可取可钻锚定式封隔器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了可取可钻锚定式封隔器，包括上接头、内中心管、外中心管、下接头，所述丢手机构包括丢手剪钉座，所述剪钉座通过丢手剪钉与卡瓦机构的上卡瓦座相连接，在外中心管外至上而下依次设置卡瓦机构、胶筒密封组件、坐封机构，所述上解封解卡机构包括设置在内中心管下端的外凸缘、第一解封销钉，所述外凸缘通过密封圈与外中心管内壁密封配置，所述外凸缘的外径大于丢手剪钉座内径，所述卡瓦机构的上卡瓦座通过第一解封销钉固定设置在上接头上。本发明操作简单、结构合理，集锚定与密封于一体，与常规管柱工具相比减少了管柱中密封件，减少漏失可能性，且具备上提解封解卡、丢手、可钻铣功能，减小解卡难度，节约施工时间及费用。50?D
【专利说明】
可取可钻锚定式封隔器
【技术领域】
[0001]本发明涉及可取可钻锚定式封隔器。
【背景技术】
[0002]注水井在长期使用过程中，由于井下结盐、结垢、腐蚀等因素使井下管柱和工具掩埋、卡瓦和锚爪收不回等，使管柱遇卡。不得不动用专用设备进行打捞和钻铣，如果打捞钻铣封隔器不成，就有可能造成水井报废，带来较大的经济损失。据统计江汉油田2010年I月至2011年8月之间对带封隔器的管柱的井共进行维护作业约103 口，其中30 口井存在解卡困难的现象。有21 口因无法解卡而采取倒扣打捞或磨铣，平均施工周期为37天，平均打捞井下工具时间为11天，部分井采取大修作业完成，施工周期甚至长达数月之久。其余9 口井因考虑作业难度、成本和风险而被迫封井、打塞封层或搁置作业。
[0003]为了应对管柱解卡，必须得采用封隔器材料易钻技术。江汉油田也应有了四机赛瓦公司研制的插管封隔器，该工具是一种可钻铣的封隔器，分两趟下入管柱，一趟下入封隔器坐封后丢手，一趟下入插管插入插管封隔器中，可进行酸化、压裂、高压注水、堵水等措施施工，重新作业时抽出插管，钻铣掉插管封隔器，这种工具技术能够有效的解卡管柱。但是每趟管柱采用钻铣，无形中增加了施工费用，且钻头也对套管造成伤害。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中存在的不足提供一种集锚定与密封于一体，降低了解卡难度的可取可钻锚定式封隔器。
[0005]本发明所采用的技术方案为:可取可钻锚定式封隔器，其特征在于包括上接头、与上接头相连接的内中心管、套于内中心管外的外中心管、与外中心管下端相连接的下接头、卡瓦机构、丢手机构、胶筒密封组件、坐封机构、锁紧机构以及上解封解卡机构，所述丢手机构包括安设在上接头的下端与外中心管的上端之间的丢手剪钉座，所述剪钉座通过丢手剪钉与卡瓦机构的上卡瓦座相连接，在外中心管外至上而下依次设置卡瓦机构、胶筒密封组件、坐封机构，所述锁紧机构通过坐封机构的坐封销钉固定在下接头上，且与坐封机构的下端相连，所述上解封解卡机构包括设置在内中心管下端的外凸缘、第一解封销钉，所述外凸缘通过密封圈与外中心管内壁密封配置，所述外凸缘的外径大于丢手剪钉座内径，使丢手剪钉座的下端面相对外凸缘形成一个止挡台肩，所述卡瓦机构的上卡瓦座通过第一解封销钉固定设置在上接头上。
[0006]按上述技术方案，还设置有下解封解卡机构，所述下解封解卡机构包括在下接头上设置的径向锁块孔、在锁块孔中安设的锁块、设置在锁块外周的箍簧以及在内中心管下端设置的喇叭口，所述内中心管的喇叭口延伸至下接头内且位于锁块孔的下方，在箍簧的预紧力作用下使锁块紧贴内中心管外壁。
[0007]按上述技术方案，所述喇叭口的外缘为与下接头相贴合的外斜面，当内中心管上行时，喇叭口的外斜面迫使锁块内缩于径向锁块孔内，同时喇叭口外斜面滑过锁块，锁块在箍簧作用下弹出；喇叭口的裙边为一个直角，当内中心管下行时受锁块阻挡。
[0008]按上述技术方案,还包括油套连通机构,所述油套连通机构包括在内中心管外凸缘密封圈下方设置的进液孔，在外中心管的上端设置有过流孔，当内中心管上提至丢手剪钉座处，外中心管上的过流孔与内中心管的进液孔连通，使油套连通，构成反洗井通道。
[0009]按上述技术方案，所述外中心管的下端设置有弹簧爪，内中心管的外凸缘支撑弹簧爪的下端，将弹簧爪的下端设置的外螺纹与下接头内螺纹连接，使外中心管与下接头保持连接状态。
[0010]按上述技术方案，卡瓦机构上卡瓦座、卡瓦、下卡瓦座，所述卡瓦为单向向下的卡瓦，所述卡瓦通过燕尾槽嵌入在卡瓦座上，其倒置于胶筒密封组件的上方。
[0011]按上述技术方案，所述坐封机构包括活塞套和设置在活塞套与外中间管之间的活塞和支撑套组成，所述活塞套的上端与胶筒密封组件相连，下端与锁紧机构相连。
[0012]按上述技术方案，所述锁紧机构包括锁块座、锁套、锁环和背环，所述锁套的上端与活塞套相连接，下端与锁块座相连接，所述锁块座通过坐封销钉与套装在下接头上的销钉座相连接；所述背环通过第二解封销钉固定设置在下接头上，背环的上端设置锥面与锁环的内孔相配置，在下接头上对应背环上端锥面设置止挡台阶，锁环安设在背环上端锥面与止挡台阶所形成的环形凹槽中，锁环为C形环，外周设有棘齿或锯齿外螺纹，与锁套内孔设置的棘齿或锯齿内螺纹相配置。
[0013]本发明所取得的有益效果为:
1、本发明操作简单、结构合理，具备上提管柱和下放管柱解卡功能、丢手、可钻铣功能，降低了解卡难度，延长了管柱的使用寿命，节约了施工时间及费用；
2、本发明集锚定与密封于一体，将卡瓦设置与胶筒上方锚定管柱，且与常规水力锚相t匕，大幅度减少了密封件，减少漏失可能性，增加管柱有效期；
3、本发明具备连通油套功能；即上提管柱带动内中心管上行一定行程使反洗通道与进液通道连通即可连通油套，使油套压力平衡，同时也可以进行反洗井，有利于管柱解封解卡;
4、本发明部分零部件使用易钻铣材料。管柱能够可上提解封解卡，在管柱无法起出的情况下，丢手封隔器，下入钻铣工具，将封隔器钻铣掉。可节省大修时间、施工费用；也可避免部分井因为大修不成而报废。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明的结构示意图。
[0015]图2为图1中的A-A向剖视图。
[0016]
[0017]
[0018]
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0020]如图1所示，本实施例提供的一种可取可钻锚定式封隔器包括上接头1、与上接头I相连接的内中心管4、套于内中心管4外的外中心管13、下接头18、卡瓦机构、丢手机构、胶筒密封组件、坐封机构、锁紧机构、上解封解卡机构、下解封解卡机构、油套连通机构，所述丢手机构包括安设在上接头I下端与外中心管13的上端之间的环形丢手剪钉座3，所述剪钉座3通过丢手剪钉6与卡瓦机构的上卡瓦座5相连接，在外中心管13外至上而下依次设置卡瓦机构、胶筒密封组件、坐封机构，所述锁紧机构设置在下接头18上，并通过坐封机构的坐封销钉固定在下接头18上，且与坐封机构的下端相连，其中，外中心管13下端设置有弹簧爪16，弹簧爪16下端有外螺纹与下接头18螺纹相连，内中心管4作为一个解锁部件支撑弹簧爪，使外中心管与下接头保持连接状态。
[0021]所述卡瓦机构包括上卡瓦座5、卡瓦7、下卡瓦座8，所述卡瓦7为单向向下的卡瓦，倒置胶筒上方，卡瓦7有六片，卡瓦7通过燕尾槽嵌入卡瓦座8内。
[0022]所述胶筒密封组件包括胶筒10、保护碗11、上胶筒座、下胶筒座12，保护碗11位于胶筒10的两端，上胶筒座与上卡瓦座5相连，下胶筒座12的下端与坐封机构活塞套15连接。
[0023]所述坐封机构包括活塞套15和设置在活塞套15与外中间管之间的活塞14和支撑套，所述活塞套15的上端与胶筒密封组件相连，下端与锁紧机构相连。
[0024]所述锁紧机构包括坐封剪钉套、锁套22、锁环19、背环20和坐封剪钉座，所述锁套22的上端与活塞套15相连接，下端与坐封剪钉套相连接，所述坐封剪钉套通过坐封剪钉23与套装在下接头上的坐封剪钉座相连接；所述背环20通过第二解封销钉21固定设置在下接头18上，通过剪断第二解封销钉21也可以达到解封的目的；背环20的上端设置锥面与锁环19的内孔相配置，在下接头18上对应背环20上端锥面设置止挡台阶，锁环19安设在背环20上端锥面与止挡台阶所形成的环形凹槽中，锁环19为C形环，外周设有锯齿外螺纹，与锁套22内孔设置的锯齿内螺纹相配置。
[0025]所述上解封解卡机构包括设置在内中心管4下端的外凸缘、第一解封销钉2，所述外凸缘通过密封圈与外中心管13内壁密封配置，所述外凸缘的外径大于丢手剪钉座3内径，使丢手剪钉座3的下端面相对外凸缘形成一个止挡台肩，所述卡瓦机构的上卡瓦座通过第一解封销钉固定设置在上接头上。
[0026]所述下解封解卡机构包括在下接头上设置的径向锁块孔、在锁块孔中安设的锁块
17、设置在锁块外周的箍簧以及在内中心管下端设置的喇叭口，所述内中心管的喇叭口延伸至下接头内且位于锁块孔的下方，在箍簧的预紧力作用下使锁块17紧贴内中心管4的外壁。其中，所述喇叭口的外缘为与下接头相贴合的斜面，当内中心管4上行时，喇叭口的外斜面可以迫使锁块内缩于下接头的径向锁块孔内，同时喇叭口斜面穿过锁块。锁块17在箍簧作用下弹出，但是受锁块内台阶影响不会离开下接头。内中心管4喇叭口裙边为一个直角，当内中心管4下行时候受锁块阻挡。给予封隔器内中心管向下撞击行程，迫使封隔器下卡瓦座解卡。
[0027]所述油套连通机构包括在内中心管4外凸缘密封圈下方设置的进液孔，在外中心管13的上端设置有过流孔，当内中心管4上提至丢手剪钉座处，外中心管13上的过流孔与内中心管的进液孔连通，使油套连通，构成反洗井通道。
[0028]本发明中，外中心管13、卡瓦7、上、下卡瓦座、胶筒密封组件、活塞组件、锁紧机构、下接头等零部件采用易钻铣材料(例如球墨铸铁材料)制成。
[0029]将本发明连接油管下入设计深度后，油管蹩压，使油套之间形成压差，使图1中所述的活塞14产生推力，随着压力升高产生的推力越大，活塞14带动活塞套15以及锁套22剪断坐封剪钉23，继续推动压缩三个橡胶密封件10以及推动下卡瓦座8，使卡瓦7向外伸出锚定套管，三个橡胶密封件10密封油套环空，同时活塞14带动活塞套15以及锁套22向上运动，使锁环19和锁套22相互入锁，防止泄压后胶筒密封组件回弹，其示意图如图2所示。继续提高油管内压力，剪断坐封球座和球篮26上剪钉，球座芯子与钢球随之落入接球篮内，使油管与地层建立通道。实现酸化、压裂、注水等措施目的。
[0030]当可取可钻锚定式封隔器需要解封解卡时，上提管柱一定负荷剪断第一解封剪钉2，抽出内中心管4运动一定行程9，使内中心管4上的外凸缘挂住丢手剪钉座3的下端止挡台肩，由于丢手剪钉座3通过丢手剪钉6与上卡瓦座5相连，从而带动上卡瓦座5上行使之解卡，由于抽出内中心管4的同时使外中心管下端弹性爪16失去支撑，脱开了与下接头18的连接，方便解卡。如无法解卡，也可进行反洗井，由于内中心管4抽出而使进液孔与反洗通道连通，使油套压力平衡，同时也可以进行反洗井，有利于管柱解封解卡；如仍旧无法解卡，由于内中心管4抽出过程中，在箍簧的作用下，锁块17内收，以致再下放管柱其内中心管4下端撞击锁块17，迫使下接头18带动锁套22、活塞套15、下胶筒座12、下卡瓦座8下行，强行使三个橡胶密封件10、卡瓦7缩回。然后上提管柱观察是否解卡，如还是无法解卡，上提更高负荷通过丢手剪钉座3转移到丢手剪钉6上，提断丢手剪钉6，即可实现丢手，提出部件有上接头1、内中心管4、丢手剪钉座3。下步下入打捞管柱或者下入套铣筒进行套铣打捞。
【权利要求】
1.可取可钻锚定式封隔器，其特征在于包括上接头、与上接头相连接的内中心管、套于内中心管外的外中心管、与外中心管下端相连接的下接头、卡瓦机构、丢手机构、胶筒密封组件、坐封机构、锁紧机构以及上解封解卡机构，所述丢手机构包括安设在上接头的下端与外中心管的上端之间的环形丢手剪钉座，所述剪钉座通过丢手剪钉与卡瓦机构的上卡瓦座相连接，在外中心管外至上而下依次设置卡瓦机构、胶筒密封组件、坐封机构，所述锁紧机构通过坐封机构的坐封销钉固定在下接头上，且与坐封机构的下端相连，所述上解封解卡机构包括设置在内中心管下端的外凸缘、第一解封销钉，所述外凸缘通过密封圈与外中心管内壁密封配置，所述外凸缘的外径大于丢手剪钉座内径，使丢手剪钉座的下端面相对外凸缘形成一个止挡台肩，所述卡瓦机构的上卡瓦座通过第一解封销钉固定设置在上接头上。
2.根据权利要求1所述的可取可钻锚定式封隔器，其特征在于还设置有下解封解卡机构，所述下解封解卡机构包括在下接头上设置的径向锁块孔、在锁块孔中安设的锁块、设置在锁块外周的箍簧以及在内中心管下端设置的喇叭口，所述内中心管的喇叭口延伸至下接头内且位于锁块孔的下方，在箍簧的预紧力作用下使锁块紧贴内中心管外壁。
3.根据权利要求2所述的可取可钻锚定式封隔器，其特征在于所述喇叭口的外缘为与下接头相贴合的外斜面，当内中心管上行时，喇叭口的外斜面迫使锁块内缩于径向锁块孔内，同时喇叭口外斜面滑过锁块，锁块在箍簧作用下弹出；喇叭口的裙边为一个直角，当内中心管下行时受锁块阻挡。
4.根据权利要求1或2所述的可取可钻锚定式封隔器，其特征在于还包括油套连通机构，所述油套连通机构包括在内中心管外凸缘密封圈下方设置的进液孔，在外中心管的上端设置有过流孔，当内中心管上提至丢手剪钉座处，外中心管上的过流孔与内中心管的进液孔连通，使油套连通，构成反洗井通道。
5.根据权利要求1或2所述的可取可钻锚定式封隔器，其特征在于所述外中心管的下端设置有弹簧爪，内中心管的外凸缘支撑弹簧爪的下端，将弹簧爪的下端设置的外螺纹与下接头内螺纹连接，使外中心管与下接头保持连接状态。
6.根据权利要求1或2所述的可取可钻锚定式封隔器，其特征在于卡瓦机构上卡瓦座、卡瓦、下卡瓦座，所述卡瓦为单向向下的卡瓦，所述卡瓦通过燕尾槽嵌入在卡瓦座上，其倒置于胶筒密封组件的上方。
7.根据权利要求4所述的可取可钻锚定式封隔器，其特征在于所述坐封机构包括活塞套和设置在活塞套与外中间管之间的活塞和支撑套组成，所述活塞套的上端与胶筒密封组件相连，下端与锁紧机构相连。
8.根据权利要求7所述的可取可钻锚定式封隔器，其特征在于所述锁紧机构包括锁块座、锁套、锁环和背环，所述锁套的上端与活塞套相连接，下端与锁块座相连接，所述锁块座通过坐封销钉与套装在下接头上的销钉座相连接；所述背环通过第二解封销钉固定设置在下接头上，背环的上端设置锥面与锁环的内孔相配置，在下接头上对应背环上端锥面设置止挡台阶，锁环安设在背环上端锥面与止挡台阶所形成的环形凹槽中，锁环为C形环，外周设有棘齿或锯齿外螺纹，与锁套内孔设置的棘齿或锯齿内螺纹相配置。
【文档编号】E21B33/129GK104213868SQ201410415171
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】管斌, 徐峰, 程忱, 黄进, 熊力坤 申请人:中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司采油工艺研究院