卡塊式防坐封封隔器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及油氣田固完井作業(yè)使用的封隔器【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種卡塊式防坐封封隔器，包括中心筒、上擋套、膠筒封隔裝置、定位套、定位塊、膠筒剪釘和液壓驅(qū)動裝置，中心筒的上部外側(cè)固定安裝有上擋套；中心筒的中部外側(cè)通過膠筒剪釘固定有定位套；在上擋套和定位套之間的中心筒外側(cè)套裝有能夠在受壓后徑向膨脹使井眼封隔的膠筒封隔裝置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其通過在定位套上設(shè)置定位塊，并在憋壓筒外設(shè)置外筒，可實現(xiàn)對定位套和憋壓筒的限位保護，提高其對各種井況的適應(yīng)性和可靠性，避免其提前座封，增添硬度不同的長、短膠筒配合使用，并在長膠筒內(nèi)增添支撐環(huán)和撐環(huán)密封圈，可提高其封隔能力，避免竄層問題。
【專利說明】卡塊式防坐封封隔器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油氣田固完井作業(yè)使用的封隔器【技術(shù)領(lǐng)域】，是一種卡塊式防坐封封隔器。
【背景技術(shù)】
[0002]在油田完井、修井、增產(chǎn)作業(yè)等施工過程中，經(jīng)常需要使用封隔器在井壁上坐封封隔地層，以實現(xiàn)分層分段開采、控水堵水、儲層改造等目的。而常規(guī)的封隔器往往存在以下幾個方面的問題:1.結(jié)構(gòu)復雜、部件繁多導致加工成本高，整體可靠性低，尤其是對于不規(guī)則井壁適應(yīng)性差，當井內(nèi)異常時易導致提前座封；2.封隔能力不足，在對油層注水增壓時，易導致竄層，從而降低注水的效益。這些問題將給現(xiàn)場操作帶來諸多不便，甚至影響到該井完井作業(yè)的順利進行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種卡塊式防坐封封隔器，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，其能有效解決現(xiàn)有封隔器可靠性差、易提前座封的問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下措施來實現(xiàn)的:一種卡塊式防坐封封隔器，包括中心筒、上擋套、膠筒封隔裝置、定位套、定位塊、膠筒剪釘和液壓驅(qū)動裝置，中心筒的上部外側(cè)固定安裝有上擋套；中心筒的中部外側(cè)通過膠筒剪釘固定有定位套；在上擋套和定位套之間的中心筒外側(cè)套裝有能夠在受壓后徑向膨脹使井眼封隔的膠筒封隔裝置；中心筒的下部外側(cè)固定有能推動定位套上行從而擠壓膠筒封隔裝置且能擠壓和松開定位塊的液壓驅(qū)動裝置；定位套的下部圓周分布有不少于一個的定位通孔，對應(yīng)定位通孔位置的中心筒上設(shè)置有定位槽，定位塊穿過定位通孔并通過液壓驅(qū)動裝置的擠壓位于定位槽內(nèi)；中心筒的上端和下端分別設(shè)置有內(nèi)螺紋或外螺紋。
[0005]下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案的進一步優(yōu)化或/和改進:
上述液壓驅(qū)動裝置可包括憋壓筒和外筒，憋壓筒的上部內(nèi)側(cè)設(shè)置有內(nèi)環(huán)臺，憋壓筒通過位于內(nèi)環(huán)臺位置的筒體剪釘固定在中心筒的下部外側(cè)，對應(yīng)定位通孔位置的憋壓筒上端內(nèi)側(cè)設(shè)置有壓在定位塊上且位于內(nèi)環(huán)臺上方的定位凸臺，憋壓筒的外側(cè)套裝有外筒，外筒的下部和中心筒固定在一起；對應(yīng)定位通孔上方位置的定位套中部外側(cè)有位于憋壓筒上方的第一凸臺，膠筒剪釘位于第一凸臺的中部，外筒的上部套裝在第一凸臺外側(cè)；對應(yīng)第一凸臺上方位置的定位套上部外側(cè)有直徑大于第一凸臺直徑的第二凸臺，第二凸臺的底面座于外筒頂端；位于筒體剪釘下方的中心筒和憋壓筒上分別設(shè)置有能互相連通的中心筒進液孔和憋壓筒進液孔；外筒的下部內(nèi)側(cè)有位于憋壓筒下方的密封環(huán)臺，位于中心筒進液孔上方的內(nèi)環(huán)臺與中心筒之間、位于憋壓筒進液孔上方的憋壓筒外側(cè)與外筒內(nèi)側(cè)之間、密封環(huán)臺內(nèi)側(cè)與中心筒外側(cè)之間均設(shè)置有密封圈。
[0006]上述憋壓筒的下部外側(cè)可設(shè)置有位于筒體剪釘下方的凹槽。
[0007]上述位于憋壓筒下方的中心筒外側(cè)可有固定套，外筒的下部外側(cè)與固定套的上部內(nèi)側(cè)通過螺紋連接固定在一起，固定套的下部內(nèi)側(cè)設(shè)置有套裝在中心筒外側(cè)的內(nèi)凸臺，夕卜筒的底部與內(nèi)凸臺的頂端之間設(shè)置有內(nèi)側(cè)固定在中心筒外側(cè)壁上的限位環(huán)。
[0008]上述憋壓筒的下部內(nèi)側(cè)與中心筒外側(cè)之間可設(shè)置有鎖環(huán)，憋壓筒的下部內(nèi)側(cè)與鎖環(huán)外側(cè)通過螺紋連接固定在一起，鎖環(huán)上有軸向開口，軸向開口內(nèi)設(shè)置有至少一個內(nèi)部固定在中心筒上的防轉(zhuǎn)釘，鎖環(huán)的內(nèi)壁上分布有止退倒齒，對應(yīng)鎖環(huán)上移行程位置的中心筒外側(cè)設(shè)置有與止退倒齒相配合的筒體倒齒。
[0009]上述膠筒封隔裝置可包括上短膠筒、數(shù)量不少于一個的長膠筒和下短膠筒；上短膠筒、長膠筒和下短膠筒自上而下依次套裝在中心筒外側(cè)，長膠筒的內(nèi)壁中部固定有支撐環(huán)，支撐環(huán)的內(nèi)壁上有撐環(huán)密封槽，撐環(huán)密封槽內(nèi)安裝有撐環(huán)密封圈。
[0010]上述長膠筒的數(shù)量可為兩個。
[0011]上述在上短膠筒的頂部、上短膠筒與長膠筒之間、相鄰的長膠筒之間、長膠筒與下短膠筒之間、下短膠筒的底部均可設(shè)置有套裝在中心筒外側(cè)的擋環(huán)。
[0012]上述上擋套的下端外側(cè)可固定有上外凸臺，定位套的上端外側(cè)固定有下外凸臺，位于上短膠筒頂部的擋環(huán)上部位于上外凸臺與中心筒之間的上安裝槽內(nèi)，位于下短膠筒底部的擋環(huán)下部位于下外凸臺與中心筒之間的下安裝槽內(nèi)。
[0013]本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其通過在定位套上設(shè)置定位塊，并在憋壓筒外設(shè)置外筒，可實現(xiàn)對定位套和憋壓筒的限位保護，提高其對各種井況的適應(yīng)性和可靠性，避免其提前座封，增添硬度不同的長、短膠筒配合使用，并在長膠筒內(nèi)增添支撐環(huán)和撐環(huán)密封圈，可提高其封隔能力，避免竄層問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖1為本發(fā)明最佳實施例的主視半剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖2為附圖1在D處的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖3為附圖1在A-A處的剖視放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖4為附圖1在B-B處的剖視放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖中的編碼分別為為中心筒，2為上擋套,3為定位套,4為定位塊,5為膠筒剪釘，6為定位通孔,7為定位槽,8為憋壓筒,9為外筒,10為筒體剪釘,11為定位凸臺，12為中心筒進液孔，13為憋壓筒進液孔，14為密封圈，15為內(nèi)環(huán)臺，16為固定套，17為內(nèi)凸臺，18為限位環(huán)，19為鎖環(huán)，20為軸向開口，21為防轉(zhuǎn)釘，22為上短膠筒，23為長膠筒，24為下短膠筒，25為支撐環(huán)，26為撐環(huán)密封圈，27為擋環(huán)，28為上外凸臺，29為下外凸臺，30為凹槽。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明不受下述實施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實際情況來確定具體的實施方式。
[0020]在本發(fā)明中，為了便于描述，各部件的相對位置關(guān)系的描述均是根據(jù)說明書附圖1的布圖方式來進行描述的，如:前、后、上、下、左、右等的位置關(guān)系是依據(jù)說明書附圖1的布圖方向來確定的。
[0021]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步描述:
如附圖1、2、3、4所示，該卡塊式防坐封封隔器包括中心筒1、上擋套2、膠筒封隔裝置、定位套3、定位塊4、膠筒剪釘5和液壓驅(qū)動裝置，中心筒I的上部外側(cè)固定安裝有上擋套2 ;中心筒I的中部外側(cè)通過膠筒剪釘5固定有定位套3 ;在上擋套2和定位套3之間的中心筒I外側(cè)套裝有能夠在受壓后徑向膨脹使井眼封隔的膠筒封隔裝置沖心筒I的下部外側(cè)固定有能推動定位套3上行從而擠壓膠筒封隔裝置且能擠壓和松開定位塊4的液壓驅(qū)動裝置；定位套3的下部圓周分布有不少于一個的定位通孔6，對應(yīng)定位通孔6位置的中心筒I上設(shè)置有定位槽7，定位塊4穿過定位通孔6并通過液壓驅(qū)動裝置的擠壓位于定位槽7內(nèi)；中心筒I的上端和下端分別設(shè)置有內(nèi)螺紋或外螺紋。在使用時，通過對液壓驅(qū)動裝置的憋壓，推動定位套3上行從而擠壓膠筒封隔裝置，膠筒封隔裝置受壓后徑向膨脹從而封隔井眼。在該過程中，通過定位塊4對定位套3的限位作用，可避免其在下入井內(nèi)的過程中因外力而提前座封，從而提高其座封的可靠性，通過憋壓作業(yè)，使壓力傳動裝置上移并擠壓膠塞封隔裝置使井眼封隔，方便快捷。
[0022]可根據(jù)實際需要，對上述卡塊式防坐封封隔器作進一步優(yōu)化或/和改進:
如附圖1、2、3、4所示，液壓驅(qū)動裝置包括憋壓筒8和外筒9，憋壓筒8的上部內(nèi)側(cè)設(shè)置
有內(nèi)環(huán)臺15，憋壓筒8通過位于內(nèi)環(huán)臺15位置的筒體剪釘10固定在中心筒I的下部外側(cè)，對應(yīng)定位通孔6位置的憋壓筒8上端內(nèi)側(cè)設(shè)置有壓在定位塊4上且位于內(nèi)環(huán)臺15上方的定位凸臺11，憋壓筒8的外側(cè)套裝有外筒9，外筒9的下部和中心筒I固定在一起；對應(yīng)定位通孔6上方位置的定位套3中部外側(cè)有位于憋壓筒8上方的第一凸臺，膠筒剪釘5位于第一凸臺的中部，外筒9的上部套裝在第一凸臺外側(cè)；對應(yīng)第一凸臺上方位置的定位套3上部外側(cè)有直徑大于第一凸臺直徑的第二凸臺，第二凸臺的底面座于外筒9頂端；位于筒體剪釘10下方的中心筒I和憋壓筒8上分別設(shè)置有能互相連通的中心筒進液孔12和憋壓筒進液孔13 ;外筒9的下部內(nèi)側(cè)有位于憋壓筒8下方的密封環(huán)臺，位于中心筒進液孔12上方的內(nèi)環(huán)臺15與中心筒I之間、位于憋壓筒進液孔13上方的憋壓筒8外側(cè)與外筒9內(nèi)側(cè)之間、密封環(huán)臺內(nèi)側(cè)與中心筒I外側(cè)之間均設(shè)置有密封圈14。設(shè)置外筒9，可以實現(xiàn)對憋壓筒8的保護，避免憋壓筒8在下入井內(nèi)的過程中因外力而移動，從而確保其對定位孔的定位作用。密封圈14與外筒9內(nèi)側(cè)和中心筒I外側(cè)之間圍成的間隙將形成液壓腔，在使用時，高壓流體依次通過中心筒進液孔12和憋壓筒進液孔13進入液壓腔內(nèi)，當液壓腔內(nèi)的液體達到一定壓力后，憋壓筒8將受到向上的推力，從而剪斷筒體剪釘10開始上行，當定位凸臺11移動到定位塊4上方時，定位塊4由于其受到的擠壓力消失將會松動，導致定位套3在受到憋壓筒8的推力時能夠剪斷膠筒剪釘5，并在憋壓筒8的作用下上行，從而擠壓膠筒封隔裝置。
[0023]如附圖1所示，憋壓筒8的下部外側(cè)設(shè)置有位于筒體剪釘10下方的凹槽30。凹槽30可使憋壓筒8外側(cè)在該位置形成臺階，由此可便于高壓流體通過中心筒進液孔12和憋壓筒進液孔13后對筒體剪釘10的施壓。
[0024]如附圖1所示，位于憋壓筒8下方的中心筒I外側(cè)有固定套16，外筒9的下部外側(cè)與固定套16的上部內(nèi)側(cè)通過螺紋連接固定在一起，固定套16的下部內(nèi)側(cè)設(shè)置有套裝在中心筒I外側(cè)的內(nèi)凸臺17，外筒9的底部與內(nèi)凸臺17的頂端之間設(shè)置有內(nèi)側(cè)固定在中心筒I外側(cè)壁上的限位環(huán)18。
[0025]如附圖1、4所示，憋壓筒8的下部內(nèi)側(cè)與中心筒I外側(cè)之間設(shè)置有鎖環(huán)19，憋壓筒8的下部內(nèi)側(cè)與鎖環(huán)19外側(cè)通過螺紋連接固定在一起，鎖環(huán)19上有軸向開口 20，軸向開口20內(nèi)設(shè)置有至少一個內(nèi)部固定在中心筒I上的防轉(zhuǎn)釘21，鎖環(huán)19的內(nèi)壁上分布有止退倒齒，對應(yīng)鎖環(huán)19上移行程位置的中心筒I外側(cè)設(shè)置有與止退倒齒相配合的筒體倒齒。止退倒齒和筒體倒齒的配合使用，可確保其在銷釘剪斷封隔后能夠持續(xù)座封，不受井內(nèi)其它外力的干擾。
[0026]如附圖1所示，膠筒封隔裝置包括上短膠筒22、數(shù)量不少于一個的長膠筒23和下短膠筒24 ;上短膠筒22、長膠筒23和下短膠筒24自上而下依次套裝在中心筒I外側(cè)，長膠筒23的內(nèi)壁中部固定有支撐環(huán)25，支撐環(huán)25的內(nèi)壁上有撐環(huán)密封槽，撐環(huán)密封槽內(nèi)安裝有撐環(huán)密封圈26。支撐環(huán)25和撐環(huán)密封圈26可使膠筒封隔裝置在滿足高壓封隔的情況下依然確保低壓封隔的能力；長、短膠筒的配合使用可解決其封隔能力不足、易竄層等問題，使其具有良好的座封效果。根據(jù)需求，上短膠筒22和下短膠筒24的硬度均高于長膠筒23。
[0027]如附圖1所示，長膠筒23的數(shù)量為兩個。
[0028]如附圖1、2所示，在上短膠筒22的頂部、上短膠筒22與長膠筒23之間、相鄰的長膠筒23之間、長膠筒23與下短膠筒24之間、下短膠筒24的底部均設(shè)置有套裝在中心筒I外側(cè)的擋環(huán)27。膠筒在受擠壓時，擋環(huán)27可避免其出現(xiàn)波浪狀變形。
[0029]如附圖1、2所示，上擋套2的下端外側(cè)固定有上外凸臺28，定位套3的上端外側(cè)固定有下外凸臺29，位于上短膠筒22頂部的擋環(huán)27上部位于上外凸臺28與中心筒I之間的上安裝槽內(nèi)，位于下短膠筒24底部的擋環(huán)27下部位于下外凸臺29與中心筒I之間的下安裝槽內(nèi)。
[0030]以上技術(shù)特征構(gòu)成了本發(fā)明的最佳實施例，其具有較強的適應(yīng)性和最佳實施效果，可根據(jù)實際需要增減非必要的技術(shù)特征，來滿足不同情況的需求。
【權(quán)利要求】
1.一種卡塊式防坐封封隔器，其特征在于包括中心筒、上擋套、膠筒封隔裝置、定位套、定位塊、膠筒剪釘和液壓驅(qū)動裝置，中心筒的上部外側(cè)固定安裝有上擋套；中心筒的中部外側(cè)通過膠筒剪釘固定有定位套；在上擋套和定位套之間的中心筒外側(cè)套裝有能夠在受壓后徑向膨脹使井眼封隔的膠筒封隔裝置；中心筒的下部外側(cè)固定有能推動定位套上行從而擠壓膠筒封隔裝置且能擠壓和松開定位塊的液壓驅(qū)動裝置；定位套的下部圓周分布有不少于一個的定位通孔，對應(yīng)定位通孔位置的中心筒上設(shè)置有定位槽，定位塊穿過定位通孔并通過液壓驅(qū)動裝置的擠壓位于定位槽內(nèi)；中心筒的上端和下端分別設(shè)置有內(nèi)螺紋或外螺紋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡塊式防坐封封隔器，其特征在于液壓驅(qū)動裝置包括憋壓筒和外筒，憋壓筒的上部內(nèi)側(cè)設(shè)置有內(nèi)環(huán)臺，憋壓筒通過位于內(nèi)環(huán)臺位置的筒體剪釘固定在中心筒的下部外側(cè)，對應(yīng)定位通孔位置的憋壓筒上端內(nèi)側(cè)設(shè)置有壓在定位塊上且位于內(nèi)環(huán)臺上方的定位凸臺，愁壓筒的外側(cè)套裝有外筒，外筒的下部和中心筒固定在一起；對應(yīng)定位通孔上方位置的定位套中部外側(cè)有位于憋壓筒上方的第一凸臺，膠筒剪釘位于第一凸臺的中部，外筒的上部套裝在第一凸臺外側(cè)；對應(yīng)第一凸臺上方位置的定位套上部外側(cè)有直徑大于第一凸臺直徑的第二凸臺，第二凸臺的底面座于外筒頂端；位于筒體剪釘下方的中心筒和憋壓筒上分別設(shè)置 有能互相連通的中心筒進液孔和憋壓筒進液孔；外筒的下部內(nèi)側(cè)有位于憋壓筒下方的密封環(huán)臺，位于中心筒進液孔上方的內(nèi)環(huán)臺與中心筒之間、位于憋壓筒進液孔上方的憋壓筒外側(cè)與外筒內(nèi)側(cè)之間、密封環(huán)臺內(nèi)側(cè)與中心筒外側(cè)之間均設(shè)置有密封圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卡塊式防坐封封隔器，其特征在于憋壓筒的下部外側(cè)設(shè)置有位于筒體剪釘下方的凹槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的卡塊式防坐封封隔器，其特征在于位于憋壓筒下方的中心筒外側(cè)有固定套，外筒的下部外側(cè)與固定套的上部內(nèi)側(cè)通過螺紋連接固定在一起，固定套的下部內(nèi)側(cè)設(shè)置有套裝在中心筒外側(cè)的內(nèi)凸臺，外筒的底部與內(nèi)凸臺的頂端之間設(shè)置有內(nèi)側(cè)固定在中心筒外側(cè)壁上的限位環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的卡塊式防坐封封隔器，其特征在于憋壓筒的下部內(nèi)側(cè)與中心筒外側(cè)之間設(shè)置有鎖環(huán)，憋壓筒的下部內(nèi)側(cè)與鎖環(huán)外側(cè)通過螺紋連接固定在一起，鎖環(huán)上有軸向開口，軸向開口內(nèi)設(shè)置有至少一個內(nèi)部固定在中心筒上的防轉(zhuǎn)釘，鎖環(huán)的內(nèi)壁上分布有止退倒齒，對應(yīng)鎖環(huán)上移行程位置的中心筒外側(cè)設(shè)置有與止退倒齒相配合的筒體倒齒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的卡塊式防坐封封隔器，其特征在于膠筒封隔裝置包括上短膠筒、數(shù)量不少于一個的長膠筒和下短膠筒；上短膠筒、長膠筒和下短膠筒自上而下依次套裝在中心筒外側(cè)，長膠筒的內(nèi)壁中部固定有支撐環(huán)，支撐環(huán)的內(nèi)壁上有撐環(huán)密封槽，撐環(huán)密封槽內(nèi)安裝有撐環(huán)密封圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的卡塊式防坐封封隔器，其特征在于長膠筒的數(shù)量為兩個。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的卡塊式防坐封封隔器，其特征在于上短膠筒的頂部、上短膠筒與長膠筒之間、相鄰的長膠筒之間、長膠筒與下短膠筒之間、下短膠筒的底部均設(shè)置有套裝在中心筒外側(cè)的擋環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的卡塊式防坐封封隔器，其特征在于上擋套的下端外側(cè)固定有上外凸臺，定位套的上端外側(cè)固定有下外凸臺，位于上短膠筒頂部的擋環(huán)上部位于上外凸臺與中心筒之間的上安裝槽內(nèi)，位于下短膠筒底部的擋環(huán)下部位于下外凸臺與中心筒之間的下安裝槽內(nèi)。
【文檔編號】E21B33/127GK103470210SQ201310424039
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】陳若銘, 冉照輝, 趙繼斌, 李曉軍, 王飛躍 申請人:中國石油集團西部鉆探工程有限公司