CN207739982U - 一种可解封大扩张比封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可解封大扩张比封隔器，包括从上之下依次相连的上接头、设有第一进液孔的第一中心管、密封接头、设有第二进液孔的第二中心管；还包括与上接头的外壁相连弹性爪外壳；设置在弹性爪外壳内的坐封组件，该坐封组件包括弹性爪以及与弹性爪相配合的锁定套；套设在第一中心管上的解封楔块；与锁定套相连的胶筒套；套设胶筒套外的胶筒；设置在第一进液孔的位置第一活塞；与第一活塞的外壁相连且与密封接头接触并密封的活塞外壳；设置在第二进液孔的位置的第二活塞；与第二活塞的外壁相连的下接头外壳；连接在第二中心管上且与下接头外壳接触并密封的固定活塞。本实用新型能够改善封隔器在复杂环境下的工作状态，且寿命长。

Description

一种可解封大扩张比封隔器

技术领域

本实用新型涉及从井中开采油、气等物质的方法或设备技术领域，尤其涉及一种可解封大扩张比封隔器。

背景技术

裸眼酸压作为一项成熟的技术，是碳酸盐岩区块开发的重要增产措施之一，投产前必须进行酸压来沟通缝洞，裸眼酸压通常采用封上压下的方式，这种压裂方式能为提高储层的导流能力、增加开采井的产量或注入井的注入量做出了贡献，但随着井深不断增加，井底温度也随之增加。

目前常用的裸眼封隔器采用扩张式结构，重叠钢片作为内部骨架，耐高温、耐腐蚀性差，耐温不超过180℃，在高含硫的井内失封概率高，由于钢骨架的存在，当生产过程中裸眼垮塌、井下落物等情况出现时，解封胶筒回缩的可靠性低，完井管柱无法提出，只能丢手后进行打捞或者磨铣。所以在石油和天然气开采技术领域，当前需迫切解决的一个技术问题是提供一种能抗高温高压、适应恶劣环境、坐封解封方便、可靠性高的完井裸眼封隔器。

实用新型内容

本实用新型的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本实用新型而学习。

为解决现有裸眼封隔器在复杂环境下密封可靠性低、失封概率高、解封概率低等技术问题，本实用新型提供一种可解封大扩张比封隔器，包括：

中心管，包括通过密封接头相连的第一中心管和第二中心管；所述第一中心管上设有第一进液孔；所述第二中心管上设有第二进液孔；

上接头，其末端的内壁与所述第一中心管的一端相连；

坐封组件，位于所述弹性爪外壳内，包括相互配合的弹性爪与锁定套；

解封楔块，套设在所述第一中心管上，且位于所述弹性爪的下方；

胶筒组件，包括与所述锁定套相连的胶筒套以及套设在所述胶筒套的外部的胶筒；

第一活塞，设置在所述第一进液孔的位置且与所述胶筒套的另一端相连；

活塞外壳，与所述第一活塞的外壁相连；且与所述密封接头接触并密封；

第二活塞，设置在所述第二进液孔的位置且与所述活塞外壳相连；

固定活塞，连接在所述第二中心管上，且位于所述第二活塞的下方。

在一个可能的设计中，所述弹性爪为末端设有多个轴向开口的筒状结构，所述末端还设有棘齿；所述锁定套位于所述弹性爪的下方，所述锁定套靠近所述弹性爪的一端设有内棘齿，用于与所述弹性爪的棘齿嵌合。

在一个可能的设计中，还包括胶筒，套设在所述胶筒套的外部。

在一个可能的设计中，还包括胶筒上接头，一端与所述销钉座相连，另一端通过硫化头与所述胶筒相连。

在一个可能的设计中，所述硫化头的一端与所述胶筒的一端相抵，且部分深入所述胶筒的内部并硫化为一体。

在一个可能的设计中，还包括上防突保护机构与下防突保护机构，分别位于所述胶筒的两端。

在一个可能的设计中，所述上防突保护机构或下防突保护机构为喇叭形，能随所述胶筒一起膨胀。

在一个可能的设计中，所述胶筒为整体式结构，所述胶筒的长度与厚度比为4:1。

在一个可能的设计中，所述弹性爪外壳上设有多条槽。

在一个可能的设计中，所述槽包括长槽与短槽，且所述长槽与短槽间隔设置。

在一个可能的设计中，还包括挡环，设置在所述第二中心管上，且位于所述第二活塞的下方。

本实用新型提供了一种可解封大扩张比封隔器，能够改善封隔器在复杂环境下的工作状态，并且不容易破损、寿命长、可靠性高。本实用新型以胶筒压缩后实现接触密封的形式，解决扩张钢带式封隔器残余变形过大，不容易解封的问题，通过防突保护结构的支撑保护，使胶筒坐封后具有很高的承压和抗变形能力，提高封隔器在高温高压工况下的耐压差能力，解封时，可以强制胶筒收缩，避免由于胶筒肩部破损造成的密封失效现象发生，提高了测试、压裂等过程中的安全性和可靠性。

通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。

附图说明

下面通过参考附图并结合实例具体地描述本实用新型，本实用新型的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本实用新型的解释说明，而不构成对本实用新型的任何意义上的限制，在附图中：

图1为本实用新型实施例的可解封大扩张比封隔器的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供一种可解封大扩张比封隔器，包括中心管，该中心管包括设有第一进液孔的第一中心管2、设有第二进液孔的第二中心管18以及一个两端均有螺纹的密封接头17，该密封接头17的上端连接该第一中心管2，下端连接第二中心管18。第二中心管18的下端加工螺纹可以与管柱其他工具相连。该可解封大扩张比封隔器还包括上接头1、弹性爪外壳3、坐封组件、解封楔块6、胶筒组件、销钉座8、第一活塞15、活塞外壳16、第二活塞19、下接头外壳21、固定活塞20。其中，该坐封组件包括弹性爪4以及锁定套7；胶筒组件包括胶筒套7与胶筒13。

其中，上接头1的末端的内壁可以通过螺纹与第一中心管2的上端相连。弹性爪外壳3与上接头1的末端的外壁通过螺纹相连。

弹性爪4以及锁定套7所述弹性爪外壳3内。在具体实施时，弹性爪4与弹性爪外壳3可以通过螺纹相连。弹性爪4为末端设有多个轴向开口的筒状结构，该些轴向开口可以均匀间隔设置；从而可以在末端受到挤压力时产生径向变形。弹性爪4的末端还设有棘齿；本实施例中，弹性爪4的上端面与上接头1的下端面相抵，防止轴向移动。

锁定套5位于弹性爪4的下方，锁定套5靠近弹性爪4的一端设有内棘齿，用于与弹性爪4的棘齿嵌合，弹性爪的棘齿在胶筒13坐封时可以与锁定套5嵌合，防止胶筒13在橡胶弹性或胶筒上端面的压力作用下回弹，阻止封隔器解封，实现胶筒压缩坐封后的限位锁定。

本实施例中，弹性爪外壳3沿轴向还设有多条槽23、24；该些槽的开口23、24在弹性爪外壳3的周向。槽包括长槽23与短槽24，且长槽23与短槽24间隔设置，从而使胶筒13在压缩到一定程度后，可以继续压缩23、24空间，以起到蓄能作用，在胶筒坐封过程中，弹性爪外壳3上开有槽的部位会被压缩，储存能量，在胶筒坐封到位后，弹性爪外壳储存的弹性势能会不断释放，压紧胶筒，防止密封失效。

解封楔块6，套设在第一中心管2上，且位于弹性爪4的下方。当胶筒13需要解封时，封隔器上接头上提，第一中心管2随着上接头1一起运动，由于弹性爪外壳3与弹性爪4相对固定，借助于固定在第一中心管2上的解封楔块6上移，即可顶开弹性爪4与锁定套5之间的限位。

胶筒套7位于锁定套5的下方，且紧贴第一中心管2的外壁，胶筒套7的一端通过螺纹与锁定套5相连，另一端通过螺纹与第一活塞15相连。销钉座8套设在胶筒套7的外侧，且通过螺纹与弹性爪外壳3相连。销钉座8通过若干颗剪切销钉9固定在第一中心管2上。

胶筒13套设在胶筒套7的外部，且位于销钉座8的下方。本实施例中，胶筒13为整体式结构，胶筒13的长度与厚度比为4:1，可以实现大扩张比的环形空间密封。在具体实施时，还可以包括胶筒上接头10，一端通过螺纹与销钉座8相连，另一端通过硫化头12与胶筒13相连。硫化头12可以通过螺纹与胶筒上接头连接在一起。硫化头12的一端与胶筒13的一端相抵，且部分深入胶筒13的内部并硫化为一体。硫化头12整体套装在胶筒套7的外侧，通过胶筒上接头10即可实现位置的相对固定。

此外，还可以包括上防突保护机构11与下防突保护机构14，分别位于胶筒13的两端，胶筒的两端有与防突保护结构相适配的异性倒角；其中，上防突保护机构11可以设置在硫化头12的上端。由于封隔器在工作过程中主要承受从下至上的压力差，因此，上防突保护机构数量可以多于要多于下防突保护机构14的数量。本实施例中，上防突保护机构11或下防突保护机构14为喇叭形的柔性钢碗，能随胶筒13一起膨胀。

第一活塞15设置在第一进液孔的位置且与胶筒套7的另一端以及活塞外壳16相连；更具体地，第一活塞15的上端内壁与胶筒套7相连，下端外壁与活塞外壳16相连。本实施例中，第一活塞15的内部上端面直接与下防突保护机构14相抵，可以将坐封时的轴向力直接传递压缩胶筒。密封接头17就位于第一活塞15的下方，且可以与第一活塞的下端面相接触。

活塞外壳16与第一活塞15的外壁相连且与密封接头17接触并密封；第二活塞18，设置在第二进液孔的位置且与活塞外壳16相连；下接头外壳21，与第二活塞18的外壁相连；固定活塞20，连接在第二中心管2上，且位于第二活塞18的下方，限制第二活塞18向下移动；固定活塞20与下接头外壳21接触并密封。

还可以包括挡环22，设置在第二中心管18上，且位于第二活塞18的下方，与下接头外壳21相接触。

本实用新型中，第一活塞15位于第一进液孔位置，第二活塞19位于第二进液孔位置，管柱内液体可以通过第一进液孔和第二进液孔进入，推动第一活塞15和第二活塞19向上移动，第一活塞15和第二活塞19通过活塞外壳16相连接，一起动作，由于胶筒上接头10的限位作用，第一活塞15带动胶筒套7运动，剪断销钉即可，继续位移即可实现对胶筒13的压缩坐封。

当胶筒13解封时，胶筒13在橡胶弹性的作用下即可恢复到初始状态，在解封过程中，由于解封楔块6抵住弹性爪4，由于弹性爪4通过一系列螺纹结构带动硫化头12一起向上运动，起到强制拉伸胶筒13的作用。

本实用新型提供的可解封大扩张比封隔器，胶筒坐封通过两级活塞压缩，提供足够大的坐封压力，胶筒采用整体式结构套装在胶筒套上，不与中心管接触，方便坐封。胶筒坐封后的限位锁定通过弹性爪和锁定套之间的棘齿嵌合实现，一旦坐封到位后，即可保持胶筒不会回弹。弹性爪外壳上加工有长短间隔的槽，起到压缩蓄能的作用，可以为胶筒在密封状态下提供持续的压紧力。解封楔块套装在中心管上，当封隔器解封时，上提上接头，解封楔块与中心管一同向上运动，顶开弹性爪，使胶筒在橡胶弹性作用下恢复原状，与此同时，与胶筒上端硫化为一体的硫化头可以在上提过程中强制拉伸胶筒，实现对胶筒的辅助解封。

本实用新型提供的可解封大扩张比封隔器，采用压缩式胶筒结构，降低了入井损伤风险，而且密封段长度较长，可靠性高，对裸眼不规则地层、大环空适应性好，具有一定的锚定能力，降低失封风险，与胶筒硫化为一体的硫化头，上提管柱时可以使胶筒强制解封，本实用新型入井时通过性好，降低封隔器完井管串下不到位的风险，具有结构简单、坐封/解封操作方便、适应范围广的优点。

以上参照附图说明了本实用新型的优选实施例，本领域技术人员不脱离本实用新型的范围和实质，可以有多种变型方案实现本实用新型。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种可解封大扩张比封隔器，其特征在于，包括：

中心管，包括通过密封接头相连的第一中心管和第二中心管；所述第一中心管上设有第一进液孔；所述第二中心管上设有第二进液孔；

上接头，其末端的内壁与所述第一中心管的一端相连；

弹性爪外壳，与所述上接头的末端的外壁相连；

坐封组件，位于所述弹性爪外壳内，包括相互配合的弹性爪与锁定套；

解封楔块，套设在所述第一中心管上，且位于所述弹性爪的下方；

胶筒组件，包括与所述锁定套相连的胶筒套以及套设在所述胶筒套的外部的胶筒；

第一活塞，设置在所述第一进液孔的位置且与所述胶筒套的另一端相连；

活塞外壳，与所述第一活塞的外壁相连；且与所述密封接头接触并密封；

第二活塞，设置在所述第二进液孔的位置且与所述活塞外壳相连；

固定活塞，连接在所述第二中心管上，且位于所述第二活塞的下方。

2.根据权利要求1所述的可解封大扩张比封隔器，其特征在于，所述弹性爪为末端设有多个轴向开口的筒状结构，所述末端还设有棘齿；所述锁定套位于所述弹性爪的下方，所述锁定套靠近所述弹性爪的一端设有内棘齿，用于与所述弹性爪的棘齿嵌合。

3.根据权利要求1所述的可解封大扩张比封隔器，其特征在于，还包括胶筒上接头，一端与销钉座相连，另一端通过硫化头与所述胶筒相连；其中，所述销钉座固定在所述第一中心管上。

4.根据权利要求3所述的可解封大扩张比封隔器，其特征在于，所述硫化头的一端与所述胶筒的一端相抵，且部分深入所述胶筒的内部并硫化为一体。

5.根据权利要求1所述的可解封大扩张比封隔器，其特征在于，还包括上防突保护机构与下防突保护机构，分别位于所述胶筒的两端。

6.根据权利要求5所述的可解封大扩张比封隔器，其特征在于，所述上防突保护机构或下防突保护机构为喇叭形，能随所述胶筒一起膨胀。

7.根据权利要求1所述的可解封大扩张比封隔器，其特征在于，所述胶筒为整体式结构，所述胶筒的长度与厚度比为4:1。

8.根据权利要求1所述的可解封大扩张比封隔器，其特征在于，所述弹性爪外壳上设有多条槽。

9.根据权利要求8所述的可解封大扩张比封隔器，其特征在于，所述槽包括长槽与短槽，且所述长槽与短槽间隔设置。

10.根据权利要求1所述的可解封大扩张比封隔器，其特征在于，还包括挡环，设置在所述第二中心管上，且位于所述第二活塞的下方。