CN202064883U - 灌注封隔器 - Google Patents
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Abstract
一种灌注封隔器。为了克服现有封隔器在水平井等特殊井况完井作业时，封隔件易被冲蚀损坏的不足，本实用新型上接头、中心管、下接头由上至下依次固定连接，封隔总成安装在中心管中部，封隔总成上方的托环与中心管固定连接，坐封总成安装在封隔总成的下方，托环上方的中心管管体上安装有护套总成，解除约束后的护套总成沿中心管向上滑动；护套总成的活塞与控制活塞通过径向安装的剪钉固定连接。其有益效果是结构简单合理，易于操作，安全可靠，为完井工程安全提供可靠的技术保证，提高施工作业效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种石油钻井工程完井作业使用的封隔器，尤其是涉及一种灌注封隔器。
背景技术
国内外的封隔器种类繁多，其中的封隔件多为橡胶制品，通过挤压橡胶封隔件，使其径向尺寸增大，直至紧贴井壁，达到封隔井筒的目的。目前，保护封隔件多采用钢体直径略大于封隔件直径方式，在常规井中使用能够满足作业需要，但在特殊井况中(如定向井、水平井等)使用时，由于连接封隔器的管柱与井壁之间发生较大摩擦，封隔件难以得到有效保护。为保证封隔器坐封后承压高，封隔件外径与井壁内径间隙一般为10～12mm；而在特殊井况下为满足井控要求，需要边下入管柱边环空大排量灌注时，由于封隔件裸露在外，在灌注液体的线速度达到9～12m/s时，封隔件极易被冲蚀，使封隔器损坏，丧失封隔功能，造成完井工程失败，导致作业返工或大修。
实用新型内容
为了克服现有封隔器在水平井等特殊井况完井作业时，封隔件易被冲蚀损坏的不足，本实用新型提供一种灌注封隔器。该灌注封隔器通过封隔件保护装置，避免了大排量灌注时将封隔件损坏，降低施工风险，为完井工程提供可靠技术保证。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：灌注封隔器包括上接头、中心管、下接头、封隔总成、坐封总成、解封剪钉、托环，上接头、中心管、下接头由上至下依次固定连接，封隔总成安装在中心管中部，封隔总成上方的托环与中心管固定连接，坐封总成安装在封隔总成的下方。托环上方的中心管上安装有护套总成，解除约束后的护套总成沿中心管管体向上滑动。护套总成包括保护套、活塞、控制活塞、锁块、剪钉；控制活塞外圆为上大下小阶梯轴，控制活塞下端部位于活塞上端部内孔中，活塞与控制活塞通过径向安装的剪钉固定连接；活塞的下端面与托环上端面之间有间隙；锁块安装在控制活塞下端部的径向锁块槽及对应位置中心管的环形槽内；锁块位于活塞上端部的内孔中；控制活塞与保护套上端固定连接，控制活塞的下端部、活塞、封隔总成位于保护套内。中心管安装护套总成处有径向上传压孔，中心管安装坐封总成处有径向下传压孔。连接活塞与控制活塞的剪钉剪断力小于坐封剪钉的剪断力。封隔总成包括封隔件、隔环、封隔件，且由上至下安装。护套总成沿中心管向上滑动距离等于或大于封隔总成的长度；活塞的下端面与托环上端面之间的间隙大于或等于锁块的高度。中心管的上传压孔位于安装锁块的环形槽处。护套总成的保护套处于非保护状态时，上传压孔位于活塞的上方。
本实用新型的有益效果是，结构简单合理，易于操作，安全可靠，为完井工程安全提供可靠的技术保证，提高施工作业效率。
附图说明
图1是本实用新型灌注封隔器结构示意图。
图2是本实用新型灌注封隔器的保护套脱离封隔件状态示意图。
图3是本实用新型灌注封隔器的工作状态示意图。
图中：1.上接头，2.中心管，3.控制活塞，4.保护套，5.锁块，6.剪钉，7.活塞，8.托环，9.封隔件，10.隔环，11.上活塞，12.下活塞，13.解封剪钉，14.分瓣爪，15.控制套，16.坐封剪钉，17.下接头，18.上传压孔，19.护套总成，20.封隔总成，21.下传压孔，22.坐封总成。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。但是，本领域技术人员应该知晓的是，本发明不限于所列出的具体实施方式，只要符合本发明的精神，都应该包括于本发明的保护范围内。
参见附图1，本实用新型灌注封隔器装配状态的结构示意图。本实用新型灌注封隔器包括中心管2、上接头1、下接头17、护套总成19、封隔总成20、坐封总成22、解封剪钉13、托环8，上接头1、中心管2、下接头17由上至下依次固定连接；封隔总成20安装在中心管2的中部，封隔总成20通常包括封隔件9、隔环10、封隔件9，且由上至下安装。封隔总成20上方的托环8与中心管2固定连接，通常采用螺纹连接工艺。坐封总成22安装在封隔总成20的下方。
本实用新型灌注封隔器的托环8上方的中心管2管体上安装有护套总成19，解除约束后的护套总成19沿中心管2管体向上滑动。护套总成19沿中心管2管体向上滑动距离应等于或大于封隔总成20的长度。
护套总成19包括控制活塞3、保护套4、锁块5、剪钉6、活塞7。控制活塞3的外圆为上大下小阶梯轴，控制活塞3下端部位于活塞7上端部内孔中，活塞7与控制活塞3通过径向安装的剪钉6固定连接。连接活塞7与控制活塞3的剪钉6的剪断力小于坐封总成22中的坐封剪钉16的剪断力。
锁块5安装在控制活塞3下端部的径向锁块槽及对应位置中心管2的环形槽内；锁块5位于活塞7上端部的内孔中。控制活塞3与保护套4上端固定连接，控制活塞3的下端部、活塞7、封隔总成20位于保护套4内。活塞7的下端面与托环8上端面之间有间隙，其间隙大于或等于锁块5的高度。
中心管2安装护套总成19处有径向上传压孔18，通常中心管2的上传压孔18位于安装锁块5的环形槽处。护套总成19的保护套4处于非保护状态时，上传压孔18位于活塞7的上方。
本实用新型灌注封隔器中的坐封总成22采用液压坐封锁紧结构。坐封总成22包括上活塞11、下活塞12、控制套15、分瓣爪14，上活塞11、下活塞12、分瓣爪14由上至下依次安装在中心管2外圆周上，上活塞11和下活塞12位于中心管2下端不凸台与封隔总成20下端面之间；上活塞11与控制套15固定连接，下活塞12、分瓣爪14位于控制套15内。分瓣爪14下端部为特殊倒齿螺纹，控制套15内孔分瓣爪14下部有与分瓣爪14相匹配的特殊倒齿螺纹。径向安装的坐封剪钉16将控制套15与下接头17固定连接；分瓣爪14下端与下接头17上端面之间有间隙，这个间隙可以在坐封剪钉16被剪断后，上活塞11带动控制套15向上移动，控制套15内孔特殊倒齿螺纹与分瓣爪14下部特殊倒齿螺纹相啮合，防止控制套15向下移动。径向安装的解封剪钉13将分瓣爪14与中心管2固定连接。上活塞11处的中心管2上有径向的下传压孔21。
本实用新型灌注封隔器中的坐封总成22采用液压坐封锁紧结构，但不限于此，也可以是现有技术中的其他形式，如：单、双向固定式液压坐封锁紧结构，单、双向固定式机械坐封结构，或无固定式机械坐封结构等。
本实用新型中所采用的封隔总成20不仅限于本说明书中所列举的实施例，也可以包括其他形式的封隔总成。
采用本实用新型灌注封隔器实施固井封隔作业过程如下：
首先，按照工艺设计将本实用新型灌注封隔器(如图1所示)与管柱及配套工具连接，下入井筒内；管柱内憋压，高压液流经过上传压孔18、下传压孔21，当压力达到剪钉6剪断设计值时，将连接活塞与控制活塞4的剪钉6剪断。剪钉6被剪断后，活塞4沿中心管2向下滑动，解除对锁块5的约束；在压力的作用下，锁块5弹出中心管2上的环形槽，控制活塞3带动保护套4向上移动至上接头1处，封隔总成20完全裸露(如附图2所示)，护套总成19的保护套4处于非保护状态时，上传压孔18位于活塞7的上方。
然后，管柱升压至坐封剪钉16剪断设计值时，连接坐封总成22的控制套15和下接头17的坐封剪钉16被剪断，上活塞11、控制套15沿中心管2向上移动压缩封隔件9，使封隔件9径向增大，直至与井筒内壁贴紧；同时控制套15内孔的特殊倒齿螺纹与分瓣爪14下端特殊倒齿螺纹锁为一体，管柱卸压后封隔件9不回弹，达到封隔环空的目的，即可完井投产(参见附图3)。
若管柱遇阻或生产需要解封时，上提管柱，剪断连接分瓣爪14与中心管2的解封剪钉13，即可解封，顺利将封隔器及管柱提出井筒。
本实用新型灌注封隔器与常规封隔器相比较，增加了护套总成20，确保灌注封隔器在下井过程中，使各部件间不发生任何相对位移。坐封时在液压力的作用下剪断剪钉6打开控制锁，保护套4上行使得封隔总成20脱离保护；再提高压力，剪断坐封剪钉13，上活塞11上行压缩封隔件9密封环空；上提管柱剪断解封剪钉13，即可顺利将封隔器及管柱提出井筒。本实用新型灌注封隔器适用井斜≤90°，确保大井斜至水平井的完井作业施工顺利进行，有效提高作业成功率。
应该注意的是上述实施例是示例而非限制本发明，本领域技术人员将能够设计很多替代实施例而不脱离本专利的权利要求范围。
Claims (6)
1.一种灌注封隔器，包括上接头、中心管、下接头、封隔总成、坐封总成、解封剪钉、托环，上接头、中心管、下接头由上至下依次固定连接，封隔总成安装在中心管中部，封隔总成上方的托环与中心管固定连接，坐封总成安装在封隔总成的下方，其特征是：所述托环(8)上方的中心管(2)管体上安装有护套总成(19)，解除约束后的护套总成(19)沿中心管(2)向上滑动。
2.根据权利要求1所述的灌注封隔器，其特征是：所述护套总成(19)包括保护套(4)、活塞(7)、控制活塞(3)、锁块(5)、剪钉(6)；
所述控制活塞(3)外圆为上大下小阶梯轴，控制活塞(3)下端部位于活塞(7)上端部内孔中，活塞(7)与控制活塞(3)通过径向安装的剪钉(6)固定连接；活塞(7)的下端面与托环(8)上端面之间有间隙；
所述锁块(5)安装在控制活塞(3)下端部的径向锁块槽及对应位置中心管(2)的环形槽内；锁块(5)位于活塞(7)上端部的内孔中；
所述控制活塞(3)与保护套(4)上端固定连接，控制活塞(3)的下端部、活塞(7)、封隔总成(20)位于保护套(4)内；
所述中心管(2)安装护套总成(19)处有径向上传压孔(18)，所述中心管(2)安装坐封总成(22)处有径向下传压孔(21)；
所述剪钉(6)的剪断力小于坐封剪钉(16)的剪断力。
3.根据权利要求2所述的灌注封隔器，其特征是：所述封隔总成(20)包括封隔件(9)、隔环(10)、封隔件(9)，且由上至下安装。
4.根据权利要求3所述的灌注封隔器，其特征是：所述护套总成(19)沿中心管(2)向上滑动距离等于或略大于封隔总成(20)的长度；所述活塞(7)的下端面与托环(8)上端面之间的间隙大于或等于锁块(5)的高度。
5.根据权利要求1所述的灌注封隔器，其特征是：所述中心管(2)的上传压孔(18)位于安装锁块(5)的环形槽处。
6.根据权利要求4所述的灌注封隔器，其特征是：所述护套总成(19)的保护套(4)处于非保护状态时，上传压孔(18)位于活塞(7)的上方。
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