CN210033365U - 井下压缩平衡式过电缆封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油田开发技术领域，是一种井下压缩平衡式过电缆封隔器，其包括上接头、中心管、主管体、密封组件、封隔组件和下接头，上接头上部外侧由上至下依次设有上通孔、上安装孔和上容纳腔并且三者位置上下对应，上安装孔内安装有上电缆压帽；上接头下部内侧套装有中心管，中心管外侧沿上下方向设有上下连通的电缆通槽；中心管外侧套装有主管体，主管体上部外侧设有密封组件；下接头下部外侧由上至下依次设有下容纳腔、下安装孔和下通孔，下安装孔内安装有下电缆压帽。结构合理而紧凑、使用方便，不仅实现了对管道的胀封和解封的作业目的，也有效保证在电缆能够从本实用新型内部穿过的同时不影响其作业。

Description

井下压缩平衡式过电缆封隔器

技术领域

本实用新型涉及油田开发技术领域，是一种井下压缩平衡式过电缆封隔器。

背景技术

封隔器在油田常规分采、分注工艺技术中广泛被应用，封隔器能够有效将钻井液与测试层隔离开，在油田开发作业过程中有着重要的地位。随着油田开发作业过程中电控技术及智能作业仪器的应用，需要将电缆线在不影响封隔器正常使用的情况下从其内穿过，这已经成为新一代智能（电控）分采、分注工艺的应用中难点问题。

发明内容

本实用新型提供了一种井下压缩平衡式过电缆封隔器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决在不影响封隔器正常作业的情况下使电缆通过封隔器的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种井下压缩平衡式过电缆封隔器，包括上接头、中心管、主管体、密封组件、封隔组件和下接头，上接头上部外侧由上至下依次设有上通孔、上安装孔和上容纳腔并且三者位置上下对应，上安装孔内安装有上电缆压帽，上电缆压帽内设有上下连通的上电缆通道；上接头下部内侧套装有中心管，中心管外侧沿上下方向设有上下连通的电缆通槽；中心管外侧套装有主管体，主管体上部与上接头下部固定安装在一起；主管体上部外侧设有密封组件；中心管下部与主管体下部分别与下接头上部固定安装在一起；下接头上部外侧套装有外滑套，外滑套位于密封组件下方，主管体与外滑套之间由上至下依次设有封隔组件和活塞并且二者均套装在主管体外侧，外滑套上部内侧设有凸台，活塞上部抵在凸台下部，活塞下部、下接头上部、主管体外侧和外滑套内侧共同形成导压腔，对应导压腔位置的主管体上设有内外连通的导压孔；下接头下部外侧由上至下依次设有下容纳腔、下安装孔和下通孔，下安装孔内安装有下电缆压帽，下电缆压帽内设有上下连通的下电缆通道。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述主管体上部与上接头下部可通过连接体固定安装在一起，连接体上部内侧可与上接头下部外侧螺纹连接在一起，连接体下部内侧可与主管体螺纹连接在一起；下接头上部外侧可设有限位台，在解封状态下外滑套下端可抵住限位台，在胀封状态下外滑套下端可与限位台分离。

上述对应连接体下部位置的主管体外侧可设有密封组件，密封组件可包括橡胶筒和隔环，至少两个橡胶筒套装在主管体外侧并且每相邻的两个橡胶筒之间设有隔环，每个隔环均可套装在主管体外侧。

上述封隔组件包括胀封压环、胀封销钉、固定环、锁环、滑环和解封销钉，胀封压环可套装在主管体外侧并且其顶部抵在橡胶筒的底部，胀封压环下部可座于在外滑套上部，胀封压环下部内侧可设有固定环，固定环可位于外滑套内侧并且与主管体螺纹连接在一起，胀封压环和固定环可通过胀封销钉固定安装在一起；固定环下部内侧可设有滑环，滑环可套装在主管体外侧并通过解封销钉与固定环固定安装在一起，滑环可位于活塞上方；对应滑环下部与活塞上部之间位置的外滑套内侧可沿上下方向设有锁牙，滑环外侧可套装有能与锁牙配合的锁环。

上述中心管、上接头和下接头的内径均可为46mm，连接体、外滑套的外径均可为114mm，上接头、下接头和胀封压环的最大外径均可为114mm。

上述上接头外侧与连接体内侧之间、下接头外侧与外滑套内侧之间均设可有接头密封圈；连接体下部外侧与主管体上部外侧之间可设有管体密封圈；活塞外侧与外滑套外侧之间、活塞内侧与主管体外侧之间均可设有活塞环。

上述上电缆压帽底部与下安装孔底部之间、下电缆压帽底部与下安装孔底部之间均可设有电缆盘根。

上述主管体和中心管均可为异径管，主管体的大径端可与连接体螺纹连接在一起，主管体的小径端可与下接头螺纹连接在一起，中心管的大径端可与下接头螺纹连接在一起并且对应其外螺纹底部可设有环形导压槽，中心管的小径端可套装在上接头下部内侧。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，胀封压环下部座于外滑套上部内侧，外滑套套装在下接头外侧并且其下部抵住限位台，不仅实现了外滑套的限位，同时也使外滑套能够在活塞的作用下推动胀封压环向上移动进而压缩密封组件实现胀封，在这一过程中，通过外滑套的上下移动实现胀封或解封作业，而电缆始终位于电缆通槽内，其并未受到胀封作业的影响而出现错位、拉扯，在保证本实用新型正常作业的同时也保护了电缆。此外，外滑套套装在中心管外侧，二者之间存在间隙，使本实用新型外侧的液体能够通过该间隙进入到外滑套和中心管之间的间隙中并作用于活塞上部使本实用新型的内外压力平衡（本实用新型内部的液体压力为内压，外部的液体压力为外压），避免了在尚未达到下井深度时由于内外压力不平衡，活塞自行移动作用于封隔组件使其胀封，完全消除了其在下井过程中自行胀封的风险。

附图说明

附图1为本实用新型在解封状态下的主视剖视结构示意图。

附图2为本实用新型在胀封状态下的主视剖视结构示意图。

附图3为附图1中A处的局部放大结构示意图。

附图4为中心管左视剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为上接头，2为上通孔，3为上电缆压帽，4为上安装孔，5为电缆盘根，6为上容纳腔，7为连接体，8为中心管，9为主管体，10为橡胶筒，11为隔环，12为胀封压环，13为胀封销钉，14为固定环，15为解封销钉，16为锁环，17为滑环，18为锁牙，19为活塞，20为外滑套，21为下容纳腔，22为下安装孔，23为下电缆压帽，24为下通孔，25为下接头，26为电缆，27为接头密封圈，28为管体密封圈，29为活塞环，30为导压孔，31为导压腔，32为电缆通槽，33为凸台，34为限位台。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1、2、3、4所示，该井下压缩平衡式过电缆封隔器包括上接头1、中心管8、主管体9、密封组件、封隔组件和下接头25，上接头1上部外侧由上至下依次设有上通孔2、上安装孔4和上容纳腔6并且三者位置上下对应，上安装孔4内安装有上电缆压帽3，上电缆压帽3内设有上下连通的上电缆通道；上接头1下部内侧套装有中心管8，中心管8外侧沿上下方向设有上下连通的电缆通槽32；中心管8外侧套装有主管体9，主管体9上部与上接头1下部固定安装在一起；主管体9上部外侧设有密封组件；中心管8下部与主管体9下部分别与下接头25上部固定安装在一起；下接头25上部外侧套装有外滑套20，外滑套20位于密封组件下方，主管体9与外滑套20之间由上至下依次设有封隔组件和活塞19并且二者均套装在主管体9外侧，外滑套20上部内侧设有凸台33，活塞19上部抵在凸台33下部，活塞19下部、下接头25上部、主管体9外侧和外滑套20内侧共同形成导压腔31，对应导压腔31位置的主管体9上设有内外连通的导压孔30；下接头25下部外侧由上至下依次设有下容纳腔21、下安装孔22和下通孔24，下安装孔22内安装有下电缆压帽23，下电缆压帽23内设有上下连通的下电缆通道。

作业时，将电缆26依次穿过上通孔2、上电缆通道、电缆通槽32、下电缆通道和下通孔24，然后将本实用新型置于管道内。由于主管体9套装在中心管8外侧、中心管8套装在上接头1内侧，对应的二者之间均存在间隙。当需要对本实用新型解封时，在其达到下井深度时，向本实用新型内注入高压液体，高压液体通过上接头1与中心管8之间的间隙进入到主管体9与中心管8之间的间隙中，进而高压液体通过导压孔30进入到导压腔31内，当导压腔31内的高压液体逐渐增多、压力逐渐增大，在导压腔31内高压液体的作用下推动活塞19向上移动，而活塞19上部抵在了外滑套20的凸台33下部，进而活塞19推动外滑套20向上移动，外滑套20在向上移动过程中作用于封隔组件使其压缩密封组件，密封组件的膨胀变形与管道内壁紧密接触达到对管道密封的目的（附图2中箭头表示胀封作业过程中高压液体的流向）。在主管体9下部外侧套装活塞19并使活塞19上部抵住凸台33，通过高压液体作用于活塞19下部进而使外滑套20向上移动并压缩密封组件以实现胀封的目的，使本实用新型的结构更加紧凑。当需要对本实用新型解封时，上提上接头1，由于密封组件与管道内壁之间存在较大的摩擦力，在上提的过程中上接头1带动主管体9向上移动并作用于封隔组件，在封隔组件的作用下外滑套20向下移动以降低其对密封组件上推力，进而密封组件逐渐复原与管道内壁分离以实现解封的目的。本实用新型解封和胀封的作用过程中，电缆26始终位于电缆通槽32内，尚未影响本实用新型解封或胀封的工作性能。在上接头1和下接头25上分别设置上电缆压帽3和下电缆压帽23，使电缆26从其内通过，有效保证了本实用新型的内部密封。

可根据实际需要，对上述井下压缩平衡式过电缆封隔器作进一步优化或/和改进：

如附图1、2、3、4所示，主管体9上部与上接头1下部通过连接体7固定安装在一起，连接体7上部内侧与上接头1下部外侧螺纹连接在一起，连接体7下部内侧与主管体9螺纹连接在一起；下接头25上部外侧设有限位台34，在解封状态下外滑套20下端抵住限位台34，在胀封状态下外滑套20下端与限位台34分离。由此可实现上接头1与主管体9的连接，结构合理而紧凑，拆卸方便；而限位台34的设置有效保证了外滑套20的限位，避免其在作业过程中出现滑落的现象。

如附图1、2所示，对应连接体7下部位置的主管体9外侧设有密封组件，密封组件包括橡胶筒10和隔环11，至少两个橡胶筒10套装在主管体9外侧并且每相邻的两个橡胶筒10之间设有隔环11，每个隔环11均套装在主管体9外侧。在主管体9外侧套装橡胶筒10和隔环11，通过橡胶筒10的变形实现胀封和解封，使本实用新型的结构更加紧凑的同时，也使其密封可靠性更高、封隔效果更好。

如附图1、2、3、4所示，封隔组件包括胀封压环12、胀封销钉13、固定环14、锁环16、滑环17和解封销钉15，胀封压环12套装在主管体9外侧并且其顶部抵在橡胶筒10的底部，胀封压环12下部座于在外滑套20上部，胀封压环12下部内侧设有固定环14，固定环14位于外滑套20内侧并且与主管体9螺纹连接在一起，胀封压环12和固定环14通过胀封销钉13固定安装在一起；固定环14下部内侧设有滑环17，滑环17套装在主管体9外侧并通过解封销钉15与固定环14固定安装在一起，滑环17位于活塞19上方；对应滑环17下部与活塞19上部之间位置的外滑套20内侧沿上下方向设有锁牙18，滑环17外侧套装有能与锁牙18配合的锁环16。

当本实用新型需要胀封时，向中心管8内注入高压液体，高压液体通过中心管8与上接头1的间隙进入到中心管8与主管体9之间的间隙进中，进而通过导压孔30进入到导压腔31内，使导压腔31内的压力增大进而推动活塞19向上移动，活塞19向上移动的同时抵住外滑套20使其上移，外滑套20进而推动胀封压环12向上移动，当外滑套20对胀封压环12的上推力大于胀封销钉13的剪切力时，胀封压环12将胀封销钉13剪断，胀封压环12继续向上移动并压缩橡胶筒10使其变形、直径变大，橡胶筒10与管道紧密接触将管道密封，与此同时，外滑套20内侧的锁牙18与锁环16配合将外滑套20与主管体9锁死定位，防止外滑套20在橡胶筒10弹力的作用下向下移动，以此保证本实用新型一直处在胀封的工作状态。当本实用新型需要解封时（此时内压与外压一致），上提上接头1，由于橡胶筒10与管道内壁紧密接触，摩擦力较大难以将其提动，进而使主管体9受到上拉力，由于主管体9与固定环14固定安装在一起，进而使固定环14也受到上拉力，而固定环14通过解封销钉15与滑环17固定安装在一起，当固定环14受到的拉力大于解封销钉15的剪切力时，在固定环14和滑环17的共同作用下将解封销钉15剪断，在持续上拉力的作用下锁环16与锁牙18脱离，使外滑套20相对于主管体9失去约束，进而使胀封压环12受到的外滑套20的上推力减小使其在橡胶筒10弹力的作用下向下移动，橡胶筒10逐渐恢复原形与管道内壁分离，由此实现本实用新型的解封。胀封压环12下部座于外滑套20上部内侧，外滑套20套装在下接头25外侧并且其下部抵住限位台34，不仅实现了外滑套20的限位，同时也使外滑套20能够在活塞19的作用下推动胀封压环12向上移动进而压缩橡胶筒10实现胀封，在这一过程中，通过外滑套20的上下移动实现胀封或解封作业，而电缆26始终位于电缆通槽32内，其并未受到胀封作业的影响而出现错位、拉扯，在保证本实用新型正常作业的同时也保护了电缆26。根据需要，在使用安装过程中，中心管8的旋转角度直接影响到了电缆通槽32与导压孔30是否连通，当电缆通槽32与导压孔30位置对齐时二者连通，高压液体通过中心管8与上接头1的间隙直接进入到电缆通槽32中，进而高压液体通过导压孔30进入导压腔31；当电缆通槽32与导压孔30错位时二者不连通，高压液体通过中心管8与上接头1的间隙进入到中心管8与主管体9的间隙中，进而通过导压孔30进入导压腔31内。以上两种不同的情况均不会对本实用新型胀封和解封的工作过程造成影响。此外，外滑套20与胀封压环12和固定环14均为间隙配合，使本实用新型外侧的液体能够通过该间隙进入到外滑套20和主管体9之间的间隙中并作用于活塞19上部使本实用新型的内外压力平衡（本实用新型内部的液体压力为内压，外部的液体压力为外压），避免了在尚未达到下井深度时由于内外压力不平衡，活塞19自行移动作用于封隔组件使其胀封，完全消除了其在下井过程中自行胀封的风险。

如附图1、2所示，中心管8、上接头1和下接头25的内径均为46mm，连接体7、外滑套20的外径均为114mm，上接头1、下接头25和胀封压环12的最大外径均为114mm。由此可使本实用新型能够满足大多数井下作业要求。

如附图1、2、3所示，上接头1外侧与连接体7内侧之间、下接头25外侧与外滑套20内侧之间均设有接头密封圈27；连接体7下部外侧与主管体9上部外侧之间设有管体密封圈28；活塞19外侧与外滑套20外侧之间、活塞19内侧与主管体9外侧之间均设有活塞环29。由此，可增强本实用新型的密封性能，防止在作业过程中液体从各零部件的安装间隙中泄漏。

如附图1、2所示，上电缆压帽3底部与下安装孔22底部之间、下电缆压帽23底部与下安装孔22底部之间均设有电缆盘根5。由此可防止液体从上电缆压帽3或下电缆压帽23中泄漏或经二者进入到本实用新型内部后造成内压误差，影响其胀封或解封的作业性能。

如附图1、2所示，主管体9和中心管8均为异径管，主管体9的大径端与连接体7螺纹连接在一起，主管体9的小径端与下接头25螺纹连接在一起，中心管8的大径端与下接头25螺纹连接在一起并且对应其外螺纹底部设有环形导压槽，中心管8的小径端套装在上接头1下部内侧。由此不仅使本实用新型的结构更加紧凑，同时环形导压槽的设置也避免了中心管8与主管体9之间的压力过大。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种井下压缩平衡式过电缆封隔器，其特征在于包括上接头、中心管、主管体、密封组件、封隔组件和下接头，上接头上部外侧由上至下依次设有上通孔、上安装孔和上容纳腔并且三者位置上下对应，上安装孔内安装有上电缆压帽，上电缆压帽内设有上下连通的上电缆通道；上接头下部内侧套装有中心管，中心管外侧沿上下方向设有上下连通的电缆通槽；中心管外侧套装有主管体，主管体上部与上接头下部固定安装在一起；主管体上部外侧设有密封组件；中心管下部与主管体下部分别与下接头上部固定安装在一起；下接头上部外侧套装有外滑套，外滑套位于密封组件下方，主管体与外滑套之间由上至下依次设有封隔组件和活塞并且二者均套装在主管体外侧，外滑套上部内侧设有凸台，活塞上部抵在凸台下部，活塞下部、下接头上部、主管体外侧和外滑套内侧共同形成导压腔，对应导压腔位置的主管体上设有内外连通的导压孔；下接头下部外侧由上至下依次设有下容纳腔、下安装孔和下通孔，下安装孔内安装有下电缆压帽，下电缆压帽内设有上下连通的下电缆通道。

2.根据权利要求1所述的井下压缩平衡式过电缆封隔器，其特征在于主管体上部与上接头下部通过连接体固定安装在一起，连接体上部内侧与上接头下部外侧螺纹连接在一起，连接体下部内侧与主管体螺纹连接在一起；下接头上部外侧设有限位台，在解封状态下外滑套下端抵住限位台，在胀封状态下外滑套下端与限位台分离。

3.根据权利要求2所述的井下压缩平衡式过电缆封隔器，其特征在于对应连接体下部位置的主管体外侧设有密封组件，密封组件包括橡胶筒和隔环，至少两个橡胶筒套装在主管体外侧并且每相邻的两个橡胶筒之间设有隔环，每个隔环均套装在主管体外侧。

4.根据权利要求3所述的井下压缩平衡式过电缆封隔器，其特征在于封隔组件包括胀封压环、胀封销钉、固定环、锁环、滑环和解封销钉，胀封压环套装在主管体外侧并且其顶部抵在橡胶筒的底部，胀封压环下部座于在外滑套上部，胀封压环下部内侧设有固定环，固定环位于外滑套内侧并且与主管体螺纹连接在一起，胀封压环和固定环通过胀封销钉固定安装在一起；固定环下部内侧设有滑环，滑环套装在主管体外侧并通过解封销钉与固定环固定安装在一起，滑环位于活塞上方；对应滑环下部与活塞上部之间位置的外滑套内侧沿上下方向设有锁牙，滑环外侧套装有能与锁牙配合的锁环。

5.根据权利要求4所述的井下压缩平衡式过电缆封隔器，其特征在于中心管、上接头和下接头的内径均为46mm，连接体、外滑套的外径均为114mm，上接头、下接头和胀封压环的最大外径均为114mm。

6.根据权利要求2或3或4或5所述的井下压缩平衡式过电缆封隔器，其特征在于上接头外侧与连接体内侧之间、下接头外侧与外滑套内侧之间均设有接头密封圈；连接体下部外侧与主管体上部外侧之间设有管体密封圈；活塞外侧与外滑套外侧之间、活塞内侧与主管体外侧之间均设有活塞环。

7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的井下压缩平衡式过电缆封隔器，其特征在于上电缆压帽底部与下安装孔底部之间、下电缆压帽底部与下安装孔底部之间均设有电缆盘根。

8.根据权利要求6所述的井下压缩平衡式过电缆封隔器，其特征在于上电缆压帽底部与下安装孔底部之间、下电缆压帽底部与下安装孔底部之间均设有电缆盘根。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或8所述的井下压缩平衡式过电缆封隔器，其特征在于主管体和中心管均为异径管，主管体的大径端与连接体螺纹连接在一起，主管体的小径端与下接头螺纹连接在一起，中心管的大径端与下接头螺纹连接在一起并且对应其外螺纹底部设有环形导压槽，中心管的小径端套装在上接头下部内侧。

10.根据权利要求7所述的井下压缩平衡式过电缆封隔器，其特征在于主管体和中心管均为异径管，主管体的大径端与连接体螺纹连接在一起，主管体的小径端与下接头螺纹连接在一起，中心管的大径端与下接头螺纹连接在一起并且对应其外螺纹底部设有环形导压槽，中心管的小径端套装在上接头下部内侧。

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