一种带弹性解封棘爪及平衡旁通的高温高压封隔器制造技术

本实用新型专利技术属于油气田设备技术领域，具体是一种带弹性解封棘爪及平衡旁通的高温高压封隔器，其中心管外壁设有一段压差平衡槽，该压差平衡槽内至少设有一处凸环将压差平衡槽隔出一段供劈环滑动的解封行程槽，压差平衡槽外套设相互螺纹连接且与劈环固定连接的旁通接头和连接套，连接套上依次设有高温胶筒组件、液压坐封机构和锚定机构。本实用新型专利技术的密封圈数量少，解封前可自行平衡压差，具有独特的坐封、解封机构，能承受204℃的温度和85MPa的封隔器上下压差的恶劣工作环境，适用于深井、超深井、大斜度井和水平井的修井和完井作业。

【技术实现步骤摘要】
一种带弹性解封棘爪及平衡旁通的高温高压封隔器
本技术属于油气田设备
，具体是一种带弹性解封棘爪及平衡旁通的高温高压封隔器。
技术介绍
封隔器作为石油勘探中重要的井下工具之一，被广泛用于油气测试、挤水泥、注水、采油、采气、压裂和酸化等作业中，其工作性能的好坏直接影响着生产成本和企业的经济效益。随着人们对石油勘探的深入需求，不得不在越来越恶劣的环境—高温高压等复杂的井下进行钻井、完井和修井作业。在深井中由于管柱太深，机械旋转坐封方式的封隔器不能很好的传递扭矩进行封隔器的坐封操作，在大斜度井和水平井的作业中机械旋转坐封方式的封隔器同样也不能很好的传递管柱扭矩来坐封封隔器；常温常压的液压封隔器采用常规的三胶筒组合结构无法满足高温高压的需求，而且O型圈数量较多导致整个封隔器漏失隐患处较多，油气田中由于封隔器原因而导致的失封、漏封、错封等事故时有发生。因此，常温常压的封隔器已经不能适应越来越恶劣的环境。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述不足，提供一种带弹性解封棘爪及平衡旁通的高温高压封隔器，密封圈数量少，解封前可自行平衡压差，具有独特的坐封、解封机构，能承受204℃的温度和85MPa的封隔器上下压差的恶劣工作环境，适用于深井、超深井、大斜度井和水平井的修井和完井作业。为实现上述技术目的，本技术提供的方案是：一种带弹性解封棘爪及平衡旁通的高温高压封隔器，包括两端分别连接上接头和下接头的中心管，所述中心管外壁设有一段压差平衡槽，该压差平衡槽内至少设有一处凸环将压差平衡槽隔出一段供劈环滑动的解封行程槽，压差平衡槽外套设相互螺纹连接且与劈环固定连接的旁通接头和连接套，连接套上依次设有高温胶筒组件、液压坐封机构和锚定机构。高温胶筒组件依次包括上导环、高温胶筒和下导环，上导环与旁通接头螺纹连接。液压坐封机构包括棘齿芯轴、缸套、锁定组件和剪切套，棘齿芯轴的首端与下导环接触，尾端与剪切套螺纹连接；锁定组件包括内置锁环的锁环座，锁环与锁环座由锁环紧定销固定，锁环的内外侧均有单向朝下的锯齿状螺纹，锁环座内侧具有与锁环外侧相适应的单向朝上的锯齿状螺纹，棘齿芯轴外侧具有与锁环内侧相适应的单向朝上的锯齿状螺纹；缸套套设于棘齿芯轴的外侧，缸套的首端与下导环螺纹连接，尾端与锁环座的首端螺纹连接，锁环座的尾端通过启动剪切销与剪切套连接。锚定机构包括棘爪套、上锥体、单片双向卡瓦、卡瓦套、下锥体和卡瓦套挡圈，棘爪套的首端与连接套螺纹连接，尾端与下锥体的首端螺纹连接，上锥体和下锥体对向布置，单片双向卡瓦在两锥体之间，卡瓦套通过剪切销钉与上锥体连接，卡瓦套通过与其螺纹连接的卡瓦套挡圈与下锥体连接，下锥体的尾端通过解封剪切销与中心管连接，单片双向卡瓦内设有复位弹簧。而且，所述劈环是由一个封闭环形筒锯开成两个分瓣的C型环构成。而且，所述劈环与解封行程槽接触的两端分别设有15°的倒角，解封行程槽的两端设有与之相适应的倒角。而且，所述高温胶筒的中部是AFLAS材质的橡胶，两端是AFLAS材质的高温橡胶挡圈，高温橡胶挡圈内部具有编织成型的蜂窝状高弹性金属网丝。而且，所述锁环由一个整体式桶状环铣开一条轴向的槽，形成一个C型开环桶状体。而且，所述中心管位于棘爪套与下锥体的连接处设有解封释放槽，棘爪套的中部直至尾端均布沿轴向的长铣孔，棘爪套尾端的螺纹为向端部倾斜的斜坡状梯形螺纹。而且，所述棘爪套尾端的斜坡状梯形螺纹倒角为3°。而且，所述上接头与中心管的连接处设有1号O型密封圈，旁通接头与中心管的连接处设有2号O型密封圈，旁通接头与连接套的连接处设有3号O型密封圈，下导环与连接套的连接处设有4号O型密封圈，下导环与缸套的连接处设有5号O型密封圈，棘齿芯轴与连接套的连接处设有6号O型密封圈，棘齿芯轴与缸套的连接处设有7号O型密封圈，连接套与中心管的连接处设有8号O型密封圈，下接头与中心管的连接处设有9号O型密封圈。本技术的有益效果在于：无需旋转或提拉实现液压坐封；单片双向卡瓦有效锚定，防止封隔器在各种施工阶段的上移或下移而导致的封隔器受力不均而产生的解封现象；防退锁环组合机构可以有效的锁定高温组合胶筒的坐封力，防止高温组合胶筒的回弹；特殊设计的棘爪套在坐封后能够承受抗拉载荷，在解封时能够有效的回缩脱扣以便解封封隔器；旁通接头机构能够在解封时提供高温组合胶筒的上下压差的平衡，使得封隔器上部无需添加其他平衡管柱压差的机构就可以轻松解封，组合高温胶筒及高温密封圈能够有效的抵抗井下204℃高温和85MPa压差；组合高温胶筒位于卡瓦上部，防止封隔器被砂卡的风险。结构简单，操作方便，承受高温高压，对修井设备要求低，主要适用于机械坐封式不便的大斜度井或水平井中，且能够解决常规封隔器不能承受高温高压以及没有解封压差平衡机构造成解封困难的难题。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是图1中A部分放大图。图3是图1中B部分放大图。图4是图1中C部分放大图。图5是图1中D部分放大图。图6是图3中E处放大图。图7是图4中F处放大图。图8是锁环的结构示意图。图9是图8的轴向剖视图。图10是棘爪套结构示意图。图11是棘爪套轴向剖面图。其中，1、上接头，2、1号O型密封圈，3、2号O型密封圈，4、旁通接头，5、劈环，6、3号O型密封圈，7、上导环，8、连接套，9、高温胶筒，9.1、高温橡胶挡圈，10、下导环，11、4号O型密封圈，12、5号O型密封圈，13、缸套，14、6号O型密封圈，15、7号O型密封圈，16、棘齿芯轴，17、锁环座，18、锁环，19、锁环紧定销，20、启动剪切销，21、剪切套，22、上锥体，23、8号O型密封圈，24、剪切销钉，25、棘爪套，26、单片双向卡瓦，27、复位弹簧，28、卡瓦套，29、下锥体，30、卡瓦套挡圈，31、解封剪切销，32、中心管，33、下接头，34、9号O型密封圈，35、解封行程槽，36、压差平衡槽，37、解封释放槽，38、长铣孔，39、斜坡状梯形螺纹。具体实施方式下面结合附图及实施例对本技术作进一步说明。本实施例提供一种带弹性解封棘爪及平衡旁通的高温高压封隔器，如图1~5所示，包括两端分别连接上接头1和下接头33的中心管32，所述中心管32外壁设有一段压差平衡槽36，该压差平衡槽36内至少设有一处凸环将压差平衡槽36隔出一段供劈环滑动的解封行程槽35，压差平衡槽36外套设相互螺纹连接且与劈环固定连接的旁通接头4和连接套8，连接套8上依次设有高温胶筒组件、液压坐封机构和锚定机构。高温胶筒组件依次包括上导环7、高温胶筒9和下导环10，上导环7与旁通接头4螺纹连接。液压坐封机构包括棘齿芯轴16、缸套13、锁定组件和剪切套21，棘齿芯轴16的首端与下导环10接触，尾端与剪切套21螺纹连接；如图6所示，锁定组件包括内置锁环18的锁环座17，锁环18与锁环座17由锁环紧定销19固定，锁环18的内外侧均有单向朝下的锯齿状螺纹，锁环座17内侧具有与锁环18外侧相适应的单向朝上的锯齿状螺纹，棘齿芯轴16外侧具有与锁环18内侧相适应的单向朝上的锯齿状螺纹；缸套13套设于棘齿芯轴16的外侧，缸套13的首端与下导环10螺纹连接，尾端与锁环座17的首端螺纹连接，锁环座17的尾端通过启动剪切销20与剪切套21连接。锚定机构包括棘爪套25、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带弹性解封棘爪及平衡旁通的高温高压封隔器，包括两端分别连接上接头和下接头的中心管，其特征在于：所述中心管外壁设有一段压差平衡槽，该压差平衡槽内至少设有一处凸环将压差平衡槽隔出一段供劈环滑动的解封行程槽，压差平衡槽外套设相互螺纹连接且与劈环固定连接的旁通接头和连接套，连接套上依次设有高温胶筒组件、液压坐封机构和锚定机构；高温胶筒组件依次包括上导环、高温胶筒和下导环，上导环与旁通接头螺纹连接；液压坐封机构包括棘齿芯轴、缸套、锁定组件和剪切套，棘齿芯轴的首端与下导环接触，尾端与剪切套螺纹连接；锁定组件包括内置锁环的锁环座，锁环与锁环座由锁环紧定销固定，锁环的内外侧均有单向朝下的锯齿状螺纹，锁环座内侧具有与锁环外侧相适应的单向朝上的锯齿状螺纹，棘齿芯轴外侧具有与锁环内侧相适应的单向朝上的锯齿状螺纹；缸套套设于棘齿芯轴的外侧，缸套的首端与下导环螺纹连接，尾端与锁环座的首端螺纹连接，锁环座的尾端通过启动剪切销与剪切套连接；锚定机构包括棘爪套、上锥体、单片双向卡瓦、卡瓦套、下锥体和卡瓦套挡圈，棘爪套的首端与连接套螺纹连接，尾端与下锥体的首端螺纹连接，上锥体和下锥体对向布置，单片双向卡瓦在两锥体之间，卡瓦套通过剪切销钉与上锥体连接，卡瓦套通过与其螺纹连接的卡瓦套挡圈与下锥体连接，下锥体的尾端通过解封剪切销与中心管连接，单片双向卡瓦内设有复位弹簧。...

【技术特征摘要】
1.一种带弹性解封棘爪及平衡旁通的高温高压封隔器，包括两端分别连接上接头和下接头的中心管，其特征在于：所述中心管外壁设有一段压差平衡槽，该压差平衡槽内至少设有一处凸环将压差平衡槽隔出一段供劈环滑动的解封行程槽，压差平衡槽外套设相互螺纹连接且与劈环固定连接的旁通接头和连接套，连接套上依次设有高温胶筒组件、液压坐封机构和锚定机构；高温胶筒组件依次包括上导环、高温胶筒和下导环，上导环与旁通接头螺纹连接；液压坐封机构包括棘齿芯轴、缸套、锁定组件和剪切套，棘齿芯轴的首端与下导环接触，尾端与剪切套螺纹连接；锁定组件包括内置锁环的锁环座，锁环与锁环座由锁环紧定销固定，锁环的内外侧均有单向朝下的锯齿状螺纹，锁环座内侧具有与锁环外侧相适应的单向朝上的锯齿状螺纹，棘齿芯轴外侧具有与锁环内侧相适应的单向朝上的锯齿状螺纹；缸套套设于棘齿芯轴的外侧，缸套的首端与下导环螺纹连接，尾端与锁环座的首端螺纹连接，锁环座的尾端通过启动剪切销与剪切套连接；锚定机构包括棘爪套、上锥体、单片双向卡瓦、卡瓦套、下锥体和卡瓦套挡圈，棘爪套的首端与连接套螺纹连接，尾端与下锥体的首端螺纹连接，上锥体和下锥体对向布置，单片双向卡瓦在两锥体之间，卡瓦套通过剪切销钉与上锥体连接，卡瓦套通过与其螺纹连接的卡瓦套挡圈与下锥体连接，下锥体的尾端通过解封剪切销与中心管连接，单片双向卡瓦内设有复位弹簧。2.根据权利要求1所述的一种带弹性解封棘爪及平衡旁通的高温高压封隔器，其特征在于：所述劈环是由一个封闭环形筒锯开成两个分瓣的C型环构成。3.根据权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢刚，李雄，邹刚，赵俊峰，周歆，
申请(专利权)人：四机赛瓦石油钻采设备有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42