CN212454351U - 一种超短型的双活塞隔离封隔器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种超短型的双活塞隔离封隔器，属石油、天然气完井作业工具技术领域，它由上接头、中心管、下接头、密封机构和坐封锁定机构构成，中心管的一端螺纹安装有上接头，中心管的另一端螺纹安装有下接头，中心管中间位置的圆周上设置有凸台，凸台与上接头之间的中心管上设置有密封机构，密封机构一侧的中心管上套装有坐封锁定机构，坐封锁定机构的一端端头与密封机构螺纹连接，坐封锁定机构的另一端端头与下接头滑动连接。该封隔器结构紧凑，通过单传压孔、双活塞结构保证活塞面积的同时，缩短了整体总长度，坐封锁定机构为封隔器提供足够的坐封力，有效保证了胶筒封隔套管内相邻油层的有效性和稳定性；非常适合油气井井下作业。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种超短型的双活塞隔离封隔器，属石油、天然气完井作业工具技术领域。
背景技术
隔离封隔器是砾石充填防砂作业中封隔套管井内相邻油层段的必要防砂工具，目前油田开发中使用的隔离封隔器因其结构的原因存在缺陷：
1、采用双活塞结构的封隔器通过两个传压孔进行分腔传压坐封，这样直接导致封隔器结构复杂且加工成本高，同时其整体长度过长不便于入井，降低工作效率；
2、采用单活塞结构的封隔器，其活塞的面积较小，难以保证胶筒封隔套管的有效性，以及密封机构有效密封压力的稳定性等，进而对油田现场作业带来很大的风险；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：提供一种结构紧凑、坐封充分、制造简单，有效减少生产成本，保证封隔器有效性以及性能稳定的超短型的双活塞隔离封隔器。
本实用新型的技术方案是：
一种超短型的双活塞隔离封隔器，它由上接头、中心管、密封机构、坐封锁定机构和下接头构成，其特征在于：中心管的一端螺纹安装有上接头，中心管的另一端螺纹安装有下接头，中心管中间位置的圆周上设置有凸台，凸台与上接头之间的中心管上设置有密封机构，密封机构一侧的中心管上套装有坐封锁定机构，坐封锁定机构的一端端头与密封机构螺纹连接，坐封锁定机构的另一端端头与下接头滑动连接。
所述的下接头端头的中心管上设置有传压孔，传压孔与中心管的中心孔连通。
所述的密封机构由上导环、下导环、左端胶筒、右端胶筒、中间胶筒和胶筒背圈构成，上导环套装在中心管上，上导环的一端与上接头抵触连接，上导环一侧的中心管上设置有下导环，下导环的一端与中心管的凸台抵触连接，上导环与下导环之间的中心管上通过胶筒背圈由左至右依次装有左端胶筒、中间胶筒和右端胶筒。
所述的坐封锁定机构由锁环座、活塞和活塞套构成，锁环座套装在中心管上，锁环座与下接头之间设置有活塞套，活塞套与锁环座螺纹连接，活塞套与下接头滑动连接，锁环座和活塞套与中心管之间活动安装有活塞；活塞与凸台抵触连接，活塞与活塞套和锁环座滑动密封连接。
所述的中心管的凸台外圆上设置有中心管棘齿，凸台上通过中心管棘齿装有锁环，锁环内表面设置有内锁环齿，锁环与凸台之间通过内锁环齿与中心管棘齿的配合滑动连接；与锁环对应的锁环座内壁设置有锁环座齿，锁环外表面设置有外锁环齿，锁环与锁环座之间通过外锁环齿与锁环座齿的配合啮合连接。
所述的锁环座外圆上设置有平衡孔。
所述的活塞套与下接头之间通过剪切销钉连接。
本实用新型的有益效果：
该超短型的双活塞隔离封隔器结构紧凑、坐封充分，工作中，通过左端胶筒、中间胶筒和右端胶筒形成三级胶筒结构，使密封性能更可靠；通过单传压孔、双活塞结构保证活塞面积的同时，缩短了整体总长度，坐封锁定机构为封隔器提供足够的坐封力，有效保证了胶筒封隔套管内相邻油层的有效性和稳定性；同时该封隔器制造简单、成本低，这样能有效解决目前因封隔器结构复杂、装配困难导致工作效率降低的问题，非常适合油气井井下作业。
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处的放大结构示意图；
图3为图1中B处的放大结构示意图；
图4为本实用新型的工作状态结构示意图。
图中：1、上接头，2、中心管，3、下接头，4、传压孔，5、凸台，6、上导环，7、下导环，8、左端胶筒，9、右端胶筒，10、中间胶筒，11、胶筒背圈，12、锁环座，13、锁环，14、活塞，15、活塞套，16、平衡孔，17、活塞腔，18、剪切销钉，19、泄压腔，20、套管。
具体实施方式
该超短型的双活塞隔离封隔器由上接头1、中心管2、密封机构、坐封锁定机构和下接头3构成，中心管2的一端螺纹安装有上接头1，中心管2与上接头1之间设置有O型密封圈，中心管2的另一端螺纹安装有下接头3。
下接头3端头的中心管2上均布设置有多个传压孔4，传压孔4与中心管2的中心孔连通，工作中，中心管2的内部液体压力通过传压孔4传递至中心管2的外侧。
中心管2中间位置的圆周上设置有凸台5，中心管2的凸台5外圆上设置有中心管棘齿，中心管棘齿为单向齿，凸台5与上接头1之间的中心管2上设置有密封机构，密封机构由上导环6、下导环7、左端胶筒8、右端胶筒9、中间胶筒10和胶筒背圈11构成，上导环6套装在中心管2上，上导环6的一端与上接头1抵触连接，上导环6一侧的中心管2上设置有下导环7，下导环7的一端与中心管2的凸台5抵触连接，下导环7与中心管2之间设置有O型密封圈；上导环6与下导环7之间的中心管2上通过胶筒背圈11由左至右依次装有左端胶筒8、中间胶筒10和右端胶筒9。
密封机构一侧的中心管2上套装有坐封锁定机构，坐封锁定机构由锁环座12、活塞14和活塞套15构成，锁环座12套装在中心管2上，锁环座12与下接头3之间设置有活塞套15，活塞套15为变径筒状，活塞套15的中心孔为台阶孔，活塞套15与锁环座螺纹连接，活塞套15与下接头3滑动连接，锁环座12和活塞套15与中心管2之间活动安装有活塞14，活塞14为变径筒状，活塞14与凸台5抵触连接，中心管2的凸台5对活塞14形成限位，活塞14与活塞套15和锁环座12滑动密封连接，锁环座12外圆上均布设置有多个平衡孔16，通过活塞套15的台阶孔、下接头3和中心管2共同形成一个活塞腔17，活塞腔17与中心管2的传压孔4对应连通，工作中，通过传压孔4中心管2内部的液体压力进入至活塞腔17内。
由于中心管2的凸台5外圆上设置有中心管棘齿，通过中心管棘齿装有锁环13，锁环13为C字型，锁环13内表面设置有内锁环齿，内锁环齿为单向齿，锁环13与凸台5之间通过内锁环齿与中心管棘齿的配合滑动连接；与锁环13对应的锁环座12内壁设置有锁环座齿，锁环13外表面设置有外锁环齿，锁环13与锁环座12之间通过外锁环齿与锁环座齿的配合啮合连接。
通过活塞14、活塞套15和锁环座12共同形成一个泄压腔19，泄压腔19与锁环座12的平衡孔16对应连通，工作中，泄压腔19内的液体压力通过平衡孔16向泄压腔19外侧排出。
坐封锁定机构中锁环座12的一端端头与密封机构中下导环7之间螺纹连接，锁环座12与下导环7之间设置有O型密封圈。
该超短型的双活塞隔离封隔器使用时，首先将该封隔器与油管连接，然后在其下端螺纹安装坐封球座，该封隔器连接完成后，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，投球到坐封球座内，球与球座形成密封，向油管内泵入高压液体，保持油管压力，中心管2的内部液体压力通过传压孔4传递给坐封锁定机构，坐封锁定机构对密封机构的左端胶筒8、右端胶筒9、中间胶筒10进行挤压，各个胶筒受挤压后胀开并与套管20紧密贴合，从而完成了该封隔器的坐封作业，实现上下环空隔离。
具体为：
当球与球座形成密封时，中心管2的内部液体压力增大，并通过传压孔4传递至由活塞套15、下接头3和中心管2配合形成的活塞腔17内，继续向油管泵压，随着中心管2内部液体压力逐步增大，活塞腔17的体积也在逐渐变大，活塞腔17体积变大的过程中，对活塞套15产生一个向上的推力，当这个推力大于活塞套15与下接头3之间剪切销钉18的剪切值时，剪切销钉18被剪断，活塞套15发生向上运动。
由于锁环座12、活塞14和活塞套15配合形成有一个泄压腔19，且中心管2的凸台5对活塞14形成限位，活塞套15发生向上运动的过程中，使得泄压腔19的体积逐渐缩小，泄压腔19内的液体压力通过锁环座12上的平衡孔16向外排出，在这一过程中，活塞套15对锁环座12产生一个推力，由于锁环座12的锁环座齿和锁环13的外锁环齿之间啮合连接，锁环13的内锁环齿与凸台5的中心管棘齿滑动连接，通过锁环座12同步带动锁环13在中心管2的凸台5上发生向上移动，同时这个推力通过锁环座12传递给下导环7，使得下导环7在中心管2上发生向上运动，当锁环座12移动到位后，中心管2的凸台5对锁环13形成限位，防止锁环13在中心管2的凸台5上发生向下滑移。
由于上接头1对上导环6起到一个限位作用，下导环7在向上移动的过程中，通过上导环6、下导环7和胶筒背圈11相互配合，对左端胶筒8、右端胶筒9和中间胶筒10形成挤压，左端胶筒8、右端胶筒9和中间胶筒10受挤压后径向膨胀并与套管20紧密接触，从而实现该封隔器坐封。
Claims (7)
1.一种超短型的双活塞隔离封隔器，它由上接头(1)、中心管(2)、下接头(3)、密封机构和坐封锁定机构构成，其特征在于：中心管(2)的一端螺纹安装有上接头(1)，中心管(2)的另一端螺纹安装有下接头(3)，中心管(2)中间位置的圆周上设置有凸台(5)，凸台(5)与上接头(1)之间的中心管(2)上设置有密封机构，密封机构一侧的中心管(2)上套装有坐封锁定机构，坐封锁定机构的一端端头与密封机构螺纹连接，坐封锁定机构的另一端端头与下接头(3)滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种超短型的双活塞隔离封隔器，其特征在于：下接头(3)端头的中心管(2)上设置有传压孔(4)，传压孔(4)与中心管(2)的中心孔连通。
3.根据权利要求1所述的一种超短型的双活塞隔离封隔器，其特征在于：所述的密封机构由上导环(6)、下导环(7)、左端胶筒(8)、右端胶筒(9)、中间胶筒(10)和胶筒背圈(11)构成，上导环(6)套装在中心管(2)上，上导环(6)的一端与上接头(1)抵触连接，上导环(6)一侧的中心管(2)上设置有下导环(7)，下导环(7)的一端与中心管(2)的凸台(5)抵触连接，上导环(6)与下导环(7)之间的中心管(2)上通过胶筒背圈(11)由左至右依次装有左端胶筒(8)、中间胶筒(10)和右端胶筒(9)。
4.根据权利要求1所述的一种超短型的双活塞隔离封隔器，其特征在于：所述的坐封锁定机构由锁环座(12)、活塞(14)和活塞套(15)构成，锁环座(12)套装在中心管(2)上，锁环座(12)与下接头(3)之间设置有活塞套(15)，活塞套(15)与锁环座(12)螺纹连接，活塞套(15)与下接头(3)滑动连接，锁环座(12)和活塞套(15)与中心管(2)之间活动安装有活塞(14)，活塞(14)与凸台(5)抵触连接，活塞(14)与活塞套(15)和锁环座(12)滑动密封连接。
5.根据权利要求4所述的一种超短型的双活塞隔离封隔器，其特征在于：所述的锁环座(12)外圆上均布设置有多个平衡孔(16)。
6.根据权利要求4所述的一种超短型的双活塞隔离封隔器，其特征在于：所述的活塞套(15)与下接头(3)之间通过剪切销钉(18)连接。
7.根据权利要求1所述的一种超短型的双活塞隔离封隔器，其特征在于：所述的中心管(2)的凸台(5)外圆上设置有中心管棘齿，凸台(5)上通过中心管棘齿装有锁环(13)，锁环(13)内表面设置有内锁环齿，锁环(13)与凸台(5)之间通过内锁环齿与中心管棘齿的配合滑动连接；与锁环(13)对应的锁环座(12)内壁上设置有锁环座齿，锁环(13)外表面设置有外锁环齿，锁环(13)与锁环座(12)之间通过外锁环齿与锁环座齿的配合啮合连接。
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Denomination of utility model: A Ultra Short Double Piston Isolation Packer Effective date of registration: 20230911 Granted publication date: 20210202 Pledgee: China Everbright Bank Co.,Ltd. Jingzhou Branch Pledgor: SUNRISE ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980056135 |
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