CN209469412U - 一种平衡式压裂封隔器 - Google Patents
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Abstract
一种平衡式压裂封隔器，上接头的外壁上螺纹连接并套设有上备帽。上接头上位于上备帽的下端套设有上缸套。中心管上端螺纹连接在丢手爪簧的内壁上，挂套设在平衡塞下端，浮动套安装在挂套和中心管之间。胶筒轴安装在中心管外壁上，密封套设在胶筒轴和挂套之间，上压环上端插入胶筒轴和挂套下端之间，上压环上端与挂套下端螺纹连接；胶筒组合套设在胶筒轴的外壁上，锁定套的上端套设在锁簧座的外壁上且螺纹连接；主活塞的上端安装在锁定套的下端内壁上，下接头套设在中心管下端外壁上。下备帽上端面与支撑套下端面和下缸套下端面接触。本封隔器有效降低了解封行程。降低了大修的可能性。可降低压力影响，有效降低解封力。有效缩短工具长度。
Description
技术领域
本实用新型属于油气田井下工具制造技术领域，特别是涉及一种平衡式压裂封隔器。
背景技术
目前国内外所用压裂封隔器大多数没有丢手机构及平衡机构，且压裂封隔器解封时解封行程长。
现有技术工作原理：封隔器工作时用油管连接管柱下入注水井套管内。下入到井内预定位置后，向油管内注液打压，液体经封隔器中心管上的座封通道进入中心管和下缸套之间的间隙，达到设定压力后，副活塞剪钉被剪断，副活塞卡块退出卡块槽，液体继续推动活塞液缸运动，锁定机构步进锁定，胶筒直径增大，使胶筒外径紧密贴在套管内壁上，套管内径和封隔器外径的环形空间被胶筒隔开，座封完成。
目前封隔器存在的问题：其一是解封行程较长，封隔器解封时，与卡井率高；其二是，大多数压裂封隔器不设有丢手机构，遇卡后造成大修；其二是，不设有平衡机构，解封力高。
实用新型内容
如图所示，本实用新型的目的在于克服以上不足，提供一种平衡式压裂封隔器，降低解封行程，降低压裂封隔器卡井后造成大修的可能性，降低解封力。
采用的技术方案：
一种平衡式压裂封隔器，包括：上接头、丢手爪簧、中心管、平衡塞、挂套、浮动套、密封套、胶筒轴、上压环、胶筒组合、第一卡块、下压环、锁簧、锁簧座、锁定套、下缸套、主活塞、第二卡块、副活塞、支撑套、下备帽、下接头，其特征在于：
上接头的外壁上螺纹连接并套设有上备帽。上接头上位于上备帽的下端套设有上缸套。上接头和上缸套间隙配合。丢手爪簧螺纹连接在上接头的内壁上。中心管上端螺纹连接在丢手爪簧的内壁上，平衡塞设置在上缸套的中间内壁上，平衡塞与上缸套间隙配合。平衡塞下端内壁与中心管上端外壁间隙配合。挂套设在平衡塞下端，挂套上端外壁与上缸套下端内壁间隙配合。挂套上端外壁上加工有环槽，环槽下方外壁上径向加工有十个径向槽，圆周均布，径向槽的上端与环槽相通。上缸套下端径向加工有三个螺纹孔，在螺纹孔内安装有三个解封剪钉，上缸套通过解封剪钉与挂套上端环槽端面接触，同时上缸套下端径向还加工有十个螺纹孔，在螺纹孔内安装有十个丢手剪钉，上缸套通过丢手剪钉拧入至挂套上端径向槽内；
浮动套安装在挂套和中心管之间。浮动套与挂套中部间隙配合。浮动套与中心管中部间隙配合。在中心管的中部外壁上设有台肩，位于浮动套的下方。在挂套中上部的内壁上设有内侧凸台，位于浮动套的上方。
胶筒轴安装在中心管外壁上，位于中心管的台肩下方。且胶筒轴与中心管间隙配合。密封套设在胶筒轴和挂套之间，密封套与挂套下端间隙配合，密封套与胶筒轴上端间隙配合。
上压环上端插入胶筒轴和挂套下端之间，上压环上端与挂套下端螺纹连接，同时上压环与胶筒轴螺纹连接；
胶筒组合套设在胶筒轴的外壁上，胶筒组合与胶筒轴过盈配合，且胶筒组合上端面与上压环下端面接触。
两个第一卡块安装在胶筒轴下端两处圆周均布的卡块槽内，第一卡块穿过胶筒轴与中心管下中部外壁接触。下压环安装在两个第一卡块的外部，下压环上端面与胶筒组合下端面接触，锁簧座上端套设在胶筒轴下端且螺纹连接。锁簧安装在锁簧座外壁上的环槽内。
锁定套的上端套设在锁簧座的外壁上且螺纹连接，锁簧的外径与锁定套上端内径单向锯齿螺纹连接。
主活塞的上端安装在锁定套的下端内壁上且螺纹连接，下缸套套装在主活塞下端和锁定套的下端外壁上，且下缸套和主活塞间隙配合，主活塞内壁与中心管下端外壁间隙配合；在中心管的管壁上位于主活塞的下方设有过液通道。下接头套设在中心管下端外壁上且螺纹连接。
两个第二卡块安装在主活塞下端两处圆周均布的卡块通槽内，副活塞安装在下接头的外侧台肩下端。副活塞下端内径与下接头中上端外径间隙配合；副活塞的上端插入主活塞下端和下缸套之间，副活塞上端内径与主活塞下端外径间隙配合，并且副活塞上端通过剪钉与主活塞下端固定连接，副活塞下端外径与下缸套中下端内径间隙配合；支撑套安装在下缸套的下端内壁上。支撑套内径与下接头中部外径螺纹连接；下缸套下端内径与支撑套外径间隙配合，支撑套的外壁为阶梯形，下缸套内壁下端的凸台设置在支撑套的外壁台肩下端；下备帽套设且螺纹连接在下接头的中部外壁上，且下备帽上端面与支撑套下端面和下缸套下端面接触。
其优点在于：
浮动套，封隔器解封时浮动套可随上提动作上行，有效降低了解封行程。
丢手机构，封隔器上提时首先剪断解封剪钉，封隔器解封完成，当遇到卡井时，上提管柱达到设定载荷后，封隔器可丢手，降低压裂封隔器卡井后不能起出封隔器，降低了大修的可能性。
平衡机构，在封隔器上腔受到压力影响时，可降低压力影响，有效降低解封力。
平衡机构及丢手机构设计为一体，有效缩短工具长度。
附图说明
图1为平衡式压裂封隔器组装示意图；
具体实施方式
一种平衡式压裂封隔器，包括：上接头1、丢手爪簧3、中心管5、平衡塞6、挂套8、浮动套10、密封套11、胶筒轴12、上压环13、胶筒组合14、第一卡块15、下压环16、锁簧17、锁簧座18、锁定套19、下缸套20、主活塞21、第二卡块22、副活塞24、支撑套25、下备帽26、下接头27，其特征在于：
上接头1的外壁上螺纹连接并套设有上备帽2。上接头1上位于上备帽2的下端套设有上缸套4。上接头1和上缸套4间隙配合并且二者之间设有胶圈密封。丢手爪簧3螺纹连接在上接头1的内壁上。中心管5上端螺纹连接在丢手爪簧3的内壁上，平衡塞6设置在上缸套4的中间内壁上，平衡塞6与上缸套4间隙配合并二者之间设有胶圈密封。平衡塞6下端内壁与中心管5上端外壁间隙配合并有胶圈密封。挂套8设在平衡塞6下端，挂套8上端外壁与上缸套4下端内壁间隙配合。挂套8上端外壁上加工有环槽，环槽下方外壁上径向加工有十个径向槽，圆周均布，径向槽的上端与环槽相通。上缸套4下端径向加工有三个M10螺纹孔，在M10螺纹孔内安装有三个解封剪钉7，上缸套4通过解封剪钉7与挂套8上端环槽端面接触，同时上缸套4下端径向还加工有十个M10螺纹孔，在M10螺纹孔内安装有十个丢手剪钉9，上缸套4通过丢手剪钉9拧入至挂套8上端径向槽内；
浮动套10安装在挂套8和中心管5之间。浮动套10与挂套8中部间隙配合，并有胶圈密封。浮动套10与中心管5中部间隙配合，并有胶圈密封。在中心管5的中部外壁上设有台肩，位于浮动套10的下方。在挂套8中上部的内壁上设有内侧凸台，位于浮动套10的上方。浮动套10下行至中心管5台肩处截止，不能继续下行。浮动套10上行至挂套8中上部截止至挂套8凸台处，不能继续上行。
胶筒轴12安装在中心管5外壁上，位于中心管5的台肩下方。且胶筒轴12与中心管5间隙配合。密封套11设在胶筒轴12和挂套8之间，密封套11与挂套8下端间隙配合并有胶圈密封，密封套11与胶筒轴12上端间隙配合并有胶圈密封。
上压环13上端插入胶筒轴12和挂套8下端之间，上压环13上端与挂套8下端螺纹连接，同时上压环13与胶筒轴12螺纹连接；
胶筒组合14套设在胶筒轴12的外壁上，胶筒组合14与胶筒轴12过盈配合，且胶筒组合14上端面与上压环13下端面接触。
两个第一卡块15安装在胶筒轴12下端两处圆周均布的卡块槽内，第一卡块15穿过胶筒轴12与中心管5下中部外壁接触，并通过第一卡块15接触限位。下压环16安装在两个第一卡块15的外部，下压环16上端面与胶筒组合14下端面接触，锁簧座18上端套设在胶筒轴12下端且螺纹连接。锁簧17安装在锁簧座18外壁上的环槽内。
锁定套19的上端套设在锁簧座18的外壁上且螺纹连接，锁簧17的外径与锁定套19上端内径单向锯齿螺纹连接,在单向锯齿螺纹的作用下，锁定套19可以上行，不可以下行。
主活塞21的上端安装在锁定套19的下端内壁上且螺纹连接，下缸套20套装在主活塞21下端和锁定套19的下端外壁上，且下缸套20和主活塞21间隙配合并安装有胶圈密封，主活塞21内壁与中心管5下端外壁间隙配合并有胶圈密封；在中心管5的管壁上位于主活塞21的下方设有过液通道。当主活塞21下端存在压力作用时，主活塞21带动其它连接件可以上行；下接头27套设在中心管5下端外壁上且螺纹连接。
两个第二卡块22安装在主活塞21下端两处圆周均布的卡块通槽内，第二卡块22穿过卡块通槽与下接头27上部外壁上的环槽外壁接触产生轴向限位，并且安装完成的第二卡块22外壁在主活塞21下端外壁的同一弧面上，使副活塞24上端能够套在主活塞21下端外壁上；副活塞24安装在下接头27的外侧台肩下端，并由下接头27上端外径台肩上行限位。副活塞24下端内径安装有胶圈密封并与下接头27中上端外径间隙配合；副活塞24的上端插入主活塞21下端和下缸套20之间，副活塞24上端内径与主活塞21下端外径间隙配合，并且副活塞24上端通过剪钉23与主活塞21下端固定连接，副活塞24下端外径安装有胶圈密封并与下缸套20中下端内径间隙配合；支撑套25安装在下缸套20的下端内壁上。支撑套25内径与下接头27中部外径螺纹连接；下缸套20下端内径与支撑套25外径间隙配合，支撑套25的外壁为阶梯形，下缸套20内壁下端的凸台设置在支撑套25的外壁台肩下端，支撑套25外壁上的台肩限制下缸套20上行。下备帽26套设且螺纹连接在下接头27的中部外壁上，且下备帽26上端面与支撑套25下端面和下缸套20下端面接触，实现下缸套20下行限位。
工作原理
封隔器涨封：封隔器下井到达设定位置，向油管内注水加压，水流经过中心管5下部加工的过液通道作用到副活塞24上，剪断剪钉23，副活塞24下行，主活塞21失去锁定，带动锁定套19、下压环16开始上行，压缩胶筒组合14，直至将胶筒组合14涨封至与套管内径完全密封，在此同时锁簧17在单向锯齿螺纹的作用下与锁定套19完成锁定，封隔器涨封完成。
压裂作业：封隔器上腔压裂作业时，液体压力作用在胶筒组合14上，胶筒组合14带动胶筒轴12、上压环13、挂套8下行会使解封剪钉7受到向下拉力，此时液体进入平衡塞6、中心管5、挂套8、浮动套10形成的环腔推动平衡塞6上行，下端浮动套10下行开始压缩下腔液体至与中心管5外径接触的台肩处停止，平衡塞6抵消部分胶筒组合14向下的推力，同时浮动套10下行停止后将下推力传导至中心管5，保护解封剪钉7。
封隔器解封：上提封隔器上接头1，将解封剪钉7剪断后带动中心管5、浮动套10、丢手爪簧2、上缸套、下接头28一同上行，浮动套随之上行，至丢手爪簧3退出平衡塞11，失去支撑，丢手爪簧3下部内径与中心管5上部外径螺纹连接失效，与此同时胶筒轴12下端失去支撑，并退出锁簧座19，锁簧座19失去连接，完成封隔器解封。继续上行10个丢手剪钉9与挂套8上部外径环槽上端面接触，胶筒组合完全回收封隔器解封完成。
封隔器丢手：如起管柱时遇卡，上提至设计载荷丢手剪钉剪断7，封隔器上接头1、丢手爪簧3、上备帽2、上缸套4一同起出，可进行二次冲砂打捞。
Claims (1)
1.一种平衡式压裂封隔器，包括：上接头(1)、丢手爪簧(3)、中心管(5)、平衡塞(6)、挂套(8)、浮动套(10)、密封套(11)、胶筒轴(12)、上压环(13)、胶筒组合(14)、第一卡块(15)、下压环(16)、锁簧(17)、锁簧座(18)、锁定套(19)、下缸套(20)、主活塞(21)、第二卡块(22)、副活塞(24)、支撑套(25)、下备帽(26)、下接头(27)，其特征在于：
上接头(1)的外壁上螺纹连接并套设有上备帽(2)；上接头(1)上位于上备帽(2)的下端套设有上缸套(4)；上接头(1)和上缸套(4)间隙配合；丢手爪簧(3)螺纹连接在上接头(1)的内壁上；中心管(5)上端螺纹连接在丢手爪簧(3)的内壁上，平衡塞(6)设置在上缸套(4)的中间内壁上，平衡塞(6)与上缸套(4)间隙配合；平衡塞(6)下端内壁与中心管(5)上端外壁间隙配合；挂套(8)设在平衡塞(6)下端，挂套(8)上端外壁与上缸套(4)下端内壁间隙配合；挂套(8)上端外壁上加工有环槽，环槽下方外壁上径向加工有十个径向槽，圆周均布，径向槽的上端与环槽相通；上缸套(4)下端径向加工有三个螺纹孔，在螺纹孔内安装有三个解封剪钉(7)，上缸套(4)通过解封剪钉(7)与挂套(8)上端环槽端面接触，同时上缸套(4)下端径向还加工有十个螺纹孔，在螺纹孔内安装有十个丢手剪钉(9)，上缸套(4)通过丢手剪钉(9)拧入至挂套(8)上端径向槽内；
浮动套(10)安装在挂套(8)和中心管(5)之间；浮动套(10)与挂套(8)中部间隙配合；浮动套(10)与中心管(5)中部间隙配合；在中心管(5)的中部外壁上设有台肩，位于浮动套(10)的下方；在挂套(8)中上部的内壁上设有内侧凸台，位于浮动套(10)的上方；
胶筒轴(12)安装在中心管(5)外壁上，位于中心管(5)的台肩下方；且胶筒轴(12)与中心管(5)间隙配合；密封套(11)设在胶筒轴(12)和挂套(8)之间，密封套(11)与挂套(8)下端间隙配合，密封套(11)与胶筒轴(12)上端间隙配合；
上压环(13)上端插入胶筒轴(12)和挂套(8)下端之间，上压环(13)上端与挂套(8)下端螺纹连接，同时上压环(13)与胶筒轴(12)螺纹连接；
胶筒组合(14)套设在胶筒轴(12)的外壁上，胶筒组合(14)与胶筒轴(12)过盈配合，且胶筒组合(14)上端面与上压环(13)下端面接触；
两个第一卡块(15)安装在胶筒轴(12)下端两处圆周均布的卡块槽内，第一卡块(15)穿过胶筒轴(12)与中心管(5)下中部外壁接触；下压环(16)安装在两个第一卡块(15)的外部，下压环(16)上端面与胶筒组合(14)下端面接触，锁簧座(18)上端套设在胶筒轴(12)下端且螺纹连接；锁簧(17)安装在锁簧座(18)外壁上的环槽内；
锁定套(19)的上端套设在锁簧座(18)的外壁上且螺纹连接，锁簧(17)的外径与锁定套(19)上端内径单向锯齿螺纹连接；
主活塞(21)的上端安装在锁定套(19)的下端内壁上且螺纹连接，下缸套(20)套装在主活塞(21)下端和锁定套(19)的下端外壁上，且下缸套(20)和主活塞(21)间隙配合，主活塞(21)内壁与中心管(5)下端外壁间隙配合；在中心管(5)的管壁上位于主活塞(21)的下方设有过液通道；下接头(27)套设在中心管(5)下端外壁上且螺纹连接；
两个第二卡块(22)安装在主活塞(21)下端两处圆周均布的卡块通槽内，副活塞(24)安装在下接头(27)的外侧台肩下端；副活塞(24)下端内径与下接头(27)中上端外径间隙配合；副活塞(24)的上端插入主活塞(21)下端和下缸套(20)之间，副活塞(24)上端内径与主活塞(21)下端外径间隙配合，并且副活塞(24)上端通过剪钉(23)与主活塞(21)下端固定连接，副活塞(24)下端外径与下缸套(20)中下端内径间隙配合；支撑套(25)安装在下缸套(20)的下端内壁上；支撑套(25)内径与下接头(27)中部外径螺纹连接；下缸套(20)下端内径与支撑套(25)外径间隙配合，支撑套(25)的外壁为阶梯形，下缸套(20)内壁下端的凸台设置在支撑套(25)的外壁台肩下端；下备帽(26)套设且螺纹连接在下接头(27)的中部外壁上，且下备帽(26)上端面与支撑套(25)下端面和下缸套(20)下端面接触。
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|---|---|---|---|
| CN201822156681.7U CN209469412U (zh) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | 一种平衡式压裂封隔器 |
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| CN201822156681.7U CN209469412U (zh) | 2018-12-21 | 2018-12-21 | 一种平衡式压裂封隔器 |
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| CN (1) | CN209469412U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112523719A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-03-19 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 一种不压井完井用可溶井底暂闭塞结构 |
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2018
- 2018-12-21 CN CN201822156681.7U patent/CN209469412U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112523719A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-03-19 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 一种不压井完井用可溶井底暂闭塞结构 |
| CN112523719B (zh) * | 2020-12-24 | 2021-11-02 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司 | 一种不压井完井用可溶井底暂闭塞结构 |
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