CN211874442U - 一种上提加压解封扩张式封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种上提加压解封扩张式封隔器，包括芯轴，所述芯轴从上往下依次设有上接头、锁定机构、坐封机构、密封活塞和下接头，通过在密封头与进液孔之间设置凹槽，能在座封时对密封活塞起到限位的作用，平衡胶筒中油液对密封活塞的作用力，提高了密封活塞的密封效果和对胶筒座封时的支撑作用；设置的斜面结构和L型拐臂，在解封时，该斜面结构能使得进液间隙与进液通道中的油液形成压力差，加快芯轴向上移动，提高有效且快速的解封操作；凸台一方面保证控制套2的解封行程，另一方面确保座封时，阀座在收到油液压力的作用下向上移动，进行限位，保证顺利座封和座封后的锁定作用。

Description

一种上提加压解封扩张式封隔器

技术领域

本发明涉及油田采油工艺装置技术领域，尤其涉及一种上提加压解封扩张式封隔器。

背景技术

封隔器广泛应用于钻井、固井、测试、完井等作业中，还用于井下石油作业中，在采油工程中封隔器用来分层，封隔器上设计有采油通道，坐封时，活塞套上行，采油通道被打开；坐封后，上层压力作用在平衡活塞上，向上推胶筒，使解封销钉免受剪切力；解封时，靠胶筒与套管的摩擦力剪断解封销钉，活塞套下行，关闭采油通道，减少了油井封隔器堵水施工工序，能方便地实现不压井不放喷作业，并且能双向承受高压，使用寿命长，随着对油层的深入认识，厚油层挖潜势在必行，同时也对井下封隔器提出了更高的要求。

目前的封隔器在坐封时，由于油液压力较大，存在座封时胶筒对密封头的作用，使得密封头向一侧滑动，影响座封准确度和密封头的密封效果，并且在解封时，胶筒没有支撑的作用，会通过与油液的摩擦力且随中间芯轴向上移动，不能快速泄压解封。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种上提加压解封扩张式封隔器，包括芯轴，所述芯轴从上往下依次设有上接头、锁定机构、坐封机构、密封活塞和下接头，通过在密封头与进液孔之间设置凹槽，能在座封时对密封活塞起到限位的作用，平衡胶筒中油液对密封活塞的作用力，提高了封隔器的座封效果。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种上提加压解封扩张式封隔器，包括芯轴，所述芯轴从上往下依次设有上接头、锁定机构、坐封机构、密封活塞和下接头，其特征在于：所述锁定机构包括阀座和阀，所述阀座底部设有台阶孔，所述阀插入所述台阶孔与芯轴之间，所述阀座内壁开设有进液槽，与进液槽对应的芯轴上开设有进液孔，所述进液槽与台阶孔贯通，且与阀顶端对应，所述芯轴外壁套设有坐封套筒，且坐封套筒与芯轴留有进液通道，所述阀底部位于进液通道中，所述坐封套筒顶部与阀座连接，其底部延伸有L型拐臂，所述进液通道中设有锁定装置，所述L型拐臂与芯轴之间留有进液间隙，所述上接头与阀座之间通过控制套连接，所述控制套通过解封剪销与上接头连接，所述芯轴底部设有下接头的解封行程段；

所述密封活塞内壁从上往下依次设有进液间隙一、凸起部、凹槽和台阶，所述凸起部和台阶均与芯轴外壁相抵，与所述凹槽对应的芯轴上开设有解封孔；所述坐封机构与芯轴之间留有进液间隙二，所述进液通道、进液间隙、进液间隙一及进液间隙二贯通连接，所述坐封机构顶部与坐封套筒连接，其底部与密封活塞连接，所述解封孔至进液间隙一底端的距离小于解封行程段的长度。

优选的，所述进液通道与进液间隙过渡处设为斜面结构，所述斜面结构对L型拐臂进行限位。

优选的，所述芯轴上设有凸台，所述阀座上设有与凸台对应的台肩。

优选的，所述控制套上设有与凸台对应的凸起部一，所述上接头上设有与凸起部一配合的第一台阶，所述凸起部一底端与台肩对应，所述第一台阶至凸台之间设有所述凸起部一解封行程段一，所述解封行程段一的行程大于解封孔至进液间隙一底端的距离。

优选的，所述坐封机构依次包括上胶筒座、胶筒和下胶筒座，所述上胶筒座与坐封套筒连接，下胶筒座与密封活塞连接。

本发明的有益效果是：(1)通过在密封头与进液孔之间设置凹槽，能在座封时对密封活塞起到限位的作用，平衡胶筒中油液对密封活塞的作用力，提高了密封活塞的密封效果和对胶筒座封时的支撑作用。(2)设置的斜面结构和L型拐臂，在解封时，该斜面结构能使得进液间隙与进液通道中的油液形成压力差，加快芯轴向上移动，提高有效且快速的解封操作。(3)凸台一方面保证控制套2的解封行程，另一方面确保座封时，阀座在收到油液压力的作用下向上移动，进行限位，保证顺利座封和座封后的锁定作用。(4)凸起部一的解封行程配合下接头解封行程段，对解封时芯轴的解封位移进行限制，确保解封时芯轴不会脱离。

附图说明

图1为本发明封隔器整体结构示意图。

图2为本发明图1A处放大图。

图3为本发明图1B处放大图。

图4为本发明图1C处放大图。

图5为本发明图1D处放大图。

图6为本发明图1E处放大图。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的描述。

参照附图1～6所示的一种上提加压解封扩张式封隔器，包括芯轴8，所述芯轴8从上往下依次设有上接头1、锁定机构、坐封机构、密封活塞 7和下接头9；

进一步的改进在于：所述锁定机构包括阀座3和阀5，所述阀座3底部设有台阶孔31，所述阀5插入所述台阶孔31与芯轴8之间，所述阀座 3内壁开设有进液槽32，与进液槽32对应的芯轴8上开设有进液孔101，所述进液槽32与台阶孔31贯通，且与阀5顶端对应，通过进液孔101打压，油液通过进液槽32后，推动阀5向下移动；所述芯轴8外壁套设有坐封套筒4，且坐封套筒4与芯轴8留有进液通道102，所述阀5底部位于进液通道102中，所述坐封套筒4顶部与阀座3连接，优选为螺纹连接，其底部延伸有L型拐臂41，所述进液通道102中设有锁定装置11，优选为锁紧弹簧，所述L型拐臂41与芯轴8之间留有进液间隙103，油液通过进液通道102后进入进液间隙103中，所述上接头1与阀座3之间通过控制套2连接，所述控制套2通过解封剪销10与上接头1连接，所述芯轴8底部设有下接头9的解封行程段91，解封时，芯轴8带动下接头9 通过解封行程段91向上移动，进行解封；

进一步的改进在于：所述密封活塞7内壁从上往下依次设有进液间隙一104、凸起部71、凹槽72和台阶73，所述凸起部71和台阶73均与芯轴8外壁相抵，与所述凹槽72对应的芯轴8上开设有解封孔105；所述坐封机构与芯轴8之间留有进液间隙二106，所述进液通道102、进液间隙 103、进液间隙一104及进液间隙二106贯通连接，所述坐封机构顶部与坐封套筒4连接，其底部与密封活塞7连接，油液通过进液间隙103进入进液间隙一104挤压坐封机构进行座封，座封的同时油液通过解封孔105 进入凹槽72中，通过油液的压力确保凹槽72上下两端的压力均衡，进一步在台阶73的基础上对密封活塞7进行限位，保证座封机构的顺利座封，所述解封孔105至进液间隙一104底端的距离小于解封行程段91的长度，确保解封时，下接头9在没有接触到坐封机构之前，解封孔105与进液间隙一104贯通，泄压解封。

进一步为了便于快速有效的解封，所述进液通道102与进液间隙103 过渡处设为斜面结构81，所述斜面结构81对L型拐臂41进行限位。解封时，进液间隙103中的油液在座封机构收缩的压力下，向上移动并通过斜面结构81推动芯轴8向上移动完成解封，该斜面结构能使得进液间隙 103与进液通道102中的油液形成压力差，加快芯轴8向上移动，提高有效且快速的解封操作。

进一步为了提高座封时的锁定作用，所述芯轴8上设有凸台82，所述阀座3上设有与凸台82对应的台肩33，凸台82和台肩33配合使得座封后，阀座3不会在油液对阀5的作用下向上移动，有效的锁定了座封，提高座封的可靠性。

进一步为了确保解封剪销10解封时的有效性，所述控制套2上设有与凸台82对应的凸起部一21，所述上接头1上设有与凸起部一21配合的第一台阶15，所述凸起部一21底端与台肩33对应。其中，凸台82与凸起部一21的配合，保证了解封时控制套2的解封形成，顺利完成解封操作；凸起部一21与台肩33对应，在座封时，确保解封剪销10不会受到向上的作用力后向上移动，而使其断裂失效；所述第一台阶15至凸台82 之间设有所述凸起部一21解封行程段一22，所述解封行程段一22的行程大于解封孔105至进液间隙一104底端的距离，优选的，凸起部一21的行程等于解封行程段91的长度，确保解封时，解封孔105与进液间隙一104顺利贯通，完成泄压解封。

进一步为了提高座封质量，所述坐封机构依次包括上胶筒座12、胶筒 6和下胶筒座13，所述上胶筒座12与坐封套筒4连接，下胶筒座13与密封活塞7连接，优选的，所述上胶筒座12、下胶筒座13均依次与坐封套筒4、密封活塞7螺纹连接。

本发明所有部件连接处均采用O型密封圈密封。

本发明的原理是：

一、座封

封隔器下到需要封隔的预定位置后，向芯轴8中通过油液打压，油液通过进液孔101进入进液槽32，然后推动阀5向下挤压锁紧弹簧，将阀座 3的台阶孔31打开，油液进入进液通道102后，继续向下依次流入进液间隙103、进液间隙二106、进液间隙一104之后，通过凸起部71密封阻挡后，继续打压，将胶筒撑起进行坐封，坐封到位后，通过进液孔101泄压，阀5在弹簧的作用下向上运动复位，插入台阶孔31与芯轴8之间对座封进行锁定，此时，座封完成；坐封的同时，油液通过芯轴8底部的解封孔 105进入凹槽72中，通过油液的压力确保凹槽72上下两端的压力均衡，进一步在台阶73的基础上对密封活塞7进行限位，保证座封机构的顺利座封。

二、解封

通过专用工具连接上接头1，上提拉断解封剪销10，上接头1带动芯轴8向上运动，解封孔105与进液间隙一104顺利贯通，泄压，胶筒6收缩，完成解封，同时凸起部一21的行程和下接头9配合解封行程段91，对芯轴8泄压位移进行限制，防止芯轴8完全脱离，提高了解封的可靠性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种上提加压解封扩张式封隔器，包括芯轴(8)，所述芯轴(8)从上往下依次设有上接头(1)、锁定机构、坐封机构、密封活塞(7)和下接头(9)，其特征在于：所述锁定机构包括阀座(3)和阀(5)，所述阀座(3)底部设有台阶孔(31)，所述阀(5)插入所述台阶孔(31)与芯轴(8)之间，所述阀座(3)内壁开设有进液槽(32)，与进液槽(32)对应的芯轴(8)上开设有进液孔(101)，所述进液槽(32)与台阶孔(31)贯通，且与阀(5)顶端对应，所述芯轴(8)外壁套设有坐封套筒(4)，且坐封套筒(4)与芯轴(8)留有进液通道(102)，所述阀(5)底部位于进液通道(102)中，所述坐封套筒(4)顶部与阀座(3)连接，其底部延伸有L型拐臂(41)，所述进液通道(102)中设有锁定装置(11)，所述L型拐臂(41)与芯轴(8)之间留有进液间隙(103)，所述上接头(1)与阀座(3)之间通过控制套(2)连接，所述控制套(2)通过解封剪销(10)与上接头(1)连接，所述芯轴(8)底部设有下接头(9)的解封行程段(91)；

所述密封活塞(7)内壁从上往下依次设有进液间隙一(104)、凸起部(71)、凹槽(72)和台阶(73)，所述凸起部(71)和台阶(73)均与芯轴(8)外壁相抵，与所述凹槽(72)对应的芯轴(8)上开设有解封孔(105)；所述坐封机构与芯轴(8)之间留有进液间隙二(106)，所述进液通道(102)、进液间隙(103)、进液间隙一(104)及进液间隙二(106)贯通连接，所述坐封机构顶部与坐封套筒(4)连接，其底部与密封活塞(7)连接，所述解封孔(105)至进液间隙一(104)底端的距离小于解封行程段(91)的长度。

2.根据权利要求1所述的一种上提加压解封扩张式封隔器，其特征在于：所述进液通道(102)与进液间隙(103)过渡处设为斜面结构(81)，所述斜面结构(81)对L型拐臂(41)进行限位。

3.根据权利要求2所述的一种上提加压解封扩张式封隔器，其特征在于：所述芯轴(8)上设有凸台(82)，所述阀座(3)上设有与凸台(82)对应的台肩(33)。

4.根据权利要求3所述的一种上提加压解封扩张式封隔器，其特征在于：所述控制套(2)上设有与凸台(82)对应的凸起部一(21)，所述上接头(1)上设有与凸起部一(21)配合的第一台阶(15)，所述凸起部一(21)底端与台肩(33)对应，所述第一台阶(15)至凸台(82)之间设有所述凸起部一(21)解封行程段一(22)，所述解封行程段一(22)的行程大于解封孔(105)至进液间隙一(104)底端的距离。

5.根据权利要求4所述的一种上提加压解封扩张式封隔器，其特征在于：所述坐封机构依次包括上胶筒座(12)、胶筒(6)和下胶筒座(13)，所述上胶筒座(12)与坐封套筒(4)连接，下胶筒座(13)与密封活塞(7)连接。

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