CN215718609U - 一种管体封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种管体封隔器，包括：限定有第一通道的中心管，所述中心管两端设置有上接头和下接头；套设在中心管外侧的密封胶筒，和分别设置在密封胶筒两侧的上锥体和下锥体，所述密封胶筒能在所述上锥体和下锥体的推动下发生形变；分别设置在所述上锥体和下锥体远离密封胶筒一侧的上卡瓦和下卡瓦；以及通过第一剪切销钉连接在下卡瓦靠近下接头一侧的推筒，所述推筒包括通过传压孔与第一通道相连通的腔体以及设置在所述腔体内的活塞，所述推筒能够在活塞的作用下剪断所述第一剪切销钉并移动，推动所述胶筒锥体移动。其中，在所述密封胶筒轴向两侧还分别设置有支撑胶筒，所述支撑胶筒的硬度设置为大于所述密封胶筒的硬度。

Description

一种管体封隔器

技术领域

本实用新型涉及油田开采领域，具体涉及一种管体封隔器。

背景技术

封隔器是采油工程中常用的一种工具，通常连接于井下管体之上，是一种用于封隔油管与油气井管体或裸眼井壁环形空间的井下工具。现有的封隔器通常为胶筒封隔器。这种封隔器通过外力挤压胶筒，促使胶筒变形隆起进而抵接在井下的管体上，达到封隔井下空间的作用。

而现有封隔器的胶筒在下井和坐封的过程中容易磕碰或变形，从而导致封隔器损坏失效。同时，在坐封后井下的固体杂质容易落在胶筒上，由于胶筒的硬度较低，这些固体杂质能够卡在胶筒上，导致封隔器解封成功率下降，难以解封。

实用新型内容

针对如上所述的技术问题，本实用新型旨在提出一种管体封隔器。本实用新型的管体封隔器能够保护用于坐封油管的密封胶筒，防止密封胶筒在下井和坐封过程中损坏，从而提高封隔器的可靠性。同时，本实用新型的管体封隔器能够防止井下的固体杂质阻碍封隔的解封，提高封隔器解封的成功率。

根据本实用新型，提供了一种用管体封隔器，包括：内部限定有第一通道的中心管，所述中心管两端分别设置有上接头和下接头；套设在所述中心管外侧的密封胶筒，和分别设置在所述密封胶筒轴向两侧的上锥体和下锥体，所述密封胶筒能在所述上锥体和下锥体的推动下发生形变；分别设置在所述上锥体和下锥体远离密封胶筒一侧的上卡瓦和下卡瓦；以及通过第一剪切销钉连接在所述下卡瓦靠近下接头一侧的推筒，所述推筒包括通过传压孔与第一通道相连通的腔体以及设置在所述腔体内的活塞，所述推筒能够在活塞的作用下剪断所述第一剪切销钉并沿轴向移动，从而推动所述胶筒锥体沿轴向移动。

其中，在所述密封胶筒轴向两侧还分别设置有支撑胶筒，所述支撑胶筒的硬度设置为大于所述密封胶筒的硬度。

在一个优选的实施例中，在所述支撑胶筒与上锥体和下锥体轴向之间的中心管外壁还分别设置有支撑环，所述支撑环构造为与所述支撑胶筒相适配的碗状。

在一个优选的实施例中，在所述支撑环分别与上锥体和下锥体的轴向之间还设置有保护环，所述保护环的直径构造为大于所述密封胶筒和支撑胶筒未变形时的直径。

在一个优选的实施例中，在所述上卡瓦和上接头之间的中心管外壁上还设置有防砂组件，所述防砂组件包括靠近上接头的固定件和远离上接头的活动件，以及设置在所述固定件和活动件之间的挡砂件，所述挡砂件能够在所述活动件的推动下发生形变。

在一个优选的实施例中，设置有两个所述推筒，所述推筒包括连接在一起的第一推筒和第二推筒。

在一个优选的实施例中，所述第一推筒和第二推筒之间的中心管外壁上设置有棘轮锁环，所述第一推筒和第二推筒通过棘轮锁环相连接。

在一个优选的实施例中，所述棘轮锁环通过锯齿螺纹连接在所述中心管上。

在一个优选的实施例中，所述上卡瓦中的任意一个卡瓦瓦片构造为释放卡瓦，所述释放卡瓦不具有用于抓取管体的卡瓦瓦牙。

在一个优选的实施例中，所述中心管的内径构造为85mm-90mm。

在一个优选的实施例中，所述腔体50采用高温密封脂进行填充。

附图说明

下面将参照附图对本实用新型进行说明。

图1显示了根据本实用新型的一个实施例的管体封隔器的示意图。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本实用新型的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本实用新型进行介绍。

图1显示了根据本实用新型的一个实施例的管体封隔器100。如图1所示，所述管体封隔器100包括中心管10，所述中心管10内限定有流体流通的第一通道15。在所述中心管10的上端和下端分别设置有上接头12和下接头14。所述上接头12和下接头14用于与井下的管体(未示出)相连接，从而将所述管体封隔器100与井下管体连接后随井下管体一起下入油井之中。在一个实施例中，所述上接头12和下接头14分别通过螺纹与井下管体和所述中心管10相连接，这样便于安装和拆卸。

同时，在一个优选的实施例中，所述第一通道15的内径构造为85mm-90mm，使得所述管体封隔器100在具有较大通径的同时适用于7寸的大直径管体。

如图1所示，在所述中心管10的外壁上套设有密封胶筒20。在所述密封胶筒20的轴向两侧的管体上对称地设置有上锥体22和下锥体24。所述上锥体22和下锥体24能够在外力作用下沿轴向上的靠近密封胶筒20的方向移动，从而推动所述密封胶筒20变形隆起，进而与油井的井壁相抵接，达到封隔油井的作用。

在一个优选的实施例中，在所述中心管10的外壁上还分别设置有支撑胶筒30，所述支撑胶筒30对称地分布在所述密封胶筒20的两侧。所述支撑胶筒30的硬度设置为大于所述密封胶筒20的硬度，这样可以使支撑胶筒30在密封胶筒20变形隆起时对密封胶筒20起到支撑和保护的作用，避免上锥体22和下锥体24直接挤压密封胶筒20，造成密封胶筒20的损坏。

进一步地，所述密封胶筒20和支撑胶筒30都采用氟橡胶制成，这种氟橡胶具有良好的耐高温性能，能够保证所述管体封隔器100能够适用于井下的高温环境。

在一个优选的实施例中，在所述支撑胶筒30与上锥体22和下锥体24轴向之间的中心管10外壁还分别设置有支撑环35。所述支撑环35构造为碗状，其与所述支撑胶筒30的形状相适配并紧密地固定在所述支撑胶筒30上。所述支撑环35由金属材料制成，能够在所述封隔器100坐封时防止支撑胶筒30和密封胶筒20产生横向(即中心管10的轴向)膨胀的肩突现象，使得所述密封胶筒20能够始终稳定地抵接在井下的管体内壁上，从而增加所述管体封隔器100长期封隔的稳定性和可靠性。

在一个优选的实施例中，在所述支撑环35与上锥体22和下锥体24的轴向之间的中心管10外壁上还分别套设有环状的保护环38。所述保护环38的直径构造为大于所述密封胶筒20和支撑胶筒30未变形时的直径。所述保护环38同样由金属材料制成。这样，在所述管体封隔器100下井的过程中，所述保护环38能够保护密封胶筒20和支撑胶筒30，防止硬度相对较小的密封胶筒20和支撑胶筒30在运动过程中受到磕碰或撞击，造成密封胶筒20和支撑胶筒30变形或损坏。

如图1所示，在所述上锥体22和下锥体24的远离保护环38的一侧还分别设置有上卡瓦26和下卡瓦28，所述上卡瓦26和下卡瓦28用于在坐封后锚定所述管体封隔器100。而这种上卡瓦26和下卡瓦28是本领域的设计人员所熟知的，在此略去对其的详细介绍。

而在实际的生产过程中，本实用新型的实用新型人发现采取双卡瓦的锚定结构对所述管体封隔器100进行锚定时，虽然可以使得锚定结构能够承受双向压差，保证锚定的可靠性，但是这种锚定结构也会造成所述管体封隔器100难以上提解封。因此，在一个优选的实施例中，所述上卡瓦26中的任意一个卡瓦瓦片构造为释放卡瓦29，所述释放卡瓦29不具有用于抓取管体的卡瓦瓦牙，仅起到支撑中心管体10的作用，而其他卡瓦瓦片保持不变。这样，在所述管封隔器100解封的过程中，所述释放卡瓦29能够优先从井下管体上脱出。通过这种设置，可以在保证上卡瓦26和下卡瓦28的锚定效果的同时，起到降低所述管体封隔器100的解封难度的效果。

如题图1所示，在所述下卡瓦28靠进下接头14一侧的中心管10的外壁上设置有推筒40，所述推筒40通过第一剪切销钉45与所述中心管相连接。所述推筒40包括设置在所述中心管10外壁上的腔体50以及设置在所述腔体内的活塞52。所述腔体50通过一个贯穿所述中心管10外壁的传压孔55与所述第一通道15相连通，使得所述第一通道15内的高压液体能够流入所述腔体50内，推动所述活塞52在所述腔体50内移动。在这一过程中，所述活塞52会推动所述推筒40，使得所述推筒40能够剪断第一剪切销钉45并沿着所述中心管10的轴向移动。优选地，所述腔体50采用高温密封脂进行填充，使得所述推筒40能够适应井下的高温环境，提高了所述管封隔器100启动坐封的稳定性。

必要地，所述传压孔55设置在所述活塞52远离下卡瓦28一侧的中心管外壁上，使得所述活塞52能够在液压的推动下向靠近下卡瓦28的方向移动，从而带动推筒挤压下卡瓦28及下锥体24，完成坐封。

在一个优选的实施例中，在所述中心管10的外壁上设置有两个所述推筒40，即靠近下卡瓦28的第一推筒42和远离下卡瓦28的第二推筒44。通过两个推筒40共同推动所述下卡瓦28和下锥体24，可以降低所述管体封隔器100的坐封所需的压力。

同时，所述第一推筒42和第二推筒44之间通过棘轮锁环48相连接，所述棘轮锁环48能够保证所述第二推筒44仅能向靠近第一推筒42的方向移动。由此，在所述管体封隔器100完成坐封后，所述棘轮锁环48能够固定所述第一推筒42和第二推筒44，防止所述第一推筒42和第二推筒44向远离下卡瓦28的方向移动，进而防止所述管体封隔器100提前解封。

进一步地，所述棘轮锁环48通过锯齿螺纹(未示出)连接在所述中心管上。锯齿螺纹仅能够单向受力和传动，这样能够进一步防止所述管体封隔器100提前解封。

如图1所示，在所述上卡瓦26和上接头12之间的中心管外壁上还设置有防砂组件60。所述防砂组件60包括靠近上接头12的固定件62和远离上接头12的活动件64，以及设置在所述固定件62和活动件64之间的挡砂件65。所述挡砂件65能够在所述活动件64的推动下发生形变。所述固定件62固定地连接在所述中心管10的外壁上，所述活动件64与所述上卡瓦26之间通过第二剪切销钉68相连接。由此，所述活动件64能够在外力作用下推动挡砂件65发生形变，直至所述挡砂件65抵接在井下的管体上。

优选地，所述挡砂件65由硬度较大的橡胶材料制成。容易理解，所述挡砂件能够阻断管体内的空间，防止坐封后井下管体上部的固体杂质落至支撑胶筒30和密封胶筒20上，从而一方面避免所述支撑胶筒30和密封胶筒20坐封时受到固体杂质的挤压而损坏，提高所述管体封隔器100的可靠性。另一方面防止坐封后固体杂质卡在所述支撑胶筒30和密封胶筒20上，阻碍支撑胶筒30和密封胶筒20的正常解封，从而提高所述管体封隔器100解封回收的成功率。

以下简述根据本实用新型的管体封隔器100的工作过程。

本实用新型的管体封隔器100通过所述上接头12和下接头14与井下的管体相连接，随着管体一同下入油井之中。在下井的过程中，所述保护环38能够保护支撑胶筒30和密封胶筒20，防止支撑胶筒30和密封胶筒20与井壁的突起物发生磕碰而损坏。

当所述管体封隔器100下入到指定的位置后，即可向所述中心管10内的第一通道15中注入高压液体。高压液体经过传压孔55流入第一推筒42和第二推筒44的腔体50之中，腔体50内的活塞52在高压液体的推动下向靠近密封胶筒20的方向移动，进而推动所述第一推筒42和第二推筒44切断第一剪切销钉45并依次推动下卡瓦28、下锥体24支撑胶筒30、密封胶筒20、上锥体22、上卡瓦26以及活动件64向靠近上接头12的方向移动。在活动件64的推动下，所述挡砂件65发生形变向靠近井下管体内壁的方向隆起，直至抵接在井下管体内壁上。此时所述活动件64被固定无法在继续移动。

在挡砂件65抵接在井下管体内壁上之后，随着压力继续增大，所述第二剪切销钉68被剪断。此时所述上卡瓦抵接在所述活动件64上，由此所述上卡瓦26在上锥体22的推动下打开并固定在所述井下管体内壁上。而后，所述上锥体22继续移动并抵接在上卡瓦26上并保持固定。

在所述上锥体22固定后，所述下卡瓦28和下锥体24会继续在第一推筒42和第二推筒44的推动下向靠近上接头12的方向移动。此时，所述下锥体24会挤压支撑胶桶30和密封胶筒20，直至密封胶筒20抵接在井下管体内壁上，使得密封胶筒20完成坐封。在这一过程中，所述支撑环35能够支撑胶筒30和密封胶筒20产生横向膨胀的肩突现象，保证坐封过程中和坐封后的可靠性。

待密封胶筒20完成坐封后，所述下锥体24无法再继续移动，此时下卡瓦28会在第一推筒42和第二推筒44的推动下打开并锚定在井下管体内壁上。此时，整个管体封隔器的坐封过程结束。

最后应说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施方案而已，并不构成对本实用新型的任何限制。尽管参照前述实施方案对本实用新型进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管体封隔器(100)，其特征在于，包括：

内部限定有第一通道(15)的中心管(10)，所述中心管的两端分别设置有上接头(12)和下接头(14)；

套设在所述中心管的外侧的密封胶筒(20)，以及分别设置在所述密封胶筒(20)的轴向两侧的上锥体(22)和下锥体(24)，所述密封胶筒能在所述上锥体和下锥体的推动下发生形变；

分别设置在所述上锥体和下锥体的远离密封胶筒的一侧的上卡瓦(26)和下卡瓦(28)；

通过第一剪切销钉(45)连接在所述下卡瓦的靠近下接头的一侧的推筒(40)，所述推筒包括通过传压孔与第一通道相连通的腔体(50)，以及设置在所述腔体内的活塞(52)，所述推筒能够在活塞的作用下剪断所述第一剪切销钉并移动，从而推动所述下锥体移动，

其中，在所述密封胶筒的轴向两侧还分别设置有支撑胶筒(30)，所述支撑胶筒的硬度设置为大于所述密封胶筒的硬度。

2.根据权利要求1所述的管体封隔器(100)，其特征在于，在所述支撑胶筒与上锥体和下锥体轴向之间的中心管外壁上还分别设置有支撑环(35)，所述支撑环构造为与所述支撑胶筒相适配的碗状。

3.根据权利要求2所述的管体封隔器(100)，其特征在于，在所述支撑环与上锥体和下锥体的之间的中心管外壁上还分别设置有保护环(38)，所述保护环的直径构造为大于所述密封胶筒和支撑胶筒未变形时的直径。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的管体封隔器(100)，其特征在于，在所述上卡瓦和上接头之间的中心管外壁上还设置有防砂组件(60)，所述防砂组件包括靠近上接头的固定件(62)和远离上接头的活动件(64)，以及设置在所述固定件和活动件之间的挡砂件(65)，所述挡砂件能够在所述活动件的推动下发生形变。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的管体封隔器(100)，其特征在于，设置有两个所述推筒，所述推筒包括连接在一起的第一推筒(42)和第二推筒(44)。

6.根据权利要求5所述的管体封隔器(100)，其特征在于，所述第一推筒和第二推筒之间的中心管外壁上设置有棘轮锁环(48)，所述第一推筒和第二推筒通过棘轮锁环相连接。

7.根据权利要求6所述的管体封隔器(100)，其特征在于，所述棘轮锁环通过锯齿螺纹连接在所述中心管上。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的管体封隔器(100)，其特征在于，所述上卡瓦中的任意一个卡瓦瓦片构造为释放卡瓦(29)，所述释放卡瓦不具有用于抓取管体的卡瓦瓦牙。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的管体封隔器(100)，其特征在于，所述中心管的内径构造为85mm-90mm。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的管体封隔器(100)，其特征在于，所述腔体采用高温密封脂进行填充。

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