压缩辅助式遇油遇水自膨胀大通径裸眼封隔器制造技术

本发明专利技术公开了一种压缩辅助式遇油遇水自膨胀大通径裸眼封隔器，包括螺接的接箍和中心管、以及安装在中心管外侧的压缩结构和自膨胀结构；压缩结构包括液压缸、控制活塞、限位环、锁块、活塞、锁环套、锁环和连接套；液压缸与中心管间形成有环形空腔，安装有用剪钉连接的控制活塞和活塞；限位环安装在控制活塞内，控制活塞与中心管压力贯通；活塞顶面上设方槽，锁块卡在方槽内；锁环套、连接套依次安装在活塞下侧，锁环卡入锁环套，与中心管外壁上的马牙扣配合；自膨胀结构包括自膨胀胶筒、分别设置于其上下两侧的保护胶筒，以及最底端的胶筒压帽。该封隔器兼具自膨胀式封隔器和压缩式封隔器的优点，避免了使用单一封隔器的缺点，适用多种环境。

【技术实现步骤摘要】
压缩辅助式遇油遇水自膨胀大通径裸眼封隔器
本专利技术属于石油钻井领域，具体涉及一种压缩辅助式遇油遇水自膨胀大通径裸眼封隔器。
技术介绍
目前，常用的封隔器有三种，分别为压缩式、扩张式和自膨胀式。压缩式封隔器存在的缺陷为在裸眼中耐压能力有限、对不规则地层的适应性差；扩张式封隔器存在的缺陷为胀封系统结构复杂，工具通径小，胶筒易损坏、寿命短。自膨胀式封隔器存在的缺陷是应用条件限制大，需要在特定环境下较长时间才能使封隔器胀封，为提高其耐压性，则需增加胶层的厚度，但是胶层厚度越厚，通径就越小，限制了其使用环境。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种压缩辅助式遇油遇水自膨胀大通径裸眼封隔器，其兼具自膨胀式封隔器和压缩式封隔器的优点，避免了单一使用自膨胀式或压缩式封隔器的缺点，适用多种环境。为此，本专利技术的技术方案如下：一种压缩辅助式遇油遇水自膨胀大通径裸眼封隔器，包括螺接的接箍和中心管、以及安装在所述中心管外侧的压缩结构和自膨胀结构；所述压缩结构包括液压缸、控制活塞、限位环、锁块、活塞、锁环套、锁环和连接套；所述液压缸与所述中心管之间形成有环形空腔，所述控制活塞的下端和活塞的上端通过剪钉连接，控制活塞、活塞设置于所述环形空腔内，并能在其中自由滑动，且控制活塞的顶端与液压缸之间存在空隙；所述控制活塞的内表面与所述中心管的外表面之间形成有环形空腔I，在环形空腔I所对应的中心管的管壁上设有多个通孔，用于实现环形空腔I与中心管内部压力连通；所述限位环设置在环形空腔I顶部所对应的中心管的侧壁上，防止控制活塞承受向下的压力后向下滑动；同时，所述活塞的顶面上设置有方槽，对应方槽位置的中心管的管壁上设置有锁块，锁块用于将活塞固定在中心管上，只有当管内压力升高，连接活塞与控制活塞的剪钉剪断，控制活塞上行，解除对锁块的限制，锁块才能受力外扩、解除活塞与中心管的固定，活塞才可运动，活塞不会因该种方式以外的情况运动，这种结构用于确保活塞不会因机械外力提前启动；所述锁环套安装在所述液压缸和活塞的下侧，所述锁环安装在锁环套内侧；所述连接套的上端与锁环套的螺接，下端与所述自膨胀结构相切，能将压力传输给自膨胀结构；所述连接套与所述中心管之间形成有环形空腔II，所述中心管对应环形空腔II的外壁上形成有马牙扣，所述锁环与马牙扣配合，实现单向滑动；所述自膨胀结构包括自膨胀胶筒、分别设置于所述自膨胀胶筒上下两侧的保护胶筒，以及固定设置于位于下侧的保护胶筒下侧的胶筒压帽。进一步，所述保护胶筒包括外保护胶筒、铜碗和内保护胶筒；其安装位置为：以自膨胀胶筒为中心，两侧对称依次安装内保护胶筒、铜碗、外保护胶筒。进一步，所述自膨胀胶筒上平行设有多条V形槽。进一步，所述自膨胀胶筒从内到外分三层，各层含有的吸油或吸水高分子材料的含量从内到外依次降低，硬度从内到外依次升高。本专利技术提供的压缩辅助式遇油遇水自膨胀大通径裸眼封隔器，具有如下优点：1)结合了自膨胀封隔器与压缩式封隔器的特点，使自膨胀胶筒在压缩状态下进行自膨胀，对膨胀密封起到补偿作用，提高密封系统的承压性能，相比传统压缩封隔器与自膨胀封隔器拥有更薄的胶筒并可以承受更大的压差，工具通径更大，适用范围广；2)自膨胀胶筒上设置的V形槽，可将油或水膨胀介质有效的存留在遇油或遇水自膨胀胶筒的凹陷部位处，使得自膨胀胶筒能够与油或水充分接触膨胀；同时可保证在压缩膨胀过程中相邻两V形槽之间定向膨胀，多组V形槽的设计还可有效减小胶筒与井壁之间的摩阻，使工具更容易下入；3)自膨胀胶筒由外及内分为三层，由外到内，吸油吸水高分子材料的含量依次增加，橡胶硬度依次降低，这种结构可以实现自膨胀胶筒的变速率膨胀，使初期膨胀速率低，确保下入过程的安全性，后期膨胀速率快，确保膨胀密封性能；4)自膨胀胶筒两端的保护胶筒及保护铜碗对自膨胀胶筒起到良好的保护作用，使得自膨胀胶筒有更高的承压效果；5)封隔器在入井后即可通过活塞推力压缩自膨胀胶筒，辅助自膨胀胶筒胀封，减少了自膨胀胶筒完全胀封的时间，节约成本；6)起主封作用的胶筒采用了自膨胀胶筒，胶筒出现损伤后，通过自动膨胀对损伤有一定的自愈能力，提高了工具的使用寿命。7)现场操作方便、安全，工具结构简单可靠。附图说明图1为本专利技术提供的压缩辅助式遇油遇水自膨胀大通径裸眼封隔器的结构示意图；图2为自膨胀胶筒的局部放大图。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案进行详细描述。如图1、2所示，一种压缩辅助式遇油遇水自膨胀大通径裸眼封隔器，包括螺接的接箍1和中心管2、以及安装在中心管外侧的压缩结构和自膨胀结构；压缩结构包括液压缸3、控制活塞4、限位环5、锁块7、活塞8、锁环套9、锁环10和连接套11；液压缸3与中心管2之间形成有环形空腔，控制活塞4的下端和活塞8的上端通过剪钉6连接，控制活塞4、活塞8设置于环形空腔内，并能在其中自由滑动，且控制活塞4的顶端与液压缸3之间存在空隙；控制活塞4的内表面与中心管2的外表面之间形成有环形空腔I，在环形空腔I所对应的中心管2的管壁上设有多个通孔，用于实现环形空腔I与中心管2内部压力连通；限位环5设置在环形空腔I顶部所对应的中心管2的侧壁上，防止控制活塞4承受向下的压力后向下滑动；同时，活塞8的顶面上设置有方槽，对应方槽位置的中心管2的管壁上设置有锁块7，锁块7用于将活塞8固定在中心管2上，只有当管内压力升高，连接活塞8与控制活塞4的剪钉6剪断，控制活塞4上行，解除对锁块7的限制，锁块7才能受力外扩、解除活塞8与中心管2的固定，活塞8才可运动；锁环套9安装在液压缸3和活塞8的下侧，锁环10安装在锁环套9内侧；连接套11的上端与锁环套9螺接，下端与自膨胀结构相切，能将压力传输给自膨胀结构；连接套11与中心管2之间形成有环形空腔II，中心管2对应环形空腔II的外壁上形成有马牙扣202，锁环10与马牙扣202配合，实现单向滑动；自膨胀结构包括自膨胀胶筒15、分别设置于自膨胀胶筒15上下两侧的保护胶筒，以及固定设置于位于下侧的保护胶筒下侧的胶筒压帽16。具体来说，保护胶筒包括外保护胶筒、铜碗和内保护胶筒；其安装位置为：以自膨胀胶筒15为中心，两侧对称依次安装内保护胶筒14、铜碗13、外保护胶筒12。作为本专利技术的一个实施例，自膨胀胶筒15上平行设有多条V形槽。作为本专利技术的另一实施例，自膨胀胶筒15从内到外分三层，各层含有的吸油吸水高分子材料的含量从内到外依次降低。可有效增强胶筒承压性能，降低胶层厚度，优化胶筒膨胀速率，减少工具外径的同时保证良好的密封效果。使用时，将多个此工具接入到完井管柱中，完井管柱下到位后，管内憋压、启动液压装置，中心管2内液体经通孔201进入环形空腔I，当压力提升至15MPa时，剪钉6剪断，控制活塞4上行，解除对锁块7的限制，活塞8推动锁块7、锁环套9、锁环10、连接套11下行，压缩自膨胀结构。此时，外保护胶筒12、保护铜碗13、内保护胶筒14、自膨胀胶筒15在受压状态下胀开，外保护胶筒12、保护铜碗13、内保护胶筒14对自膨胀胶筒15起到良好的保护作用，辅助其密封，锁环10下行过程中与中心管2上的马牙扣202配合锁死，防止胶筒压缩后倒退。自膨胀胶筒15在压缩状态下与油或水接触，经过3天自动膨胀进一步填充不规则裸眼空间，达到此工具最佳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压缩辅助式遇油遇水自膨胀大通径裸眼封隔器，其特征在于：包括螺接的接箍(1)和中心管(2)、以及安装在所述中心管外侧的压缩结构和自膨胀结构；所述压缩结构包括液压缸(3)、控制活塞(4)、限位环(5)、锁块(7)、活塞(8)、锁环套(9)、锁环(10)和连接套(11)；所述液压缸(3)与所述中心管(2)之间形成有环形空腔，所述控制活塞(4)的下端和活塞(8)的上端通过剪钉(6)连接，控制活塞(4)、活塞(8)设置于所述环形空腔内，并能在其中自由滑动，且控制活塞(4)的顶端与液压缸(3)之间存在间隙；所述控制活塞(4)的内表面与所述中心管(2)的外表面之间形成有环形空腔I，在环形空腔I所对应的中心管(2)的管壁上设有多个通孔(201)，用于实现环形空腔I与中心管(2)内部压力连通；所述限位环(5)设置在环形空腔I顶部所对应的中心管(2)的侧壁上；同时，所述活塞(8)的顶面上设置有方槽，对应方槽位置的中心管(2)的管壁上设置有锁块(7)；所述锁环套(9)安装在所述液压缸(3)和活塞(8)的下侧，所述锁环(10)安装在锁环套(9)内侧；所述连接套(11)的上端与锁环套(9)的螺接，下端与所述自膨胀结构相切，能将压力传输给自膨胀结构；所述连接套(11)与所述中心管(2)之间形成有环形空腔II，所述中心管(2)对应环形空腔II的外壁上形成有马牙扣(202)，所述锁环(10)与马牙扣(202)配合，实现单向滑动；所述自膨胀结构包括自膨胀胶筒(15)、分别设置于所述自膨胀胶筒(15)上下两侧的保护胶筒，以及固定设置于位于下侧的保护胶筒下侧的胶筒压帽(16)。...

【技术特征摘要】
1.一种压缩辅助式遇油遇水自膨胀大通径裸眼封隔器，其特征在于：包括螺接的接箍(1)和中心管(2)、以及安装在所述中心管外侧的压缩结构和自膨胀结构；所述压缩结构包括液压缸(3)、控制活塞(4)、限位环(5)、锁块(7)、活塞(8)、锁环套(9)、锁环(10)和连接套(11)；所述液压缸(3)与所述中心管(2)之间形成有环形空腔，所述控制活塞(4)的下端和活塞(8)的上端通过剪钉(6)连接，控制活塞(4)、活塞(8)设置于所述环形空腔内，并能在其中自由滑动，且控制活塞(4)的顶端与液压缸(3)之间存在间隙；所述控制活塞(4)的内表面与所述中心管(2)的外表面之间形成有环形空腔I，在环形空腔I所对应的中心管(2)的管壁上设有多个通孔(201)，用于实现环形空腔I与中心管(2)内部压力连通；所述限位环(5)设置在环形空腔I顶部所对应的中心管(2)的侧壁上；同时，所述活塞(8)的顶面上设置有方槽，对应方槽位置的中心管(2)的管壁上设置有锁块(7)；所述锁环套(9)安装在所述液压缸(3)和活塞(8)的下侧，所述锁环(10)安装在锁环套(9)内侧；所述连...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玥，张恒，张镇，张文华，苏文栋，黄敏，张秀青，周浩，杨文领，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12