油氣井封隔器用可控主動脹環(huán)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種油氣井封隔器用可控主動脹環(huán)，包括接頭、防脹套、防突脹環(huán)和控制閥，所述防脹套通過控制剪釘固定在接頭上，且防脹套內(nèi)壁與接頭外壁通過第一密封圈密封配合，接頭內(nèi)壁上還設(shè)置有用于密封接頭與封隔器中心管之間連接間隙的第二密封圈，防突脹環(huán)設(shè)置在防脹套內(nèi)分別與封隔器膠筒和封隔器中心管配合，控制閥設(shè)置在接頭內(nèi)。本實用新型既能避免脹環(huán)在封隔器入井過程中意外脹大，又能確保需要脹大時順利脹大。
【專利說明】油氣井封隔器用可控主動脹環(huán)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型公開了一種油氣井封隔器用可控主動脹環(huán)，屬于油氣田井下作業(yè)工具。
【背景技術(shù)】
[0002]在進行油氣井固井或增產(chǎn)作業(yè)時，經(jīng)常會使用封隔器，如中國專利號“200920021741.2”公開的一種液壓封隔器。使用封隔器目的是封隔井內(nèi)套管或油管與井眼間的環(huán)形空間，防止封隔器上、下井內(nèi)流體竄通。固井時使用封隔器可防氣竄、防井漏，增產(chǎn)作業(yè)時使用封隔器可實現(xiàn)層間封隔。封隔器的封隔性能取決于所使用膠筒的膠的性能和封隔器膠筒座與井眼之間的間隙。在膠筒相同的條件下，膠筒座與井眼之間的間隙越小，坐封時封隔器膠筒越不容易從此間隙內(nèi)擠出，也就是封隔器的封隔壓力就越高。但是，膠筒座與井眼之間的間隙越小，封隔器在井眼內(nèi)的通過性能就越差，封隔器在井內(nèi)下入時就越容易發(fā)生阻卡，從而導(dǎo)致施工事故。
[0003]為了解決這個矛盾，在封隔器膠筒座與膠筒間增加一個可以變形的脹環(huán)是一個有效的技術(shù)措施。脹環(huán)在封隔器下入井內(nèi)的過程中其外徑與膠筒座相同，其與井眼間的間隙較大，所以其通過性能較好。封隔器坐封時，膠筒的推力會使脹環(huán)有變形趨勢，當(dāng)推力足夠大時，脹環(huán)就會變形脹大，脹大后的脹環(huán)與井眼間的間隙變小，膠筒不容易從脹環(huán)與井眼間的間隙擠出，從而提高了封隔器的封隔壓力。在推力下可變形的脹環(huán)雖然提高了封隔器的封隔壓力，但由于其在推力下可變形的特點，在井內(nèi)下入過程中，由于井內(nèi)摩擦和井壁不規(guī)則造成的卡掛，脹環(huán)可能提前脹大，造成封隔器異常阻卡，從而導(dǎo)致施工事故。
[0004]為了防止脹環(huán)提前脹大，需要把脹環(huán)的脹大推力設(shè)計得較大，但這又可能使膠筒的推力還未達到脹環(huán)脹大推力時，膠筒就已經(jīng)從脹環(huán)與井眼間隙擠出，從而使脹環(huán)失效。所以設(shè)計合理的脹環(huán)脹大推力是十分重要的，設(shè)計合理的脹環(huán)脹大推力的前提是準確掌握膠筒的變形推力，由于膠筒個體的差異和井眼條件的差異，影響膠筒的變形推力的因素很多，目前的技術(shù)還不能準確掌握。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中封隔器脹環(huán)存在的上述問題，提供一種油氣井封隔器用可控主動脹環(huán)。本實用新型既能避免脹環(huán)在封隔器入井過程中意外脹大，又能確保需要脹大時順利脹大。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種油氣井封隔器用可控主動脹環(huán)，其特征在于:包括接頭、防脹套、防突脹環(huán)和控制閥，所述防脹套通過控制剪釘固定在接頭上，且防脹套內(nèi)壁與接頭外壁通過第一密封圈密封配合，接頭內(nèi)壁上還設(shè)置有用于密封接頭與封隔器中心管之間連接間隙的第二密封圈，防突脹環(huán)設(shè)置在防脹套內(nèi)分別與封隔器膠筒和封隔器中心管配合，控制閥設(shè)置在接頭內(nèi)。[0008]所述控制閥由半中空閥桿和一個帶螺紋的壓帽組成，控制閥設(shè)置在接頭的復(fù)合孔中。
[0009]所述防突脹環(huán)為內(nèi)、外兩層結(jié)構(gòu)，防突脹環(huán)呈喇叭形，防突脹環(huán)的軸向被多個切口均勻分割為多塊，且內(nèi)、外兩層的切口互相錯開，內(nèi)、外兩層的切口在圓周上呈均勻分布狀。
[0010]采用本實用新型的優(yōu)點在于:
[0011 ] 一、本實用新型包括接頭、防脹套、防突脹環(huán)和控制閥，所述防脹套通過控制剪釘固定在接頭上，且防脹套內(nèi)壁與接頭外壁通過第一密封圈密封配合，接頭內(nèi)壁上還設(shè)置有用于密封接頭與封隔器中心管之間連接間隙的第二密封圈，防突脹環(huán)設(shè)置在防脹套內(nèi)分別與封隔器膠筒和封隔器中心管配合，控制閥設(shè)置在接頭內(nèi)，采用此結(jié)構(gòu)，既可以避免封隔器脹環(huán)提前脹大所造成的復(fù)雜情況，又可以使脹大后的脹環(huán)緊貼井壁后沒有縫隙，可有效地防止膠筒在高壓作用下擠出，從而起到了保護膠筒，提高封隔器封隔壓力的效果，解決了封隔器設(shè)計中既需要脹環(huán)來防止膠筒在高壓下被擠出失效，而脹環(huán)在封隔器入井過程中又容易因掛卡被提前脹大，從而使封隔器阻卡，導(dǎo)致質(zhì)量事故的兩難問題。
[0012]二、本實用新型中，所述控制閥由半中空閥桿和一個帶螺紋的壓帽組成，控制閥設(shè)置在接頭的復(fù)合孔中，控制閥能夠以斷開方式把封隔器管柱內(nèi)液體與防脹套和接頭之間的空腔連通。
[0013]三，本實用新型中，所述防突脹環(huán)為內(nèi)、外兩層結(jié)構(gòu)，防突脹環(huán)呈喇叭形，防突脹環(huán)的軸向被多個切口均勻分割為多塊，且內(nèi)、外兩層的切口互相錯開，內(nèi)、外兩層的切口在圓周上呈均勻分布狀，采用此結(jié)構(gòu)，防突脹環(huán)在封隔器入井時被防脹套包圍、約束、徑向不能脹大，不需要其脹大時，無論膠筒作用在其上的推力有多大都不會脹大，而需要其脹大時，通過井口憋壓先把保護套解除，然后僅需很小的膠筒推力即可脹大，從而既能避免脹環(huán)在封隔器入井過程中意外脹大，又能確保需要脹大時順利脹大，既提高了封隔器封隔壓力，又不致造成封隔器意外提前坐封。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]圖中標記為:1、接頭，2、第一密封圈，3、防脹套，4、第二密封圈，5、控制剪釘，6、防突脹環(huán)，7、控制閥，A、封隔器膠筒，B、封隔器中心管。
【具體實施方式】
[0016]實施例1
[0017]一種油氣井封隔器用可控主動脹環(huán)，包括接頭1、防脹套3、防突脹環(huán)6和控制閥7，所述防脹套3通過控制剪釘5固定在接頭I上，且防脹套3內(nèi)壁與接頭I外壁通過第一密封圈2密封配合，接頭I內(nèi)壁上還設(shè)置有用于密封接頭與封隔器中心管之間連接間隙的第二密封圈4，防突脹環(huán)6設(shè)置在防脹套3內(nèi)分別與封隔器膠筒和封隔器中心管配合，控制閥7設(shè)置在接頭I內(nèi)。
[0018]本實用新型中，所述控制閥7由半中空閥桿和一個帶螺紋的壓帽組成，控制閥設(shè)置在接頭的復(fù)合孔中?？刂崎y7為軟金屬制成的半中空桿，控制閥7以斷開方式把封隔器管柱內(nèi)液體與防脹套3和接頭I之間的空腔連通。[0019]本實用新型中，所述防突脹環(huán)6為內(nèi)、外兩層結(jié)構(gòu)，防突脹環(huán)呈喇叭形，防突脹環(huán)的軸向被多個切口均勻分割為多塊，且內(nèi)、外兩層的切口互相錯開，內(nèi)、外兩層的切口在圓周上呈均勻分布狀。所述防突脹環(huán)6在封隔器入井時被防脹套3包圍、約束、徑向不能脹大，且防脹套3入井時被剪釘固定所在位置。
[0020]實施例2
[0021]本實施例結(jié)合附圖對本實用新型做詳細說明。
[0022]本實用新型包括接頭1、第一密封圈2、防脹套3、第二密封圈4、控制剪釘5、防突脹環(huán)6、控制閥7 ;圖中A是封隔器膠筒、B是封隔器中心管，二者不是本實用新型的部件，標識在圖中是為了更清楚地說明本發(fā)明的實現(xiàn)方式。從右到左接頭1、密封圈2、防脹套3、密封圈4、控制剪釘5、防突脹環(huán)6順序連接，內(nèi)裝控制閥7。
[0023]接頭I公扣端用來與管柱相連接，母扣端與封隔器中心管B連接，接頭上有一個徑向的用來安裝控制閥的復(fù)合孔，復(fù)合孔鄰接頭內(nèi)壁端是光孔，鄰?fù)獗诙藙t是螺紋孔；防脹套3是一個液缸，組裝時用剪釘5把它固定在接頭I上，它與接頭I間用第一密封圈2密封；第二密封圈4密封接頭I與封隔器中心管B間的連接間隙。
[0024]防突脹環(huán)6為內(nèi)、外兩層結(jié)構(gòu)，均為喇叭形，軸向被寬度極小的切口均勻地分割為多塊，切口從喇叭口到接近喇叭尾，但未完全切至喇叭尾，以保證防脹套在脹大時不致于散落，組裝時內(nèi)、外兩層的切口互相錯開，使內(nèi)、外兩層的切口在圓周上呈均勻分布狀；控制閥7是由紫銅等較軟的金屬加工成的半中空閥桿和一個帶螺紋的壓帽組成，控制閥7安裝在接頭I的復(fù)合孔中，壓帽壓緊后實現(xiàn)密封。
[0025]本實用新型與封隔器組裝在一起，成為封隔器的一部分。入井時，由于防突脹環(huán)在防脹套的約束下，即使封隔器膠筒對防突脹環(huán)有推力也不會脹大，從而可以避免封隔器脹環(huán)提前脹大所造成的復(fù)雜情況；當(dāng)封隔器需要脹大時，從井口投放膠塞，用工作液頂替膠塞至封隔器位置，頂斷控制閥，液體通過控制閥進入防脹套與接頭間的空間，繼續(xù)頂替膠塞至碰壓，壓力升高，推動防脹套剪斷控制剪釘，防脹套移動一定距離，解除防脹套對防突脹環(huán)的約束，此時防突脹環(huán)極易被脹大，繼續(xù)升高壓力，再剪斷封隔器膠筒坐封剪釘，封隔器膠筒推動防突脹環(huán)脹大，緊貼井壁，而且由于防突脹環(huán)的特殊結(jié)構(gòu)，脹大后的脹環(huán)緊貼井壁后沒有縫隙，可有效地防止膠筒在高壓作用下擠出，從而起到了保護膠筒，提高封隔器封隔壓力的效果。
【權(quán)利要求】
1.一種油氣井封隔器用可控主動脹環(huán)，其特征在于:包括接頭(I)、防脹套(3)、防突脹環(huán)(6)和控制閥(7)，所述防脹套(3)通過控制剪釘(5)固定在接頭(I)上，且防脹套(3)內(nèi)壁與接頭(I)外壁通過第一密封圈(2 )密封配合，接頭(I)內(nèi)壁上還設(shè)置有用于密封接頭與封隔器中心管之間連接間隙的第二密封圈(4)，防突脹環(huán)(6)設(shè)置在防脹套(3)內(nèi)分別與封隔器膠筒和封隔器中心管配合，控制閥(7 )設(shè)置在接頭(I)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油氣井封隔器用可控主動脹環(huán)，其特征在于:所述控制閥(7)由半中空閥桿和一個帶螺紋的壓帽組成，控制閥設(shè)置在接頭的復(fù)合孔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的油氣井封隔器用可控主動脹環(huán)，其特征在于:所述防突脹環(huán)(6)為內(nèi)、外兩層結(jié)構(gòu)，防突脹環(huán)呈喇叭形，防突脹環(huán)的軸向被多個切口均勻分割為多塊，且內(nèi)、外兩層的切口互相錯開，內(nèi)、外兩層的切口在圓周上呈均勻分布狀。
【文檔編號】E21B33/12GK203603833SQ201320801507
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】劉運樓, 李斌 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司