一种封隔器、封隔器的应用和相关系统技术方案

本发明专利技术公开了一种封隔器、封隔器的应用和相关系统，封隔器包括：中心管和封隔机构；封隔机构包括：至少一个支撑组件以及至少一个与支撑组件抵接的胶筒；胶筒嵌套于支撑组件外侧；支撑组件包括：第一伞架、第二伞架以及伞骨；第一伞架和第二伞架分别嵌套在中心管外侧，伞骨分布于中心管的外表面，胶筒包裹在伞骨的外表面；第一伞架在外力的作用下沿中心管的轴向方向靠近第二伞架移动，以压缩伞骨使得伞骨的靠近第二伞架的一端抬起，以使伞骨撑开胶筒，并使胶筒蓄力；在胶筒回弹力以及外力的作用下，第一伞架沿中心轴方向远离第二伞架移动，以使胶筒复位。通过扩张和挤压胶筒实现坐封，相比于单独扩张式、单独压缩式相比，该封隔器密封效果更好。效果更好。效果更好。

【技术实现步骤摘要】
一种封隔器、封隔器的应用和相关系统


[0001]本专利技术涉及钻完井工具或油田采油设备
，特别涉及一种封隔器、封隔器的应用和相关系统。

技术介绍

[0002]封隔器是指连接于井下管柱之上，用于封隔油管与油气井套管或裸眼井壁环形空间的井下工具。其坐封原理是：按所需坐封高度下放管柱，当下放高度或管内压力或水力压力达到坐封要求时压缩胶筒，使胶筒直径变大，封隔油、套管与封隔器中心管之间的环形空间；解封原理：上提管柱使压缩胶筒恢复原状，使支撑卡瓦缩进解卡完成解封。
[0003]目前国外大尺寸封隔器为103/4in
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95/8in，国内为95/8in
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7in，该类大尺寸封隔器常用于盐穴储氢库设计的钻井中。由于盐穴储氢库的井下具有多介质、强腐蚀、周期变化等苛刻环境特征，导致封隔器在使用过程中在井下管柱会承受着不同类型的介质侵扰，极易发生不同形式、程度的腐蚀失效，这为储能库的安全运行带来了严重隐患。此外，储能库注采周期交变频繁，井内压力、温度波动大，这种应力变化还会加速腐蚀的发展，使管柱发生腐蚀疲劳。在此前提下，大尺寸、抗氢氧腐蚀井下管柱及工具研发，大排量注气排卤工艺参数优化，高频多次交替注采气工艺技术成为未来储能库井工程技术的发展趋势。

技术实现思路

[0004]专利技术人发现，目前封隔器坐封方式的多为提放、旋转管柱，即在工作时，通过上接头和锥体的挤压或者分层注水扩张来实现坐封，封隔器在长期的压力波动和受力不均的工况下，容易造成封隔器胶筒失效，不利于封隔器长期长效工作。且以往的封隔器坐封时间长，操作复杂，密封质量差。以上情况不仅封隔器造成较大的伤害，在成本投入方面也造成巨大影响。因此，专利技术人认为，为降低成本、提高生产效益，对于封隔器和坐封方式的改进是很有必要的。鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种封隔器、封隔器的应用和相关系统。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供一种封隔器，可以包括：中心管、以及嵌套在所述中心管上的封隔机构；
[0006]所述封隔机构可以包括：至少一个支撑组件以及至少一个与所述支撑组件抵接的胶筒；所述胶筒嵌套于所述支撑组件外侧；所述支撑组件在外力作用下撑开所述胶筒，以使所述胶筒封隔裸眼井或油管；
[0007]所述支撑组件可以包括：第一伞架、第二伞架以及多个分别与所述第一伞架和所述第二伞架活动连接的伞骨；
[0008]所述第一伞架和所述第二伞架分别嵌套在所述中心管外侧，所述伞骨分布于所述中心管的外表面，所述胶筒包裹在所述伞骨远离所述第一伞架一端的外表面；
[0009]所述第一伞架在外力的作用下沿所述中心管的轴向方向靠近所述第二伞架移动，以压缩所述伞骨使得所述伞骨的靠近所述第二伞架的一端抬起，以使所述伞骨撑开所述胶
筒，并使所述胶筒蓄力；在所述胶筒回弹力以及外力的作用下，所述第一伞架沿所述中心轴方向远离所述第二伞架移动，以使所述胶筒复位。
[0010]可选的，所述伞骨可以包括：伞骨本体和伞骨支架；
[0011]所述伞骨本体的一端与所述第一伞架活动连接，另一端与所述胶筒抵接；
[0012]所述伞骨支架一端与所述第二伞架活动连接，另一端与所述伞骨本体活动连接。
[0013]可选的，所述支撑组件还可以包括：多个支撑块；
[0014]所述支撑块与所述伞骨远离所述第一伞架的一端抵接或活动连接；
[0015]所述支撑块分布于所述中心管的外表面，所述胶筒包裹在所述支撑块的外表面；
[0016]所述支撑块在所述伞骨支撑力作用下撑开所述胶筒。
[0017]可选的，所述封隔机构可以包括：一个支撑组件以及与所述支撑组件抵接的胶筒；所述支撑组件的第一伞架或第二伞架限位于所述中心管上；
[0018]所述封隔机构可以包括：至少两个支撑组件以及至少两个与所述支撑组件抵接的胶筒；所述支撑组件为偶数个，所述支撑组件对称设置，相邻的所述胶筒之间设置有密封圈，所述密封圈嵌套在所述中心管的外表面；远离中心管端部的支撑组件的第一伞架限位于所述中心管上；所述支撑组件为奇数个，远离中心管端部的支撑组件的第二伞架限位于所述中心管上。
[0019]可选的，所述封隔器还可以包括：嵌套在所述中心管外侧的固定机构；
[0020]所述固定机构用于将所述封隔器固定在被坐封的裸眼井的井壁或油管的套管壁上。
[0021]可选的，所述固定机构可以包括：锥体组件、卡瓦组件和摩擦组件；
[0022]所述锥体组件限位于所述中心管上，所述卡瓦组件和所述摩擦组件分别嵌套于所述中心管外侧；所述摩擦组件在所述井壁或所述套管壁摩擦力作用下，驱动所述卡瓦组件向所述锥体组件移动，以使所述卡瓦组件在所述锥体组件的反作用力下撑开以固定在所述井壁或所述套管壁上。
[0023]可选的，所述卡瓦组件可以包括：卡瓦基座和以及安装在所述卡瓦基座上的卡瓦；
[0024]所述摩擦组件包括卡箍和多个摩擦块；
[0025]所述卡瓦基座上设置有安装位，多个所述摩擦块安装在所述安装位上，并通过所述卡箍固定。
[0026]可选的，所述锥体组件可以包括：锥体帽和锥体本体；
[0027]所述中心管的外表面设置有台阶，所述锥体帽通过所述台阶限位于所述中心管的外表面；
[0028]所述锥体帽上设置有第一环状凹槽，所述锥体本体上设置有与所述第一环状凹槽匹配的第二环状凹槽；所述锥体帽和所述锥体本体通过所述第一环状凹槽和所述第二环状凹槽对接。
[0029]可选的，所述锥体帽上还可以设置有第一安装孔和第二安装孔，所述第二安装孔贯穿所述第一环状凹槽；所述锥体本体上可以设置有与所述第二安装孔匹配的第三安装孔，所述第三安装孔贯穿所述第二环状凹槽；
[0030]所述锥体帽通过所述第一安装孔和安装件固定在所述中心管上；所述锥体本体通过所述第二安装孔、所述第三安装孔和安装件固定在所述锥体帽上。
[0031]可选的，所述封隔器还可以包括：安装在所述中心管上换向套；
[0032]所述换向套可拆卸地外接于下接头。
[0033]可选的，所述换向套与所述下接头连接的一端设置有至少一个螺旋槽以及与所述螺旋槽匹配的U型槽；
[0034]所述下接头的外表面设置有限位柱；
[0035]所述换向套在外力的作用下旋转，以使所述限位柱沿所述螺旋槽滑动至U型槽后，所述换向套和所述下接头通过所述U型槽和所述限位柱连接。
[0036]可选的，所述封隔器还可以包括：与所述中心管可拆卸连接的上接头；所述上接头在外力作用下挤压所述第一伞架，以使所述伞骨撑开所述胶筒。
[0037]第二方面，本专利技术实施例提供一种如第一方面所述的封隔器在钻完井系统或油田采油系统中的应用。
[0038]第三方面，本专利技术实施例提供一种钻完井系统，包括如第一方面所述的封隔器，封隔器的下接头与下管柱连接，上接头与上管柱连接。
[0039]第四方面，本专利技术实施例提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种封隔器，其特征在于，包括：中心管、以及嵌套在所述中心管上的封隔机构；所述封隔机构包括：至少一个支撑组件以及至少一个与所述支撑组件抵接的胶筒；所述胶筒嵌套于所述支撑组件外侧；所述支撑组件在外力作用下撑开所述胶筒，以使所述胶筒封隔裸眼井或油管；所述支撑组件包括：第一伞架、第二伞架以及多个分别与所述第一伞架和所述第二伞架活动连接的伞骨；所述第一伞架和所述第二伞架分别嵌套在所述中心管外侧，所述伞骨分布于所述中心管的外表面，所述胶筒包裹在所述伞骨远离所述第一伞架一端的外表面；所述第一伞架在外力的作用下沿所述中心管的轴向方向靠近所述第二伞架移动，以压缩所述伞骨使得所述伞骨的靠近所述第二伞架的一端抬起，以使所述伞骨撑开所述胶筒，并使所述胶筒蓄力；在所述胶筒回弹力以及外力的作用下，所述第一伞架沿所述中心轴方向远离所述第二伞架移动，以使所述胶筒复位。2.根据权利要求1所述的封隔器，其特征在于，所述伞骨包括：伞骨本体和伞骨支架；所述伞骨本体的一端与所述第一伞架活动连接，另一端与所述胶筒抵接；所述伞骨支架一端与所述第二伞架活动连接，另一端与所述伞骨本体活动连接。3.根据权利要求2所述的封隔器，其特征在于，所述支撑组件还包括：多个支撑块；所述支撑块与所述伞骨远离所述第一伞架的一端抵接或活动连接；所述支撑块分布于所述中心管的外表面，所述胶筒包裹在所述支撑块的外表面；所述支撑块在所述伞骨支撑力作用下撑开所述胶筒。4.根据权利要求1所述的封隔器，其特征在于：所述封隔机构包括：一个支撑组件以及与所述支撑组件抵接的胶筒；所述支撑组件的第一伞架或第二伞架限位于所述中心管上；所述封隔机构包括：至少两个支撑组件以及至少两个与所述支撑组件抵接的胶筒；所述支撑组件为偶数个，所述支撑组件对称设置，相邻的所述胶筒之间设置有密封圈，所述密封圈嵌套在所述中心管的外表面；远离中心管端部的支撑组件的第一伞架限位于所述中心管上；所述支撑组件为奇数个，远离中心管端部的支撑组件的第二伞架限位于所述中心管上。5.根据权利要求1～4中任一项所述的封隔器，其特征在于，所述封隔器还包括：嵌套在所述中心管外侧的固定机构；所述固定机构用于将所述封隔器固定在被坐封的裸眼井的井壁或油管的套管壁上。6.根据权利要求5所述的封隔器，其特征在于，所述固定机构包括：锥体组件、卡瓦组件和摩擦组件；所述锥体组件限位于所述中心管上，所述卡瓦组件和所述摩擦组件分别嵌套于...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏焱，万继方，袁光杰，李景翠，金根泰，李国韬，张弘，刘天恩，付盼，庞宇晗，
申请(专利权)人：中国石油集团工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：