裸眼封隔器及与其配合使用的开孔工具的制作方法

专利名称：裸眼封隔器及与其配合使用的开孔工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及油气田固完井作业使用的封隔器技术领域，是一种裸眼封隔器及与其配合使用的开孔工具。
背景技术：
目前在油田完井、修井、增产作业等施工过程中，经常需要使用封隔器坐挂在 井壁上并封隔地层，以实现分层分段开采、控水堵水、储层改造等目的。现有使用的封 隔器在实际使用过程中存在以下不足结构复杂、部件繁多、加工成本高、现场操作工 艺复杂、工具整体可靠性低、对不规则井壁的适应性差。

发明内容
本发明提供了一种裸眼封隔器及与其配合使用的开孔工具，克服了上述现有技 术之不足，其能有效解决现有油气田固完井作业使用的封隔器存在的结构复杂、不易操 作、可靠性低、对不规则井壁的适应性差的问题。本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的一种裸眼封隔器，包括基 管、上接头、下转换接套、下接头和打开套；基管的上部固定安装有上接头，基管的下 部固定安装有下转换接套，下转换接套的下部固定安装有下接头，下转换接套内壁上有 充填孔，打开套通过挡套剪销固定安装在下转换接套的内腔内并阻塞住充填孔；上接头 和下转换接套之间的基管外部安装有胶筒封隔装置和能够上推挤压胶筒封隔装置的憋压 装置，憋压装置下部有憋压腔并与充填孔相连通。下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进
上述胶筒封隔装置可包括上短接、胶筒、下短接、上挡圈和下挡圈；上短接、胶筒 和下短接自上向下依次套装在基管上，上短接固定安装在上接头下部上，下短接与憋压 装置上部固定连接在一起；胶筒外侧上部固定有上挡圈，胶筒外侧下部固定有下挡圈， 上挡圈上部内壁与基管外侧之间形成上固定环槽，下挡圈下部内壁与基管外侧之间形成 下固定环槽；上短接下部有上压环，上压环套装在上固定环槽内并且上压环的下端面压 紧在胶筒的上端面上，上压环上方的上短接外侧有上盖螺纹并固定安装有能够固定上挡 圈的上压盖；下短接上部有下压环，下压环套装在下固定环槽内并且下压环的上端面压 紧在胶筒的下端面上，下压环下方的下短接外侧有下盖螺纹并固定安装有能够固定下挡 圈的下压盖。上述憋压装置可包括上滑套、下滑套、上筒盖、外筒和下筒盖；下转换接套的 内壁上部有基管螺纹并通过基管螺纹固定安装在基管下部，下转换接套的内壁下部有下 接螺纹并通过下接螺纹固定安装有下接头，下转换接套的外侧下部有下盖螺纹并固定安 装有下筒盖，下筒盖上部固定安装有外筒，外筒上部固定安装有上筒盖，外筒的内壁与 下转换接套的外侧之间有憋压腔，下滑套安装在憋压腔内并能够上下移动，下滑套上部 固定有上滑套，上滑套的上部套装在上筒盖内部并能够上下移动，上滑套的上部与下短接连接在一起；下转换接套的中部外侧有径向的挡套锁销螺孔并安装有挡套剪销，充填 孔位于挡套锁销螺孔上方的下转换接套上，对应基管下端位置的下转换接套内壁上有限 位凸台，限位凸台的上端面顶紧在基管的下端面上，限位凸台下方的下转换接套内壁上 有止回环形卡槽，打开套外侧对应挡套锁销螺孔的位置有挡套限位槽，挡套剪销的内端 顶紧在挡套限位槽的底面上，打开套的外侧上部有下锁环卡槽并安装有下开口环，打开 套的中部外侧面上有解卡环槽；下转换接套上对应解卡环槽上方的位置有卡块孔并安装 有卡块，卡块上方的下滑套上有解卡通孔，下滑套上对应卡块的位置及解卡通孔内端有 卡定环槽，卡定环槽的下端为上大下小的锥形侧推面，卡块的外端位于卡定环槽内并使 下转换接套和下滑套固定连接在一起。
上述基管外部可有止回装置，止回装置包括上转换接套、倒齿环和中转换接 套；上转换接套的内腔中部有限位台，限位台上部的上转换接套内壁上有短接连接螺纹 并通过短接连接螺纹固定安装在下短接下部，限位台下部的上转换接套内壁上有齿环螺 纹并通过齿环螺纹固定安装有倒齿环，齿环螺纹下方的上转换接套内壁上有中套连接螺 纹并通过中套连接螺纹固定安装有中转换接套，中转换接套的下部内壁上有滑套固定螺 纹并通过滑套固定螺纹与上滑套上部固定连接在一起；胶筒中部下方的基管上分布有齿 尖朝向外侧上方的倒卡齿，倒齿环的内部有倒齿孔并套装在基管外部，倒齿孔内壁上有 与倒卡齿相配合的齿环卡齿。
上述下滑套的中部内壁上可有下塞环台，下塞环台的下端面与下转换接套的上 端面之间形成下塞腔，下转换接套外侧与下滑套内壁之间有下套环空，下塞环台的上端 面与上滑套的下端面之间形成中塞腔，解卡通孔通过下套环空与下塞腔相连通；上滑套 的中部外侧上可有上塞环台，上塞环台的下端面与下滑套的上端面之间形成上塞腔，上 塞环台的上端面与上筒盖的下端面之间形成塞顶腔，上筒盖的内壁与上滑套的外侧之间 形成上套环空；下滑套的上部外侧有径向的止位销螺孔并安装有止位剪销，上滑套的下 部外侧对应止位销螺孔的位置有滑套限位槽，止位剪销的内端顶紧在滑套限位槽的底面 上；滑套限位槽下方的上滑套外侧有上锁环卡槽并安装有上开口环，上锁环卡槽下方的 下滑套内壁上有锁环限位槽；上筒盖的上部体内有径向液孔和轴向液孔，径向液孔的内 端与上套环空相连通，径向液孔的外端与轴向液孔的下端相连通，上筒盖的上端面上有 轴向阀孔并安装有单流阀，单流阀包括阀帽、阀簧和阀球，轴向阀孔的下部通过上大下 小的锥形孔与轴向液孔的上端相连通，轴向阀孔的内壁上部有螺纹并固定安装有阀帽， 阀帽的体内有轴向的泄压通孔，阀簧和阀球安装在阀孔内，阀簧的上端顶紧在阀帽的下 端面上，阀簧的下端顶紧在阀球上部，阀球坐在锥形孔内壁上并保持密封。
上述上压盖的下端面可压紧在上挡圈的上端面上，上压环的上端面边缘有上环 卡槽，上压盖的下端面上对应上环卡槽的位置可有上盖限位环并卡紧在上环卡槽内，上 压盖的上部可有径向上盖螺钉孔并固定安装有上盖锁紧螺钉，上短接外侧对应径向上盖 螺钉孔的位置有上盖锁定槽，上盖锁紧螺钉的内端顶紧在上盖锁定槽内；下压盖的上 端面可压紧在下挡圈的下端面上，下压环的下端面边缘有下环卡槽，下压盖的上端面上 对应下环卡槽的位置可有下盖限位环并卡紧在下环卡槽内，下压盖的下部可有径向下盖 螺钉孔并固定安装有下盖锁紧螺钉，下短接外侧对应径向下盖螺钉孔的位置有下盖锁定 槽，下盖锁紧螺钉的内端顶紧在下盖锁定槽内。
上述上短接可通过上固定套、上固套螺钉、上连接套和上连套螺钉固定安装在 上接头上，上短接上部外侧有螺纹并固定安装有上固定套，上固定套下部有径向上固套 螺孔并固定安装有上固套螺钉，上短接与上固定套通过上固套螺钉锁紧在一起，上固定 套上部外侧有凸台，上接头的下部外侧有螺纹并固定安装有上连接套，上连接套的下部 内壁上有卡台，卡台的上端面压紧在凸台的下端面上并使上固定套的上端顶紧在上接头 的下端面上，上连接套下部有径向上连套螺孔并固定安装有上连套螺钉，上连接套与上 固定套通过上连套螺钉锁紧在一起。上述上塞环台外侧面上可有上塞台密封槽并安装有密封圈，上滑套的上部内壁 上有上套凹槽并与基管外侧之间形成上套环形空腔，上滑套的下部内壁形成上套凸台， 上套凸台内壁上有上凸台密封槽并安装有密封圈；下塞环台内壁上可有下塞台密封槽并 安装有密封圈，对应下塞环台位置的下滑套外侧可有中密封凸台，中密封凸台外侧面上 有中凸台密封槽并安装有密封圈；下锁环卡槽下部的打开套外侧面上可有挡套上密封 槽并安装有密封圈，挡套限位槽下方的打开套外侧可有挡套下密封槽并安装有密封圈； 挡套锁销螺孔下方的下转换接套外侧可有下密封环台，下密封环台上部的下转换接套外 侧与外筒的内壁之间形成憋压腔，下密封环台外侧面上可有下环台密封槽并安装有密封 圈，下转换接套下部内壁与下接头上部外侧接触处可有下套密封槽并安装有密封圈。本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的一种与裸眼封隔器配合使用 的开孔工具，包括中心管、挂接套、卡接套和爪套；中心管的中部外侧有限位环台， 中心管位于限位环台上方的部分形成上轴颈，中心管位于限位环台下方的部分形成下轴 颈，挂接套套装在上轴颈外部并且挂接套的下端面压紧在限位环台的上端面上，挂接套 上部外侧有接套凸台；下轴颈外侧有挡套螺纹并固定安装有卡接套，卡接套的上端面顶 紧在限位环台的下端面上，卡接套的上部有卡套挡环，卡套挡环的内壁与限位环台的下 部外侧之间形成环形伸缩腔；挂接套下部外侧有爪套螺纹并固定安装有爪套，爪套的上 端面顶紧在接套凸台的下端面上，爪套的下部套装在环形伸缩腔内并能够上下移动，爪 套的中部沿圆周分布有不少于三个的分瓣槽，相邻两个分瓣槽之间的爪套外侧中部有上 提卡台，上提卡台的上端面和下端面分别为上小下大的上卡台锥面和上大下小的下卡台 锥面，限位环台的上部有能够容纳受挤压变形爪套的环形缓冲凹槽。下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进
上述中心管上部外侧可有螺纹并固定安装有管接头，管接头的内部有管接头腔并与 中心管的内腔相连通，管接头腔的内壁上部可有上连接管螺纹，中心管的下部外侧可有 下连接管螺纹。本发明结构合理而紧凑，其通过上提开孔工具带动打开套上移打开充填孔，使 压力液体驱动憋压装置压缩胶筒封隔装置封隔地层，具有安全可靠、操作简便、对不规 则井壁的适应性好的特点。


附图1为本发明的裸眼封隔器的主视半剖结构示意图。附图2为附图1上部的放大结构示意图。附图3为附图1中部的放大结构示意图。
附图4为附图1下部的放大结构示意图。
附图5为附图1中A-A处的剖视结构示意图。
附图6为附图1中B-B处的剖视结构示意图。
附图7为本发明的开孔工具的主视半剖结构示意图。
附图8为附图7中C-C处的剖视结构示意图。
附图中的编码分别为1为基管，2为上接头，3为下转换接套，4为下接头，5为打开套，6为充填孔，7为挡套剪销，8为憋压腔，9为上短接，10为胶筒，11为下 短接，12为上挡圈，13为下挡圈，14为上压盖，15为下压盖，16为上滑套，17为下滑 套，18为上筒盖，19为外筒，20为下筒盖，21为基管螺纹，22为下接螺纹，23为下盖 螺纹，M为挡套锁销螺孔，25为限位凸台，沈为止回环形卡槽，27为挡套限位槽，28为 下开口环，四为解卡环槽，30为卡块，31为解卡通孔，32为卡定环槽，33为锥形侧推 面，34为上转换接套，35为倒齿环，36为中转换接套，37为限位台，38为短接连接螺 纹，39为齿环螺纹，40为中套连接螺纹，41为滑套固定螺纹，42为倒卡齿，43为倒齿 孔，44为下塞环台，45为下塞腔，46为下套环空，47为中塞腔，48为上塞环台，49为 上塞腔，50为塞顶腔，51为上套环空，52为止位销螺孔，53为止位剪销，M为滑套限位 槽，55为上开口环，56为锁环限位槽，57为径向液孔，58为轴向液孔，59为轴向阀孔， 60为阀帽，61为阀簧，62为阀球，63为泄压通孔，64为上环卡槽，65为上盖限位环， 66为上盖锁紧螺钉，67为下环卡槽，68为下盖限位环，69为下盖锁紧螺钉，70为上固定 套，71为上固套螺钉，72为上连接套，73为上连套螺钉，74为上塞台密封槽，75为上套 凸台，76为上凸台密封槽，77为下塞台密封槽，78为中密封凸台，79为中凸台密封槽， 80为挡套上密封槽，81为挡套下密封槽，82为下密封环台，83为下环台密封槽，84为 下套密封槽，85为中心管85，86为挂接套，87为卡接套，88为爪套，89为限位环台， 90为上轴颈，91为下轴颈，92为接套凸台，93为卡套挡环，94为环形伸缩腔，95为分 瓣槽，96为上提卡台，97为上卡台锥面，98为下卡台锥面，99为环形缓冲凹槽，100为 管接头，101为管接头腔，102为上连接管螺纹，103为下连接管螺纹。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具 体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附 图的布图方式来进行描述的，如上、下、左右等的位置关系是依据说明书附图的布图 方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述实施例1:如附图1、2、3、4所示，该裸眼封隔器包括基管1、上接头2、下转换接 套3、下接头4和打开套5;基管1的上部固定安装有上接头2，基管1的下部固定安装 有下转换接套3，下转换接套3的下部固定安装有下接头4，下转换接套3内壁上有充填 孔6，打开套5通过挡套剪销7固定安装在下转换接套3的内腔内并阻塞住充填孔6;上 接头2和下转换接套3之间的基管1外部安装有胶筒封隔装置和能够上推挤压胶筒封隔装 置的憋压装置，憋压装置下部有憋压腔8并与充填孔6相连通。打开套5能够因开孔工具上提而剪断挡套剪销7并打开充填孔6，基管1内腔内的压力液体由充填孔6进入憋压 腔8，使憋压装置动作而上推胶筒封隔装置，挤压胶筒封隔装置使其沿直径方向膨胀来封 隔地层，具有封隔可靠、对不规则井壁的适应性好的特点。可根据实际需要，对上述裸眼封隔器作进一步优化或/和改进 如附图2、3所示，胶筒封隔装置包括上短接9、胶筒10、下短接11、上挡圈12和下 挡圈13;上短接9、胶筒10和下短接11自上向下依次套装在基管1上，上短接9固定安 装在上接头2下部上，下短接11与憋压装置上部固定连接在一起；胶筒10外侧上部固定 有上挡圈12，胶筒10外侧下部固定有下挡圈13，上挡圈12上部内壁与基管1外侧之间 形成上固定环槽，下挡圈13下部内壁与基管1外侧之间形成下固定环槽；上短接9下部 有上压环，上压环套装在上固定环槽内并且上压环的下端面压紧在胶筒10的上端面上， 上压环上方的上短接9外侧有上盖螺纹并固定安装有能够固定上挡圈12的上压盖14 ；下 短接11上部有下压环，下压环套装在下固定环槽内并且下压环的上端面压紧在胶筒10的 下端面上，下压环下方的下短接11外侧有下盖螺纹23并固定安装有能够固定下挡圈13 的下压盖15。上挡圈12和下挡圈13与胶筒10是固定为一体的，对胶筒10有加强扶持 的作用。如附图3、4、5、6所示，憋压装置包括上滑套16、下滑套17、上筒盖18、外筒 19和下筒盖20 ；下转换接套3的内壁上部有基管螺纹21并通过基管螺纹21固定安装在 基管1下部，下转换接套3的内壁下部有下接螺纹22并通过下接螺纹22固定安装有下接 头4，下转换接套3的外侧下部有下盖螺纹23并固定安装有下筒盖20，下筒盖20上部固 定安装有外筒19，外筒19上部固定安装有上筒盖18，外筒19的内壁与下转换接套3的 外侧之间有憋压腔8，下滑套17安装在憋压腔8内并能够上下移动，下滑套17上部固定 有上滑套16，上滑套16的上部套装在上筒盖18内部并能够上下移动，上滑套16的上部 与下短接11连接在一起；下转换接套3的中部外侧有径向的挡套锁销螺孔24并安装有挡 套剪销7，充填孔6位于挡套锁销螺孔24上方的下转换接套3上，对应基管1下端位置的 下转换接套3内壁上有限位凸台25，限位凸台25的上端面顶紧在基管1的下端面上，限 位凸台25下方的下转换接套3内壁上有止回环形卡槽26，打开套5外侧对应挡套锁销螺 孔24的位置有挡套限位槽27，挡套剪销7的内端顶紧在挡套限位槽27的底面上，打开 套5的外侧上部有下锁环卡槽并安装有下开口环28，打开套5的中部外侧面上有解卡环槽 29；下转换接套3上对应解卡环槽29上方的位置有卡块孔并安装有卡块30，卡块30上 方的下滑套17上有解卡通孔31，下滑套17上对应卡块30的位置及解卡通孔31内端有卡 定环槽32，卡定环槽32的下端为上大下小的锥形侧推面33，卡块30的外端位于卡定环 槽32内并使下转换接套3和下滑套17固定连接在一起。如附图2、3所示，基管1外部有止回装置，止回装置包括上转换接套34、倒齿 环35和中转换接套36;上转换接套34的内腔中部有限位台37，限位台37上部的上转换 接套34内壁上有短接连接螺纹38并通过短接连接螺纹38固定安装在下短接11下部，限 位台37下部的上转换接套34内壁上有齿环螺纹39并通过齿环螺纹39固定安装有倒齿环 35，齿环螺纹39下方的上转换接套34内壁上有中套连接螺纹40并通过中套连接螺纹40 固定安装有中转换接套36，中转换接套36的下部内壁上有滑套固定螺纹41并通过滑套固 定螺纹41与上滑套16上部固定连接在一起；胶筒10中部下方的基管1上分布有齿尖朝向外侧上方的倒卡齿42，倒齿环35的内部有倒齿孔43并套装在基管1外部，倒齿孔43 内壁上有与倒卡齿42相配合的齿环卡齿。通过止回装置能够防止胶筒10因弹性而回复 原状，使其只能被不断压缩而直径变大。如附图3、4所示，下滑套17的中部内壁上有下塞环台44，下塞环台44的下端 面与下转换接套3的上端面之间形成下塞腔45，下转换接套3外侧与下滑套17内壁之间 有下套环空46，下塞环台44的上端面与上滑套16的下端面之间形成中塞腔47，解卡通 孔31通过下套环空46与下塞腔45相连通；上滑套16的中部外侧上有上塞环台48，上 塞环台48的下端面与下滑套17的上端面之间形成上塞腔49，上塞环台48的上端面与上 筒盖18的下端面之间形成塞顶腔50，上筒盖18的内壁与上滑套16的外侧之间形成上套 环空51;下滑套17的上部外侧有径向的止位销螺孔52并安装有止位剪销53，上滑套16 的下部外侧对应止位销螺孔52的位置有滑套限位槽54，止位剪销53的内端顶紧在滑套限 位槽54的底面上；滑套限位槽54下方的上滑套16的外侧有上锁环卡槽并安装有上开口 环55，上锁环卡槽下方的下滑套17内壁上有锁环限位槽56 ；上筒盖18的上部体内有径 向液孔57和轴向液孔58，径向液孔57的内端与上套环空51相连通，径向液孔57的外端 与轴向液孔58的下端相连通，上筒盖18的上端面上有轴向阀孔59并安装有单流阀，单 流阀包括阀帽60、阀簧61和阀球62，轴向阀孔59的下部通过上大下小的锥形孔与轴向 液孔58的上端相连通，轴向阀孔59的内壁上部有螺纹并固定安装有阀帽60，阀帽60的 体内有轴向的泄压通孔63，阀簧61和阀球62安装在阀孔内，阀簧61的上端顶紧在阀帽 60的下端面上，阀簧61的下端顶紧在阀球62上部，阀球62坐在锥形孔内壁上并保持密 封。塞顶腔50通过上套环空51、径向液孔57、轴向液孔58、轴向阀孔59、锥形孔和泄 压通孔63与单流阀外部相连通。通过下塞腔45、上塞腔49、塞顶腔50能够避免下滑套 17和上滑套16上移过程中被卡死，通过单流阀能够使腔内的液体只能单向流出。如附图2、3所示，上压盖14的下端面压紧在上挡圈12的上端面上，上压环的 上端面边缘有上环卡槽64，上压盖14的下端面上对应上环卡槽64的位置有上盖限位环 65并卡紧在上环卡槽64内，上压盖14的上部有径向上盖螺钉孔并固定安装有上盖锁紧螺 钉66，上短接9外侧对应径向上盖螺钉孔的位置有上盖锁定槽，上盖锁紧螺钉66的内端 顶紧在上盖锁定槽内；下压盖15的上端面压紧在下挡圈13的下端面上，下压环的下端面 边缘有下环卡槽67，下压盖15的上端面上对应下环卡槽67的位置有下盖限位环68并卡 紧在下环卡槽67内，下压盖15的下部有径向下盖螺钉孔并固定安装有下盖锁紧螺钉69， 下短接11外侧对应径向下盖螺钉孔的位置有下盖锁定槽，下盖锁紧螺钉69的内端顶紧在 下盖锁定槽内。如附图2所示，上短接9通过上固定套70、上固套螺钉71、上连接套72和上连 套螺钉73固定安装在上接头2上，上短接9上部外侧有螺纹并固定安装有上固定套70， 上固定套70下部有径向上固套螺孔并固定安装有上固套螺钉71，上短接9与上固定套70 通过上固套螺钉71锁紧在一起，上固定套70上部外侧有凸台，上接头2的下部外侧有螺 纹并固定安装有上连接套72，上连接套72的下部内壁上有卡台，卡台的上端面压紧在凸 台的下端面上并使上固定套70的上端顶紧在上接头2的下端面上，上连接套72下部有径 向上连套螺孔并固定安装有上连套螺钉73，上连接套72与上固定套70通过上连套螺钉 73锁紧在一起。通过上固定套70、上固套螺钉71、上连接套72和上连套螺钉73固定上
10短接9不但安装便捷，而且可靠牢固。如附图2、3、4所示，上塞环台48外侧面上有上塞台密封槽74并安装有密封 圈，上滑套16的上部内壁上有上套凹槽并与基管1外侧之间形成上套环形空腔，上滑 套16的下部内壁形成上套凸台75，上套凸台75内壁上有上凸台密封槽76并安装有密封 圈；下塞环台44内壁上有下塞台密封槽77并安装有密封圈，对应下塞环台44位置的下 滑套17外侧有中密封凸台78，中密封凸台78外侧面上有中凸台密封槽79并安装有密封 圈；下锁环卡槽下部的打开套5外侧面上有挡套上密封槽80并安装有密封圈，挡套限位 槽27下方的打开套5外侧有挡套下密封槽81并安装有密封圈；挡套锁销螺孔24下方的 下转换接套3外侧有下密封环台82，下密封环台82上部的下转换接套3外侧与外筒19的 内壁之间形成憋压腔8，下密封环台82外侧面上有下环台密封槽83并安装有密封圈，下 转换接套3下部内壁与下接头4上部外侧接触处有下套密封槽84并安装有密封圈。通过 上塞台密封槽74能够使上塞环台48外侧与外筒19的内壁之间保持密封，上套凹槽和上 套凸台75减小了上滑套16内壁与基管1的外侧间的接触面积和摩擦力，通过上凸台密封 槽76能够使上套凸台75外侧与基管1的外侧之间保持密封；通过下塞台密封槽77能够 使下塞环台44内壁与基管1的外侧之间保持密封，中密封凸台78减小了下滑套17外侧 与外筒19的内壁间的接触面积和摩擦力，通过中凸台密封槽79能够使中密封凸台78外 侧与外筒19的内壁之间保持密封；通过挡套上密封槽80和挡套下密封槽81使打开套5 的上部及下部外侧与下转换接套3内壁之间保持密封，通过下环台密封槽83能够使下密 封环台82外侧与外筒19的内壁下部之间保持密封，通过下套密封槽84能够使下转换接 套3下部内壁与下接头4上部外侧之间保持密封。实施例2:如附图7、8所示，该开孔工具包括中心管85、挂接套86、卡接套87 和爪套88;中心管85的中部外侧有限位环台89，中心管85位于限位环台89上方的部 分形成上轴颈90，中心管85位于限位环台89下方的部分形成下轴颈91，挂接套86套装 在上轴颈90外部并且挂接套86的下端面压紧在限位环台89的上端面上，挂接套86上部 外侧有接套凸台92;下轴颈91外侧有挡套螺纹并固定安装有卡接套87，卡接套87的上 端面顶紧在限位环台89的下端面上，卡接套87的上部有卡套挡环93，卡套挡环93的内 壁与限位环台89的下部外侧之间形成环形伸缩腔94 ；挂接套86下部外侧有爪套螺纹并 固定安装有爪套88，爪套88的上端面顶紧在接套凸台92的下端面上，爪套88的下部套 装在环形伸缩腔94内并能够上下移动，爪套88的中部沿圆周分布有不少于三个的分瓣槽 95，相邻两个分瓣槽95之间的爪套88外侧中部有上提卡台96，上提卡台96的上端面和 下端面分别为上小下大的上卡台锥面97和上大下小的下卡台锥面98，限位环台89的上部 有能够容纳受挤压变形爪套88的环形缓冲凹槽99。上提卡台96进入打开套5的内腔时 遇到压缩后会向分瓣槽95内侧收缩使外径变小，使其顺利通过，当通过后会恢复外径， 从而卡在打开套5的下端带动其一起上移。可根据实际需要，对上述开孔工具作进一步优化或/和改进
如附图7所示，中心管85上部外侧有螺纹并固定安装有管接头100，管接头100的内 部有管接头腔101并与中心管85的内腔相连通，管接头腔101的内壁上部有上连接管螺 纹102，中心管85的下部外侧有下连接管螺纹103。以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
本发明的工作过程是首先，将裸眼封隔器随完井管串一起入井，作业时，将 开孔工具送入到裸眼封隔器下部，使爪套88外侧的上提卡台96套装在打开套5的内腔 内，上卡台锥面97位于打开套5的下端面下方，接着，上提开孔工具，打开套5坐在上 卡台锥面97上，继续上提开孔工具，上提卡台96带动打开套5上移，挡套剪销7被剪 断，打开套5上移使下开口环2卡在止回环形卡槽沈内，打开套5被固定在下转换接套 3上部内腔内，同时卡块30被锥形侧推面33向内推至打开套5的解卡环槽四内，管内 压力液体从充填孔6进入并依次推动下滑套17、上滑套16、中转换接套36、上转换接套 34和下短接11上移，挤压胶筒10使其膨胀；最后，上转换接套34上移的同时带动倒齿 环35上移，齿环卡齿卡在倒卡齿42上，阻止倒齿环35下移，避免了胶筒10因弹性而回Μ. ο
权利要求
1.一种裸眼封隔器，其特征在于包括基管、上接头、下转换接套、下接头和打开 套；基管的上部固定安装有上接头，基管的下部固定安装有下转换接套，下转换接套的 下部固定安装有下接头，下转换接套内壁上有充填孔，打开套通过挡套剪销固定安装在 下转换接套的内腔内并阻塞住充填孔；上接头和下转换接套之间的基管外部安装有胶筒 封隔装置和能够上推挤压胶筒封隔装置的憋压装置，憋压装置下部有憋压腔并与充填孔 相连通。
2.根据权利要求1所述的裸眼封隔器，其特征在于胶筒封隔装置包括上短接、胶筒、 下短接、上挡圈和下挡圈；上短接、胶筒和下短接自上向下依次套装在基管上，上短接 固定安装在上接头下部上，下短接与憋压装置上部固定连接在一起；胶筒外侧上部固定 有上挡圈，胶筒外侧下部固定有下挡圈，上挡圈上部内壁与基管外侧之间形成上固定环 槽，下挡圈下部内壁与基管外侧之间形成下固定环槽；上短接下部有上压环，上压环套 装在上固定环槽内并且上压环的下端面压紧在胶筒的上端面上，上压环上方的上短接外 侧有上盖螺纹并固定安装有能够固定上挡圈的上压盖；下短接上部有下压环，下压环套 装在下固定环槽内并且下压环的上端面压紧在胶筒的下端面上，下压环下方的下短接外 侧有下盖螺纹并固定安装有能够固定下挡圈的下压盖。
3.根据权利要求2所述的裸眼封隔器，其特征在于憋压装置包括上滑套、下滑套、 上筒盖、外筒和下筒盖；下转换接套的内壁上部有基管螺纹并通过基管螺纹固定安装在 基管下部，下转换接套的内壁下部有下接螺纹并通过下接螺纹固定安装有下接头，下转 换接套的外侧下部有下盖螺纹并固定安装有下筒盖，下筒盖上部固定安装有外筒，外筒 上部固定安装有上筒盖，外筒的内壁与下转换接套的外侧之间有憋压腔，下滑套安装在 憋压腔内并能够上下移动，下滑套上部固定有上滑套，上滑套的上部套装在上筒盖内部 并能够上下移动，上滑套的上部与下短接连接在一起；下转换接套的中部外侧有径向的 挡套锁销螺孔并安装有挡套剪销，充填孔位于挡套锁销螺孔上方的下转换接套上，对应 基管下端位置的下转换接套内壁上有限位凸台，限位凸台的上端面顶紧在基管的下端面 上，限位凸台下方的下转换接套内壁上有止回环形卡槽，打开套外侧对应挡套锁销螺孔 的位置有挡套限位槽，挡套剪销的内端顶紧在挡套限位槽的底面上，打开套的外侧上部 有下锁环卡槽并安装有下开口环，打开套的中部外侧面上有解卡环槽；下转换接套上对 应解卡环槽上方的位置有卡块孔并安装有卡块，卡块上方的下滑套上有解卡通孔，下滑 套上对应卡块的位置及解卡通孔内端有卡定环槽，卡定环槽的下端为上大下小的锥形侧 推面，卡块的外端位于卡定环槽内并使下转换接套和下滑套固定连接在一起。
4.根据权利要求3所述的裸眼封隔器，其特征在于基管外部有止回装置，止回装置 包括上转换接套、倒齿环和中转换接套；上转换接套的内腔中部有限位台，限位台上部 的上转换接套内壁上有短接连接螺纹并通过短接连接螺纹固定安装在下短接下部，限位 台下部的上转换接套内壁上有齿环螺纹并通过齿环螺纹固定安装有倒齿环，齿环螺纹下 方的上转换接套内壁上有中套连接螺纹并通过中套连接螺纹固定安装有中转换接套，中 转换接套的下部内壁上有滑套固定螺纹并通过滑套固定螺纹与上滑套上部固定连接在一 起；胶筒中部下方的基管上分布有齿尖朝向外侧上方的倒卡齿，倒齿环的内部有倒齿孔 并套装在基管外部，倒齿孔内壁上有与倒卡齿相配合的齿环卡齿。
5.根据权利要求4所述的裸眼封隔器，其特征在于下滑套的中部内壁上有下塞环台，下塞环台的下端面与下转换接套的上端面之间形成下塞腔，下转换接套外侧与下滑套内 壁之间有下套环空，下塞环台的上端面与上滑套的下端面之间形成中塞腔，解卡通孔通 过下套环空与下塞腔相连通；上滑套的中部外侧上有上塞环台，上塞环台的下端面与下 滑套的上端面之间形成上塞腔，上塞环台的上端面与上筒盖的下端面之间形成塞顶腔， 上筒盖的内壁与上滑套的外侧之间形成上套环空；下滑套的上部外侧有径向的止位销螺 孔并安装有止位剪销，上滑套的下部外侧对应止位销螺孔的位置有滑套限位槽，止位剪 销的内端顶紧在滑套限位槽的底面上；滑套限位槽下方的上滑套外侧有上锁环卡槽并安 装有上开口环，上锁环卡槽下方的下滑套内壁上有锁环限位槽；上筒盖的上部体内有径 向液孔和轴向液孔，径向液孔的内端与上套环空相连通，径向液孔的外端与轴向液孔的 下端相连通，上筒盖的上端面上有轴向阀孔并安装有单流阀，单流阀包括阀帽、阀簧和 阀球，轴向阀孔的下部通过上大下小的锥形孔与轴向液孔的上端相连通，轴向阀孔的内 壁上部有螺纹并固定安装有阀帽，阀帽的体内有轴向的泄压通孔，阀簧和阀球安装在阀 孔内，阀簧的上端顶紧在阀帽的下端面上，阀簧的下端顶紧在阀球上部，阀球坐在锥形 孔内壁上并保持密封。
6.根据权利要求5所述的裸眼封隔器，其特征在于上压盖的下端面压紧在上挡圈的上 端面上，上压环的上端面边缘有上环卡槽，上压盖的下端面上对应上环卡槽的位置有上 盖限位环并卡紧在上环卡槽内，上压盖的上部有径向上盖螺钉孔并固定安装有上盖锁紧 螺钉，上短接外侧对应径向上盖螺钉孔的位置有上盖锁定槽，上盖锁紧螺钉的内端顶紧 在上盖锁定槽内；下压盖的上端面压紧在下挡圈的下端面上，下压环的下端面边缘有下 环卡槽，下压盖的上端面上对应下环卡槽的位置有下盖限位环并卡紧在下环卡槽内，下 压盖的下部有径向下盖螺钉孔并固定安装有下盖锁紧螺钉，下短接外侧对应径向下盖螺 钉孔的位置有下盖锁定槽，下盖锁紧螺钉的内端顶紧在下盖锁定槽内。
7.根据权利要求6所述的裸眼封隔器，其特征在于上短接通过上固定套、上固套螺 钉、上连接套和上连套螺钉固定安装在上接头上，上短接上部外侧有螺纹并固定安装有 上固定套，上固定套下部有径向上固套螺孔并固定安装有上固套螺钉，上短接与上固定 套通过上固套螺钉锁紧在一起，上固定套上部外侧有凸台，上接头的下部外侧有螺纹并 固定安装有上连接套，上连接套的下部内壁上有卡台，卡台的上端面压紧在凸台的下端 面上并使上固定套的上端顶紧在上接头的下端面上，上连接套下部有径向上连套螺孔并 固定安装有上连套螺钉，上连接套与上固定套通过上连套螺钉锁紧在一起。
8.根据权利要求7所述的裸眼封隔器，其特征在于上塞环台外侧面上有上塞台密 封槽并安装有密封圈，上滑套的上部内壁上有上套凹槽并与基管外侧之间形成上套环形 空腔，上滑套的下部内壁形成上套凸台，上套凸台内壁上有上凸台密封槽并安装有密封 圈；下塞环台内壁上有下塞台密封槽并安装有密封圈，对应下塞环台位置的下滑套外侧 有中密封凸台，中密封凸台外侧面上有中凸台密封槽并安装有密封圈；下锁环卡槽下部 的打开套外侧面上有挡套上密封槽并安装有密封圈，挡套限位槽下方的打开套外侧有挡 套下密封槽并安装有密封圈；挡套锁销螺孔下方的下转换接套外侧有下密封环台，下密 封环台上部的下转换接套外侧与外筒的内壁之间形成憋压腔，下密封环台外侧面上有下 环台密封槽并安装有密封圈，下转换接套下部内壁与下接头上部外侧接触处有下套密封 槽并安装有密封圈。
9.一种与权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的裸眼封隔器配合使用的 开孔工具，其特征在于包括中心管、挂接套、卡接套和爪套；中心管的中部外侧有限位 环台，中心管位于限位环台上方的部分形成上轴颈，中心管位于限位环台下方的部分形 成下轴颈，挂接套套装在上轴颈外部并且挂接套的下端面压紧在限位环台的上端面上， 挂接套上部外侧有接套凸台；下轴颈外侧有挡套螺纹并固定安装有卡接套，卡接套的上 端面顶紧在限位环台的下端面上，卡接套的上部有卡套挡环，卡套挡环的内壁与限位环 台的下部外侧之间形成环形伸缩腔；挂接套下部外侧有爪套螺纹并固定安装有爪套，爪 套的上端面顶紧在接套凸台的下端面上，爪套的下部套装在环形伸缩腔内并能够上下移 动，爪套的中部沿圆周分布有不少于三个的分瓣槽，相邻两个分瓣槽之间的爪套外侧中 部有上提卡台，上提卡台的上端面和下端面分别为上小下大的上卡台锥面和上大下小的 下卡台锥面，限位环台的上部有能够容纳受挤压变形爪套的环形缓冲凹槽。
10.根据权利要求9所述的开孔工具，其特征在于中心管上部外侧有螺纹并固定安装 有管接头，管接头的内部有管接头腔并与中心管的内腔相连通，管接头腔的内壁上部有 上连接管螺纹，中心管的下部外侧有下连接管螺纹。
全文摘要
本发明涉及油气田固完井作业使用的封隔器技术领域，是一种裸眼封隔器及与其配合使用的开孔工具，裸眼封隔器包括基管、上接头、下转换接套、下接头和打开套；基管的上部固定安装有上接头，基管的下部固定安装有下转换接套，下转换接套的下部固定安装有下接头，下转换接套内壁上有充填孔，打开套通过挡套剪销固定安装在下转换接套的内腔内；上接头和下转换接套之间的基管外部安装有胶筒封隔装置和憋压装置；开孔工具包括中心管、挂接套、卡接套和爪套。本发明结构合理而紧凑，其通过上提开孔工具带动打开套上移打开充填孔，使压力液体驱动憋压装置压缩胶筒封隔装置封隔地层，具有安全可靠、操作简便、对不规则井壁的适应性好的特点。
文档编号E21B33/128GK102022092SQ20101055155
公开日2011年4月20日 申请日期2010年11月20日 优先权日2010年11月20日
发明者宁世品, 李晓军, 赵继斌, 陈若铭 申请人:中国石油集团西部钻探工程有限公司