爪套式液压封隔器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及井下作业中封隔器【技术领域】，是一种爪套式液压封隔器，其包括本体、爪套、活塞套和下挡套；本体的上部外壁上固定有环形的限位凸台，限位凸台下方的本体外壁上套装有膨胀总成，膨胀总成的下部外壁上自上而下有外径依次减小的上台阶和下台阶，在下台阶下端的本体外壁上固定安装有上挡环，下台阶的下端座在上挡环的上端面上，下台阶上固定安装有外径与上台阶外径相等的连接套，爪套的外径与连接套的外径相等。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过爪套和活塞套的配合能够有效保证入井过程中封隔器的误座挂，通过液压作用即可使得本实用新型坐封，倒齿的设计防止本实用新型在坐封后的解封，从而保证井下完井作业的有效实施。
【专利说明】爪套式液压封隔器【技术领域】
[0001]本实用新型涉及井下作业中封隔器【技术领域】，是一种爪套式液压封隔器。
【背景技术】
[0002]完井作业是衔接钻井与采油作业的重要技术手段，同时，完井又是风险极大的井下作业，因此，完井作业的成功与否，将直接导致一口井的成败。特别是目前，随着页岩气、致密油等非常规油气田勘探 的不断深入，人们对于进行该类油气藏开发的研究也在不断加强。对于该类油气藏的开发，进行压裂完井也是必不可少的技术手段。不管是常规油气藏的完井还是非常规油气藏油气井的完井作业，一个不可或缺的技术手段就是利用封隔器进行井底储层的隔离作业。在常规油气藏中，利用封隔器进行套管内的环空密封、裸眼储层与管柱之间的密封；在非常规油气藏完井作业中，也需要利用封隔器进行套管内环空密封以及不同储层之间的隔离，因此，封隔器是完井作业中必不可少的技术手段，封隔器的重要性可见一斑。目前，油田现场使用的封隔器，从结构原理来讲大多为液压作用封隔器，这在封隔器的使用上意义均相同；然而，现场所使用的液压封隔器由于未对封隔器的误坐挂进行有效设计，因此，在现场施工过程中，就封隔器技术而言，出现误坐挂的可能性较大，如果在入井过程中出现封隔器的误坐挂，将会给后续完井作业带来很大不便，甚至将会出现该井无法正常施工的恶性事故的发生。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供了一种爪套式液压封隔器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决目前现场使用的液压封隔器容易出现误座挂的问题。
[0004]本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的:一种爪套式液压封隔器，包括本体、爪套、活塞套和下挡套；本体的上部外壁上固定有环形的限位凸台，限位凸台下方的本体外壁上套装有膨胀总成，膨胀总成的下部外壁上自上而下有外径依次减小的上台阶和下台阶，在下台阶下端的本体外壁上固定安装有上挡环，下台阶的下端座在上挡环的上端面上，下台阶上固定安装有外径与上台阶外径相等的连接套，爪套的外径与连接套的外径相等，爪套的上端外壁有环形的安装槽，连接套的下端内壁与安装槽的外壁固定安装在一起，爪套的下端沿圆周固定有至少两个的爪齿，每个爪齿的下端固定有内径和外径均大于爪齿内径和外径的爪头，上台阶上套装有内径分别与连接套外径和爪套外径相配的外筒，对应爪头的外筒内壁上有环槽，外筒的下端内壁上固定有安装筒，安装筒的内径与本体的外径相配，活塞套通过剪切销钉固定安装在安装筒上方的本体外壁上，活塞套的内径和外径分别与本体的外径和外筒的内径相配，活塞套的上端固定有内径和外径均小于活塞套内径和外径的支撑筒，支撑筒的外壁与爪头的内壁紧密贴合，爪头的外端位于环槽内，活塞套上端的本体外壁上固定安装有下挡环，在爪头与下挡环之间的支撑筒上有外通孔，对应外通孔的本体上有内通孔，安装筒下端的本体外壁上固定安装有止退挡环，安装筒的外壁与下挡套的上部内壁固定安装在一起，下挡套的下部内壁上固定有环形的卡台，卡台的上端面与止退挡环的下端面相抵，上挡环与爪套之间的本体外壁上分布有齿尖朝上的倒齿，上挡环与爪套之间的连接套内壁上固定有环形的环台，环台与爪套之间的连接套内壁上分别有齿尖朝上的倒齿，在本体、连接套、环台和爪套之间形成的环形空腔内安装有止退环，止退环的内壁上分布有与本体外壁上的倒齿相配的齿尖朝下的倒齿，止退环的外壁上分布有与连接套内壁上的倒齿相配的齿尖朝下的倒齿。
[0005]下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进:
[0006]上述膨胀总成包括护套、上橡胶罩、下橡胶罩、活动套和橡胶筒；护套的下端外侧固定有护套下凸缘，上橡胶罩的下端外侧上固定有橡胶罩下凸缘，下橡胶罩的上端外侧固定有橡胶罩上凸缘，活动套的上端外侧固定有活动套上凸缘，活动套的外壁上自上而下有外径依次减小的上台阶和下台阶，限位凸台下方的本体外壁上套装有护套，护套下方的本体外壁上套装有上橡胶罩并且护套下凸缘压紧在上橡胶罩的上端外壁上，上橡胶罩下方的本体外壁上套装有橡胶筒并且橡胶罩下凸缘压紧在橡胶筒的上端外壁上，橡胶筒下方的本体外壁上套装有下橡胶罩并且橡胶罩上凸缘压紧在橡胶筒的下端外壁上，下橡胶罩下方的本体外壁上通过剪钉固定安装有活动套并且活动套上凸缘压紧在下橡胶罩的下端外壁上，上橡I父罩和橡I父筒的上端硫化在一起，下橡I父罩和橡I父筒的下端硫化在一起。
[0007]上述在上台阶上方的活动套上有径向的上压力孔。
[0008]上述在活塞套和安装筒之间的外筒上有径向的下压力孔。
[0009]上述在活动套的内壁与本体的外壁之间固定安装有密封圈,活动套的外壁与外筒的内壁之间固定安装有密封圈，爪套的内壁与本体的外壁之间固定安装有密封圈，爪套的外壁与外筒的内壁之间固定安装有密封圈，活塞套的内壁与本体的外壁之间固定安装有密封圈，活塞套的外壁与外筒的内壁之间固定安装有密封圈。
[0010]上述下台阶上通过螺纹固定安装有外径与上台阶外径相等的连接套，连接套的下端内壁与安装槽的外壁通过螺纹固定安装在一起，安装筒的外壁与下挡套的上部内壁通过螺纹固定安装在一起。
[0011]本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过爪套和活塞套的配合能够有效保证入井过程中封隔器的误座挂，通过液压作用即可使得本实用新型坐封，倒齿的设计防止本实用新型在坐封后的解封，从而保证井下完井作业的有效实施。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]附图1为本实用新型最佳实施例的主视半剖视结构示意图。
[0013]附图2为本实用新型中支撑筒与爪头脱离时的工作状态主视半剖视结构示意图。
[0014]附图3为本实用新型中橡胶筒膨胀时的工作状态主视半剖视结构示意图。
[0015]附图4为本实用新型中爪套+爪齿+爪头的主视半剖视放大结构示意图。
[0016]附图中的编码分别为:1为本体，2为限位凸台，3为上台阶，4为下台阶，5为上挡环，6为连接套,7为爪套,8为安装槽,9为爪齿，10为爪头，11为外筒，12为环槽,13为安装筒，14为活塞套，15为支撑筒，16为下挡环，17为外通孔，18为内通孔，19为止退挡环,20为下挡套，21为卡台，22为环台，23为止退环，24为剪切销钉，25为护套，26为护套下凸缘，27为上橡胶罩，28为橡胶罩下凸缘,29为下橡胶罩,30为橡胶罩上凸缘,31为活动套,32为活动套上凸缘，33为橡胶筒，34为上压力孔，35为下压力孔，36为密封圈，37为剪钉。【具体实施方式】
[0017]本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0018]在本实用新型中，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1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。
[0019]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述:
[0020]如附图1、4所示，该爪套式液压封隔器包括本体1、爪套7、活塞套14和下挡套20 ；本体I的上部外壁上固定有环形的限位凸台2，限位凸台2下方的本体I外壁上套装有膨胀总成，膨胀总成的下部外壁上自上而下有外径依次减小的上台阶3和下台阶4，在下台阶4下端的本体I外壁上固定安装有上挡环5，下台阶4的下端座在上挡环5的上端面上，下台阶4上固定安装有外径与上台阶3外径相等的连接套6，爪套7的外径与连接套6的外径相等，爪套7的上端外壁有环形的安装槽8，连接套6的下端内壁与安装槽8的外壁固定安装在一起，爪套7的下端沿圆周固定有至少两个的爪齿9，每个爪齿9的下端固定有内径和外径均大于爪齿9内径和外径的爪头10，上台阶3上套装有内径分别与连接套6外径和爪套7外径相配的外筒11，对应爪头10的外筒11内壁上有环槽12，外筒11的下端内壁上固定有安装筒13，安装筒13的内径与本体I的外径相配，活塞套14通过剪切销钉24固定安装在安装筒13上方的本体I外壁上，活塞套14的内径和外径分别与本体I的外径和外筒11的内径相配，活塞套14的上端固定有内径和外径均小于活塞套14内径和外径的支撑筒15，支撑筒15的外壁与爪头10的内壁紧密贴合，爪头10的外端位于环槽12内，活塞套14上端的本体I外壁上固定安装有下挡环16，在爪头10与下挡环16之间的支撑筒15上有外通孔17，对应外通孔17的本体I上有内通孔18，安装筒13下端的本体I外壁上固定安装有止退挡环19，安装筒13的外壁与下挡套20的上部内壁固定安装在一起，下挡套20的下部内壁上固定有环形的卡台21，卡台21的上端面与止退挡环19的下端面相抵，上挡环5与爪套7之间的本体I外壁上分布有齿尖朝上的倒齿，上挡环5与爪套7之间的连接套6内壁上固定有环形的环台22，环台22与爪套7之间的连接套6内壁上分别有齿尖朝上的倒齿，在本体
1、连接套6、环台22和爪套7之间形成的环形空腔内安装有止退环23，止退环23的内壁上分布有与本体I外壁上的倒齿相配的齿尖朝下的倒齿，止退环23的外壁上分布有与连接套6内壁上的倒齿相配的齿尖朝下的倒齿。在本体I中部设计有倒齿结构，其可与止退环23上设计的倒齿结构有效啮合；通过爪套7及活塞套14的有效配合，可有效防止本实用新型的误坐封，保证在本实用新型入井过程的顺利进行；通过液压作用即可使得本实用新型坐封，保证完井作业的顺利进行；本实用新型作为完井管串的一部分安装在完井管串上，整个完井管串按照设计位置下入到设计井深位置；在下入过程中，为了避免本实用新型的提前误坐封，在本实用新型中设计了爪套7 (如图1、4所示)，爪头10的外端位于环槽12内，支撑筒15将爪头10压入环槽12内，这样能够使活塞套14起到对爪套7的支撑作用；通过爪套7与外筒11和活塞套14之间的有效配合，保证了本实用新型入井的顺利进行，有效避免了在下井过程中由于操作不当或其它特殊情况造成本实用新型的误座挂；因为出现误坐挂的前提是爪头10从外筒11上设计的环槽12内脱离，由于活塞套14对爪头10起到支撑作用，且活塞套14通过剪切销钉24及下挡环16进行轴向定位，因此，在下入井过程中爪头10无法从外筒11的环槽12内脱离，从而有效避免了在下入过程中本实用新型的误坐挂；当本实用新型按照设计位置下入到井深预定位置后，通过投球憋压作业使得高压流体通过本实用新型本体I上设计的内通孔18进入本实用新型内部，在高压流体的作用下，剪切销钉24被剪断，活塞套14下行至安装筒13的上端面处，此时，支撑筒15与爪头10脱离(如图2所示)，地面继续进行打压作业，在高压流体的驱动下，爪套7上行，爪头10从外筒11内的环槽12脱离(如图3所示)，驱动膨胀总成沿径向膨胀，当膨胀到与外层套管(或裸眼)紧密贴合后，即可实现了本实用新型的坐封；为了避免在本实用新型坐封后放置解封现象的发生，在本实用新型的本体中部设计有倒齿结构，其可与止退环23上设计的倒齿结构有效啮合，当爪套7向上运动挤胀膨胀总成时，止退环23随着爪套7及连接套6 —起上行，在上行过程中，止退环23与本体I处设计的倒齿结构随时都紧密地啮合在一起，从而防止了在泄压后连接套6及爪套7下行的可能，保证了本实用新型良好的坐封。
[0021]可根据实际需要，对上述爪套式液压封隔器作进一步优化或/和改进:
[0022]如附图1所示，膨胀总成包括护套25、上橡胶罩27、下橡胶罩29、活动套31和橡胶筒33 ;护套25的下端外侧固定有护套下凸缘26，上橡胶罩27的下端外侧上固定有橡胶罩下凸缘28,下橡胶罩29的上端外侧固定有橡胶罩上凸缘30,活动套31的上端外侧固定有活动套上凸缘32，活动套31的外壁上自上而下有外径依次减小的上台阶3和下台阶4，限位凸台2下方的本体I外壁上套装有护套25，护套25下方的本体I外壁上套装有上橡胶罩27并且护套下凸缘26压紧在上橡胶罩27的上端外壁上，上橡胶罩27下方的本体I外壁上套装有橡胶筒33并且橡胶罩下凸缘28压紧在橡胶筒33的上端外壁上，橡胶筒33下方的本体I外壁上套装有下橡胶罩29并且橡胶罩上凸缘30压紧在橡胶筒33的下端外壁上，下橡胶罩29下方的本体I外壁上通过剪钉37固定安装有活动套31并且活动套上凸缘32压紧在下橡胶罩29的下端外壁上，上橡胶罩27和橡胶筒33的上端硫化在一起，下橡胶罩29和橡I父筒33的下端硫化在一起。
[0023]如附图1所示，在上台阶3上方的活动套31上有径向的上压力孔34。当连接套6上移的过程中，上压力孔34能够保证下橡胶罩29和活动套31顺利的上移，保证橡胶筒33的顺利膨胀。
[0024]如附图1所示，在活塞套14和安装筒13之间的外筒11上有径向的下压力孔35。下压力孔35的设计，使得当活塞套14下移时，避免活塞套14下方的空腔压缩压力增大造成活塞套14难以下移的现象，保证了活塞套14的顺利下移。
[0025]如附图1所示，在活动套31的内壁与本体I的外壁之间固定安装有密封圈36，活动套31的外壁与外筒11的内壁之间固定安装有密封圈36，爪套7的内壁与本体I的外壁之间固定安装有密封圈36，爪套7的外壁与外筒11的内壁之间固定安装有密封圈36，活塞套14的内壁与本体I的外壁之间固定安装有密封圈36，活塞套14的外壁与外筒11的内壁之间固定安装有密封圈36。
[0026]如附图1所示，下台阶4上通过螺纹固定安装有外径与上台阶3外径相等的连接套6，连接套6的下端内壁与安装槽8的外壁通过螺纹固定安装在一起，安装筒13的外壁与下挡套20的上部内壁通过螺纹固定安装在一起。螺纹连接方便安装与拆卸。
[0027]以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，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。
【权利要求】
1.一种爪套式液压封隔器，其特征在于包括本体、爪套、活塞套和下挡套；本体的上部外壁上固定有环形的限位凸台，限位凸台下方的本体外壁上套装有膨胀总成，膨胀总成的下部外壁上自上而下有外径依次减小的上台阶和下台阶，在下台阶下端的本体外壁上固定安装有上挡环，下台阶的下端座在上挡环的上端面上，下台阶上固定安装有外径与上台阶外径相等的连接套，爪套的外径与连接套的外径相等，爪套的上端外壁有环形的安装槽，连接套的下端内壁与安装槽的外壁固定安装在一起，爪套的下端沿圆周固定有至少两个的爪齿，每个爪齿的下端固定有内径和外径均大于爪齿内径和外径的爪头，上台阶上套装有内径分别与连接套外径和爪套外径相配的外筒，对应爪头的外筒内壁上有环槽，外筒的下端内壁上固定有安装筒，安装筒的内径与本体的外径相配，活塞套通过剪切销钉固定安装在安装筒上方的本体外壁上，活塞套的内径和外径分别与本体的外径和外筒的内径相配，活塞套的上端固定有内径和外径均小于活塞套内径和外径的支撑筒，支撑筒的外壁与爪头的内壁紧密贴合，爪头的外端位于环槽内，活塞套上端的本体外壁上固定安装有下挡环，在爪头与下挡环之间的支撑筒上有外通孔，对应外通孔的本体上有内通孔，安装筒下端的本体外壁上固定安装有止退挡环，安装筒的外壁与下挡套的上部内壁固定安装在一起，下挡套的下部内壁上固定有环形的卡台，卡台的上端面与止退挡环的下端面相抵，上挡环与爪套之间的本体外壁上分布有齿尖朝上的倒齿，上挡环与爪套之间的连接套内壁上固定有环形的环台，环台与爪套之间的连接套内壁上分别有齿尖朝上的倒齿，在本体、连接套、环台和爪套之间形成的环形空腔内安装有止退环，止退环的内壁上分布有与本体外壁上的倒齿相配的齿尖朝下的倒齿，止退环的外壁 上分布有与连接套内壁上的倒齿相配的齿尖朝下的倒齿。
2.根据权利要求1所述的爪套式液压封隔器，其特征在于膨胀总成包括护套、上橡胶罩、下橡胶罩、活动套和橡胶筒；护套的下端外侧固定有护套下凸缘，上橡胶罩的下端外侧上固定有橡胶罩下凸缘，下橡胶罩的上端外侧固定有橡胶罩上凸缘，活动套的上端外侧固定有活动套上凸缘，活动套的外壁上自上而下有外径依次减小的上台阶和下台阶，限位凸台下方的本体外壁上套装有护套，护套下方的本体外壁上套装有上橡胶罩并且护套下凸缘压紧在上橡胶罩的上端外壁上，上橡胶罩下方的本体外壁上套装有橡胶筒并且橡胶罩下凸缘压紧在橡胶筒的上端外壁上，橡胶筒下方的本体外壁上套装有下橡胶罩并且橡胶罩上凸缘压紧在橡胶筒的下端外壁上，下橡胶罩下方的本体外壁上通过剪钉固定安装有活动套并且活动套上凸缘压紧在下橡胶罩的下端外壁上，上橡胶罩和橡胶筒的上端硫化在一起，下橡胶罩和橡I父筒的下端硫化在一起。
3.根据权利要求2所述的爪套式液压封隔器，其特征在于在上台阶上方的活动套上有径向的上压力孔。
4.根据权利要求2或3所述的爪套式液压封隔器，其特征在于在活塞套和安装筒之间的外筒上有径向的下压力孔。
5.根据权利要求2或3所述的爪套式液压封隔器，其特征在于在活动套的内壁与本体的外壁之间固定安装有密封圈，活动套的外壁与外筒的内壁之间固定安装有密封圈，爪套的内壁与本体的外壁之间固定安装有密封圈，爪套的外壁与外筒的内壁之间固定安装有密封圈，活塞套的内壁与本体的外壁之间固定安装有密封圈，活塞套的外壁与外筒的内壁之间固定安装有密封圈。
6.根据权利要求4所述的爪套式液压封隔器，其特征在于在活动套的内壁与本体的外壁之间固定安装有密封圈，活动套的外壁与外筒的内壁之间固定安装有密封圈，爪套的内壁与本体的外壁之间固定安装有密封圈，爪套的外壁与外筒的内壁之间固定安装有密封圈，活塞套的内壁与本体的外壁之间固定安装有密封圈，活塞套的外壁与外筒的内壁之间固定安装有密封圈。
7.根据权利要求1或2或3所述的爪套式液压封隔器，其特征在于下台阶上通过螺纹固定安装有外径与上台阶外径相等的连接套，连接套的下端内壁与安装槽的外壁通过螺纹固定安装在一起，安装筒的外壁与下挡套的上部内壁通过螺纹固定安装在一起。
8.根据权利要求4所述的爪套式液压封隔器，其特征在于下台阶上通过螺纹固定安装有外径与上台阶外径相等的连接套，连接套的下端内壁与安装槽的外壁通过螺纹固定安装在一起，安装筒的外壁与下挡套的上部内壁通过螺纹固定安装在一起。
9.根据权利要求5所述的爪套式液压封隔器，其特征在于下台阶上通过螺纹固定安装有外径与上台阶外径相等的连接套，连接套的下端内壁与安装槽的外壁通过螺纹固定安装在一起，安装筒的外壁与下挡套的上部内壁通过螺纹固定安装在一起。
10.根据权利要求6所述的爪套式液压封隔器，其特征在于下台阶上通过螺纹固定安装有外径与上台阶外径相等的连接套，连接套的下端内壁与安装槽的外壁通过螺纹固定安装在一起，安装筒的 外壁与下挡套的上部内壁通过螺纹固定安装在一起。
【文档编号】E21B33/126GK203515446SQ201320553437
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月7日 优先权日:2013年9月7日
【发明者】穆总结, 宋朝晖, 李晓军, 王新, 高本文 申请人:中国石油集团西部钻探工程有限公司