专利名称：桶型卡瓦封隔器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油气田开发过程中用于封隔油层的桶型卡瓦封隔器。
现有技术使用的卡瓦式封隔器，锚定部分均采用单向或双向的分瓣卡瓦结构，一般为三、四片卡瓦周向上均布，由于卡瓦与套管的接触面积受卡瓦片面积的限制，使得套管受力不均匀，在有些井中由于封隔器的一般承压25MPa以下，出现封隔器锚定不稳而密封失效；或卡死、取不出，造成大修作业等情况，同时这类卡瓦易使套管发生变形、损伤。目前的封隔器密封部分不装隔环或安装平板式隔环，使胶筒容易密封失效，有效期短。
本实用新型的目的在于提供一种有效解决卡瓦与套管接触面积小，承压级别25MPa以下，封隔器锚定不稳而密封失效及卡瓦易卡死，座封、解封不灵活的问题，并将隔环改为楔形打孔结构，增加了胶筒密封性的桶型卡瓦封隔器。
本实用新型是这样实现的由上接头1、内中心管2、防坐剪钉3、卡簧4、连接套5、压缩套6、卡簧套7、O型密封圈Ⅰ8、O型密封圈Ⅱ9、顶接10、外中心管11、保护环12、胶筒13、隔环14、传压套15、剪钉16、卡块17、上锥体18、卡瓦19、下锥体20、剪销21、压帽22组成，上接头1与内中心管2连接，卡簧4位于连接套5与压缩套6之间，连接套5上端与上接头1间装有防座剪钉3，下端与卡簧套7之间连接，压缩套6与顶接10上有O型圈密封圈8、9，外中心管11与传压套15间有剪钉16，外中心管11外有胶筒13，胶筒13与顶接10之间有保护套12，卡瓦19与上锥体18、下锥体20连接，上锥体18与传压套15连接，上锥体18与内中心管2间装有卡块17，传压套15与外中心管11之间通过剪钉16连接，剪销(21)装入内中心管2上的槽中，其下方为下锥体20，剪销21下方为压帽22。
卡瓦为桶形结构，上、下卡瓦合为一个整体，卡瓦与上、下锥体间内齿啮合。
卡瓦外表面开锯齿形外齿，卡瓦上、下两部分外齿方向相反。
内中心管2上开槽。
卡簧4上带琐齿。
压缩套6与顶接10上各有两道“O”型胶圈8、9。
隔环14为楔形，上面有4个孔。
本实用新型的优点在于采用桶形卡瓦彻底地改变了套管的受力状况，显著加大了卡瓦与套管的物理接触面积，减少了卡瓦与套管的接触应力，减少了对套管的损伤，避免了套管变形。
设计的楔形打孔隔环14，使胶筒在扩、压两种作用下坐封，并确保两胶筒坐封时压力平衡。使封隔器的耐温耐压有很大的提高。
封隔器总长较短，组装方便，动作灵活，施工方便。
卡瓦为桶形结构，上、下卡瓦合为一个整体，卡瓦与上、下锥体间靠内齿啮合；卡瓦外表面开锯齿形外齿，卡瓦上、下两部分外齿方向相反，对套管起双向锚定作用；轴向开槽，均布于整个卡瓦，使卡瓦与套管间作用力均匀分布。这种卡瓦彻底地改变了套管的受力状况，显著加大了卡瓦与套管的物理接触面积，减少了卡瓦与套管的接触应力，减少了对套管的损伤，避免了套管变形；密封部分采用扩压式胶筒加肩部保护结构，将以往封隔器胶筒间的平板式隔环改为楔形隔环14，并在楔形隔环上打4个孔，使胶筒在扩、压两种力作用下坐封，并确保两胶筒坐封时压力平衡，从而保证了封隔器的密封性；采用逐级坐封、逐级解封机构。坐封封隔器时，在不同压力下，先坐死卡瓦19，再坐封胶筒13，实现逐级座封；解封时上提管柱先部分解开胶筒13，释放卡瓦19，继续上提，靠内中心管2上的卡块(17)带动外中心管(11)上提，完全解封胶筒(13)，从而实现逐级解封。分解了封隔器解封时的负荷，保证封隔器能够顺利地取出，同时免除了有些井中的封隔器卡死、取不出，造成大修作业的危险性。
图1为本实用新型的结构示意图。
以下结合附图详细说明本实用新型的具体结构封隔器的上接头1和下接头23与油井油管相连，卡簧4上带琐齿，装在连接套5与压缩套6之间，连接套5上端与上接头1间装有防座剪钉3，下端与卡簧套7之间为普通螺纹连接，压缩套6与顶接10上各有两道“O”型胶圈8、9，使其与内中心管2，卡簧套7之间密封。当封隔器按设计要求下到预定位置后，从油管加液压4～6MPa，液压通过内中心管2上的传压孔，推动顶接10、卡簧套7、外中心管11、胶筒13、传压套15、上锥体18、卡瓦19一起向下运动，剪断防座剪钉，撑开卡瓦，使卡瓦座死，锁紧机构中的卡簧4，沿卡簧套7运动、锁紧，然后油管继续加压15～20MPa，剪断外中心管11与传压套15间的剪钉16，使顶接10、胶筒13、卡簧套7、外中心管11与传压套15、上锥体18产生相对运动而脱开，坐封胶筒，锁紧机构中的卡簧4，沿卡簧套7继续运动、锁紧，保证胶筒13密封油套环形空间。
卡瓦19与上锥体18、下锥体20之间靠内齿连接，上锥体18与传压套15间用普通螺纹连接，上锥体18与内中心管2间装有卡块17，传压套15与外中心管11之间靠剪钉16连接，内中心管2上开槽，装入剪销21，并用下锥体20压紧，剪销21下方靠压帽22顶紧。上提内中心管2，剪断剪销21，使下锥体20、卡瓦19、上锥体18下移，释放胶筒13部分压缩力，部分解开胶筒13，内中心管2继续上提，卡瓦19下部失去支撑与套管脱开，从而释放卡瓦19，同时内中心管挂住卡块17，带动外中心管11、顶接10上移，使胶筒13完全解封，管柱顺利起出。
权利要求1．桶型卡瓦封隔器，由上接头(1)、内中心管(2)、防坐剪钉(3)、卡簧(4)、连接套(5)、压缩套(6)、卡簧套(7)、O型密封圈Ⅰ(8)、O型密封圈Ⅱ(9)、顶接(10)、外中心管(11)、保护环(12)、胶筒(13)、隔环(14)、传压套(15)、剪钉(16)、卡块(17)、上锥体(18)、卡瓦(19)、下锥体(20)、剪销(21)、压帽(22)组成，其特(6)之间，连接套(5)上端与上接头(1)间装有防座剪钉(3)，下端与卡簧套(7)连接，压缩套(6)与顶接(10)上有O型圈密封圈(8)、(9)，外中心管(11)与传压套(15)间有剪钉(16)，外中心管(11)外有胶筒(13)，胶筒(13)与顶接(10)之间有保护套(12)，卡瓦(19)与上锥体(18)、下锥体(20)连接，上锥体(18)与传压套(15)连接，上锥体(18)与内中心管(2)间装有卡块(17)，传压套(15)与外中心管(11)之间通过剪钉(16)连接，剪销(21)装入内中心管(2)上的槽中，其下方为下锥体(20)，剪销(21)下方为压帽(22)。
2．根据权利要求1所述的桶型卡瓦封隔器，其特征在于卡瓦(19)为桶形结构，卡瓦(19)为一个整体，卡瓦(19)与上、下锥体(18)、(20)间内齿啮合。
3．根据权利要求1所述的桶型卡瓦封隔器，其特征在于卡瓦(19)外表面开锯齿形外齿，卡瓦上、下两部分外齿方向相反。
4．根据权利要求1所述的桶型卡瓦封隔器，其特征在于内中心管(2)上开槽。
5．根据权利要求1所述的桶型卡瓦封隔器，其特征在于卡簧(4)上带琐齿。
6．根据权利要求1所述的桶型卡瓦封隔器，其特征在于压缩套(6)与顶接(10)上各有两道“O”型胶圈(8)、(9)。
7．根据权利要求1所述的桶型卡瓦封隔器，其特征在于隔环(14)为楔形，上面有4个孔。
专利摘要一种油气田开发过程中用于封隔油层的桶型卡瓦封隔器,由防坐剪钉3、卡簧4、卡瓦19、下锥体20等组成,连接套5上端与上接头1间装有防座剪钉3,上锥体18与内中心管2间装有卡块17,采用桶形卡瓦彻底地改变了套管的受力状况,显著加大了卡瓦与套管的物理接触面积,减少了卡瓦与套管的接触应力,减少了对套管的损伤,避免了套管变形,楔形打孔隔环14,使胶筒在扩、压两种作用下坐封,并确保两胶筒坐封时压力平衡。使封隔器的耐温耐压有很大的提高。
文档编号E21B33/12GK2458420SQ0025907
公开日2001年11月7日 申请日期2000年11月10日 优先权日2000年11月10日
发明者程心平, 强华, 党伟 申请人:大港油田集团钻采工艺研究院