自锚定平衡式扩张封隔器制造技术

本发明专利技术属于封隔器技术领域，具体涉及了一种自锚定平衡式扩张封隔器，旨在解决现有的封隔器上压作用面积大，承上压产生的向下相当于解封力的作用力也大，造成封隔器承上压能力差问题。本发明专利技术中的自锚定平衡式扩张封隔器包括中心管、套装于中心管上部的上接头、位于中心管外周的解封套和位于中心管和解封套之间的平衡活塞；上接头和解封套之间通过解封剪钉连接；解封套的下部设置有一伸出段，伸出段与中心管之间具有间隙，平衡活塞位于伸出段和中心管之间的间隙内且通过一限位机构限制其轴径向运动。该封隔器通过设计平衡活塞，上压作用面积减小，从而提高封隔器的承上压能力，且更容易解封。容易解封。容易解封。

【技术实现步骤摘要】
自锚定平衡式扩张封隔器


[0001]本专利技术属于封隔器
，具体涉及了一种自锚定平衡式扩张封隔器。

技术介绍

[0002]生产中完井管柱常采用单滑套憋压坐封封隔器，有时滑套提前打开造成封隔器坐封不彻底。完井管柱采用扩张式封隔器，封隔器上压作用面积大，承上压产生的向下相当于解封力的作用力也大，造成封隔器承上压能力差。
[0003]此外，腐蚀结垢井中，下部中心管裸露端易结垢，造成封隔器解封剪钉拉断后，胶筒下端接头不能顺利向下移动或移动不能有效泄压，封隔器胶囊内的液体不能顺利排放出，封隔器不能顺利解封，极易造成管柱大修。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种自锚定平衡式扩张封隔器，以缓解现有的封隔器上压作用面积大，承上压产生的向下相当于解封力的作用力也大，造成封隔器承上压能力差的问题。
[0005]为了缓解上述技术问题，本专利技术提供的技术方案在于：
[0006]一种自锚定平衡式扩张封隔器包括中心管、套装于中心管上部的上接头、位于中心管外周的解封套和位于中心管和解封套之间的平衡活塞；上接头和解封套之间通过解封剪钉连接；解封套的下部设置有一伸出段，伸出段与中心管之间具有间隙，平衡活塞位于伸出段和中心管之间的间隙内且通过一限位机构限制其轴径向运动。
[0007]更进一步地，还包括设置于伸出段和中心管形成的间隙内的锁紧套，伸出段的下部与锁紧套通过螺栓连接；锁紧套具有通过一锁定机构和中心管处于锁定的锁定状态，以及，锁紧套具有在锁定机构解除锁定后与中心管解除锁定的解锁状态。
[0008]更进一步地，锁定机构包括设置于锁紧套的横向贯通的通槽内的锁紧钢柱和设置于中心管外壁上的锁紧槽；锁紧钢柱在平衡活塞下移的横向推力下横向运动至卡接于锁紧槽后，锁紧套处于锁定状态；锁紧钢柱在失去平衡活塞的推力后，锁紧套处于解锁状态。
[0009]更进一步地，平衡活塞的下部设置有一伸入段，锁紧套的顶部设置一凸起段，凸起段与解封套之间具有间隙；当伸入段插入凸起段与解封套之间的间隙内时，限位机构限制平衡活塞径向移动且具有驱动平衡活塞向上运动的趋势。
[0010]更进一步地，限位机构包括位于凸起段顶部的卡环位于卡环正上方的防卡碟簧；防卡碟簧和解封套之间具有间隙，伸入段可插入防卡碟簧与解封套之间的间隙内，且在外力作用下，平衡活塞压缩防卡碟簧，与此同时，平衡活塞的伸入段进一步插入凸起段与解封套之间的间隙内。
[0011]更进一步地，上接头和解封套通过台阶结构相连，且解封剪钉贯穿解封套后连接于上接头；中心管和上接头通过螺栓连接。
[0012]更进一步地，还包括依次套装于中心管上且位于锁紧套下端的进液密封活塞、复位弹簧、连接套、胶筒上端接头、胶筒；进液密封活塞和复位弹簧位于由中心管、锁紧套和连
接套形成的环空中；进液密封活塞的上端面和锁紧套的下端面紧密接触，进液密封活塞的下端面与复位弹簧的上端面紧密接触，复位弹簧的下端面与连接套的台阶面紧密接触；中心管上设置有进液孔，且进液孔连通锁紧套和中心管之间的环空；复位弹簧配置为压缩状态且始终具有驱动进液密封活塞向上运动以关闭进液密封通道的趋势。
[0013]更进一步地，还包括设置于胶筒下端的胶筒下端接头和下密封堵；胶筒下端接头内台阶下端面与下密封堵上端面紧密接触，下密封堵的下部设置有凹槽且与中心管之间具有间隙，间隙的底部设置有方形密封圈；中心管、下密封堵和方形密封圈形成一注油的密封腔。
[0014]更进一步地，还包括设置于中心管外壁的泄压槽；泄压槽设置于方形密封圈正下方；方形密封圈和下接头之间的中心管外壁上涂有非金属涂层。
[0015]一种采用上述的自锚定平衡式扩张封隔器的坐封系统，包括设置于套管内自锚定平衡式扩张封隔器下部的第一级滑套和位于第一级滑套下部的第二级滑套，第一级滑套的内径大于第二级滑套的内径。
[0016]本专利技术中的有益效果分析如下：
[0017]一种自锚定平衡式扩张封隔器包括中心管、套装于中心管上部的上接头、位于中心管外周的解封套和位于中心管和解封套之间的平衡活塞；上接头和解封套之间通过解封剪钉连接；解封套的下部设置有一伸出段，伸出段与中心管之间具有间隙，平衡活塞位于伸出段和中心管之间的间隙内且通过一限位机构限制其轴径向运动。
[0018]封隔器坐封后，上部油管和套管之间产生环空压力(简称上压P)，常规封隔器不设计平衡活塞，上压P产生的作用力F1＝0.785*P*(D3^2
‑
D1^2)(D1为中心管的内径长度，D3为套管内径长度)，本专利技术提供的封隔器设计有平衡活塞，其上压P产生的作用力F2＝0.785*(D3^2
‑
D2^2)(D2为解封套伸出段的内径长度，D3为套管内径长度)，工具设计中常取设计尺寸D1＝60mm，D2＝100mm，D3＝124mm，则F1＝9244P，F2＝4220P，F1:F2＝2.2:1，设计平衡活塞后，上压作用面积减小，产生的作用力降低55％左右，封隔器相同的设计承压能力，解封剪钉受到的作用力降低55％，封隔器的承上压能力更强，可靠性更高，更容易解封。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1本专利技术实施方式提供的自锚定平衡式扩张封隔器上压高状态的结构示意图；
[0021]图2是图3中自锚定平衡式扩张封隔器的A
‑
A处刨面图；
[0022]图3本专利技术实施方式提供的自锚定平衡式扩张封隔器初始入井状态的结构示意图；
[0023]图4本专利技术实施方式提供的自锚定平衡式扩张封隔器坐封状态的结构示意图；
[0024]图5本专利技术实施方式提供的自锚定平衡式扩张封隔器解封状态的结构示意图；
[0025]图6本专利技术实施方式提供的完井管柱作业的示意图；
[0026]图标：
[0027]10
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中心管；20
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上接头；30
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解封套；40
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平衡活塞；50
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解封剪钉；60
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防卡碟簧；70
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卡环；80
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锁紧套；90
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锁紧钢柱；100
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套管；110
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进液密封活塞；120
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复位弹簧；130
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连接套；140
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胶筒上端接头；150
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胶筒；160
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胶筒下端接头；170
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下密封堵；180
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方形密封圈；190
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下接头；200
‑
注油堵；22本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自锚定平衡式扩张封隔器，其特征在于：包括中心管(10)、套装于所述中心管(10)上部的上接头(20)、位于所述中心管(10)和所述上接头(20)外周的解封套(30)和位于所述中心管(10)和所述解封套(30)之间的平衡活塞(40)；所述上接头(20)和所述解封套(30)之间通过解封剪钉(50)连接；所述解封套(30)的下部设置有一伸出段(31)，所述伸出段(31)与所述中心管(10)之间具有间隙，所述平衡活塞(40)位于所述伸出段(31)与所述中心管(10)的间隙内且通过一限位机构限制其轴径向运动。2.根据权利要求1所述的自锚定平衡式扩张封隔器，其特征在于，还包括设置于所述伸出段(31)和所述中心管(10)形成的间隙内的锁紧套(80)，所述伸出段(31)的下部与所述锁紧套(80)通过螺栓连接；所述锁紧套(80)具有通过一锁定机构和所述中心管(10)处于锁定的锁定状态，以及，所述锁紧套(80)具有在所述锁定机构解除锁定后与所述中心管(10)解除锁定的解锁状态。3.根据权利要求2所述的自锚定平衡式扩张封隔器，其特征在于，所述锁定机构包括设置于所述锁紧套(80)的横向贯通的通槽内的锁紧钢柱(90)和设置于所述中心管(10)外壁上的锁紧槽(01)；所述锁紧钢柱(90)在所述平衡活塞(40)下移的横向推力下横向运动至卡接于所述锁紧槽(01)后，所述锁紧套(80)处于锁定状态；所述锁紧钢柱(90)在失去所述平衡活塞(40)的推力后，所述锁紧套(80)处于解锁状态。4.根据权利要求3所述的自锚定平衡式扩张封隔器，其特征在于，所述平衡活塞(40)的下部设置有一伸入段(41)，所述锁紧套(80)的顶部设置一凸起段(81)，所述凸起段(81)与所述解封套(30)之间具有间隙；当所述伸入段(41)插入所述凸起段(81)与所述解封套(30)之间的间隙内时，所述限位机构限制所述平衡活塞(40)径向移动且具有驱动所述平衡活塞(40)向上运动的趋势。5.根据权利要求4所述的自锚定平衡式扩张封隔器，其特征在于，所述限位机构包括位于所述凸起段(81)顶部的卡环(70)位于所述卡环(70)正上方的防卡碟簧(60)；所述防卡碟簧(60)和所述解封套(30)之间具有间隙，所述伸入段(41)可插入所述防卡碟簧(60)与所述解封套(30)之间的间隙内，且在外力作用下，所述平衡活塞(40)压缩所述防卡碟簧(60)，与此同时，所述平衡活塞(40)的所述伸入段(41)进一步插入所述凸起段(81)与所述解封套(30)之...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立娜，胡金铜，张松杰，陈世春，张恒，杨长路，
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：