧通过剪钉与中接头下部外侧固定连接在一起，在上接头和中接头之间的主轴外侧设有胶筒总成；主轴外壁与外筒内壁间设有内滑套，内滑套底面、下接头顶面、主轴外壁和外筒内壁间形成密封腔，主轴上设有至少一个与密封腔相通的传压孔；内滑套上部与外筒间设有带有断口的双向倒齿环，在双向倒齿环的外侧分布有齿尖向上的第一外卡齿，在外筒的上部内侧分布有齿尖向下的第一内卡齿，第一外卡齿与第一内卡齿啮合在一起；在双向倒齿环的内侧分布有齿尖向上的第二内卡齿，内滑套上部外壁与第二内卡齿的大径相贴合，在内滑套的下部外侧设有齿尖向下且与第二内卡齿匹配的第二外卡齿。

2.根据权利要求1所述的管外封隔器，其特征在于胶筒总成包括上外固定环、上内固定环、上胶筒挡环、胶筒、下胶筒挡环、下内固定环和下外固定环；上胶筒挡环固定在胶筒的上端外侧，在上接头和上胶筒挡环之间的主轴外侧从上至下依次套装有上外固定环和上内固定环；下胶筒挡环固定在胶筒的下端外侧，在下胶筒挡环和中接头之间的主轴外侧从上至下依次套装有下内固定环和下外固定环；上外固定环、上内固定环、下内固定环和下外固定环均设有断口；胶筒中部内侧设有安装环槽并安装有固定在主轴外侧的支撑环。

3.根据权利要求2所述的管外封隔器，其特征在于支撑环上端面和上胶筒挡环下端面为相互对应的呈内高外低的倾斜面；支撑环下端面和下胶筒挡环上端面为相互对应的呈内低外高的倾斜面。

4.根据权利要求1或2或3所述的管外封隔器，其特征在于双向倒齿环与外筒间通过至少一个的第一紧定螺钉固定连接在一起；或/和，下接头与主轴间通过至少一个的第二紧定螺钉固定连接在一起。

5.根据权利要求1或2或3所述的管外封隔器，其特征在于下接头上端内侧与主轴间安装有至少一个密封圈，下接头上端外侧与外筒间安装有至少一个密封圈；内滑套下端内侧与主轴间安装有至少一个密封圈，内滑套下端外侧与外筒间安装有至少一个密封圈。

6.根据权利要求4所述的管外封隔器，其特征在于下接头上端内侧与主轴间安装有至少一个密封圈，下接头上端外侧与外筒间安装有至少一个密封圈；内滑套下端内侧与主轴间安装有至少一个密封圈，内滑套下端外侧与外筒间安装有至少一个密封圈。

7.根据权利要求1或2或3所述的管外封隔器，其特征在于主轴的上端外侧与上接头的上端内侧通过螺纹固定安装在一起，主轴的下端外侧与下接头的下端内侧通过螺纹固定安装在一起，下接头的上端外侧与外筒的下端内侧通过螺纹固定安装在一起；或/和，第一外卡齿与第一内卡齿的齿牙尺寸大于第二内卡齿与第二外卡齿的齿牙尺寸。

8.根据权利要求4所述的管外封隔器，其特征在于主轴的上端外侧与上接头的上端内侧通过螺纹固定安装在一起，主轴的下端外侧与下接头的下端内侧通过螺纹固定安装在一起，下接头的上端外侧与外筒的下端内侧通过螺纹固定安装在一起；或/和，第一外卡齿与第一内卡齿的齿牙尺寸大于第二内卡齿与第二外卡齿的齿牙尺寸。

9.根据权利要求5所述的管外封隔器，其特征在于主轴的上端外侧与上接头的上端内侧通过螺纹固定安装在一起，主轴的下端外侧与下接头的下端内侧通过螺纹固定安装在一起，下接头的上端外侧与外筒的下端内侧通过螺纹固定安装在一起；或/和，第一外卡齿与第一内卡齿的齿牙尺寸大于第二内卡齿与第二外卡齿的齿牙尺寸。

10.根据权利要求6所述的管外封隔器，其特征在于主轴的上端外侧与上接头的上端内侧通过螺纹固定安装在一起，主轴的下端外侧与下接头的下端内侧通过螺纹固定安装在一起，下接头的上端外侧与外筒的下端内侧通过螺纹固定安装在一起；或/和，第一外卡齿与第一内卡齿的齿牙尺寸大于第二内卡齿与第二外卡齿的齿牙尺寸。