本实用新型专利技术公开了一种自封压缩式封隔器，采用压缩胶筒密封与自封皮碗密封相结合的密封方式，通过压缩胶筒、卡瓦组件、自封皮碗密封组件、液压缸组件在坐封过程中形成自锁装置组成具有两层坐封功能的封隔器，坐封力强，并且该自封压缩式封隔器的坐封不受井斜角和井眼轨迹限制，坐封后，能够保证承受的工作压力高，承压压差范围宽的优点，在不同情况下该自封压缩式封隔器的坐封能力均不会受到影响，需要解封时，该自封压缩式封隔器采用上提管柱方式解封，解封后还可以再次坐封，一次入井可多次重复座封施工作业，不仅适用压裂和水力泵排液联作施工，还适用套管找漏、验漏及注水等施工作业，适用于直井、斜井以及大斜度井内的坐封。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及油气田开发钻采井下工具
，特别涉及一种自封压缩式封隔器。
技术介绍
在油气井分层压裂、分层采油、酸化、找串、封串等井下作业时，常用的封隔器有压缩式和扩张式两种类型，这两种类型的封隔器在井下作业施工中各有优势，但用于压裂(酸化)与水力泵排液联作施工时，容易出现座封困难和施工途中出现解封、承压能力差等状况，特别是随着钻采工艺不断向高温、高压和复杂深部地层方面的进展，油气井开采的工况条件也越来越复杂，这对于井下作业中的关键工具—封隔器提出了更高的要求，而在水平井、大斜度井施工中暴露出的问题尤为突出。目前在压裂(酸化)与水力泵排液联作工艺中使用的的封隔器主要是RTTS，它存在着坐封成功率低、在大斜度井和水平井内无法坐封的问题；Y531封隔器虽然坐封不受井斜角和井眼轨迹限制，但其没有卡瓦支撑结构，放喷结束后，封隔器自动解封，而且不能同时完成水力泵排液施工作业。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种适用于直井、斜井及大斜度井的压裂及水力泵排液联作作业且一次入井可多次重复座封施工作业的自封压缩式封隔器。为此，本技术的技术方案如下：一种自封压缩式封隔器，包括上接头、中心管、外套管、压缩胶筒、液压缸组件、卡瓦组件、自封皮碗密封组件、下接头、密封套、压缩限位套和球座，其中：所述外套管套装在所述中心管外侧上部且所述中心管和所述外套管的顶端均与所述上接头的下端固定连接，所述外套管下侧外壁向内凹陷，所述压缩胶筒套装在所述外套管外壁凹陷处使其外壁在未压缩状态下的外径与位于其上部的所述外套管的外径和位于其下部的上套压活塞的外径相一致，在所述外套管的侧壁上沿圆周方向均匀形成有多个防砂过液孔，所述外套管与所述中心管之间形成第一环空并通过所述防砂过液孔与套管内部连通；所述液压缸组件包括能够沿中心管轴向进行往复运动的上套压活塞和卡瓦椎体活塞，所述上套压活塞套装在所述外套管底部外侧，所述卡瓦椎体活塞套装在所述中心管的外侧，所述上套压活塞下侧内壁向内凹陷形成与所述卡瓦椎体活塞上端面配合的第一环形台阶使所述上套压活塞与中心管之间形成与所述外套管与所述中心管之间形成环空连通的第二环空，，所述卡瓦椎体活塞底端外壁沿圆周方向凸起形成有与所述上套压活塞配合的第一支撑台阶；所述卡瓦组件包括卡瓦上椎体、卡瓦、卡瓦下椎体、限位环、锁环压帽、锁环和座卡支撑管，所述限位环套装并固定在所述中心管外壁上且所述卡瓦椎体活塞下端内壁向内凹陷形成有与所述限位环上端面配合的第二环形台阶形成限位，限制所述卡瓦锥体活塞下行，所述卡瓦上椎体固定在所述卡瓦锥体活塞的下端，所述锁环和所述锁环压帽设置在所述卡瓦锥体活塞与所述中心管之间形成的空隙处，所述锁环套装并活动固定在所述中心管外侧，所述锁环压帽压配在所述锁环上，使所述锁环压帽通过所述锁环限位在一定区间内上下移动，所述座卡支撑管套装在所述中心管外侧并固定在所述锁环压帽底端，所述卡瓦下椎体套装在所述座卡支撑管下部外侧，所述卡瓦上椎体和所述卡瓦下椎体分别通过多个座卡剪钉和多个解封剪钉固定在所述座卡支撑管的上部和所述座卡支撑管的下部，所述卡瓦设置在所述卡瓦上椎体和所述卡瓦下椎体之间形成的导向槽内；进一步地，上述所述锁环套装并活动固定在所述中心管外侧所采用的技术方案具体为：所述锁环的内壁上形成有锯齿形内螺纹，所述中心管外壁上形成有与所述锁环内壁上的锯齿形内螺纹配合的锯齿形外螺纹，通过控制中心管外壁上的锯齿形外螺纹与所述锁环内壁上的锯齿形内螺纹之间的相对位置形成啮合和非啮合状态，实现锁环在中心管上的自锁与解锁。所述自封皮碗密封组件包括皮碗内骨架、皮碗外骨架、皮碗、皮碗压缩套和座封剪钉套，所述皮碗内骨架套装在所述中心管外侧，所述皮碗外骨架套装在所述皮碗内骨架外侧，且所述皮碗外骨架内壁和所述卡瓦下椎体内壁均固定在所述皮碗内骨架外壁上，所述皮碗碗口向下套装在所述中心管上；所述下接头固定连接在所述中心管下端，所述皮碗压缩套套装在所述下接头外侧上部并通过座封剪钉固定在所述下接头上，所述皮碗压缩套顶端向上延伸使所述皮碗套装在所述中心管上并设置在所述皮碗内骨架、所述皮碗外骨架以及所述皮碗压缩套之间形成的空腔内，所述密封套套装在所述下接头外侧下部，所述密封套底部外壁凸起形成有与所述皮碗压缩套底端配合并固定连接的第二支撑台阶，所述密封套上部内壁局部凹陷与所述下接头外壁之间形成过液通道，所述下接头侧壁上加工有通孔，使所述过液通道通过所述下接头侧壁上的通孔与所述下接头内部连通；；所述球座套装在所述下接头内壁上并通过球座剪钉将所述球座固定在所述下接头上，所述压缩限位套套装在所述下接头底部外壁上并通过顶丝将所述压缩限位套固定在所述下接头上，当需要坐封时所述皮碗压缩套随密封套掉落至压缩限位套上时，所述下接头侧壁上的通孔与套管内部连通，封隔器内的作业液体可以通过下接头侧壁上的通孔进入套管与封隔器之间的环空空间内。进一步地，在所述外套管和所述上套压活塞之间、所述上套压活塞和所述卡瓦锥体活塞之间、所述中心管和所述卡瓦锥体活塞之间、所述中心管和所述皮碗内骨架之间、所述下接头和所述球座之间、所述皮碗压缩套和所述下接头之间以及所述皮碗压缩套和所述密封套之间均相互配合形成密封。进一步的，所述卡瓦上椎体外壁形成有与所述卡瓦内壁相互配合且能够使所述卡瓦上行运动的锥面。进一步的，所述球坐剪钉的能够承受的剪切力大于皮碗压缩套上的座封剪钉能够承受的剪切力。进一步的，所述上接头和所述中心管之间、所述上接头和所述外套管之间、所述限位环内壁和所述中心管外壁之间、所述皮碗内骨架外壁和所述卡瓦下椎体内壁之间、所述皮碗外骨架内壁和所述皮碗内骨架外壁之间，所述下接头内壁和所述中心管外壁之间以及所述压缩限位套内壁和所述中心管外壁之间均采用螺纹连接。与现有技术相比，该自封压缩式封隔器采用压缩胶筒密封与自封皮碗密封相结合的密封方式，通过压缩胶筒、卡瓦组件、自封皮碗密封组件、液压缸组件在坐封过程中形成自锁装置组成具有两层坐封功能的封隔器，坐封力强，并且该自封压缩式封隔器的坐封不受井斜角和井眼轨迹限制，坐封后，能够保证承受的工作压力高，承压压差范围宽的优点，经过验证该自封压缩式封隔器能够承受70MPa正向压差和35MPa的反向压差，在不同情况下该自封压缩式封隔器的坐封能力均不会受到影响，需要解封时，该自封压缩式封隔器采用上提管柱方式解封，解封后还可以再次坐封，一次入井可多次本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自封压缩式封隔器，其特征在于，包括上接头(1)、中心管(2)、外套管(4)、压缩胶筒(5)、液压缸组件、卡瓦组件、自封皮碗密封组件、下接头(21)、密封套(24)、压缩限位套(27)和球座(23)，其中：所述外套管(4)套装在所述中心管(2)外侧上部且所述中心管(2)和所述外套管(4)的顶端均与所述上接头(1)的下端固定连接，所述外套管(4)下侧外壁向内凹陷，所述压缩胶筒(5)套装在所述外套管(4)外壁凹陷处，在所述外套管(4)的侧壁上沿圆周方向均匀形成有多个防砂过液孔(3)，所述外套管(4)与所述中心管(2)之间形成第一环空并通过所述防砂过液孔(3)与套管内部连通；所述液压缸组件包括上套压活塞(6)和卡瓦椎体活塞(7)，所述上套压活塞(6)套装在所述外套管(4)底部外侧，所述卡瓦椎体活塞(7)套装在所述中心管(2)的外侧，所述上套压活塞(6)下侧内壁向内凹陷形成与所述卡瓦椎体活塞(7)上端面配合的第一环形台阶使所述上套压活塞(6)与中心管(2)之间形成与所述外套管(4)与所述中心管(2)之间形成环空连通的第二环空，所述卡瓦椎体活塞(7)底端外壁沿圆周方向凸起形成有与所述上套压活塞(6)配合的第一支撑台阶；所述卡瓦组件包括卡瓦上椎体(12)、卡瓦(13)、卡瓦下椎体(14)、限位环(8)、锁环压帽(9)、锁环(10)和座卡支撑管(11)，所述限位环(8)套装并固定在所述中心管(2)外壁上且所述卡瓦椎体活塞(7)下端内壁向内凹陷形成有与所述限位环(8)上端面配合的第二环形台阶，所述卡瓦上椎体(12)固定在所述卡瓦锥体活塞(7)的下端，所述锁环(10)和所述锁环压帽(9)设置在所述卡瓦锥体活塞(7)与所述中心管(2)之间形成的空隙处，所述锁环(10)套装并活动固定在所述中心管(2)外侧，所述锁环压帽(9)压配在所述锁环(10)上，使所述锁环压帽(9)通过所述锁环(10)限位在一定区间内上下移动，所述座卡支撑管(11)套装在所述中心管(2)外侧并固定在所述锁环压帽(9)底 端，所述卡瓦下椎体(14)套装在所述座卡支撑管(11)下部外侧，所述卡瓦上椎体(12)和所述卡瓦下椎体(14)分别通过多个座卡剪钉(12‑1)和多个解封剪钉(14‑1)固定在所述座卡支撑管(11)的上部和所述座卡支撑管(11)的下部，所述卡瓦(13)设置在所述卡瓦上椎体(12)和所述卡瓦下椎体(14)之间形成的导向槽内；所述自封皮碗密封组件包括皮碗内骨架(15)、皮碗外骨架(16)、皮碗(17)、皮碗压缩套(20)和座封剪钉套(18)，所述皮碗内骨架(15)套装在所述中心管(2)外侧，所述皮碗外骨架(16)套装在所述皮碗内骨架(15)外侧，且所述皮碗外骨架(16)内壁和所述卡瓦下椎体(14)内壁均固定在所述皮碗内骨架(15)外壁上，所述皮碗(17)碗口向下套装在所述中心管(2)上；所述下接头(21)固定连接在所述中心管(2)下端，所述皮碗压缩套(20)套装在所述下接头(21)外侧上部并通过座封剪钉(19)固定在所述下接头(21)上，所述皮碗压缩套(20)顶端向上延伸使所述皮碗(17)设置在所述皮碗内骨架(15)、所述皮碗外骨架(16)以及所述皮碗压缩套(20)之间形成的空腔内，所述密封套(24)套装在所述下接头(21)外侧下部，所述密封套(24)底部外壁凸起形成有与所述皮碗压缩套(20)底端配合并固定连接的第二支撑台阶，所述密封套(24)上部内壁局部凹陷与所述下接头(21)外壁之间形成过液通道(21‑1)，所述下接头(21)侧壁上加工有通孔，使所述过液通道(21‑1)通过所述下接头(21)侧壁上的通孔与所述下接头(21)内部连通；所述球座(23)套装在所述下接头(21)内壁上并通过球座剪钉(25)将所述球座(23)固定在所述下接头(21)上，所述压缩限位套(27)套装在所述下接头(21)底部外壁上并通过顶丝(26)将所述压缩限位套(27)固定在所述下接头(21)上。...
【技术特征摘要】
1.一种自封压缩式封隔器，其特征在于，包括上接头(1)、中心管(2)、外套管(4)、压缩胶筒(5)、液压缸组件、卡瓦组件、自封皮碗密封组件、下接头(21)、密封套(24)、压缩限位套(27)和球座(23)，其中：
所述外套管(4)套装在所述中心管(2)外侧上部且所述中心管(2)和所述外套管(4)的顶端均与所述上接头(1)的下端固定连接，所述外套管(4)下侧外壁向内凹陷，所述压缩胶筒(5)套装在所述外套管(4)外壁凹陷处，在所述外套管(4)的侧壁上沿圆周方向均匀形成有多个防砂过液孔(3)，所述外套管(4)与所述中心管(2)之间形成第一环空并通过所述防砂过液孔(3)与套管内部连通；
所述液压缸组件包括上套压活塞(6)和卡瓦椎体活塞(7)，所述上套压活塞(6)套装在所述外套管(4)底部外侧，所述卡瓦椎体活塞(7)套装在所述中心管(2)的外侧，所述上套压活塞(6)下侧内壁向内凹陷形成与所述卡瓦椎体活塞(7)上端面配合的第一环形台阶使所述上套压活塞(6)与中心管(2)之间形成与所述外套管(4)与所述中心管(2)之间形成环空连通的第二环空，所述卡瓦椎体活塞(7)底端外壁沿圆周方向凸起形成有与所述上套压活塞(6)配合的第一支撑台阶；
所述卡瓦组件包括卡瓦上椎体(12)、卡瓦(13)、卡瓦下椎体(14)、限位环(8)、锁环压帽(9)、锁环(10)和座卡支撑管(11)，所述限位环(8)套装并固定在所述中心管(2)外壁上且所述卡瓦椎体活塞(7)下端内壁向内凹陷形成有与所述限位环(8)上端面配合的第二环形台阶，所述卡瓦上椎体(12)固定在所述卡瓦锥体活塞(7)的下端，所述锁环(10)和所述锁环压帽(9)设置在所述卡瓦锥体活塞(7)与所述中心管(2)之间形成的空隙处，所述锁环(10)套装并活动固定在所述中心管(2)外侧，所述锁环压帽(9)压配在所述锁环(10)上，使所述锁环压帽(9)通过所述锁环(10)限位在一定区间内上下移动，所述座卡支撑管(11)套装在所述中心管(2)外侧并固定在所述锁环压帽(9)底端，所述卡瓦下椎体(14)套装在所述座卡支撑管(11)下部外侧，所述卡瓦上椎体(12)和所述卡瓦下椎体(14)分别通过多个座卡剪钉(12-1)和多个解封剪钉(14-1)固定在所述座卡支撑管(11)的上部和所述座卡支撑管(11)的下部，所述卡瓦(13)设置在所述卡瓦上椎体(12)和所述卡瓦下椎体(14)之间形成的导向槽内；
所述自封皮碗密封组件包括皮碗内骨架(15)、皮碗外骨架(16)、皮碗(17)、皮碗压缩套(20)和座封剪钉套(18)，所述皮碗内骨架(15)套装在所述中心管(2)外侧，所述皮碗外骨架(16)套装在所述皮碗内骨架(15)外侧，且所述皮碗外骨架(16)内壁和所述卡瓦下椎体(14)内壁均固定在所述皮碗内骨架(15)外壁上，所述皮碗(17)碗口向下套装在所述中心管(2)上；...
【专利技术属性】
技术研发人员：张世林，王林，马金良，李诗仙，李祥珍，李楠，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12
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