一种储能式自动坐封封隔器的制作方法

本发明涉及采油工具技术领域，具体地说是一种储能式自动坐封封隔器。

背景技术：

封隔器是油气田开发中一种重要的井下工具，封隔器的常用的坐封方式有液压式、旋转提放式等，其中液压式坐封方式应用较为广泛，但这种方式一般需要完井后在井口施加一定的压力，封隔器坐封机构在油套压差作用下，实现坐封。由于受施工现场条件的限制，很多时候在井口向井下加压需要一定性能的大型设备与外部水源，因此提高了施工成本。如果井下封隔器能够自身储备一定的液压能量，完井后通过井口投送电子标签信号或采用延时控制的方式使其自动坐封，可以简化封隔器完井施工工序，提高施工效率。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种储能式自动坐封封隔器。

本发明的技术方案是：一种储能式自动坐封封隔器，包括胶筒组件、坐封机构、中心管、上接头和下接头，胶筒组件和坐封机构均套装在中心管上，上接头和下接头分别固定连接在中心管的上下两端，坐封机构内设置有坐封活塞，坐封时，坐封活塞在液压推动下沿轴向移动，继而压缩胶筒组件内的胶筒，实现封隔器的坐封，还包括坐封启动机构和蓄能机构；

坐封启动机构，包括电池、电路板、电磁体、永磁体、凡尔和电路安装体，电路安装体套装在中心管上，并在中心管上的台肩的限位作用下不能向上移动，电路安装体的外侧设置有环槽，所述的电池和电路板均设置在所述的环槽内，所述的电磁体、永磁体和凡尔均设置在电路安装体的下侧，电路安装体上设置有用于连通所述环槽与电路安装体下侧空间的过线孔，以及用于连通电路安装体上下两侧的、与所述凡尔配合工作的凡尔孔；

所述的电路安装体的上侧与所述的坐封活塞之间的空腔内充满无压液体，电路安装体的下侧与所述的蓄能机构之间的空腔内充满高压液体a。

蓄能机构，包括衬管、扩张式胶筒、金属套筒、上堵头和下堵头，衬管、扩张式胶筒和金属套筒由内至外依次套装在中心管的外侧，上堵头和下堵头分别套在衬管的上下两端，并套在金属套筒的外侧，衬管和扩张式胶筒之间的间隙内填充有高压液体b，所述的下接头上设置有用于向中心管与衬管之间的缝隙中注入高压液体b的单向阀，衬管上设置有用于连通衬管内外两侧空间的过液孔，所述的高压液体b通过衬管内侧的间隙和所述的过液孔后与所述的高压液体a连通。

蓄能机构，包括弹簧和压缩活塞，二者均套装在中心管上，弹簧位于压缩活塞和下接头之间，压缩活塞的上侧直接与所述的高压液体a接触。

所述的金属套筒的材质为65mn弹簧钢。

本发明具有如下有益效果：本发明在常规液压坐封封隔器基础上，在每套封隔器下部设计了蓄能机构，坐封时，通过电子延时控制方式或井口投送电子标签激发方式，使坐封启动机构中的电磁体通电，电磁体产生与永磁体反相的磁性，永磁体被向前推动并推开凡尔，被蓄能机构预压缩的高压液体a和高压液体b通过凡尔孔进入坐封活塞下侧的空间中，继而推动坐封活塞压缩胶筒，完成封隔器坐封。基于上述结构和原理，封隔器坐封时不用井口打压，因此也不用调用泵车、罐车等大型作业设备，从而降低了施工成本。

附图说明：

图1是本发明的一种实施例的结构示意图；

图2是本发明的另一种实施例的结构示意图；

图3是图1中a处的剖视图；

图4是图1中b处的局部放大图；

图5是图1或图2中坐封启动机构的放大图；

图6是图1中蓄能机构的放大图；

图7是图2中蓄能机构的放大图。

图中1-下接头，2-下堵头，3-衬管，4-高压液体b，5-扩张式胶筒，6-金属套筒，7-上堵头，8-高压液体a，9-电池，10-环槽，11-电路安装体，12-中心管，13-坐封活塞，14-胶筒，15-无压液体，16-上接头，17-电路板，18-永磁体，19-单向阀，20-凡尔，21-电磁体，22-压缩活塞，23-弹簧，24-凡尔孔，25-台肩，26-过液孔。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

实施例一：

如图1所示，本实施例包括胶筒组件、坐封机构、中心管12、上接头16和下接头1，胶筒组件和坐封机构均套装在中心管12上，上接头16和下接头1分别固定连接在中心管12的上下两端，坐封机构内设置有坐封活塞13，坐封时，坐封活塞13在液压推动下沿轴向移动，继而压缩胶筒组件内的胶筒14，实现封隔器的坐封。以上为吸纳有技术中非常常见的结构，在此不再赘述。

本发明的创新点在于：还包括坐封启动机构和蓄能机构。蓄能机构可在封隔器出厂时将封隔器坐封所需能量积蓄在封隔器内，封隔器下至井下的预定位置后，通过电子延时控制方式或井口投送电子标签激发方式，使坐封启动机构动作，将蓄能机构内积蓄的能量释放出来，推动坐封活塞13动作，实现封隔器的坐封。

坐封启动机构，包括电池9、电路板17、电磁体21、永磁体18、凡尔20和电路安装体11，其中，电池9为电路板17和电磁体21供电，供电开始的指令可由电路板17上的延时电路发出，也可通过从井口投放电子标签发出。电路安装体11套装在中心管12上，并在中心管12上的台肩25的限位作用下不能向上移动(不用台肩25限位，改为将电路安装体11固定连接在中心管12上也可)，电路安装体11的外侧设置有环槽10，所述的电池9和电路板17均设置在所述的环槽10内。

所述的电磁体21、永磁体18和凡尔20均设置在电路安装体11的下侧，电路安装体11上设置有用于连通所述环槽10与电路安装体11下侧空间的过线孔，以及用于连通电路安装体11上下两侧的、与所述凡尔20配合工作的凡尔孔24。所述的电路安装体11的上侧与所述的坐封活塞13之间的空腔内充满无压液体15，电路安装体11的下侧与所述的蓄能机构之间的空腔内充满高压液体a8。

坐封时，通过电子延时控制方式或井口投送电子标签激发方式，使坐封启动机构中的电磁体21通电，电磁体21产生与永磁体18反相的磁性，永磁体18被向前推动并推开凡尔20，被蓄能机构预压缩的高压液体a8和高压液体b4通过凡尔孔24进入坐封活塞13下侧的空间中，继而推动坐封活塞13压缩胶筒14，完成封隔器坐封。具体实施过程中，可在中心管12的外侧设置一个用于托住永磁体18的圆台，使永磁体18的运动更加顺畅。另外，凡尔20可采用磁性较小的磁铁制成，便于高压液体的充填。

蓄能机构，包括衬管3、扩张式胶筒5、金属套筒6、上堵头7和下堵头2，衬管3、扩张式胶筒5和金属套筒6由内至外依次套装在中心管12的外侧，上堵头7和下堵头2分别套在衬管3的上下两端，并套在金属套筒6的外侧，衬管3和扩张式胶筒5之间的间隙内填充有高压液体b4，所述的下接头1上设置有用于向中心管12与衬管3之间的缝隙中注入高压液体b4的单向阀19，衬管3上设置有用于连通衬管3内外两侧空间的过液孔26，所述的高压液体b4通过衬管3内侧的间隙和所述的过液孔26后与所述的高压液体a8连通。

上述的蓄能机构通过高压液体b的压力使金属套筒6膨胀，利用膨胀后的金属套筒6的弹性回复力实现能量的储存。这种能量储存方式的特点是，储存的能量大，蓄能机构中不存在可动部件，因此机构运行时不存在卡死或磨损的问题，可靠性高。

为了保证金属套筒6的弹性回复性能，所述的金属套筒6可采用65mn弹簧钢制造，当然，其他能保证所需回复力的材质也可。

实施例二：

如图2所示，本实施例与实施例一的区别仅在于蓄能机构的结构不同。

在本实施例中，蓄能机构包括弹簧23和压缩活塞22，二者均套装在中心管12上，弹簧23位于压缩活塞22和下接头1之间，压缩活塞22的上侧直接与所述的高压液体a8接触。采用弹簧来存储能量的优点是结构简单，制造成本低，装配难度小。