CN211314155U - 一种防提前解封的封隔器 - Google Patents

Abstract

本文公布了一种防提前解封的封隔器，包括本体和其上用于坐封的锚定机构，所述本体在所述锚定机构下侧设置有防解封组件，所述防解封组件包括设置在所述锚定机构下端的扣件，以及滑动连接于所述本体上的活塞机构，所述活塞机构与所述锚定机构间隔设置，所述扣件向所述活塞机构延伸且与所述本体的滑槽扣合；所述活塞机构在其外侧压力作用下可上移至所述扣件处，防止所述扣件滑出滑槽，以保持所述锚定机构锁定在所述本体上而保证封隔器坐封。本文涉及石油开采领域，提供了一种防提前解封的封隔器，克服井下压力导致提前解封的问题，采用防解封组件锁定锚定机构，从而避免了井下压力过大造成的封隔器提前解封。

Description

一种防提前解封的封隔器

技术领域

本实用新型涉及石油开采领域，尤其涉及一种防提前解封的封隔器。

背景技术

封隔器是用于油气井生产的安全控制工具，其解封结构比较单一，通常是利用销钉或者剪切环，即切断销钉则可实现解封。针对过电缆封隔器的提前解封，目前最普遍的做法就是利用水力锚结构。但是，对于小外径的封隔器，由于空间尺寸限制无法加装水力锚，由此，限制了小外径、大通径、高压型过电缆封隔器的发展。目前，国外某些公司设计了一些防提前解封机构，都是以增加解封行程或减小承受下压时的受力面积为基本原理，在承受较大下环空压力时，或管柱蠕动量满足时，仍会剪断解封剪钉，造成解封。

具体地，现生产的9-5/8in小外径、7in以及7-5/8in的过电缆封隔器由于最大外径尺寸限制，无法加入水力锚定机构，致使上述型号的封隔器无法承受较大的下环空压力，易造成提前解封，影响生产。

实用新型内容

本实用新型提供一种防提前解封的封隔器，克服井下压力导致提前解封的问题，采用防解封组件锁定锚定机构，从而避免了井下压力过大造成的封隔器提前解封。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种防提前解封的封隔器，包括本体和其上用于坐封的锚定机构，所述本体在所述锚定机构下侧设置有防解封组件，所述防解封组件包括设置在所述锚定机构下端的扣件，以及滑动连接于所述本体上的活塞机构，所述活塞机构与所述锚定机构间隔设置，所述扣件向所述活塞机构延伸且与所述本体的滑槽扣合；在下环空的压力作用下，所述活塞机构可上移至所述扣件处，防止所述扣件滑出滑槽，以保持所述锚定机构锁定在所述本体上而保证封隔器坐封。

一种可能的设计，所述活塞机构套设在所述本体上，且所述活塞机构与所述本体之间形成内腔，所述本体内的腔体连通所述本体与井筒之间的上环空，所述本体开设有通孔，以连通所述内腔和所述本体内的腔体。

一种可能的设计，所述活塞机构包括活塞筒，以及用以密封的上密封件和下密封件，所述上密封件和下密封件分别设置在所述活塞筒的上下两端，所述上密封件固定在本体上且与所述活塞筒滑动密封配合；所述下密封件固定在所述活塞筒内侧且与所述本体滑动密封配合。

一种可能的设计，所述活塞机构和所述本体之间设置有弹性件，用以所述活塞机构复位。

一种可能的设计，所述弹性件包括沿所述本体长度方向布置的弹簧，所述弹簧的上端与所述本体固定，所述活塞筒的内壁设有垂直于其长度方向的抵接面，用以在活塞筒上移后与所述弹簧的下端相抵而压缩所述弹簧。

一种可能的设计，所述弹性件包括多个弹簧，多个所述弹簧沿所述本体的周向均匀布置，所述本体的外壁设有多个用以容纳所述弹簧的安装槽。

一种可能的设计，所述弹簧的两端分别设有顶板和底板，所述顶板与所述本体固定，所述顶板的上侧设置有固定所述上密封件的限位槽。

一种可能的设计，所述扣件设为弹爪，所述弹爪包括舌头端，所述舌头端包括设于所述滑槽内的内侧部和突出所述滑槽的外侧部，在下环空的压力作用下，所述活塞机构可上移至所述外侧部外侧并径向限位所述舌头端，以保持所述锚定机构锁定。

一种可能的设计，所述滑槽在所述本体长度方向上的槽壁设有倾斜的第一斜面，所述舌头端对应所述第一斜面设有第二斜面，以便于所述舌头端在正常解封时滑出所述滑槽。

一种可能的设计，所述活塞筒的上端在其内侧设有用以容纳所述外侧部的缺口。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的锚定机构下端设有与本体扣合的扣件，同时，活塞机构可在下环空的压力作用下上移至扣件处，防止扣件滑出滑槽，保持锚定机构锁定在本体上而保证封隔器坐封。

本实用新型的扣件设为弹簧钢制成的弹爪，相对应地，本体上设有滑槽，其整体结构简单，安装方便，也利于生产。

本实用新型的活塞机构和本体之间设置有弹性件，用以所述活塞机构复位。

本实用新型的活塞机构与本体之间形成内腔，且本体开设有通孔，以连通内腔和本体内的腔体，方便压力调节。

本实用新型的弹性件包括多个弹簧，多个弹簧沿本体的周向均匀布置，保证弹簧的弹力足以促使活塞机构复位。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为封隔器的锁定坐封状态下示意图；

图2为封隔器的初始状态示意图；

图3为图1的A处局部放大示意图；

图4为图1的B处局部放大示意图；

图5为图3的C处局部放大示意图；

图6为图2的E处局部放大示意图；

图7为图2的F处局部放大示意图；

图8为图3的D处局部放大示意图；

图9为主体示意图；

图10为封隔器拆分示意图。

附图标记：1-井筒、2-主体、3-锚定机构、4-胶桶、5-防解封组件、6-扣件、7-活塞机构、8-上环空、9-下环空、10-滑槽、11-舌头端、12-活塞筒、13-限位筋、14-上锥体、15-卡瓦、16-下椎体、17-上密封件、18-下密封件、19-弹簧、20-密封槽、21-顶板、22-底板、23-阶梯面、24-限位槽、25-沉槽、26-抵接面、27-内侧部、28-外侧部、29-缺口、30-安装槽、31-第一斜面、32-第二斜面、33-内腔、34-腔体、35-通孔、36-解封剪钉。

具体实施方式

为使本申请的发明目的、技术方案和有益效果更加清楚明了，下面结合附图对本申请的实施例进行说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例和实施例中的特征可以相互任意组合。

针对现有的封隔器，其在承受下环空压力时，压力作用于胶筒，上推胶筒，相当于上推主体，而此时卡瓦不动，这一系列动作就相当于在上提解封封隔器，当压力达到一定值时会剪断解封剪钉，造成提前解封的情况。本公开实施例提供了一种防提前解封的封隔器，此封隔器可在下环空压力，可保持锚定机构锁定在本体上，从而避免了井下压力过大造成封隔器提前解封。

下面结合实施例阐述本公开的封隔器。

请参阅图1至图10所示的本实施例的封隔器。该封隔器为过电缆封隔器，如图1至图10所示，其包括本体2和其上用于坐封的锚定机构3，特别地，该本体2在锚定机构3的下侧设置有防解封组件5。其中，防解封组件5又包括设置在锚定机构3下端的扣件7，以及滑动连接于本体2上的活塞机构6，在常规工况下，即下环空9和上环空8的压力相同时，该活塞机构6与锚定机构3间隔设置，而扣件7向活塞机构6延伸且与本体2的滑槽10扣合；而在下环空9的压力作用下，该活塞机构7可上移至扣件7处，防止扣件7滑出滑槽10，以保持锚定机构3锁定在本体2上而保证封隔器坐封。由此，在坐封状态下，上述防解封组件5可锁定锚定机构，从而避免了井下压力过大造成的封隔器提前解封。

具体地，如图1和图4所示，该主体2在工作时会下放至井筒1内，且两者之间存在环空，主体2由上至下依次套设有胶桶4、锚定机构3和防解封组件5，其中，锚定机构3又包括依次设置的上锥体14、卡瓦15和下椎体16。该封隔器在需要坐封时，主体2上的胶桶4会受上侧力作用下移并膨胀，其会推动上锥体14下移而同时下椎体16顶柱卡瓦，使得卡瓦15径向突出，形成坐封。而且主体2和井筒1之间的环空会被膨胀的胶桶4分隔呈上侧的上环空8和下侧的下环空9。值得注意，该封隔器在井下使用的工况为坐封状态，在正常生产时，下环空9内为原油等生产液，用电泵可从主体2内的主油管抽出地面，同时，上环空8与下环空9之间一般安装放气阀(图中未示出)，可使井下产出的气体从放气阀传递至上环空8，排出气体，以稳定下环空9液面高度始终在电潜泵以上。在特殊情况下，需关井，主油管通道通过安全阀关闭，而环空通道的关闭就需要封隔器来实现，封隔器的主要作用是承受下环空9压力，以保证油井生产的安全。而通常情况下，在封隔器下井坐封后，需要验封，所以也要求封隔器能承受上环空压力的能力。由此，该封隔器的耐压能力应是双向的。另外，当需要正常解封时，仅需要上提管柱，将下椎体16上的解封剪钉36剪断，去除锚定机构3与主体2的限制，即可收回卡瓦15和胶桶4，完成解封。

为了防止下环空9压力过大而造成的提前解封，上述防解封组件5可锁定锚定机构3，防止解封剪钉36意外剪断。具体地，就防解封组件5的扣件7而言，如图4、图8至图10所示，其为弹簧钢制成的弹爪，具有弹性，弹爪的一端与下椎体16相接且两者为一体件。其中，该弹爪包括远离下椎体16的舌头端11，该舌头端11向活塞机构3延伸，其又包括设于滑槽10内的内侧部27和突出滑槽10的外侧部28。同时，该滑槽10在本体2长度方向上的槽壁设有倾斜的第一斜面31，而舌头端11对应第一斜面31设有第二斜面32，以便于舌头端11在正常解封时被拉出滑槽10。另外，本体2的周向设有多个扣件7，多个扣件7均匀布置在本体2的外周，且各自的舌头端11都与滑槽10配合。

就防解封组件5的活塞机构6而言，如图1至图8所示，该活塞机构6套设在本体2上，且所述活塞机构3与本体2之间形成内腔33，而本体2上有对应内腔33开设有通孔35，以连通内腔33和本体2内的腔体34，使得内腔33的压力与上环空8的压力相同,从而活塞机构6内外可产生压差。具体地，上述活塞机构6包括活塞筒12，以及用以密封的上密封件17和下密封件18，其中，上密封件17和下密封件18分别设置在活塞筒12的上下两端，上密封件17固定在本体2上且与活塞筒12滑动密封配合；下密封件18固定在活塞筒12内侧且与本体2滑动密封配合。为了方便环形的上密封件17和下密封件18安装，上述本1上设有容纳上密封件17的限位槽24，上述活塞筒12内壁设有容纳下密封件18的密封槽20。由此，活塞筒12内内形成上述内腔33。值得注意地，上述活塞机构6和本体2之间还设置有弹性件，用以活塞机构6在无需锁止铆钉机构3时复位。具体地，该弹性件包括沿本体长度方向布置的弹簧19，其中，弹簧19的上端与本体2固定，而活塞筒12的内壁还设有垂直于其长度方向的抵接面26，用以在活塞筒12上移后与弹簧19的下端相抵而压缩弹簧19。同时，该弹性件包括多个弹簧19，多个弹簧19沿本体2的周向均匀布置，相对应地，本体2的外壁设有多个用以容纳弹簧19的安装槽30，多根短长度且小直径的弹簧19共同作用，弹力足，弥补单根弹簧回复力有限的弊端，可充分保证活塞机构6复位。同时，为了保证稳定压缩和安装稳定，每根弹簧19的两端都分别设有顶板21和底板22，其中，顶板21突出本体2且与本体2固定，而本体2在顶板21的上侧又设有垂直于其长度方向的阶梯面23，从而在顶板21和阶梯面23之间形成上述容纳上密封件17的限位槽24；该底板22与弹簧19的下端固定，且突出本体2，使其能够与活塞筒12的行程上与抵接面26相抵。另外，活塞筒12的上端在其内侧设有缺口29，该缺口29与外侧部28的外轮廓相匹配，保证紧密接触；该活塞筒12的下端设有沉槽25，相对应地，本体2的外壁设有突出限位筋13，限位筋13与沉槽25相抵，可限位活塞筒12的最低位。

上述封隔器在，正常坐封时，其活塞筒12处于最低位，此时，该活塞筒12与舌头端11之间的距离为H，其数值等于解封距。而当下环空9的压力增加，其与上环空8的压力差值越来越大时，其下环空的压力会推动活塞筒12克服弹簧19作用沿本体2向上运动，直至其抵在舌头端11的外侧部28，径向限位舌头端11，使其保持扣合在滑槽10内下，相对固定下椎体16和本体2，解封剪钉36不会收到剪切力，保证坐封稳定，不会意外解封。当下环空9的压力逐渐减小时，活塞筒12会在弹簧19的作用下向下复位，而脱离舌头端11。而当操作人员需要正常解封时，需将封隔器的上下环空压力平衡即开启放气阀使得下环空9压力下降，活塞筒12也会在弹簧19的作用下释放舌头端11，回归正常位置，随后即可上提封隔器实现解封。本实施例的封隔器为9-5/8in小外径、7in或7-5/8in的过电缆封隔器，其适用5000PSI或更高的压力等级。

在另一实施例中，在本体2上，还设有液压控制机构，其设置在活塞筒12的下侧，可推动上述活塞筒上移，从而也能够锁止锚定机构，同样达到防止提前解封的目的。

结合上述实施例，本实用新型的锚定机构下端设有与本体扣合的扣件，同时，活塞机构可在下环空的压力作用下上移至扣件处，防止扣件滑出滑槽，保持锚定机构锁定在本体上而保证封隔器坐封。本实用新型的扣件设为弹簧钢制成的弹爪，相对应地，本体上设有滑槽，其整体结构简单，安装方便，也利于生产。本实用新型的活塞机构和本体之间设置有弹性件，用以所述活塞机构复位。本实用新型的活塞机构与本体之间形成内腔，且本体开设有通孔，以连通内腔和本体内的腔体，方便压力调节。本实用新型的弹性件包括多个弹簧，多个弹簧沿本体的周向均匀布置，保证弹簧的弹力足以促使活塞机构复位。

在本申请的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本领域的技术人员应该明白，虽然本实用新型实施例所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型实施例而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型实施例。任何本实用新型实施例所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型实施例所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型实施例的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种防提前解封的封隔器，包括本体和其上用于坐封的锚定机构，其特征在于，所述本体在所述锚定机构下侧设置有防解封组件，所述防解封组件包括设置在所述锚定机构下端的扣件，以及滑动连接于所述本体上的活塞机构，所述活塞机构与所述锚定机构间隔设置，所述扣件向所述活塞机构延伸且与所述本体的滑槽扣合；所述活塞机构在其外侧压力作用下可上移至所述扣件处，防止所述扣件滑出滑槽，以保持所述锚定机构锁定在所述本体上而保证封隔器坐封。

2.如权利要求1所述的防提前解封的封隔器，其特征在于，所述活塞机构套设在所述本体上，且所述活塞机构与所述本体之间形成内腔，所述本体内的腔体连通所述本体与井筒之间的上环空,所述本体开设有通孔，以连通所述内腔和所述本体内的腔体。

3.如权利要求2所述的防提前解封的封隔器，其特征在于，所述活塞机构包括活塞筒，以及用以密封的上密封件和下密封件，所述上密封件和下密封件分别设置在所述活塞筒的上下两端，所述上密封件固定在本体上且与所述活塞筒滑动密封配合；所述下密封件固定在所述活塞筒内侧且与所述本体滑动密封配合。

4.如权利要求3所述的防提前解封的封隔器，其特征在于，所述活塞机构和所述本体之间设置有弹性件，用以所述活塞机构复位。

5.如权利要求4所述的防提前解封的封隔器，其特征在于，所述弹性件包括沿所述本体长度方向布置的弹簧，所述弹簧的上端与所述本体固定，所述活塞筒的内壁设有垂直于其长度方向的抵接面，用以在活塞筒上移后与所述弹簧的下端相抵而压缩所述弹簧。

6.如权利要求5所述的防提前解封的封隔器，其特征在于，所述弹性件包括多个弹簧，多个所述弹簧沿所述本体的周向均匀布置，所述本体的外壁设有多个用以容纳所述弹簧的安装槽。

7.如权利要求5所述的防提前解封的封隔器，其特征在于，所述弹簧的两端分别设有顶板和底板，所述顶板与所述本体固定，所述顶板的上侧设置有固定所述上密封件的限位槽。

8.如权利要求3所述的防提前解封的封隔器，其特征在于，所述扣件设为弹爪，所述弹爪包括舌头端，所述舌头端包括设于所述滑槽内的内侧部和突出所述滑槽的外侧部，在下环空的压力作用下，所述活塞机构可上移至所述外侧部外侧并径向限位所述舌头端，以保持所述锚定机构锁定。

9.如权利要求8所述的防提前解封的封隔器，其特征在于，所述滑槽在所述本体长度方向上的槽壁设有倾斜的第一斜面，所述舌头端对应所述第一斜面设有第二斜面，以便于所述舌头端在正常解封时滑出所述滑槽。

10.如权利要求8所述的防提前解封的封隔器，其特征在于，所述活塞筒的上端在其内侧设有用以容纳所述外侧部的缺口。

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