CN208734311U - 一种可机械丢手的永久式完井封隔器 - Google Patents

一种可机械丢手的永久式完井封隔器 Download PDF

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何伟
易建国
高凤垒
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一种可机械丢手的永久式完井封隔器,包括依次活动连接的回插装置、密封装置、坐封装置;所述密封装置包括下中心管、与所述下中心管固定连接的回接筒、以及套设于所述下中心管外壁中间位置的胶筒组件、依次套设于所述胶筒组件外壁的护腕组件、与所述护腕组件活动连接的椎体、与所述椎体活动连接的卡瓦;所述卡瓦呈整体式环形柱状,所述卡瓦的轴向柱面通过线切割设有数个不贯穿卡瓦两端的缝隙。所述卡瓦的缝隙设计承压性能稳定,不易提前张开锚定,咬合力稳定,不易偏心,只有在压力达到预设的压力值时,裂开完成锚定作用,提高封隔器的安装效率;剪钉设计使得封隔器不易提前坐封,提高封隔器安装成功率。

Description

一种可机械丢手的永久式完井封隔器
技术领域
本实用新型涉及一种石油开采的井下封隔器,具体涉及一种可机械丢手的永久式完井封隔器。
背景技术
近年来,随着我国经济的飞速发展以及油气田开发和不可再生资源的不断衰减,而针对非常规油气的开采越来越受到人们的重视,其地位和意义可想而知。我国非常规油气资源十分丰富,勘探的潜力也十分巨大,但由于其储层具有特低渗透、低孔率以及明显致密等特点,为了提高其单井产量需要对多层段压裂技术进行改进,而封隔器是重要的封堵工具。
专利CN201650206U公开了一种防中途坐封的永久式封隔器,包括上下顺序连接的液压坐封装置、永久式封隔器和插管密封筒,所述的永久式封隔器包括与液压坐封装置相连的丢手接箍,丢手接箍下接中心管,中心管下端与卡瓦支撑座连接,在中心管外顺序安设锁套、锁簧、上卡瓦与上锥体、胶筒、下锥体和下卡瓦,其不同之处在于所述的上、下卡瓦为开设轴向开口的C型卡瓦,构成C型上、下卡瓦。
但是现场工艺发现,C型卡瓦在施工过程中易于张开,受力不均的情况,容易导致工具失效,且卡瓦承压能力下降,咬合力不足,与椎体错位,进而影响胶筒作用,不能准确完整地实现坐封,导致施工周期加长,作业成本增加,后期维修成本增加等风险。
实用新型内容
本实用新型提供了一种可机械丢手的永久式完井封隔器,解决了封隔器在下入过程中极易提前坐封、现有技术中C型卡瓦易于偏心咬合力不稳定、安装失败等的异常情况。
本实用新型采用的技术方案如下:
一种可机械丢手的永久式完井封隔器,包括依次活动连接的回插装置、密封装置、坐封装置;所述密封装置包括下中心管、与所述下中心管固定连接的回接筒、以及套设于所述下中心管外壁中间位置的胶筒组件、依次套设于所述胶筒组件外壁的护腕组件、与所述护腕组件活动连接的椎体、与所述椎体活动连接的卡瓦;所述卡瓦呈整体式环形柱状,所述卡瓦的轴向柱面通过线切割设有数个不贯穿卡瓦两端的缝隙。
本技术方案的工作原理和过程如下:
所述封隔器采用液压方式坐封、套铣方式解封。所述封隔器采用液压方式坐封,在封隔器下入预定位置后,投入相应钢球,钢球到位后,从油管进行打压坐封,液体通过坐封装置,使胶筒组件压缩,卡瓦锚定至套管,实现坐封。所述回插装置底部通过密封装置中的回接筒与所述密封装置连接,所述密封装置与所述坐封装置连接;所述回插装置顶部连接油管,通过油管将本实用新型中的可机械丢手的永久式完井封隔器送入井下目的封堵位置。当所述封隔器下至预定位置后,从井口油管内投入钢球,从油管内打压,坐封装置在外来压力的作用下,实现坐封作用;椎体挤压卡瓦,卡瓦受力后通过所述缝隙传输应力,便于卡瓦裂开锚定于套筒内壁,进而胶筒组件坐实于套筒内壁,其他组件均将牢固锁紧,所述密封装置和坐封装置将不能移动。转动调整回插装置,将回插装置取出,其余装置永久式置于井内。
进一步地,所述卡瓦包括上卡瓦和下卡瓦,所述上卡瓦和下卡瓦的外壁均设有锚定齿。所述封隔器的卡瓦可确保锚定牢固,下卡瓦朝下的齿形可承受来自封隔器上方的载荷,上卡瓦朝上的齿形可承受来自封隔器下方的载荷;卡瓦位于胶筒的两侧,以阻隔碎屑,避免操作时卡瓦被碎屑卡住。
进一步地,所述椎体外壁靠近所述卡瓦处设有防止提前坐封的剪钉。坐封过程中,卡瓦挤压椎体,椎体上的剪钉将椎体和下中心管固定连接,组装所述封隔器时调整剪钉的剪切值,使得剪钉所受液压力的值在达到所设的剪切力时,才开始坐封。
进一步地,所述胶筒组件包括中胶筒、活动连接于所述中胶筒两端的端胶筒。
进一步地,所述回插装置包括上中心管、与上中心管螺纹连接的上接头、套设于靠近所述上接头处上中心管外壁的弹性爪、套设于上中心管底部外壁用于导向导鞋,所述回插装置还包括位于上中心管和回接筒之间与上中心管外壁和回接筒内壁活动连接的硫化密封件和保护环。所述上接头于油管连接,上接头和用于导向的导鞋便于将封隔器放入井内,上中心管用于支撑和活动连接所述回插装置中剩余的原件,上中心管与上接头通过螺纹连接,所述上中心管靠近导鞋处的外壁通过硫化密封件和保护环与回接筒活动连接,弹性爪位于上中心管与上接头和回接筒之间,弹性爪使得上中心管和回接筒弹性连接,用于控制所述上中心管与回接筒连接与分离,进而控制回插装置与回接筒的连接与分离;坐封前回插装置和回接筒弹性连接,坐封完成后,转动上接头,取出回插装置,完成丢手。
进一步地,坐封装置包括依次沿轴向套设于所述下中心管外壁的连接挡环、与所述连接挡环螺纹连接的锁环座、与锁环座活动连接的上活塞座、与所述上活塞座螺纹连接的坐封套、位于上活塞座和下中心管之间的导环座和与所述导环座螺纹连接的导环活塞、与下中心管螺纹连接的下接头、设于所述下接头外壁依次与下接头螺纹连接的衬套和引导环、位于下接头和衬套之间与下接头外壁和衬套内壁螺纹连接的锁环。坐封装置坐封过程:液压通过下中心管上的传压孔,液压推动导环座、导环活塞、坐封套和上活塞座,进而继续推动锁环座和连接挡环,挤压端胶筒和中胶筒,端胶筒和中胶筒膨胀密封套筒,于此同时,液压力达到一定程度时,达到卡瓦破裂极限,卡瓦破裂张开,锚定于套管内壁,同时锁环和引导环防止上活塞座、坐封套、导环座、导环活塞、衬套、下接头后退,完成坐封过程,通过旋转上提回插装置,回插装置与回接筒脱离,将油管和回插装置取出,其余装置留在井内。
进一步地,所述下中心管的外壁靠近导环座和下接头处分别设有一个传压孔。
进一步地,所述护腕组件包括2个分别活动连接于所述端胶筒远离中胶筒一端的内护腕、以及2个与所述内护腕活动连接的外护腕。
进一步地,所述缝隙为16个。所述卡瓦的轴向柱面设有16个不贯穿卡瓦两端的缝隙,该设计可以有效防止卡瓦C型张开,提升卡瓦承压性能,同时当卡瓦承压至一定程度时,卡瓦裂开,锚定于套筒内壁。
综上所述,本实用新型相较于现有技术的有益效果是:
(1)所述卡瓦外壁设有16个不贯穿卡瓦两端的缝隙,相较于现有技术中的C型卡瓦,C型卡瓦容易张开,且受力不均,容易导致工具失效,且卡瓦承压能力下降,咬合力不足;该设计承压性能稳定,不易提前张开锚定,咬合力稳定,不易偏心,只有在压力达到预设的压力值时,裂开完成锚定作用,进而提高封隔器的安装效率;
(2)所述椎体上设有剪钉,所述剪钉可以根据实际需要设定相应的剪切力值,使封隔器在承受的阻力低于设定的剪切力值,封隔器不会提前坐封;只有所受阻力达到预设的剪切力值时,封隔器才实现坐封;该设计克服了封隔器在下井过程中易于出现提前坐封的情况,降低施工难度,提高施工成功率和施工效率;
(3)本实用新型中上卡瓦和下卡瓦的外壁的锚定齿,不但可以承受来自封隔器两端载荷,还可以阻隔碎屑,避免操作时卡瓦被碎屑卡住,提高坐封成功率,减小制造成本。
附图说明
图1是本实用新型中一种可机械丢手的永久式完井封隔器的结构示意图
图2是图1中A的局部放大的结构示意图
图3是图1中B的局部放大的结构示意图
图4是图1中C的局部放大的结构示意图
图5是图4中C1的局部放大的结构示意图
图6是图4中C2的局部放大的结构示意图
图中标记为:1-上接头,2-上中心管,3-弹性爪,4-回接筒,5-硫化密封件,6-保护环,7-导鞋,8-下中心管,9-卡瓦,10-锥体,11-外护腕,12-内护腕,13-端胶筒,14-中胶筒,15-连接挡环,16-锁环座,17-上活塞座,18-坐封套,19-导环座,20-导环活塞,21-衬套,22-下接头,23-锁环,24-引导环,25-缝隙,26-剪钉,27-传压孔。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面结合图1-6和具体的实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
实施例1
一种可机械丢手的永久式完井封隔器,包括依次活动连接的回插装置、密封装置、坐封装置;所述密封装置包括下中心管8、与所述下中心管8固定连接的回接筒4、以及套设于所述下中心管8外壁中间位置的胶筒组件、依次套设于所述胶筒组件外壁的护腕组件、与所述护腕组件活动连接的椎体、与所述椎体活动连接的卡瓦9;所述卡瓦9呈整体式环形柱状,所述卡瓦9的轴向柱面通过线切割设有数个不贯穿卡瓦9两端的缝隙25。
实施例2
基于实施例1,所述卡瓦9包括上卡瓦和下卡瓦,所述上卡瓦和下卡瓦的外壁均设有锚定齿。所述封隔器的卡瓦9可确保锚定牢固,下卡瓦朝下的齿形可承受来自封隔器上方的载荷,上卡瓦朝上的齿形可承受来自封隔器下方的载荷;卡瓦9位于胶筒的两侧,以阻隔碎屑。
实施例3
基于实施例1,所述椎体10外壁靠近所述卡瓦9处设有防止提前坐封的剪钉26。坐封过程中,卡瓦9挤压椎体10,椎体10上的剪钉26将椎体10和下中心管8固定连接,组装所述封隔器时调整剪钉26的剪切值,使得剪钉26所受卡瓦9坐封力的值在达到所设的剪切力时,才开始坐封。
实施例4
基于实施例1,所述胶筒组件包括中胶筒14、活动连接于所述中胶筒14两端的端胶筒13。
实施例5
基于实施例1,所述回插装置包括上中心管2、与上中心管2螺纹连接的上接头1、套设于靠近所述上接头1处上中心管2外壁的弹性爪3、套设于上中心管2底部外壁用于导向导鞋7,所述回插装置还包括位于上中心管2和回接筒4之间与上中心管2外壁和回接筒4内壁活动连接的硫化密封件5和保护环6。所述上接头1于油管连接,上接头1和用于导向的导鞋7便于将封隔器放入井内,上中心管2用于支撑和活动连接所述回插装置中剩余的原件,上中心管2与上接头1通过螺纹连接,所述上中心管2靠近导鞋7处的外壁通过硫化密封件5和保护环6与回接筒4活动连接,弹性爪3位于上中心管2与上接头1和回接筒4之间,弹性爪3使得上中心管2和回接筒4弹性连接,用于控制所述上中心管2与回接筒4连接与分离,进而控制回插装置与回接筒4的连接与分离;坐封前回插装置和回接筒4弹性连接,坐封完成后,转动上接头1,取出回插装置,完成丢手。
实施例6
基于实施例1,坐封装置包括依次沿轴向套设于所述下中心管8外壁的连接挡环15、与所述连接挡环15螺纹连接的锁环座16、与锁环座16活动连接的上活塞座17、与所述上活塞座17螺纹连接的坐封套18、位于上活塞座17和下中心管8之间的导环座19和与所述导环座19螺纹连接的导环活塞20、与下中心管8螺纹连接的下接头22、设于所述下接头22外壁依次与下接头22螺纹连接的衬套21和引导环24、位于下接头22和衬套21之间与下接头22外壁和衬套21内壁螺纹连接的锁环23。坐封装置坐封过程:液压通过下中心管8上的传压孔27,液压推动导环座19、导环活塞20、坐封套18和上活塞座17,进而继续推动锁环座16和连接挡环15,挤压端胶筒13和中胶筒14,端胶筒13和中胶筒14膨胀密封套筒,于此同时,液压力达到一定程度时,达到卡瓦9破裂极限,卡瓦9破裂张开,锚定于套管内壁,同时锁环23和引导环24防止上活塞座17、坐封套18、导环座19、导环活塞20、衬套21、下接头22后退,完成坐封过程,通过旋转上提回插装置,回插装置与回接筒4脱离,将油管和回插装置取出,其余装置留在井内。
实施例7
基于实施例1,所述下中心管8的外壁靠近导环座19和下接头22处分别设有一个传压孔27。
实施例8
基于实施例1,所述护腕组件包括2个分别活动连接于所述端胶筒13远离中胶筒14一端的内护腕12、以及2个与所述内护腕12活动连接的外护腕11。
实施例9
基于实施例1,所述缝隙25为16个。所述卡瓦9的轴向柱面设有16个不贯穿卡瓦9两端的缝隙25,该设计可以有效防止卡瓦9的C型张开,提升卡瓦9承压性能,同时当卡瓦9承压至一定程度时,卡瓦9裂开,锚定于套筒内壁。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请技术方案构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种可机械丢手的永久式完井封隔器,其特征在于:包括依次活动连接的回插装置、密封装置、坐封装置;所述密封装置包括下中心管(8)、与所述下中心管(8)固定连接的回接筒(4)、以及套设于所述下中心管(8)外壁中间位置的胶筒组件、依次套设于所述胶筒组件外壁的护腕组件、与所述护腕组件活动连接的椎体(10)、与所述椎体(10)活动连接的卡瓦(9);所述卡瓦(9)呈整体式环形柱状,所述卡瓦(9)的轴向柱面通过线切割设有数个不贯穿卡瓦(9)两端的缝隙(25)。
2.根据权利要求1所述的一种可机械丢手的永久式完井封隔器,其特征在于:所述卡瓦(9)包括上卡瓦和下卡瓦,所述上卡瓦和下卡瓦的外壁均设有锚定齿。
3.根据权利要求1所述的一种可机械丢手的永久式完井封隔器,其特征在于:所述椎体(10)外壁靠近所述卡瓦(9)处设有防止提前坐封的剪钉(26)。
4.根据权利要求1所述的一种可机械丢手的永久式完井封隔器,其特征在于:所述胶筒组件包括中胶筒(14)、活动连接于所述中胶筒(14)两端的端胶筒(13)。
5.根据权利要求1所述的一种可机械丢手的永久式完井封隔器,其特征在于:所述回插装置包括上中心管(2)、与上中心管(2)螺纹连接的上接头(1)、套设于靠近所述上接头(1)处上中心管(2)外壁的弹性爪(3)、套设于上中心管(2)底部外壁用于导向导鞋(7),所述回插装置还包括位于上中心管(2)和回接筒(4)之间与上中心管(2)外壁和回接筒(4)内壁活动连接的硫化密封件(5)和保护环(6)。
6.根据权利要求1所述的一种可机械丢手的永久式完井封隔器,其特征在于:坐封装置包括依次沿轴向套设于所述下中心管(8)外壁的连接挡环(15)、与所述连接挡环(15)螺纹连接的锁环座(16)、与锁环座(16)活动连接的上活塞座(17)、与所述上活塞座(17)螺纹连接的坐封套(18)、位于上活塞座(17)和下中心管(8)之间的导环座(19)和与所述导环座(19)螺纹连接的导环活塞(20)、与下中心管(8)螺纹连接的下接头(22)、设于所述下接头(22)外壁依次与下接头(22)螺纹连接的衬套(21)和引导环(24)、位于下接头(22)和衬套(21)之间与下接头(22)外壁和衬套(21)内壁螺纹连接的锁环(23)。
7.根据权利要求1所述的一种可机械丢手的永久式完井封隔器,其特征在于:所述下中心管(8)的外壁靠近导环座(19)和下接头(22)处分别设有一个传压孔(27)。
8.根据权利要求4所述的一种可机械丢手的永久式完井封隔器,其特征在于:所述护腕组件包括2个分别活动连接于所述端胶筒(13)远离中胶筒(14)一端的内护腕(12)、以及2个与所述内护腕(12)活动连接的外护腕(11)。
9.根据权利要求1所述的一种可机械丢手的永久式完井封隔器,其特征在于:所述缝隙(25)为16个。
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CN110454104A (zh) * 2019-08-28 2019-11-15 荆州市赛瑞能源技术有限公司 一种液压丢手送入工具
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