專利名稱：一種用于封隔器的機(jī)械鎖定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及油田深井酸化壓裂作業(yè)領(lǐng)域，特別是一種用于封隔器的機(jī)械鎖定
直O(jiān)
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的Y344型封隔器是油田深井酸化壓裂作業(yè)中常用的一種封隔器，具備耐高溫性能好等使用優(yōu)點(diǎn)。但是，其在現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中陸續(xù)會(huì)發(fā)生下鉆中途坐封或坐卡問(wèn)題。封隔器一旦發(fā)生中途坐封或坐卡現(xiàn)象，要么無(wú)法繼續(xù)下鉆，要么勉強(qiáng)下到設(shè)計(jì)位置后施工時(shí)封隔器不坐封，此類問(wèn)題嚴(yán)重影響施工質(zhì)量和進(jìn)程。為了解決這一問(wèn)題，在油氣田酸化壓裂施工中正在陸續(xù)嘗試推廣K型系列封隔器，這種封隔器較Y344型封隔器有著防下鉆中途坐封效果好、解封容易等使用優(yōu)點(diǎn)。但是由于國(guó)內(nèi)橡膠制品工藝技術(shù)的落后，國(guó)產(chǎn)壓縮式膠筒的耐高溫高壓性能遠(yuǎn)大于擴(kuò)張式膠筒，使用國(guó)外生產(chǎn)的同類封隔器膠筒成本又比較高。這樣，K型系列封隔器在深井酸化壓裂作業(yè)中使用受限，所以Y344型封隔器當(dāng)前仍有良好的使用前景。然而，若要繼續(xù)順利的使用Y344型封隔器，就必須設(shè)法解決或降低其下鉆過(guò)程中途坐封風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于封隔器的機(jī)械鎖定裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的封隔器在下鉆過(guò)程中途坐封的缺陷。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為一種用于封隔器的機(jī)械鎖定裝置，包括上坐封活塞缸缸套、中間動(dòng)活塞、下坐封活塞缸缸套、下中心管和下中間接頭，其特征在于包括鎖塊、鎖位活塞、鎖位調(diào)節(jié)套、鎖位剪釘和鎖塊固定套；所述上坐封活塞缸缸套、下坐封活塞缸缸套和中間動(dòng)活塞利用絲扣連接成為一個(gè)雙活塞面作用的整體坐封活塞缸；所述鎖位調(diào)節(jié)套設(shè)置于下中心管和下坐封活塞缸缸套之間，并通過(guò)鎖位剪釘固定于下中心管上；所述鎖位活塞固定于下坐封活塞缸缸套、鎖位調(diào)節(jié)套和下中心管形成的空腔中，鎖位活塞上設(shè)有凸臺(tái)面和凹陷面；所述下中間接頭上設(shè)有水眼，下坐封液壓缸缸套、鎖位活塞、下中心管和下中間接頭組合成一個(gè)解鎖活塞腔室，水眼將封隔器中的管柱內(nèi)腔與解鎖活塞腔室相連通；所述鎖塊固定套設(shè)置于解鎖活塞腔室內(nèi)且固定于下中間接頭上，鎖塊設(shè)置于鎖塊固定套上且卡于下坐封活塞缸缸套上的鎖位限位臺(tái)階面和鎖位活塞上的凸臺(tái)面之間，使得下坐封活塞缸缸套與鎖位調(diào)節(jié)套之間相對(duì)固定，其中，鎖塊會(huì)在下坐封活塞缸缸套與鎖位活塞上的凸臺(tái)面的間距以及下坐封活塞缸缸套與鎖位活塞上的凹陷面的間距之間發(fā)生徑向移動(dòng)；下中心管上設(shè)有解鎖限位臺(tái)階面，限制鎖位活塞的下行最大位移，避免與下坐封活塞缸缸套的下端相對(duì)錯(cuò)開(kāi)。所述鎖塊沿徑向圓周均布于鎖塊固定套上。所述沿徑向圓周均布于鎖塊固定套上的鎖塊為三個(gè)。本實(shí)用新型的技術(shù)效果為
3[0009]封隔器坐封活塞缸在下鉆過(guò)程中始終被固定，避免了坐封活塞缸在水機(jī)壓差作用下動(dòng)作壓縮封隔器膠筒發(fā)生封隔器下鉆中途坐封的事故發(fā)生，封隔器下放到預(yù)定位置后又可利用向管柱內(nèi)泵注液壓解除對(duì)封隔器坐封活塞缸的固定作用，封隔器能夠正常坐封和使用。

下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明圖1是實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)在鎖定狀態(tài)的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)在解鎖狀態(tài)的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是現(xiàn)有Y344型封隔器的裝配結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記如下1.上坐封活塞缸缸套；2.中間動(dòng)活塞；3.下坐封活塞缸缸套；4.機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)； 5.水眼；6.鎖塊；7.鎖位活塞；8.鎖位調(diào)節(jié)套；9.鎖位剪釘；10.下中心管；11.解鎖限位臺(tái)階面；12.下中間接頭；14.鎖位限位臺(tái)階面；15.鎖塊固定套；16.凸臺(tái)面；17.凹陷面。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型涉及油氣田儲(chǔ)層改造技術(shù)領(lǐng)域，是油氣田深井酸化壓裂作業(yè)中常用的井下作業(yè)工具之一。本實(shí)用新型是在封隔器原有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)添加了一種機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)，利用機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)4，實(shí)現(xiàn)對(duì)由上坐封活塞缸缸套1、中間動(dòng)活塞2和下坐封活塞缸缸套3連接在一起組成的整體坐封活塞缸的運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的限定。本實(shí)用新型可以在下鉆過(guò)程中始終將封隔器的坐封機(jī)構(gòu)鎖定，只有當(dāng)封隔器下到預(yù)定位置后，向管柱內(nèi)泵注高壓液體時(shí)，機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)才能解鎖，解除對(duì)封隔器坐封機(jī)構(gòu)的鎖定，使封隔器正常坐封。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)為參見(jiàn)圖2和圖3，本實(shí)用新型包括上坐封活塞缸缸套1、中間動(dòng)活塞2、下坐封活塞缸缸套3、下中心管10和下中間接頭12，還包括鎖塊6、鎖位活塞7、鎖位調(diào)節(jié)套8、鎖位剪釘 9和鎖塊固定套15 ；所述上坐封活塞缸缸套1、下坐封活塞缸缸套3和中間動(dòng)活塞2利用絲扣連接成為一個(gè)雙活塞面作用的整體坐封活塞缸；所述鎖位調(diào)節(jié)套8設(shè)置于下中心管10和下坐封活塞缸缸套3之間，并通過(guò)鎖位剪釘9固定于下中心管10上；所述鎖位活塞7固定于下坐封活塞缸缸套3、鎖位調(diào)節(jié)套8和下中心管10形成的空腔中，鎖位活塞7上設(shè)有凸臺(tái)面16和凹陷面17 ；所述下中間接頭12上設(shè)有水眼5，下坐封液壓缸缸套3、鎖位活塞7、下中心管10和下中間接頭12組合成一個(gè)解鎖活塞腔室，水眼5將封隔器中的管柱與解鎖活塞腔室相連通；所述鎖塊固定套15設(shè)置于解鎖活塞腔室內(nèi)且固定于下中間接頭12上，鎖塊 6設(shè)置于鎖塊固定套15上且卡于下坐封活塞缸缸套3上的鎖位限位臺(tái)階面14和鎖位活塞 7上的凸臺(tái)面16之間，使得下坐封活塞缸缸套3與鎖位調(diào)節(jié)套8之間相對(duì)固定，其中，鎖塊 6會(huì)在下坐封活塞缸缸套3與鎖位活塞7上的凸臺(tái)面16的間距以及下坐封活塞缸缸套3與鎖位活塞7上的凹陷面17的間距之間發(fā)生徑向移動(dòng)；下中心管10上設(shè)有解鎖限位臺(tái)階面 11。[0021]整體坐封活塞缸限制上、下兩個(gè)坐封液壓缸單獨(dú)作用，使得本實(shí)用新型即機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)4可以同時(shí)限制兩個(gè)坐封活塞缸的坐封動(dòng)作。鎖位活塞7在解鎖前通過(guò)鎖位調(diào)節(jié)套 8、鎖位剪釘9和下中心管10相對(duì)固定，保證了鎖位活塞7在解鎖前始終處于鎖定位置。將現(xiàn)有的Y344型封隔器的下坐封活塞缸缸套3加長(zhǎng)并設(shè)計(jì)有鎖位限位臺(tái)階面14，另外在下坐封活塞缸缸套3和下中心管10之間設(shè)計(jì)添加了機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)4，可以將整體坐封液壓缸同下中心管10相對(duì)固定在一起，機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)4不解鎖，整體坐封液壓缸和下中心管10之間的固定不解除。依靠下中間接頭12和其上面的水眼5、下中心管10、下坐封液壓缸缸套3、 鎖位活塞7組合成的可以利用管柱內(nèi)高壓液體解鎖且和整體坐封液壓缸坐封運(yùn)行方向相反的解鎖活塞腔室，保證了先解鎖后坐封的動(dòng)作順序，并且一旦解鎖，就不會(huì)再影響封隔器的坐封作業(yè)。鎖塊6可沿徑向圓周均布于鎖塊固定套15上，以實(shí)現(xiàn)鎖定功能。為了更好地實(shí)現(xiàn)固定效果，沿徑向圓周均布于鎖塊固定套15上的鎖塊6為三個(gè)。參見(jiàn)圖1，將現(xiàn)有可以單獨(dú)作用的如圖4所示的兩個(gè)坐封活塞缸的缸套，即上坐封液壓缸缸套1、下坐封活塞缸缸套3，以及中間動(dòng)活塞2利用公制絲扣連接成為一個(gè)雙活塞面作用的整體坐封活塞缸，并且在下坐封活塞缸缸套3和下中心管10之間設(shè)計(jì)添加了一個(gè)如圖2所示的機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)4。下鉆過(guò)程中，鎖位活塞7通過(guò)鎖位調(diào)節(jié)套8、鎖位剪釘9和下中心管10始終固定在圖2所示的鎖定位置，整體坐封活塞缸通過(guò)鎖塊6和下中心管10 相對(duì)固定在一起，這樣就可以保證下鉆過(guò)程中整體坐封活塞缸不會(huì)在水擊壓差等作用下上行壓縮封隔器膠筒導(dǎo)致封隔器中途坐封坐卡。本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下參見(jiàn)圖2和圖3，當(dāng)封隔器下到預(yù)定深度位置后，管柱內(nèi)泵注高壓液體，高壓液體會(huì)穿過(guò)下中間接頭水眼5作用在鎖位活塞7上，鎖位活塞7在液壓作用下形成的向下作用力通過(guò)鎖位調(diào)節(jié)套8傳遞給鎖位剪釘9，當(dāng)這個(gè)向下作用力大于鎖位剪釘9的剪切應(yīng)力時(shí)就會(huì)剪斷鎖位剪釘9，使得鎖位剪釘9解除對(duì)鎖位活塞7的限定，液壓力會(huì)繼續(xù)推動(dòng)鎖位活塞7下行至解鎖限位臺(tái)階面11處，解鎖限位臺(tái)階面11限制鎖位活塞7繼續(xù)下行，限位臺(tái)階面11的作用是在解鎖時(shí)準(zhǔn)確限定鎖位活塞7的下行最大位移，避免因下行位移過(guò)大，與下坐封活塞缸缸套3的下端相對(duì)錯(cuò)開(kāi)(因?yàn)樵诮怄i和封隔器坐封先后兩個(gè)過(guò)程中，鎖位活塞7 和下坐封活塞缸缸套之間相對(duì)是“相背而行”的，即鎖位活塞7向下移動(dòng)，下坐封活塞缸缸套3向上移動(dòng))，導(dǎo)致由下中間接頭12、下坐封液壓缸缸套3、鎖位活塞7、下中心管10和下中間接頭12組合的解鎖活塞腔室與封隔器外空間聯(lián)通，而封隔器在正常使用時(shí)內(nèi)腔和外空間是不允許聯(lián)通的。此時(shí)鎖位活塞7對(duì)鎖塊6的支撐面發(fā)生改變，鎖位活塞7對(duì)鎖塊6 的支撐面由凸臺(tái)面16變?yōu)榘枷菝?7，為鎖塊6沿封隔器徑向回縮讓出了位置空間。此外， 管柱內(nèi)液壓在對(duì)鎖位活塞7產(chǎn)生作用力的同時(shí)也對(duì)整體坐封活塞缸產(chǎn)生作用力，但作用力的方向不同，對(duì)鎖位活塞7的作用力向下，對(duì)整體坐封活塞缸的作用力向上。在鎖位活塞7 沒(méi)有為鎖塊6讓出徑向回縮空間的時(shí)候，即沒(méi)有完成鎖位活塞7在液壓作用下剪斷鎖位剪釘9的動(dòng)作時(shí)，雖然液壓對(duì)整體坐封活塞缸產(chǎn)生有向上的作用力，有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，但是如果鎖塊6沒(méi)有徑向回縮空間，鎖塊6就會(huì)和加長(zhǎng)了的下坐封活塞缸缸套3上設(shè)計(jì)的鎖位限位臺(tái)階面14相配合，牢靠的將整體坐封活塞缸同下中心管10相對(duì)固定于一起，限制整體坐封活塞缸向上運(yùn)動(dòng)。當(dāng)鎖位活塞7在液壓作用下先下行為鎖塊6讓出徑向回縮空間后，鎖塊6就會(huì)受到鎖位限位臺(tái)階面14徑向擠壓力，并在此徑向擠壓力(液壓作用下，整體坐封活塞缸上的鎖位限位臺(tái)階面14始終存在向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)和力，鎖位限位臺(tái)階面14始終對(duì)鎖塊6產(chǎn)生徑向擠壓力)的作用下徑向回縮。在液壓的作用下，鎖位活塞7持續(xù)受到向下的作用力，整體坐封活塞缸持續(xù)受到向上的作用力，只到鎖位剪釘9在液壓作用下被剪斷，從而機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)4解除對(duì)整體坐封活塞缸的固定。機(jī)械鎖定機(jī)構(gòu)4 一旦解鎖，整體坐封液壓缸就會(huì)在液壓作用下自由的向上運(yùn)動(dòng)，壓縮封隔器膠筒實(shí)現(xiàn)坐封。解鎖后的坐封活塞上行壓縮膠筒實(shí)現(xiàn)坐封的原理屬于公知技術(shù)，即封隔器的固有結(jié)構(gòu)原理和公開(kāi)技術(shù)。
權(quán)利要求1.一種用于封隔器的機(jī)械鎖定裝置，包括上坐封活塞缸缸套(1)、中間動(dòng)活塞(2)、下坐封活塞缸缸套(3)、下中心管(10)和下中間接頭(12)，其特征在于包括鎖塊(6)、鎖位活塞(7)、鎖位調(diào)節(jié)套(8)、鎖位剪釘(9)和鎖塊固定套(15);所述上坐封活塞缸缸套(1)、下坐封活塞缸缸套(3)和中間動(dòng)活塞(2)利用絲扣連接成為一個(gè)雙活塞面作用的整體坐封活塞缸；所述鎖位調(diào)節(jié)套(8)設(shè)置于下中心管(10)和下坐封活塞缸缸套(3)之間，并通過(guò)鎖位剪釘(9)固定于下中心管(10)上；所述鎖位活塞(7)固定于下坐封活塞缸缸套(3)、鎖位調(diào)節(jié)套(8)和下中心管(10)形成的空腔中，鎖位活塞(7)上設(shè)有凸臺(tái)面(16)和凹陷面(17)；所述下中間接頭(12)上設(shè)有水眼(5)，下坐封液壓缸缸套(3)、鎖位活塞(7)、下中心管(10)和下中間接頭(12)組合成一個(gè)解鎖活塞腔室，水眼(5)將封隔器中的管柱內(nèi)腔與解鎖活塞腔室相連通；所述鎖塊固定套(15)設(shè)置于解鎖活塞腔室內(nèi)且固定于下中間接頭(12)上，鎖塊 (6)設(shè)置于鎖塊固定套(15)上且卡于下坐封活塞缸缸套(3)上的鎖位限位臺(tái)階面(14)和鎖位活塞(7 )上的凸臺(tái)面(16 )之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于封隔器的機(jī)械鎖定裝置，其特征在于所述鎖塊(6) 沿徑向圓周均布于鎖塊固定套(15)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于封隔器的機(jī)械鎖定裝置，其特征在于所述沿徑向圓周均布于鎖塊固定套(15)上的鎖塊(6)為三個(gè)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及油田深井酸化壓裂作業(yè)領(lǐng)域，特別是一種用于封隔器的機(jī)械鎖定裝置，其特征在于包括鎖塊、鎖位活塞、鎖位調(diào)節(jié)套、鎖位剪釘和鎖塊固定套；所述上坐封活塞缸缸套、下坐封活塞缸缸套和中間動(dòng)活塞利用絲扣連接成為一個(gè)雙活塞面作用的整體坐封活塞缸；所述鎖位調(diào)節(jié)套設(shè)置于下中心管和下坐封活塞缸缸套之間，并通過(guò)鎖位剪釘固定于下中心管上；所述鎖位活塞固定于下坐封活塞缸缸套、鎖位調(diào)節(jié)套和下中心管形成的空腔中，鎖位活塞上設(shè)有凸臺(tái)面和凹陷面；所述下中間接頭上設(shè)有水眼，下坐封液壓缸缸套、鎖位活塞、下中心管和下中間接頭組合成一個(gè)解鎖活塞腔室，水眼將封隔器中的管柱內(nèi)腔與解鎖活塞腔室相連通。它克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的封隔器在下鉆過(guò)程中途坐封的缺陷。
文檔編號(hào)E21B33/12GK202117614SQ20112020357
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者張敏, 張文, 張波, 徐建偉, 穆飛鵬, 蘇敏文, 鄧小強(qiáng), 隆世明, 韓虎成 申請(qǐng)人:中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司長(zhǎng)慶井下技術(shù)作業(yè)公司