專利名稱：自感應式智能型電動驅動的液壓膠囊封隔器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種電動驅動可通過壓差自感應座封狀態(tài)的智能型液壓膠囊封隔器，屬于油井分層采油、注水工藝中的井下工具類的技術領域。
背景技術：
在油田采油生產后期進入高含水期開采階段時，需要對高含水層采取堵水措施，才能實現穩(wěn)油控水、增產降耗的目標。井下封隔器是實現這一目標的不可缺少的工具。這就要求封隔器座封可靠同時解封也要可靠，這種相互矛盾的要求，使得現有的各類封隔器都存在一些不足。發(fā)明內容針對目前封隔器存在的技術問題，本發(fā)明使用了一種自感應式智能型電動驅動的液壓膠囊封隔器來實現井下作業(yè)時的可靠座封和解封的功能。本發(fā)明的封隔器是靠中空的充滿液壓油的膠囊實現座封功能的，共有定時定壓座封和壓差感應補償座封兩種座封方式和打壓控制電液解封、強提解封及刺囊解封叁種解封方式；座封時由單片計算機控制、由電動機驅動，通過改變液壓油在膠囊A腔中存放位置迫使膠囊產生形變來實現層位間封隔功能。本發(fā)明的封隔器是由膠囊1、變徑活塞2、傳動絲母3、減速機4、電動機5、 單片計算機6、中空破囊針刺7、電池組8、壓力感應器9、膠囊定位總成10、定力剪切銷11、 油管12和解封接頭13組成。本發(fā)明的封隔器安裝在油管12的外壁上，未座封時其外徑與套管14留有一定的距離。膠囊1與變徑活塞2在軸向移動位置上有重疊部分，因此當變徑活塞2沿軸向位置移動時會壓迫膠囊1中的液壓油產生向上運動，迫使膠囊1產生徑向形變，實現封隔套管環(huán)形空間的作用。當本發(fā)明的封隔器到達預定座封位置時，單片計算機6 會根據預先設定的程序啟動電動機5通過減速機4和傳動絲母3驅動變徑活塞2產生位移實現座封。在本發(fā)明的封隔器的上、下兩端各安裝一個壓力感應器，通過檢測封隔器兩端的壓差來實現可靠座封。當封隔器出現漏封情況時，單片計算機6會通過檢測封隔器上、下的壓力差，判斷漏封的程度并再次啟動電動機5通過減速機4和傳動絲母3驅動變徑活塞2 產生位移消除漏封現象，對本發(fā)明的封隔器進行自感應式智能化管理。由于本發(fā)明的封隔器是靠膠囊1中的液壓油來實現座封，因此只要將膠囊1中的液壓油放出便能可靠的解封。 打壓控制電液解封時，由地面設備將套環(huán)空間充滿液體，并發(fā)出壓力控制信號，單片計算機 6會通過檢測到的壓力控制信號，啟動電動機5通過減速機4和傳動絲母3驅動變徑活塞 2產生反向位移，釋放膠囊1中的液壓油能量，實現解封。當出現打壓控制電液解封不奏效時，便可啟動強提解封。強提解封時，通過沖沙將解封接頭13沖洗干凈，再將打撈矛頭與解封接頭13對接并進行上提，該上提的力達到一定值時，定力剪切銷11就會被剪斷，膠囊定位總成10便會被一分為二，其中一部分會隨著解封接頭13 —起上行，脫離對膠囊1的密封位置，液壓油就會漏出膠囊1，實現了解封的目的。若封隔層位較多，下層的封隔器沒有解封，就可以使用刺囊解封，為此本發(fā)明專門設計了多個中空破囊針刺7，它們的徑向安裝尺寸小于封隔器的內徑，因此，只要放入合適的解封工具15擠壓中空破囊針刺7使它們產生徑向位移，便可刺破膠囊1放出存放的液壓油，實現解封的目的。下面結合說明書附圖和實施實例對本發(fā)明做進一步說明。


附圖1是本發(fā)明封隔器的結構原理示意圖，也是本發(fā)明的封隔器的原始狀態(tài)和打壓控制電液解封后的復位狀態(tài)；附圖2是本發(fā)明封隔器座封時工作的示意3附圖3是本發(fā)明封隔器強提解封時的工作示意圖；附圖4是本發(fā)明封隔器刺囊解封時的工作示意圖。
具體實施方式
在附圖1中膠囊1的空腔A中充滿了液壓油，變徑活塞2的向上移動，會迫使膠囊1的下部進入變徑活塞2的內部空腔B，膠囊1下部空腔中的液壓油受到擠壓，會增高壓力并被迫向上轉移，由于膠囊1的上部和內壁均為鋼質結構，除產生微量變形外，無法接受由膠囊1的下部轉移過來的大量液壓油，因此，液壓油只好擠壓膠囊1的外壁使之變形，用以容納膠囊1下部轉移過來的大部分液壓油，當膠囊1的外壁變形量達到與套管14的內壁緊密接觸時，便可實現封隔套管環(huán)形空間的目的。變徑活塞2的上行移動是靠傳動絲母3的旋轉運動來獲取動力和產生向上位移的。由于絲桿結構是有一定自鎖作用的，所以當動絲母3停止運動時，變徑活塞2將被鎖定。傳動絲母3的旋轉運動的動力是由電動機5提供的，電動機5通過減速機4的1800 1的大速比獲得較大的扭矩，用以驅動傳動絲母3做旋轉運動。因此，變徑活塞2將獲得十幾噸的推力，最終保證了本發(fā)明封隔器的座封可靠性，附圖2表明了這種狀態(tài)。附圖3表明了強提解封時，定力剪切銷11被剪斷， 膠囊定位總成10 —分為二，外密封部分隨著解封接頭13 —起上行，脫離對膠囊1的密封位置，液壓油由箭頭所指處漏出膠囊1，本發(fā)明的封隔器工作在解封狀態(tài)的示意圖。本發(fā)明設計了多個中空破囊針刺7，中空破囊針刺7在油管上成環(huán)狀分布，其安裝位置要小于油管11 的內經，因此，只要在油管11的內經放入一個稍小于油管11內經的解封工具15擠壓中空破囊針刺7，便可讓中空破囊針刺7產生向外徑方向移動的距離，該移動距離使得中空破囊針刺7刺入膠囊1的內部，只要將中空破囊針刺7做成空心的，膠囊1空腔A中的液壓油就會沿著空心的中空破囊針刺7提供的通道進入油管，膠囊1空腔A中液壓油的壓強將不復存在，本發(fā)明的封隔器便被可靠性地解封，附圖4便是刺囊解封的工作原理示意圖，圖中液壓油正在箭頭所指處瀉出膠囊1。此外，在本發(fā)明的封隔器的上、下兩端所安裝的兩個壓力感應器會檢測封隔器兩端的壓差，單片計算機6會通過計算封隔器上、下的壓力差，便可判斷出漏封的程度，并再次啟動電動機5通過減速機4和傳動絲桿3驅動變徑活塞2產生位移，消除漏封現象，對本發(fā)明的封隔器進行自感應式的智能化管理。
權利要求
1.一種自感應式智能型電動驅動的液壓膠囊封隔器，其特征在于本發(fā)明的封隔器是靠中空的充滿液壓油的膠囊實現座封功能的，共有定時定壓座封和壓差感應補償座封兩種座封方式和打壓控制電液解封、強提解封及刺囊解封叁種解封方式；座封時由單片計算機控制、由電動機驅動，通過改變液壓油在膠囊A腔中存放位置迫使膠囊產生形變來實現層位間封隔功能；本發(fā)明的封隔器是由膠囊1、變徑活塞2、傳動絲母3、減速機4、電動機5、單片計算機6、中空破囊針刺7、電池組8、壓力感應器9、膠囊定位總成10、定力剪切銷11、油管12和解封接頭13組成。
2.根據權利要求1所述的自感應式智能型電動驅動的液壓膠囊封隔器，其特征在于 膠囊1與變徑活塞2在軸向移動位置上有重疊部分，因此當變徑活塞2沿軸向位置移動時會壓迫膠囊1中的液壓油產生向上運動，迫使膠囊1產生徑向形變，實現封隔套管環(huán)形空間的作用。
3.根據權利要求1所述的自感應式智能型電動驅動的液壓膠囊封隔器，其特征在于 在本發(fā)明的封隔器的上、下兩端各安裝一個壓力感應器，當封隔器出現漏封情況時，單片計算機6會通過檢測封隔器上、下的壓力差，判斷漏封的程度并再次啟動電動機5通過減速機 4和傳動絲母3驅動變徑活塞2產生位移消除漏封現象，對本發(fā)明的封隔器進行自感應式智能化管理。
4.根據權利要求1所述的自感應式智能型電動驅動的液壓膠囊封隔器，其特征在于 打壓控制電液解封時，由地面設備將套環(huán)空間充滿液體，并發(fā)出壓力控制信號，單片計算機 6會通過檢測到的壓力控制信號，啟動電動機5通過減速機4和傳動絲母3驅動變徑活塞2 產生反向位移，釋放膠囊1中的液壓油能量，實現解封。
5.根據權利要求1所述的自感應式智能型電動驅動的液壓膠囊封隔器，其特征在于 強提解封時，通過沖沙將解封接頭13沖洗干凈，再將打撈矛頭與解封接頭13對接并進行上提，該上提的力達到一定值時，定力剪切銷U就會被剪斷，膠囊定位總成10便會被一分為二，其中一部分會隨著解封接頭13 —起上行，脫離對膠囊1的密封位置，液壓油就會漏出膠囊1，實現了解封的目的。
6.根據權利要求1所述的自感應式智能型電動驅動的液壓膠囊封隔器，其特征在于 若封隔層位較多，下層的封隔器沒有解封，就可以使用刺囊解封，為此本發(fā)明專門設計了多個中空破囊針刺7，它們的徑向安裝尺寸小于封隔器的內徑，因此，只要放入合適的解封工具15擠壓中空破囊針刺7使它們產生徑向位移，便可刺破膠囊1放出存放的液壓油，實現解封的目的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自感應式智能型電動驅動的液壓膠囊封隔器，本發(fā)明的封隔器是靠中空的充滿液壓油的膠囊實現座封功能的，共有定時定壓座封和壓差感應補償座封兩種座封方式和打壓控制電液解封、強提解封及刺囊解封叁種解封方式；座封時由單片計算機控制、由電動機驅動，通過改變液壓油在膠囊A腔中存放位置迫使膠囊產生形變來實現層位間封隔功能；本發(fā)明的封隔器是由膠囊1、變徑活塞2、傳動絲母3、減速機4、電動機5、單片計算機6、中空破囊針刺7、電池組8、壓力感應器9、膠囊定位總成10、定力剪切銷11、油管12和解封接頭13組成。
文檔編號E21B33/128GK102400658SQ20101027860
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月13日 優(yōu)先權日2010年9月13日
發(fā)明者許楠 申請人:昆山中慈工控科技開發(fā)有限公司