CN206785346U - 一种可膨胀式封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油气勘探、开发技术领域，特别涉及一种可膨胀式封隔器。本实用新型提供的一种可膨胀式封隔器包括心轴、环绕设置在所述心轴上的可膨胀元件，以及分别套设在所述心轴上且相对设置在所述可膨胀元件两端的卡瓦机构；其中，所述卡瓦机构包括卡瓦、弹簧臂及挡圈，所述挡圈固定在心轴上，所述卡瓦均匀分布在所述心轴的外表面上，所述挡圈与卡瓦之间通过所述弹簧臂相连。本实用新型涉及的可膨胀式封隔器，不仅能有效防止了封隔器在胀封后因发生蠕动变形导致封隔器密封失效等情况的发生，而且也使得封隔器操作更加简单、密封更加可靠。

Description

一种可膨胀式封隔器

技术领域

本实用新型涉及油气勘探、开发技术领域，特别涉及一种可膨胀式封隔器。

背景技术

在油气田开发过程中，封隔器是实现坐封和解封最常用的工具，通常，封隔器按结构可分为：自封式、压缩式、楔入式、扩张式、组合式等；按坐封原理可分为：提放管柱式、转动管柱式、自封式、热力膨胀式等。

目前，封隔器作为一种油水井封堵的井下专用工具，在石油勘探开发中被广泛用于钻井、完井、开采和增产作业等许多工艺措施中。油田比较普遍使用的封隔器有机械压缩式，水力压差式等。封隔器主要是利用弹性密封元件封闭管柱与井筒之间的环形空间的一种井下工具。遇液膨胀封隔器能够吸收井筒中的水或油等膨胀介质而产生体积膨胀来达到封闭环形空间的目的，这种封隔器已经广泛用于油水井分层分段开采、控水堵水、储层改造等领域。

CN200920106033.9公开了一种自膨胀式封隔器。该自膨胀封隔器利用遇液体(油或水)膨胀橡胶的吸附特性来实现胶筒的胀封，并且通过卡簧实现胶筒的轴向限位。该封隔器仅仅是采用卡簧固定挡环的方式，结构复杂且不便于安装。

CN200920278348.1公开了一种封隔器固定环及具有该固定环的遇液体自膨胀封隔器。在该自膨胀封隔器中，采用在胶筒上间隔地固定多个限位环的方式来防止胶筒鼓包，同时使固定环的固定部沿轴向的长度等于封隔器端部的长度。另外，多个固定环也降低了胶筒的密封长度及其密封性能。

CN201210021642.0公开了一种可膨胀式封隔器。在该膨胀式封隔器中，采用在膨胀胶筒两端设置限位端环以及在膨胀胶筒两端分别环绕安装防突环，以达到胶筒在遇液体膨胀时防止橡胶被挤出和撕裂的目的。

从上述公开文献中不难看出，现有技术中涉及到的自膨胀封隔器由于没有设置锚定机构，易导致自膨胀封隔器在外力作用下发生蠕变，从而进一步影响封隔器的密封性能。如何开发设计出一种结构简单，操作简便，密封可靠，有效防止蠕动的自膨胀式封隔器，已成为了该领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本实用新型提出了一种可膨胀式封隔器，其具有结构简单，操作简便，密封可靠，能够有效防止蠕动等性能。

根据本实用新型提供了一种可膨胀式封隔器，该封隔器包括心轴、环绕设置在所述心轴上的可膨胀元件，以及分别套设在所述心轴上且相对设置在所述可膨胀元件两端的卡瓦机构；其中，所述卡瓦机构包括卡瓦、弹簧臂及挡圈，所述挡圈固定在心轴上，所述卡瓦均匀分布在所述心轴的外表面上，所述挡圈与卡瓦之间通过所述弹簧臂相连。

作为本发明的一种改进，在所述可膨胀元件与卡瓦机构之间还设置有支承环。

在所述卡瓦机构与支承环之间还设置有与所述卡瓦相匹配的锥体。

所述卡瓦机构还包括支承臂，该支承臂环绕安装在所述心轴上且位于所述挡圈与卡瓦之间，以控制所述弹簧臂的弯曲。

作为本发明的又一种改进，在与所述心轴相接触的锥体底面上还设置有主体锁紧圈。

在所述心轴表面上还设置有与所述主体锁紧圈相配合的锯齿形沟槽。

所述支承环和锥体能沿所述心轴做轴向移动。

所述可膨胀元件的端部至少部分地伸入到所述支承环与心轴之间的环空内。

在所述可膨胀元件、支承环与心轴之间接触面上设置有涂层，以防止所述可膨胀元件粘结在所述心轴上。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于，通过卡瓦机构的设置，有效防止了封隔器在胀封后因发生蠕动变形导致封隔器密封失效等情况的发生，同时通过支承环及锥体的联合设置，使得封隔器操作更加简单、密封更加可靠。

附图说明

图1为本实用新型的可膨胀式封隔器的半剖视图。

图中：1-心轴，2-可膨胀元件，3-卡瓦机构，4-挡圈，5-支撑环，6-锥体，7-卡瓦，8-支撑臂，9-弹簧臂，10-挡圈。

具体实施方式

有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

图1是本实用新型的可膨胀封隔器的半剖视图。一种可膨胀封隔器，包括心轴1、环绕设置在心轴1上的可膨胀元件2，以及分别套设在心轴1上且相对设置在可膨胀元件2两端的卡瓦机构3，两个卡瓦机构3设置方向相反；其中，卡瓦机构3包括卡瓦7、弹簧臂9及挡圈4，挡圈4固定在心轴1上，卡瓦7均匀分布在心轴1的外表面上，挡圈4与卡瓦7之间通过弹簧臂9相连。在可膨胀元件2与卡瓦机构3之间还设置有支承环5，该支承环5可以由金属制成，能有效限制可膨胀元件2端部发生远离心轴1的径向位移，从而固定可膨胀元件2的位置。在卡瓦机构3与支承环5之间还设置有与卡瓦7相匹配的锥体6。卡瓦机构3还包括支承臂8，该支承臂8环绕安装在心轴1上且位于挡圈4与卡瓦7之间，以控制弹簧臂9的弯曲。其中，可膨胀元件2为遇活化剂如水、油或油水混合物可膨胀的弹性体。

在一具体实施例中，在与心轴1相接触的锥体6底面上还设置有主体锁紧圈，在心轴1表面上相应设置有与主体锁紧圈相配合的锯齿形沟槽。主体锁紧圈与心轴1上的锯齿形沟槽相啮合，可有效抵制锥体6沿一个方向(与卡瓦7打开方向相反)的轴向移动，而允许锥体8沿另一个方向(与卡瓦7打开方向相同)的轴向移动。并且，支承环5和锥体6都可以沿心轴1做轴向移动。

在又一具体实施例中，可膨胀元件2的端部至少部分地伸入到支承环5与心轴1之间的环空内。在另一较佳实施例中，在可膨胀元件2、支承环5与心轴1之间接触面上设置有涂层，以防止可膨胀元件2粘结在心轴上。

在现场使用时：

当部署在井下的可膨胀封隔器在遇到活化剂的时候，可膨胀元件2径向膨胀直至与套管壁或裸眼壁啮合；同时可膨胀元件2在轴向也产生膨胀，推动支承环5沿轴向移动并进一步推动锥体6移动，锥体6在推动力的作用下沿着心轴1轴向滑动，由于主体锁紧圈与心轴1上的锯齿形沟槽相啮合，可有效防止锥体6在心轴1上反向移动。当锥体6移动的时候，卡瓦7的楔端被锥体6撑开并骑在锥体6上，从而激活卡瓦机构3，最终卡瓦6的外齿与套管壁或裸眼壁啮合完成坐封。坐封完成后，由于在可膨胀元件2两端设置的卡瓦机构3方向相反，相对设置的卡瓦机构3的卡瓦6可阻止封隔器向任一方向作轴向移动，从而有效防止了封隔器在胀封后因发生蠕动变形导致封隔器密封失效等情况的发生。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种可膨胀式封隔器，其特征在于：该封隔器包括心轴、环绕设置在所述心轴上的可膨胀元件，以及分别套设在所述心轴上且相对设置在所述可膨胀元件两端的卡瓦机构；其中，所述卡瓦机构包括卡瓦、弹簧臂及挡圈，所述挡圈固定在心轴上，所述卡瓦均匀分布在所述心轴的外表面上，所述挡圈与卡瓦之间通过所述弹簧臂相连。

2.如权利要求1所述的可膨胀式封隔器，其特征在于：在所述可膨胀元件与卡瓦机构之间还设置有支承环。

3.如权利要求2所述的可膨胀式封隔器，其特征在于：在所述卡瓦机构与支承环之间还设置有与所述卡瓦相匹配的锥体。

4.如权利要求1或2所述的可膨胀式封隔器，其特征在于：所述卡瓦机构还包括支承臂，该支承臂环绕安装在所述心轴上且位于所述挡圈与卡瓦之间，以控制所述弹簧臂的弯曲。

5.如权利要求3所述的可膨胀式封隔器，其特征在于：在与所述心轴相接触的锥体底面上还设置有主体锁紧圈。

6.如权利要求5所述的可膨胀式封隔器，其特征在于：在所述心轴表面上还设置有与所述主体锁紧圈相配合的锯齿形沟槽。

7.如权利要求3所述的可膨胀式封隔器，其特征在于：所述支承环和锥体能沿所述心轴做轴向移动。

8.如权利要求2或3所述的可膨胀式封隔器，其特征在于：所述可膨胀元件的端部至少部分地伸入到所述支承环与心轴之间的环空内。

9.如权利要求2或3所述的可膨胀式封隔器，其特征在于：在所述可膨胀元件、支承环与心轴之间接触面上设置有涂层，以防止所述可膨胀元件粘结在所述心轴上。