CN211924130U - 一种超短可回收的封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超短可回收的封隔器，属油气井井下作业工具技术领域。它由中心管、密封机构、锚定锁紧机构、解封机构和下接头构成，中心管的圆周上装有密封机构，密封机构下方的中心管上装有锚定锁紧机构，锚定锁紧机构内侧的中心管上装有解封机构，解封机构上套装有下接头，下接头与锚定锁紧机构螺纹连接。该封隔器结构小巧、坐封简单，通过直接下压中心管进行坐封作业，有效降低工作人员工作量并提高了工作效率，该封隔器的胶筒设置在卡瓦的上部，有效阻挡环空的杂质沉淀，避免了杂质沉淀影响卡瓦复位，从而保证了封隔器坐封的可靠性，该封隔器的下锥体和中心管均具备多个零件功能，有效降低生产成本，同时为装配和运输带来了便利。

Description

一种超短可回收的封隔器

技术领域

本实用新型涉及一种超短可回收的封隔器，属油气井井下作业工具技术领域。

背景技术

封隔器是油井钻采工艺中重要的井下工具之一，主要作用是用来实现油管和套管间环空或者油管与地层间的封隔作用。封隔器可分为两大类：液压式封隔器与机械式封隔器，液压封隔器通过油管打压，液压通过中心管上的传压孔作用在坐封活塞上，挤压胶筒、卡瓦，实现坐封。但是有些管柱结构和工艺的限制，无法使用液压封隔器。目前市场上的机械封隔器一般都是通过旋转下压、上提或者通过坐封工具坐封等方式来实现封隔器的坐封,坐封的方式太繁琐，下井时操作不方便、且工具成本高，组装及运输等十分不方便，而且有些需要通过下入配套的解封工具实现解封，后期工作量大、操作复杂、效率低、费用高。因此，有必要对其进行改进。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种结构小巧、坐封简单，有效降低后期工作量，以提高工作效率及运输效率，同时保证封隔器坐封的可靠性，还能提高封隔器载荷系数，且制造简单、成本低的一种超短可回收的封隔器。

本实用新型的技术方案是：

一种超短可回收的封隔器，它由中心管、密封机构、锚定锁紧机构、解封机构和下接头构成，其特征在于：中心管的圆周上装有密封机构，密封机构下方的中心管上装有锚定锁紧机构，锚定锁紧机构内侧的中心管上装有解封机构，解封机构上套装有下接头，下接头与锚定锁紧机构螺纹连接。

所述的密封机构由上导环、下导环和胶筒构成，上导环和下导环分别呈上下状装在中心管的圆周上，上导环和下导环之间的中心管上装有胶筒，胶筒分别与上导环和下导环接触连接。

所述的上导环与中心管之间设置有紧固螺栓，下导环与锚定锁紧机构之间设置有紧固螺栓。

所述的锚定锁紧机构由上锥体、下椎体、卡瓦、卡瓦套、复位弹簧和限位环构成，上锥体和下椎体分别呈上下状装在中心管的圆周上，上锥体和下椎体之间设置有卡瓦，卡瓦的外侧设置有卡瓦套，卡瓦套的一端与上锥体通过启动销钉固定连接，卡瓦套的另一端螺纹安装有限位环，限位环与下椎体接触连接，卡瓦和卡瓦套之间设置有复位弹簧。

所述的下椎体上设置有导向销，与导向销对应的卡瓦套上设置有限位槽，导向销延伸至限位槽内。

所述的卡瓦套的圆周上与卡瓦对应状设置有卡瓦槽。

所述的上锥体与中心管之间设置有牵引环，牵引环与中心管卡装连接。

所述的解封机构由锁环座和解封锁环构成，锁环座套装在中心管上，锁环座通过剪切销钉A与下接头连接，锁环座通过剪切销钉B与中心管连接，锁环座与中心管之间设置有解封锁环，解封锁环通过剪切销钉C与中心管连接，解封锁环与锁环座啮合连接。

所述的锁环座与锚定锁紧机构之间设置有坐封锁环，坐封锁环截面呈C字形，坐封锁环的内壁和外圆上均设置有锯齿螺纹，坐封锁环与锁环座啮合连接，坐封锁环与锚定锁紧机构固定连接。

所述的解封锁环截面呈C字形，解封锁环的内壁和外圆上均设置有锯齿螺纹。

本实用新型的有益效果：

该超短可回收的封隔器结构小巧、坐封简单，工作中，通过直接下压中心管进行坐封作业，无需旋转和下入坐封工具，有效降低工作人员的工作量，从而提高该封隔器坐封的工作效率；该封隔器的胶筒设置在卡瓦的上部，有效阻挡环空的杂质沉淀，避免了杂质沉淀影响卡瓦复位，从而保证了封隔器坐封的可靠性，该封隔器的下锥体不仅具有坐封锁环套的功能，还具有解封锁环保护套的功能，且中心管兼具了解封锁环座和解封剪切座功能，该封隔器的下锥体和中心管均具备多个零件功能，从而有效降低生产成本，同时缩短了封隔器的长度，为装配和运输带来了便利。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A处放大的结构示意图；

图3为图1中的中心管和锁环座的B-B向剖面结构示意图；

图4为图1中的锁环座与下接头的C-C向剖面结构示意图；

图5为本实用新型坐封工作状态的结构示意图；

图6为图5中D处放大的结构示意图；

图7为本实用新型解封工作状态的结构示意图；

图8为图7中E处放大的结构示意图；

图9为本实用新型紧急解封工作状态的结构示意图；

图10为图9中F处放大的结构示意图。

图中：1、中心管，2、密封机构，2-1、上导环，2-2、下导环，2-3、胶筒，3、锚定锁紧机构，3-1、上锥体，3-2、下椎体，3-3、卡瓦，3-4、卡瓦套，3-5、复位弹簧，3-6、限位环，3-7、启动销钉，3-8、导向销，3-9、牵引环，4、解封机构，4-1、锁环座，4-2、解封锁环，4-3、坐封锁环，4-4、剪切销钉A，4-5、剪切销钉B，4-6、剪切销钉C，5、下接头，6、套管。

具体实施方式

该超短可回收的封隔器，它由中心管1、密封机构2、锚定锁紧机构3、解封机构4和下接头5构成，中心管1的圆周上装有密封机构2，密封机构2由上导环2-1、下导环2-2和胶筒2-3构成，上导环2-1和下导环2-2分别呈上下状装在中心管1的圆周上，中心管1上设置有限位凸台，限位凸台对上导环2-1形成限位状态，上导环2-1与中心管1之间设置有紧固螺栓，其目的是：保证上导环2-1与中心管1之间连接稳固；上导环2-1和下导环2-2之间的中心管1上装有胶筒2-3，胶筒2-3分别与上导环2-1和下导环2-2接触连接，工作中，通过上导环2-1和下导环2-2的配合，对胶筒2-3形成挤压，使得胶筒2-3与套管6的内壁接触并形成密封。

密封机构2下方的中心管1上装有锚定锁紧机构3，锚定锁紧机构3由上锥体3-1、下椎体3-2、卡瓦3-3、卡瓦套3-4、复位弹簧3-5和限位环3-6构成，上锥体3-1和下椎体3-2分别呈上下状装在中心管1的圆周上，锚定锁紧机构3的上锥体3-1与下导环2-2之间设置有紧固螺栓，这样能有效保证上锥体3-1与下导环2-2之间连接稳固；上锥体3-1和下椎体3-2之间设置有卡瓦3-3，卡瓦3-3的外侧设置有卡瓦套3-4，卡瓦套3-4的圆周上与卡瓦3-3对应状设置有卡瓦槽，卡瓦套3-4的一端与上锥体3-1通过启动销钉3-7固定连接，卡瓦套3-4的另一端螺纹安装有限位环3-6，限位环3-6与下椎体3-2接触连接，下椎体3-2对限位环3-6形成限位，从而通过上锥体3-1、下椎体3-2和限位环3-6对卡瓦套3-4形成限位状态，工作中，通过上锥体3-1和下椎体3-2的配合能使卡瓦3-3的齿尖部分通过卡瓦槽能向外延伸，使得卡瓦3-3齿尖部分接触套管6的内壁，实现锚定作业；

卡瓦3-3和卡瓦套3-4之间设置有复位弹簧3-5，复位弹簧3-5的作用是：在其自身弹力的作用下，通过复位弹簧3-5和卡瓦套3-4的配合能使卡瓦3-3发生复位。

下椎体3-2上设置有导向销3-8，与导向销3-8对应的卡瓦套3-4上设置有限位槽，导向销3-8延伸至限位槽内，工作中，限位槽能对导向销3-8形成限位，从而通过导向销3-8对下椎体3-2形成限位，使下椎体3-2只能轴向运动，防止下椎体3-2出现意外转动，同时便于下椎体3-2与卡瓦套3-4之间传递扭矩。

上锥体3-1与中心管1之间设置有牵引环3-9，与牵引环3-9对应的中心管1上设置有装配槽，牵引环3-9的内侧卡装在中心管1的装配槽中，牵引环3-9的外侧通过下导环2-2和上锥体3-1分别能对其形成限位。

锚定锁紧机构3内侧的中心管1上装有解封机构4，解封机构4由锁环座4-1和解封锁环4-2构成，锁环座4-1通过键和键槽的配合套装在中心管1上，其目的是：便于中心管1与锁环座4-1之间传递扭矩；锁环座4-1与锚定锁紧机构3的下锥头之间设置有坐封锁环4-3，坐封锁环4-3截面呈C字形，坐封锁环4-3的内壁和外圆上均设置有锯齿螺纹，坐封锁环4-3与锁环座4-1啮合连接，坐封锁环4-3与锚定锁紧机构3的下锥头通过螺栓固定连接，锁环座4-1通过剪切销钉B4-5与中心管1固定连接，工作中，当剪切销钉B4-5被剪断时，中心管1与锁环座4-1之间能发生轴向滑移。

锁环座4-1与中心管1之间设置有解封锁环4-2，解封锁环4-2截面呈C字形，解封锁环4-2的内壁和外圆上均设置有锯齿螺纹，解封锁环4-2与锁环座4-1啮合连接，解封锁环4-2通过剪切销钉C4-6与中心管1连接。

解封机构4的锁环座4-1上通过键和键槽的配合套装有下接头5，其目的是：防止锁环座4-1与下接头5之间出现径向转动，下接头5通过剪切销钉A4-4与锁环座4-1固定连接，下接头5与锚定锁紧机构3的下椎体3-2螺纹连接。

该超短可回收的封隔器工作时，首先将该封隔器与油管连接，然后随油管一起下入到预定的封隔位置，该封隔器到达预定位置后，开始打压中心管1，由于中心管1与上导环2-1固定连接，并且中心管1与解封锁环4-2、锁环座4-1接触连接，锁环座4-1与坐封锁环4-3为顺齿啮合，当压力大于剪切销钉A4-4的剪切值时，剪切销钉A4-4被剪断，中心管1向下移动，中心管1对上导环2-1、解封锁环4-2、锁环座4-1施加一个压力，并同步带动上导环2-1、解封锁环4-2、锁环座4-1向下移动。

在上导环2-1发生位移的过程中，通过上导环2-1与下导环2-2的配合对胶筒2-3形成挤压，胶筒2-3挤压变形后，胶筒2-3逐步接触套管6的内壁，并将压力传递给下导环2-2，再由下导环2-2传递给上锥体3-1，由于卡瓦套3-4与上锥体3-1之间通过启动销钉3-7固定连接，当上锥体3-1受到的压力大于启动销钉3-7剪切值时，启动销钉3-7被剪断，通过上锥体3-1与下椎体3-2的配合对卡瓦3-3形成挤压，卡瓦3-3的齿尖部分由卡瓦套3-4上的卡瓦槽内延伸出来，当胶筒2-3胀开紧贴套管6的内壁后，此时卡瓦3-3最大限度咬合在套管6的内壁上，即完成封隔器坐封。

该超短可回收的封隔器后期需要解封时，首先上提中心管1，由于锁环座4-1与坐封锁环4-3为倒齿啮合，锁环座4-1与解封锁环4-2同样也为倒齿啮合，坐封锁环4-3对锁环座4-1形成限位，通过锁环座4-1对解封锁环4-2形成限位，当上提力大于剪切销钉B4-5和剪切销钉C4-6的剪切值时，中心管1与锁环座4-1的剪切销钉B4-5和中心管1与解封锁环4-2的剪切销钉C4-6同时被剪断，中心管1带着上导环2-1产生向上移动，此时被压缩的胶筒2-3逐渐释放，这一过程中，当中心管1上的牵引环3-9抵住下导环2-2时，同步带动上锥体3-1向上运动，此时上锥体3-1与下椎体3-2之间的卡瓦3-3回落空间留出，卡瓦3-3受复位弹簧3-5的弹力作用产生复位，卡瓦3-3与套管6的内壁分离，实现封隔器解封。

该超短可回收的封隔器若没有顺利解封时，还可再通过下压中心管1的方式去释放卡瓦3-3，下压时，中心管1上的锯齿螺纹与解封锁环4-2是倒齿啮合，中心管1将带着解封锁环4-2与锁环套一起向下，直至抵住下接头5，由于下接头5与下锥体通过螺纹连接，继而推着下接头5和下锥体向下，此时上锥体3-1与下椎体3-2之间的卡瓦3-3回落空间留出，卡瓦3-3受复位弹簧3-5的弹力作用产生复位，即可实现封隔器紧急释放。

该超短可回收的封隔器结构小巧、坐封简单，工作中，通过直接下压中心管1进行坐封作业，无需旋转和下入坐封工具，有效降低工作人员的工作量，从而提高该封隔器坐封的工作效率；该封隔器的胶筒2-3设置在卡瓦3-3的上部，有效阻挡环空的杂质沉淀，防止杂质沉淀影响卡瓦3-3的复位，从而保证了封隔器坐封的可靠性，该封隔器的下锥体不仅具有坐封锁环4-3套的功能，还具有解封锁环4-2保护套的功能，且中心管1兼具了解封锁环座4-1和解封剪切座功能，该封隔器的下锥体和中心管1均具备多个零件功能，从而有效降低生产成本，同时缩短了封隔器的长度，为装配和运输带来了便利。

Claims (9)

1.一种超短可回收的封隔器，它由中心管(1)、密封机构(2)、锚定锁紧机构(3)、解封机构(4)和下接头(5)构成，其特征在于：中心管(1)的圆周上装有密封机构(2)，密封机构(2)下方的中心管(1)上装有锚定锁紧机构(3)，锚定锁紧机构(3)内侧的中心管(1)上装有解封机构(4)，解封机构(4)上套装有下接头(5)，下接头(5)与锚定锁紧机构(3)螺纹连接；所述的锚定锁紧机构(3)由上锥体(3-1)、下椎体(3-2)、卡瓦(3-3)、卡瓦套(3-4)、复位弹簧(3-5)和限位环(3-6)构成，上锥体(3-1)和下椎体(3-2)分别呈上下状装在中心管(1)的圆周上，上锥体(3-1)和下椎体(3-2)之间设置有卡瓦(3-3)，卡瓦(3-3)的外侧设置有卡瓦套(3-4)，卡瓦套(3-4)的一端与上锥体(3-1)通过启动销钉(3-7)固定连接，卡瓦套(3-4)的另一端螺纹安装有限位环(3-6)，限位环(3-6)与下椎体(3-2)接触连接，卡瓦(3-3)和卡瓦套(3-4)之间设置有复位弹簧(3-5)。

2.根据权利要求1所述的一种超短可回收的封隔器，其特征在于：所述的下椎体(3-2)上设置有导向销(3-8)，与导向销(3-8)对应的卡瓦套(3-4)上设置有限位槽，导向销(3-8)延伸至限位槽内。

3.根据权利要求1所述的一种超短可回收的封隔器，其特征在于：所述的卡瓦套(3-4)的圆周上与卡瓦(3-3)对应状设置有卡瓦槽。

4.根据权利要求1所述的一种超短可回收的封隔器，其特征在于：所述的上锥体(3-1)与中心管(1)之间设置有牵引环(3-9)，牵引环(3-9)与中心管(1)卡装连接。

5.根据权利要求1所述的一种超短可回收的封隔器，其特征在于：所述的密封机构(2)由上导环(2-1)、下导环(2-2)和胶筒(2-3)构成，上导环(2-1)和下导环(2-2)分别呈上下状装在中心管(1)的圆周上，上导环(2-1)和下导环(2-2)之间的中心管(1)上装有胶筒(2-3)，胶筒(2-3)分别与上导环(2-1)和下导环(2-2)接触连接。

6.根据权利要求5所述的一种超短可回收的封隔器，其特征在于：所述的上导环(2-1)与中心管(1)之间设置有紧固螺栓，下导环(2-2)与锚定锁紧机构(3)之间设置有紧固螺栓。

7.根据权利要求1所述的一种超短可回收的封隔器，其特征在于：所述的解封机构(4)由锁环座(4-1)和解封锁环(4-2)构成，锁环座(4-1)套装在中心管(1)上，锁环座(4-1)通过剪切销钉A(4-4)与下接头(5)连接，锁环座(4-1)通过剪切销钉B(4-5)与中心管(1)连接，锁环座(4-1)与中心管(1)之间设置有解封锁环(4-2)，解封锁环(4-2)通过剪切销钉C(4-6)与中心管(1)连接，解封锁环(4-2)与锁环座(4-1)啮合连接。

8.根据权利要求7所述的一种超短可回收的封隔器，其特征在于：所述的锁环座(4-1)与锚定锁紧机构(3)之间设置有坐封锁环(4-3)，坐封锁环(4-3)截面呈C字形，坐封锁环(4-3)的内壁和外圆上均设置有锯齿螺纹，坐封锁环(4-3)与锁环座(4-1)啮合连接，坐封锁环(4-3)与锚定锁紧机构(3)固定连接。

9.根据权利要求7所述的一种超短可回收的封隔器，其特征在于：所述的解封锁环(4-2)截面呈C字形，解封锁环(4-2)的内壁和外圆上均设置有锯齿螺纹。

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