CN209637722U - 用于沉砂封隔器的液压坐封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于沉砂封隔器的液压坐封装置，属于石油、天然气钻井、完井或修井领域。该液压坐封装置包括上接头、球座、内芯轴、外筒、活塞、坐封滑套、承载组件、延伸芯轴、坐封接头和插管，该承载组件包括弹性夹头、承载凸耳、销轴和弹性构件，该弹性夹头包括彼此连接的弹性夹头主体和多个弹性爪，该弹性夹头主体上设置有多个用于容纳弹性凸耳的凸耳槽，穿过该凸耳槽的芯轴孔沿该弹性夹头主体的轴向设置在该弹性夹头主体上，该承载凸耳包括承载凸耳主体和设置在该承载凸耳主体上的第一凸起和第二凸起，在该第一凸起与第二凸起之间设置有凹槽，在该承载凸耳主体中对应凹槽的位置设置有用于容纳该弹性构件的弹性构件孔。

Description

用于沉砂封隔器的液压坐封装置

技术领域

本实用新型涉及石油、天然气钻井、完井或修井领域，特别涉及一种用于沉砂封隔器的液压坐封装置。

背景技术

沉砂封隔器通常位于防砂完井井筒工具管柱的最下部，其主要作用是密封套管和防砂完井井筒工具管柱之间的环形空间，一般采用电缆点火进行坐封，但如果遇到井斜比较大或水平井的情况，则电缆无法将沉砂封隔器送入到预定深度。

中国专利公开授权号CN203271646U公开了一种可用于顶部封隔器和沉砂封隔器的液压坐封工具，所述液压坐封工具在下入过程中如果遇阻，无法通过旋转管柱的防砂进行解卡。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本实用新型提供了一种用于沉砂封隔器的液压坐封装置。所述技术方案如下：

本实用新型的一个目的是提供了一种用于沉砂封隔器的液压坐封装置，其中，

所述液压坐封装置包括上接头、球座、内芯轴、外筒、活塞、坐封滑套、承载组件、延伸芯轴、坐封接头和插管，所述上接头的内表面分别与所述球座和内芯轴的第一端连接，所述球座设置在所述内芯轴的上方，所述外筒的内表面与所述上接头的外表面和所述活塞的外表面连接，所述活塞设置在所述上接头的下方并套设在所述内芯轴上，所述坐封滑套和所述承载组件均套设在所述内芯轴的与第一端相对的第二端，所述坐封滑套位于所述活塞的下方并位于所述承载组件的上方，所述内芯轴的第二端的内表面与所述延伸芯轴的一端连接，所述延伸芯轴的另一端与所述坐封接头的一端连接，所述坐封接头的另一端与所述插管连接，

所述承载组件包括弹性夹头、承载凸耳、销轴和弹性构件，所述弹性夹头包括彼此连接的弹性夹头主体和多个弹性爪，所述弹性夹头主体上设置有多个用于容纳弹性凸耳的凸耳槽，穿过所述凸耳槽的芯轴孔沿所述弹性夹头主体的轴向设置在所述弹性夹头主体上，

所述承载凸耳包括承载凸耳主体和设置在所述承载凸耳主体上的第一凸起和第二凸起，在所述第一凸起与第二凸起之间设置有凹槽，在所述承载凸耳主体中对应凹槽的位置设置有用于容纳所述弹性构件的弹性构件孔，所述沉砂封隔器套设在所述承载组件上，且所述沉砂封隔器的顶端抵靠在所述第一凸起和第二凸起上，所述沉砂封隔器与所述插管可拆卸连接，

所述销轴依次穿过所述芯轴孔和所述凹槽，所述弹性构件的一端抵靠在销轴上。

进一步地，所述弹性夹头主体为环形，多个凸耳槽沿所述承载凸耳主体的周长方向间隔布置，

所述多个弹性爪沿所述承载凸耳主体的周向方向设置，所述多个弹性爪中相邻的两个弹性爪之间设置有长槽。

优选地，所述弹性夹头主体具有主体内腔，所述多个弹性爪中的每一个弹性爪包括爪头和爪体，所述爪体的一端与所述爪头连接，另一端与所述弹性夹头主体连接，

所述坐封滑套具有滑套内腔，所述内芯轴容纳在所述滑套内腔和主体内腔中，且所述坐封滑套的底端设置有用于容纳所述每一个弹性爪的所述爪头的滑套环形槽。

进一步地，所述滑套环形槽沿所述坐封滑套的周长方向设置，

所述弹性夹头主体的内壁上与所述多个凸耳槽对应的位置设置有环形槽。

具体地，所述承载凸耳主体的底端具有分别从所述承载凸耳主体的内表面和外表面突出的内凸台和外凸台，

所述承载凸耳主体容纳在所述凸耳槽中，且所述内凸台和外凸台抵靠在所述环形槽的内壁上。

具体地，在装配状态中，所述第一凸起和第二凸起突出于所述弹性夹头主体的外表面。

具体地，所述上接头上设置有多个传压孔，所述多个传压孔中的所有的传压孔均从所述上接头的中间部分开始延伸并延伸至所述上接头的底端。

进一步地，所述所有的传压孔的一端与所述上接头的内腔连通，另一端均连通至所述活塞。

进一步地，所述多个传压孔沿所述上接头的周长方向布置，且所述多个传压孔中的相邻的传压孔彼此间隔设置，

所述弹性构件为弹簧。

根据本实用新型的用于沉砂封隔器的液压坐封装置具有以下优点中的至少一个：

(1)本实用新型提供的用于沉砂封隔器的液压坐封装置可以为沉砂封隔器提供一种液压坐封工具，可在大斜度井或水平井中使用；

(2)本实用新型提供的用于沉砂封隔器的液压坐封装置在下入过程中遇阻、遇卡后可以通过旋转管柱达到解卡的目的；

(3)本实用新型提供的用于沉砂封隔器的液压坐封装置采取上提配合打压的方式进行丢手，具有很强的可靠性；

(4)本实用新型提供的用于沉砂封隔器的液压坐封装置在起出坐封工具时不会在钻台上造成管柱内液体外溢。

附图说明

本实用新型的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1a是根据本实用新型的一个实施例的用于沉砂封隔器的液压坐封装置左端部分的结构示意图，其中所述左端部分为从上接头至截断线1-1处；

图1b是根据本实用新型的一个实施例的用于沉砂封隔器的液压坐封装置右端部分的结构示意图，其在附图中所述右端部分表示从截断线1-1至插管处；

图2是图1所示的上接头的结构示意图；

图3是图1所示的球座的结构示意图；

图4是图1所示的承载组件的结构示意图；

图5是图1所示的承载组件的横截面示意图；

图6是图4所示的弹性夹头的结构示意图；

图7是图4所示的承载凸耳的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本实用新型实施方式的说明旨在对本实用新型的总体实用新型构思进行解释，而不应当理解为对本实用新型的一种限制。

目前，沉砂封隔器通常位于防砂完井井筒工具管柱的最下部，其主要作用是密封套管和防砂完井井筒工具管柱之间的环形空间，一般采用电缆点火进行坐封，但如果遇到井斜比较大或水平井的情况，则电缆无法将沉砂封隔器送入到预定深度。

本实用新型提供的用于沉砂封隔器的液压坐封装置可以至少部分地解决上述问题。参见图1a和图1b，所述液压坐封装置包括上接头1、球座2、内芯轴 4、外筒5、活塞6、坐封滑套9、承载组件30、延伸芯轴14、坐封接头15和插管18。沉沙封隔器(未示出)通过承载组件30与所述液压坐封装置连接。结合图1a和图2所示，球座2设置于上接头1的内腔中，上接头1还设有多个传压孔11和多个通水孔12。所述多个传压孔11中的所有的传压孔均从所述上接头 1的中间部分开始延伸并延伸至所述上接头1的底端。所述多个传压孔11和多个通水孔12均沿所述上接头1的周长方向布置，且所述多个传压孔中的相邻的传压孔彼此间隔设置，所述多个通水孔12中的相邻的通水孔彼此间隔设置，所述通水孔12与所述上接头1的内腔连通。

本实用新型设计有扭矩传递装置，使得当在下入沉砂封隔器的过程中，能过传递扭矩，进而能够旋转所述沉砂封隔器，由此使得本实用新型能够使用在井斜比较大或水平井中。

如图1a所示，所有的传压孔11的一端连通至上接头1的内腔，另一端均连通至所述活塞6(如下文所述，或者其开口与活塞6接触)。当向所述液压坐封装置中加压时，压力从所有的传压孔11传递至活塞6上。本领域技术人员可以明白，多个传压孔11和多个通水孔12的数量分别可以设置为3个、5个或更多个，本领域技术人员可以根据需要选择具体数量，本示例仅是一种说明性示例，本领域技术人员可以根据需要对它们的数量、位置和长度等进行相应的选择。

如图1a-图3所示，在球座2与上接头1之间设有O型圈27，在球座2的两端沿周长方向分别设置有用于容纳O型圈27的O型圈槽203，球座2通过O 型圈27与上接头1的内表面彼此密封连接。在所述球座2上设置有一个销钉槽 202，且在上接头1上与所述球座2对应的位置处设置有与所述一个销钉槽202 相对应的多个销钉孔13，所述球座销钉3通过销钉孔13和销钉槽202将所述球座2与上接头1固定在一起。本领域技术人员可以明白，多个销钉孔13的数量可以设置为3个、5个或更多个，本领域技术人员可以根据需要选择具体的数量另外，本示例仅是一种说明性示例，本领域技术人员可以根据需要进行其他方面上的相应选择。

结合图1a和图3，在所述球座2的一端设置有朝向所述球座2的中心轴线延伸的锥面201，坐封球28设置于球座2的锥面201上。所述球座2的另一端与内芯轴4的第一端的端面不接触。内芯轴4的第一段与上接头下部接触。

参见图1a和图1b，内芯轴4设置在球座2的下方，所述活塞6套设在所述内芯轴4上，所述外筒5的内表面与所述上接头1的外表面通过紧定螺钉26固定连接，且通过O型圈25密封连接。所述内芯轴4的第二端的外表面沿径向方向向外突出，且所述内芯轴4的第一端与第二端彼此相对设置。活塞6套设在内芯轴4上，所述活塞6的一端与所述所有的传压孔11接触，且通过O型圈 24与内芯轴4密封连接，所述活塞6的另一端的内表面与所述内芯轴4的第二端接触，且外表面通过起始坐封销钉7与外筒5可拆卸连接。

在活塞6的下方的内芯轴4的第二端的内表面通过螺纹副与所述延伸芯轴 14的一端连接，在内芯轴4与延伸芯轴14之间还设置有用于密封的O型圈23。所述延伸芯轴14的另一端的外表面通过螺纹副与所述坐封接头15的一端的内表面连接，且所述延伸芯轴14与坐封接头15之间也设置有用于密封的O型圈 22。所述坐封接头15的另一端的外表面通过螺纹副与所述插管18可拆卸连接，在所述坐封接头15与插管18之间还通过O型圈20密封连接。

在一个示例中，所述插管18与所述坐封接头15的外表面连接，在插管18 上靠近坐封接头15一端还套设有锁紧螺母16，锁紧螺母16通过螺纹副和紧定螺钉21与插管18固定连接。在一个示例中，所述插管18的一端通过丢手销钉 17与所述沉砂封隔器连接，在沉砂封隔器中还设置有与所述丢手销钉17相对应的销钉孔(未示出)，所述插管18的另一端的外表面上还设置有O型圈19。

如图1a所示，在活塞6的下方的内芯轴4的第二端还套设有所述坐封滑套 9和设置在坐封滑套9下方的所述承载组件30。所述内芯轴4的第二端通过紧定螺钉8与坐封滑套9固定连接，且坐封滑套9设置在活塞6的下方。

结合图1a、图4-7所示，所述承载组件30包括弹性夹头31、承载凸耳32、销轴33和弹性构件34。所述弹性夹头31包括彼此固定连接的弹性夹头主体314 和多个弹性爪313。如图4-6所示，所述弹性夹头主体314为环形。所述多个弹性爪313沿所述承载凸耳主体314的周向方向设置，所述多个弹性爪313中相邻的两个弹性爪之间设置有长槽317。所述多个弹性爪313中的每一个弹性爪包括爪头311和爪体312。所述爪体312的一端与所述爪头311连接，另一端与所述弹性夹头主体314连接。

在一个示例中，爪头311和爪体312可以是彼此连接在一起的两个部件，彼此之间通过例如通过焊接连接等方式连接在一起，也可以是一体成型，且弹性爪313和弹性夹头主体314也可以是连接在一起的两个部件，连接方式可以选择焊接连接或者通过螺钉固定，弹性爪313和弹性夹头主体314还可以是一体成型，本领域技术人员可以根据需要进行相应的选择，本示例仅是一种说明性示例，不应当理解为对本实用新型的一种限制。

结合图1a和图4所示，所述弹性夹头主体314具有主体内腔，且所述坐封滑套9具有滑套内腔，所述内芯轴4的第二端容纳在所述滑套内腔和主体内腔中，且所述坐封滑套9的底端设置有用于容纳所述每一个弹性爪313的所述爪头311的滑套环形槽91。所述滑套环形槽91沿所述坐封滑套9的周长方向设置。在一个示例中，为了使坐封滑套9与弹性夹头30能够更好的连接，设计为爪头 311的外表面比爪体312的外表面更向外突出。

如图4-7所示，所述弹性夹头主体314上设置有多个用于容纳弹性凸耳的凸耳槽315，且所述多个凸耳槽315沿在所述承载凸耳主体314的周长方向间隔布置，在所述弹性夹头主体314的轴向方向上设置有穿过所述凸耳槽315的芯轴孔316。参见图7，所述承载凸耳32包括承载凸耳主体321和设置在所述承载凸耳主体321上的第一凸起322和第二凸起323，在所述第一凸起322与第二凸起323之间设置有凹槽324，在所述承载凸耳主体321上对应凹槽324的位置设置有用于容纳所述弹性构件的弹性构件孔325，所述销轴33依次穿过所述芯轴孔316和所述凹槽324，使得所述弹性构件34的一端抵靠在销轴33上，另一端抵靠在凹槽324的底面上，这样通过销轴33将弹性构件34固定在弹性构件孔 325中。

结合图4和图6-7所示，所述承载凸耳主体的底端具有分别从所述承载凸耳主体的内表面和外表面突出的内凸台326和外凸台327。在所述弹性夹头主体 314的内壁上与所述多个凸耳槽315对应的位置设置有环形槽318。如图4和图 5所示，在装配状态中，所述承载凸耳主体321容纳在所述凸耳槽315中，且所述内凸台326和外凸台327抵靠在所述环形槽318的内壁上，且所述第一凸起 322和第二凸起323突出于所述弹性夹头主体314的外表面。

在一个示例中，承载凸耳32装配在凸耳槽315中时，承载凸耳主体321的圆弧形表面与凸耳槽315的圆弧形内表面相配合，且承载凸耳主体的内凸台326 和外凸台327的圆弧形表面与环形槽318的圆弧形内表面相配合。在一个示例中，环形槽318宽于凸耳槽315，且凸耳槽315朝向环形槽318开口，所述凸耳槽315的另一侧开口于弹性夹头31的外表面。

在一个示例中，弹性构件34为弹簧，所述弹簧沿弹性构件孔325的纵长方向放置在弹性构件孔325中，且弹簧处于收缩状态。当承载凸耳32安装在弹性夹头31中时，承载凸耳32通过弹簧的弹力而向外顶出于弹性夹头31的外表面外。本领域技术人员可以明白，弹性构件除了可以是弹簧，还可以是其它现有的具有弹性形变的构件，本示例仅是一种说明性示例，本领域技术人员不应当理解为对本实用新型的一种限制。

下面通过详细说明本实用新型所提供的用于沉砂封隔器的液压坐封装置的工作原理来进一步说明所述液压坐封装置的具体结构。

在地面把沉砂封隔器套设在所述液压坐封工具上，使沉砂封隔器的顶端抵靠在承载凸耳32的第一凸起321和第二凸起322上。本领域技术人员可以明白，可以在沉沙封隔器的顶端设置有用于容纳所述第一凸起321和第二凸起322的槽，使第一凸起321和第二凸起322分别与所述槽插接连接或扣接连接。本领域技术人员可以明白，只要能够实现将沉砂坐封装置与液压坐封装置连接即可。当第一凸起321和第二凸起322分别与所述槽连接后，沉砂封隔器的上接头(未示出)通过丢手销钉17连接在液压坐封装置的插管18上。

当沉砂封隔器与所述液压坐封装置组装完成后，将组装好的沉砂封隔器及所述液压坐封工具用钻杆下入井内，在下入过程中如果遇阻，可以旋转管柱解卡。当下到预定位置后，向钻杆内投入坐封球28，之后向所述液压坐封装置的内腔中打压，压力通过传压孔11推动活塞6向下运动，此时起始坐封销钉7被剪断，使得活塞6与外筒5分离，活塞6沿内芯轴4的外表面向坐封滑套9滑行至坐封滑套9以推动坐封滑套9与承载组件30，此时剪断销钉8被剪断。这样活塞6推动坐封滑套9与承载组件30向下滑动，当移动一段距离后，弹性夹头31从内芯轴4滑落到延伸芯轴14上，承载凸耳32在弹簧13的作用下向内收缩，坐封滑套9向下推动沉砂封隔器进行坐封；继续打压并配合上提钻杆，丢手销钉17被剪断，使得坐封接头15带动插管18沿延伸芯轴14向上滑动以实现沉砂封隔器与所述液压坐封工具丢手；继续打压，球座销钉3被剪断，钻杆内的液体通过通水孔12泄漏到套管内，避免了钻台卸扣时钻杆内的液体洒落在钻台上造成污染。

根据本实用新型的液压坐封装置具有以下优点中的至少一个：

(1)本实用新型提供的液压坐封装置是为沉砂封隔器提供的一种液压坐封工具，可在大斜度井或水平井中使用；

(2)本实用新型提供的液压坐封装置下入过程中遇阻遇卡后可以通过旋转管柱达到解卡的目的；

(3)本实用新型提供的液压坐封装置采取上提配合打压的方式进行丢手，具有很强的可靠性；

(4)本实用新型提供的液压坐封装置在起出坐封工具时不会在钻台上造成管柱内液体外溢。

虽然本总体实用新型构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体实用新型构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本实用新型的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (9)

1.一种用于沉砂封隔器的液压坐封装置，其特征在于，

所述液压坐封装置包括上接头、球座、内芯轴、外筒、活塞、坐封滑套、承载组件、延伸芯轴、坐封接头和插管，所述上接头的内表面分别与所述球座和内芯轴的第一端连接，所述球座设置在所述内芯轴的上方，所述外筒的内表面与所述上接头的外表面和所述活塞的外表面连接，所述活塞设置在所述上接头的下方并套设在所述内芯轴上，所述坐封滑套和所述承载组件均套设在所述内芯轴的与第一端相对的第二端，所述坐封滑套位于所述活塞的下方并位于所述承载组件的上方，所述内芯轴的第二端的内表面与所述延伸芯轴的一端连接，所述延伸芯轴的另一端与所述坐封接头的一端连接，所述坐封接头的另一端与所述插管连接，

所述承载组件包括弹性夹头、承载凸耳、销轴和弹性构件，所述弹性夹头包括彼此连接的弹性夹头主体和多个弹性爪，所述弹性夹头主体上设置有多个用于容纳弹性凸耳的凸耳槽，穿过所述凸耳槽的芯轴孔沿所述弹性夹头主体的轴向设置在所述弹性夹头主体上，

所述承载凸耳包括承载凸耳主体和设置在所述承载凸耳主体上的第一凸起和第二凸起，在所述第一凸起与第二凸起之间设置有凹槽，在所述承载凸耳主体中对应凹槽的位置设置有用于容纳所述弹性构件的弹性构件孔，所述沉砂封隔器套设在所述承载组件上，且所述沉砂封隔器的顶端抵靠在所述第一凸起和第二凸起上，所述沉砂封隔器与所述插管可拆卸连接，

所述销轴依次穿过所述芯轴孔和所述凹槽，所述弹性构件的一端抵靠在销轴上。

2.根据权利要求1所述的用于沉砂封隔器的液压坐封装置，其特征在于，

所述弹性夹头主体为环形，多个凸耳槽沿所述承载凸耳主体的周长方向间隔布置，

所述多个弹性爪沿所述承载凸耳主体的周向方向设置，所述多个弹性爪中相邻的两个弹性爪之间设置有长槽。

3.根据权利要求2所述的用于沉砂封隔器的液压坐封装置，其特征在于，

所述弹性夹头主体具有主体内腔，所述多个弹性爪中的每一个弹性爪包括爪头和爪体，所述爪体的一端与所述爪头连接，另一端与所述弹性夹头主体连接，

所述坐封滑套具有滑套内腔，所述内芯轴容纳在所述滑套内腔和主体内腔中，且所述坐封滑套的底端设置有用于容纳所述每一个弹性爪的所述爪头的滑套环形槽。

4.根据权利要求3所述的用于沉砂封隔器的液压坐封装置，其特征在于，

所述滑套环形槽沿所述坐封滑套的周长方向设置，

所述弹性夹头主体的内壁上与所述多个凸耳槽对应的位置设置有环形槽。

5.根据权利要求4所述的用于沉砂封隔器的液压坐封装置，其特征在于，

所述承载凸耳主体的底端具有分别从所述承载凸耳主体的内表面和外表面突出的内凸台和外凸台，

所述承载凸耳主体容纳在所述凸耳槽中，且所述内凸台和外凸台抵靠在所述环形槽的内壁上。

6.根据权利要求1所述的用于沉砂封隔器的液压坐封装置，其特征在于，

在装配状态中，所述第一凸起和第二凸起突出于所述弹性夹头主体的外表面。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的用于沉砂封隔器的液压坐封装置，其特征在于，

所述上接头上设置有多个传压孔，所述多个传压孔中的所有的传压孔均从所述上接头的中间部分开始延伸并延伸至所述上接头的底端。

8.根据权利要求7所述的用于沉砂封隔器的液压坐封装置，其特征在于，

所述所有的传压孔的一端与所述上接头的内腔连通，另一端均连通至所述活塞。

9.根据权利要求8所述的用于沉砂封隔器的液压坐封装置，其特征在于，

所述多个传压孔沿所述上接头的周长方向布置，且所述多个传压孔中的相邻的传压孔彼此间隔设置，

所述弹性构件为弹簧。