双向压缩液压坐封无锚定封隔器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种双向压缩液压坐封无锚定封隔器,属于石油开采中使用的井下封隔器技术领域。其外中心管套在内中心管外面，胶筒套在外中心管上，胶筒以下于外中心管外设有下坐封机构、解封机构和下锁紧机构，外中心管内台阶挂在内中心管外台阶上；胶筒以上于外中心管外设有上锁紧机构，外中心管以上于内中心管外顺次设有平衡液缸和上坐封机构，于胶筒以下位置在下端环和外中心管上设平衡进液孔。由于在胶筒的上下均设置了坐封机构和锁紧机构，大幅度提高了胶筒的密封能力；由于设置了多级平衡液缸，本实用新型专利技术的封隔器未设置解封剪钉，解封力很小。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及石油开采中使用的井下封隔器
，特别是涉及一种双向压缩液压坐封无锚定封隔器。
技术介绍
在石油开采领域，井下封隔器是分层采油的关键工具，按照封隔器的分类方法，具有“压缩胶筒、无锚定、液压坐封、上提解封”这四项特征的封隔器称为Y341型封隔器。这类封隔器的解封，一般是通过上提管柱拉断封隔器的解封剪钉来实现的。这带来一个问题，当胶筒承受上部压差时，上部压差对胶筒有一个向下的推力，这个推力与上提管柱的拉力对剪钉来说是一个方向的，当上部压差对胶筒的推力大于解封剪钉的剪断力和胶筒与井壁的磨擦力之和时，封隔器就会解封。因此，Y341型封隔器承受上压力的能力往往不大。长期以来，石油科技工作者为了提高这类封隔器的密封能力做了很多研究，中国专利：专利号01268288.8，专利名称“侧钻井小直径封隔器”公开了一种Y341型封隔器，该封隔器采用两级坐封液缸，坐封时从下部上推胶筒，这种从胶筒一端加力坐封胶筒的方式并不能使胶筒充分坐封，因此，胶筒的密封能力不是很高。另外，该封隔器设置了压力平衡机构，提高了封隔器承受压力差的能力，但当封隔器承受上压力的时候，其解封剪钉仍然要承受剪切力，当上压力较高时，封隔器会解封，因此其承上压的能力是不足的。为了防止封隔器因承受高压差而解封，该封隔器就需要增加解封剪钉的总抗剪切力，但这样又带来另外一个问题，封隔器胶筒与套管的摩擦力是有限的，例如，对于Y341-115封隔器来讲，一般其摩擦力约为30～40kN，当解封剪钉的总抗剪切力大于这个值时，封隔器就不能解封。
技术实现思路
为解决上述技术问题，专利技术了双向压缩液压坐封无锚定封隔器，本专利技术进一步提高了封隔器的密封能力，解决了封隔器承上压能力不足的问题。本专利技术采用了如下的技术方案：双向压缩液压坐封无锚定封隔器，外中心管套在内中心管外面，胶筒套在外中心管上，胶筒以下于外中心管外设有下坐封机构、解封机构和下锁紧机构，内中心管设有内中心管外台阶，相应地，外中心管设有外中心管内台阶，外中心管内台阶挂在内中心管外台阶上；胶筒以上于外中心管外设有上锁紧机构，外中心管以上于内中心管外顺次设有平衡液缸和上坐封机构，于胶筒以下位置在下端环和外中心管上设平衡进液孔。优选实施例一，所述的平衡液缸是两级。优选实施例二，所述的平衡液缸是三级。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：第一，由于在胶筒的上下均设置了坐封机构和锁紧机构，胶筒坐封后与套管的接触应力大幅增加，因而提高了胶筒的密封能力；第二，内中心管设置了外台阶，外中心管相应设置了内台阶并挂在内中心管的外台阶上，当胶筒承受上压力时，胶筒受的上压力通过外中心管传到了内中心管的外台阶上，通过内中心管下拉上接头，因此其承上压的能力不再受解封剪钉的影响，而只与胶筒本身的密封能力有关；第三，由于设置了平衡液缸，当胶筒承受下压差时，胶筒下部的压力通过平衡进液孔经内中心管和外中心管之间的环隙传到胶筒以上平衡液缸，平衡液缸充液，其平衡活塞上推上接头，平衡液缸套下推胶筒，胶筒承受的下压力通过平衡液缸机构传递到了上接头。也就是说，本专利技术的封隔器不论承受上压力还是下压力，都是把力传递到了上接头，其解封机构不再受封隔器密封压力的影响，从而提高了封隔器的密封能力。第四，由于设置了多级平衡液缸，本专利技术的封隔器未设置解封剪钉，解封力很小。附图说明前面简单地描述了本专利技术，接下来参考描述本专利技术的以下具体实施例的图纸进一步、详细地叙述本专利技术。这些图纸只描述了该专利技术的一些典型的实施例，因此不能认为是限制本专利技术的范围。在这些图纸中：图1是双向压缩液压坐封无锚定封隔器的结构示意图，本图中的封隔器有两级平衡液缸。图2是双向压缩液压坐封无锚定封隔器的结构示意图，本图中的封隔器有三级平衡液缸。图3是图2中A部的放大图。图4是双向压缩液压坐封无锚定封隔器的结构示意图，本图中的封隔器有一级平衡液缸。具体实施方式本专利技术中，除解封锁块19、上坐封剪钉2和下坐封剪钉16外，其它零件均为圆筒状结构。见图1所示，双向压缩液压坐封无锚定封隔器，上接头1与内中心管8有螺纹相连接，外中心管11套在内中心管8外面，内中心管8设有内中心管外台阶23，相应地，外中心管11设有外中心管内台阶22，外中心管内台阶22挂在内中心管外台阶23上。上端环10、胶筒12和下端环14顺次套在外中心管11外，下端环14与外中心11之间通过下坐封剪钉16相固定。外中心管11上部外周设有上锁紧螺纹91，上锁环9套在外中心管11上并与上锁紧螺纹91相啮合。上锁紧螺纹91和上锁环9共同构成上锁紧机构300。锁环与锁紧螺纹的结构在封隔器设计领域是已知技术。在内中心管8外于上接头1和外中心管11之间，自下而上顺次套有平衡液缸套7、平衡活塞6、上液缸套5、上活塞4。上端环10和平衡液缸套7有螺纹相连接，平衡液缸套7与上液缸套5有螺纹相连接，上液缸套5上端套在上接头1外并与上接头1通过上坐封剪钉2相固定。在上端环10和平衡液缸套7之间形成一个内环槽，上锁环9位于所述内环槽中；在所述内环槽以上位置，平衡液缸套7有环形内台阶，其剖面呈“L”形；上液缸套5也有环形内台阶，其剖面也呈“L”形；平衡活塞6有环形外台阶，其剖面呈反“L”形；平衡活塞6套在内中心管8外并置于平衡液缸套7和上液缸套5内，平衡活塞6的反“L”形底边外周与平衡液缸套7“L”形内台阶的竖边内表面形成密封面；平衡活塞6的反“L”形竖边外周与上液缸套5“L”形内台阶的底边内表面形成密封面；上活塞4套在内中心管8与上液缸套5所形成的环空内，并分别与内中心管8的外表面和上液缸套5“L”形内台阶的竖边内表面形成密封面；在上活塞4以上位置于内中心管8上设上液缸进液孔3；平衡活塞6反“L”形外台阶的竖边长度应能保证当平衡活塞6、上活塞4和上接头1接连压紧时，平衡活塞6外台阶的反“L”形底边上表面与上液缸套5不相接触。上接头1、上坐封剪钉2、上液缸进液孔3、上活塞4、上液缸套5和内中心管8共同构成上坐封机构100。这里需要说明：由于内中心管8在本专利技术的多个机构中是共用的，且在图1中内中心管8的标号离上坐封机构100的标号较远，上坐封机构100在图1中就未把内中心管8包括进来，但这并不表示上坐封机构100不包括内中心管8。机构的构成以文字说明为准，其它机构的构成也基于同样的理由，图中表示范围与文字说明范围不同的，以文字说明为准，后面不再重复说明。上活塞4、上液缸套5、平衡活塞6、平衡液缸套7和内中心管8共同构成平衡液缸200。平衡液缸200由两级平衡液缸构成，其中上活塞4、上液缸套5和内中心管8共同构成一级平衡液缸；平衡活塞6、平衡液缸套7和内中心管8共同构成二级平衡液缸。下活塞18套在外中心管11外并位于下端环14以下，外中心管11设径向锁块安装孔，下活塞18设内环槽，解封锁块19置于所述的径向锁块安装孔和内环槽中；解封锁块19以上位置于内中心管8外周设外凹槽26；下活塞18、解封锁块19、外凹槽26、内中心管8和外中心管11共同构成了解封机构500。下液缸套17套在下活塞18外，上部与下端环14有螺纹相连接；下活塞18外设下锁紧螺纹27，下锁环20套在下活塞18外并与下锁紧螺纹27相啮合；挡帽21套在下活塞18外并与下液缸套17有螺纹相连接，下锁环本文档来自技高网...

【技术保护点】
双向压缩液压坐封无锚定封隔器，外中心管（11）套在内中心管（8）外面，胶筒（12）套在外中心管（11）上，胶筒（12）以下于外中心管（11）外设有下坐封机构（400）、解封机构（500）和下锁紧机构（600），其特征在于，内中心管（8）设有内中心管外台阶（23），相应地，外中心管（11）设有外中心管内台阶（22），外中心管内台阶（22）挂在内中心管外台阶（23）上；胶筒（12）以上于外中心管（11）外设有上锁紧机构（300），外中心管（11）以上于内中心管（8）外顺次设有平衡液缸（200）和上坐封机构（100），于胶筒（12）以下位置在下端环（14）和外中心管（11）上设平衡进液孔。

【技术特征摘要】
1.双向压缩液压坐封无锚定封隔器，外中心管（11）套在内中心管（8）外面，胶筒（12）套在外中心管（11）上，胶筒（12）以下于外中心管（11）外设有下坐封机构（400）、解封机构（500）和下锁紧机构（600），其特征在于，内中心管（8）设有内中心管外台阶（23），相应地，外中心管（11）设有外中心管内台阶（22），外中心管内台阶（22）挂在内中心管外台阶（23）上；胶筒（12）以上于外中心管（11）外设有上锁紧机构（300），外中心管（11）以上于内中心管（8）外顺次设有平衡液缸（200）和上坐封机构（100），于胶筒（12）以下位置在下端环（14）和外中心管（11）上设平衡进液孔。2.根据权利要求1所述的双向压缩液压坐封无锚定封隔器，其特征在于，所述的平衡液缸（200）是两级平衡液缸。3.根据权利要求2所述的双向压缩液压坐封无锚定封隔器，其特征在于，所述的平衡液缸（200），其中上活塞（4）、上液缸套（5）和内中心管（8）共同构成一级平衡液缸；平衡活塞（6）、平衡液缸套（7）和内中心管（8）共同构成二级平衡液缸；平衡液缸套（7）和上液缸套（5）有螺纹相连接；平衡液缸套（7）有环形内台阶，其剖面呈“L”形；上液缸套（5）也有环形内台阶，其剖面也呈“L”形；平衡活塞（6）有环形外台阶，其剖面呈反“L”形；平衡活塞（6）套在内中心管（8）外并置于平衡液缸套（7）和上液缸套（5）内，平衡活塞（6）的反“L”形底边外周与平衡液缸套（7）“L”形内台阶的竖边...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建新，张瑞霞，魏伟，伊西锋，张化强，高恒超，王世杰，杨慧，朱瑛辉，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11