双活塞封隔器及管柱采油装置的制作方法

本实用新型涉及封隔器技术领域，尤其是涉及一种双活塞封隔器及管柱采油装置。

背景技术：

封隔器是一种通过弹性密封元件将采油管柱和油井套管之间环形空间封隔的井下工具，通过封隔器可将上下油层分开，达到某种施工目的。

胶筒式封隔器是常用的封隔器之一，胶筒式封隔器通过水压或者机械压力对胶筒进行挤压，使得胶筒沿径向方向膨胀后将管柱和套管之间的空间密封，也即使得封隔器坐封。

现有的胶筒式封隔器多为单级活塞结构，需要很大的液压力才能通过活塞将胶筒挤压到位，耗能大，封隔器坐封较为困难。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种双活塞封隔器及管柱采油装置，以缓解现有胶筒封隔器坐封困难，耗能较大的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案在于：

本实用新型提供的双活塞封隔器，包括中心管体、第一活塞推筒、第二活塞推筒和胶筒组件；

所述第一活塞推筒、所述第二活塞推筒和所述胶筒组件沿所述中心管体的长度方向依次套设于所述中心管体上，所述第一活塞推筒通过所述第二活塞推筒与所述胶筒组件的一端传动连接，所述胶筒组件的另一端与所述中心管体固定连接；

所述第一活塞推筒和所述中心管体之间以及所述第二活塞推筒和所述中心管体之间均设有注液腔室，所述中心管体上设有与所述注液腔室连通的注液孔。

进一步的，所述胶筒组件包括胶筒本体、第一防护帽和第二防护帽；

所述胶筒本体、所述第一防护帽和第二防护帽均套设于所述中心管体上，所述第一防护帽位于所述胶筒本体背离所述第二活塞推筒的一侧，所述第二防护帽位于所述胶筒本体远离所述第二活塞推筒的一侧；所述胶筒本体的一端伸入至所述第一防护帽内，另一端伸入至所述第二防护帽内，所述第二活塞推筒通过所述第二防护帽对所述胶筒本体进行挤压；

所述中心管体上设有限位部，所述第一防护帽支撑于所述限位部上。

进一步的，所述胶筒本体包括多个胶筒单体；

多个所述胶筒单体均套设于所述中心管体上，且位于所述第一防护帽和所述第二防护帽之间，相邻两个所述胶筒单体之间设有分隔体。

进一步的，所述第二活塞推筒和所述第二防护帽之间设有锁止部，所述第二活塞推筒通过所述锁止部与所述第二防护帽抵接；

所述锁止部与所述中心管体活动连接，所述限位部用于限制所述第二防护帽向靠近所述第二活塞推筒的方向移动。

进一步的，所述限位部包括限位锁环和连接套筒；

所述连接套筒的一端与所述第二活塞推筒连接，另一端与所述第二防护帽抵接，所述限位锁环与所述连接套筒固定连接；

所述限位锁环的内壁上设有多个向靠近所述第二活塞推筒一侧倾斜的限位齿，所述中心管体的外壁上设有与所述限位齿配合的限位槽。

进一步的，所述连接套筒包括第一推筒、连接环体和第二推筒；

所述第一推筒的顶端与所述第二活塞推筒连接，所述第一推筒的底端以及所述第二推筒的顶端均与所述连接环体连接，所述第二推筒的底端与所述第二防护帽抵接；

所述连接环体和所述第二推筒之间设有限位区域，所述限位锁环置于所述限位区域内，用于限制所述限位锁环相对于所述连接环体和所述第二推筒移动。

进一步的，所述第二推筒和所述中心管体之间设有剪切销钉；

所述剪切销钉的一端与所述第二推筒连接，另一端与所述中心管体连接。

进一步的，所述中心管体包括转接头、第一连接管和第二连接管；

所述第一连接管的顶端与所述转接头可拆卸连接，所述第一连接管的底端与所述第二连接管可拆卸连接；

所述第一活塞推筒的顶端与所述转接头套接配合，所述第一活塞推筒的底端与所述第一连接管套接配合；所述第二活塞推筒的顶端与所述第一活塞推筒固定连接，所述第二活塞推筒的底端与所述第二连接管套接配合。

进一步的，所述第一连接管的顶端伸入到所述转接头内，并通过螺纹与所述转接头连接；所述第二连接管的顶端伸入到第一连接管内，并通过螺纹与所述第一连接管连接。

本实用新型提供了一种管柱采油装置，包括管柱本体和所述的双活塞封隔器；

所述双活塞封隔器串接于所述管柱本体中。

结合以上技术方案，本实用新型达到的有益效果在于：

本实用新型提供的双活塞封隔器，包括中心管体、第一活塞推筒、第二活塞推筒和胶筒组件；第一活塞推筒、第二活塞推筒和胶筒组件沿中心管体的长度方向依次套设于中心管体上，第一活塞推筒通过第二活塞推筒与胶筒组件的一端传动连接，胶筒组件的另一端与中心管体固定连接；第一活塞推筒和中心管体之间以及第二活塞推筒和中心管体之间均设有注液腔室，中心管体上设有与注液腔室连通的注液孔。

通过在中心管体上套设有第一活塞推筒和第二活塞推筒，且第一活塞推筒通过第二活塞推筒与胶筒组件的一端传动连接，液体通过注液孔进入注液腔室后，推动第一活塞推筒和第二活塞推筒同步对胶筒组件进行挤压，和单级活塞结构相比较，在同等坐封力的条件下使用较小压力的液压源便可满足坐封要求，耗能小，封隔器的坐封更加容易。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的双活塞封隔器的局部剖视图；

图2为图1中a处的结构放大示意图；

图3为图1中b处的结构放大示意图；

图4为图1中c处的结构放大示意图。

图标：100-中心管体；110-转接头；120-第一连接管；130-第二连接管；200-第一活塞推筒；300-第二活塞推筒；400-胶筒组件；410-胶筒本体；411-胶筒单体；412-分隔体；420-第一防护帽；430-第二防护帽；500-注液腔室；510-注液孔；600-限位部；700-锁止部；710-限位锁环；711-限位齿；712-限位槽；720-连接套筒；721-第一推筒；722-连接环体；723-第二推筒；724-剪切销钉。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供了一种双活塞封隔器，包括中心管体100、第一活塞推筒200、第二活塞推筒300和胶筒组件400；第一活塞推筒200、第二活塞推筒300和胶筒组件400沿中心管体100的长度方向依次套设于中心管体100上，第一活塞推筒200通过第二活塞推筒300与胶筒组件400的一端传动连接，胶筒组件400的另一端与中心管体100固定连接；第一活塞推筒200和中心管体100之间以及第二活塞推筒300和中心管体100之间均设有注液腔室500，中心管体100上设有与注液腔室500连通的注液孔510。

具体的，中心管体100设置为包括接头在内的整体或者分体式金属材质管体，第一活塞推筒200、第二活塞推筒300和胶筒组件400均套在中心管体100上，且沿中心管体100的长度方向从上到下依次设置；第一活塞推筒200和第二活塞推筒300均与中心管体100活塞配合，胶筒组件400的底端固定在中心管体100上，第一活塞推筒200和中心管组之间设置有注水腔室，第二活塞推筒300和中心管体100之间也设置有注水腔室，中心管体100上分别设置有与第一活塞推筒200和中心管体100之间的注水腔室以及第二活塞推筒300和中心管体100之间注水腔室连通的注水孔；打压液体通过注水孔进入到注水腔室后，同步推动第一活塞推筒200和第二活塞推筒300对胶筒组件400进行挤压，打压液体优选地设置为高压水。

由于油井的直径是固定的，推筒活塞的直径要和油井的直降相适应而不能做大，在活塞直径无法有效扩大的情况下，通过第一活塞推筒200和第二活塞推筒300相配合，和单个活塞结构相比较，同等的打压液体压力可获得双倍的推力；因此，在同等坐封力的要求下，对打压液体的压力要求更小，利于节能。

本实施例提供的双活塞封隔器，通过在中心管体100上套设有第一活塞推筒200和第二活塞推筒300，且第一活塞推筒200通过第二活塞推筒300与胶筒组件400的一端传动连接，液体通过注液孔510进入注液腔室500后，推动第一活塞推筒200和第二活塞推筒300同步对胶筒组件400进行挤压，和单级活塞结构相比较，在同等坐封力的条件下使用较小压力的液压源便可满足坐封要求，耗能小，封隔器的坐封更加容易。

进一步的，如图1所示，中心管体100包括转接头110、第一连接管120和第二连接管130；第一连接管120的顶端与转接头110可拆卸连接，第一连接管120的底端与第二连接管130可拆卸连接；第一活塞推筒200的顶端与转接头110套接配合，第一活塞推筒200的底端与第一连接管120套接配合；第二活塞推筒300的顶端与第一活塞推筒200固定连接，第二活塞推筒300的底端与第二连接管130套接配合。

具体的，转接头110设置为便于封隔器与采油管柱连接的接头，第一连接管120和第二连接管130均设置为金属材质的管体；第一活塞推筒200的顶端套在转接头110上，转接头110的外壁上设有密封圈，转接头110的外壁通过密封圈与第一活塞推筒200的顶端内壁活塞配合，也即转接头110的外壁与第一活塞推筒200的顶端内壁密封配合且两者可相对滑动，第一活塞推筒200的底端设有台阶面，台阶面套在第一连接管120上，第一活塞推筒200的底端内壁设有密封圈，第一活塞推筒200底端内壁通过密封圈与第一连接管120的外壁活塞配合，转接头110、第一活塞推筒200和第一连接管120之间围成注液腔室500；第二活塞推筒300活塞的结构和第一活塞推筒200的结构相同，第二活塞推筒300的顶端套在第一活塞推筒200上，且第二活塞推筒300的顶端内壁与第一活塞推筒200的底端外壁螺纹连接，第二活塞推筒300的底端套穿过第一连接管120套在第二连接管130上，第二活塞推筒300的底端内壁上设有密封圈，第二活塞推筒300的底端内壁与第二连接管130的外壁活塞配合，且第一连接管120的底端外壁通过密封圈与第二活塞推筒300的内壁活塞配合，第一连接管120、第二连接管130和第二活塞推筒300之间围成有注液腔室500；如图2所示，与第一活塞推筒200和第一连接管120之间的注液腔室500连通的注液孔510设置在第一连接管120上，与第二活塞推筒300和第二连接管130之间的注液腔室500连通的注液孔510设置在第二连接管130上。

进一步的，第一连接管120的顶端伸入到转接头110内，并通过螺纹与转接头110连接；第二连接管130的顶端伸入到第一连接管120内，并通过螺纹与第一连接管120连接。

具体的，第一连接管120的顶端外壁设置有螺纹，转接头110内设有内螺纹，第一连接管120的顶端通过螺纹与转接头110连接，且转接头110和第一连接管120之间设有连接销钉，连接销钉用于限制转接头110和第一连接管120之间相对转动；第一连接管120的底端套在第二连接管130的顶端外，第一连接管120与第二连接管130螺纹连接。

进一步的，如图1和图3所示，胶筒组件400包括胶筒本体410、第一防护帽420和第二防护帽430；胶筒本体410、第一防护帽420和第二防护帽430均套设于中心管体100上，第一防护帽420位于胶筒本体410背离第二活塞推筒300的一侧，第二防护帽430位于胶筒本体410远离第二活塞推筒300的一侧；胶筒本体410的一端伸入至第一防护帽420内，另一端伸入至第二防护帽430内，第二活塞推筒300通过第二防护帽430对胶筒本体410进行挤压；中心管体100上设有限位部600，第一防护帽420支撑于限位部600上。

具体的，限位部600设置在第二连接管130底端的外壁上，限位部600可设置为限位块、限位挡环或其他凸起的限位结构，优选地，限位部600设置为限位挡环，限位挡环套在第二连接管130上，限位挡环与第二连接管130螺纹连接，且限位挡环与第二连接管130之间设置有限制销钉，限位销钉用于限制限位挡环相对于第二连接管130转动。第一防护帽420和第二防护帽430结构相同，均为金属的“帽状”结构，第一防护帽420套在第二连接管130上且支撑在限位部600上，第二防护帽430设于第一防护帽420和第二推筒723活塞之间，胶筒本体410套在第二连接管130上且位于第一防护帽420和第二防护帽430之间，第一防护帽420对胶筒本体410的底端形成包裹状，第二防护帽430对胶筒本体410的顶端形成包裹状；第二活塞推筒300通过第二防护帽430对胶筒本体410向靠近第一防护帽420的方向挤压，通过设置第一防护帽420和第二防护帽430，胶筒本体410的顶端与第二防护帽430的接触面积和胶筒本体410的底端与第一防护帽420的接触面积相同，整个胶筒本体410轴向的两端受力比较均匀，胶筒本体410整体变形一致，胶筒本体410两端均能够承受高压，胶筒本体410不易因为两端承力能力不同而发生损坏。

进一步的，胶筒本体410包括多个胶筒单体411；多个胶筒单体411均套设于中心管体100上，且位于第一防护帽420和第二防护帽430之间，相邻两个胶筒单体411之间设有分隔体412。

具体的，胶筒单体411的数量优选地设置为三个，三个胶筒单体411均套在第二连接管130上，且最上部的胶筒单体411的顶端伸入到第二防护帽430内，最下部胶筒单体411的底端伸入到第一防护帽420内；分隔体412优选地设置为环状的金属隔片，金属隔片套在第二连接管130上且位于相邻的两个胶筒单体411之间，分隔体412用于将相邻的两个胶筒单体411分开，使得相邻两个胶筒单体411在挤压的过程中的变形较一致；第二活塞推筒300通过第二防护帽430对三个胶筒单体411向靠近第一防护帽420的方向施加挤压力，使得三个胶筒单体411沿径向方向发生膨胀，膨胀后与油井套管的内壁之间形成密封，完成封隔器的坐封。

进一步的，第二活塞推筒300和第二防护帽430之间设有锁止部700；第二活塞推筒300通过锁止部700与第二防护帽430抵接，且锁止部700与中心管体100活动连接，限位部600用于限制第二防护帽430向靠近第二活塞推筒300的方向移动。

具体的，锁止部700套在第二连接管130上，锁止部700的顶端与第二活塞推筒300的底端连接，锁止部700的底端与第二防护帽430抵接；第二活塞推筒300通过锁止部700推动第二防护帽430下移，锁止部700用于在封隔器完成坐封后限制第二防护帽430上移，保证了三个胶筒单体411的径向膨胀变形状态，防止了封隔器在使用的过程中自动解封。

进一步的，如图1和图4所示，限位部600包括限位锁环710和连接套筒720；连接套筒720的一端与第二活塞推筒300连接，另一端与第二防护帽430抵接，限位锁环710与连接套筒720固定连接；限位锁环710的内壁上设有多个向靠近第二活塞推筒300一侧倾斜的限位齿711，中心管体100的外壁上设有与限位齿711配合的限位槽712。

具体的，连接套筒720套在第二连接管130外，连接套筒720的顶端可通过螺纹与第二活塞推筒300连接，连接套筒720的底端可与第二防护帽430抵接；限位锁环710套在第二连接管130上且位于连接套筒720和第二连接管130之间，限位锁环710的外壁或者两端与连接套筒720固定连接，使得限位锁环710与连接套筒720能够同步相对于第二连接管130移动；限位锁环710内壁上的限位齿711向左上方倾斜，第二连接管130外壁上的限位槽712也整体向左上方凹陷，限位齿711和限位槽712相配合，限位齿711形成类如倒刺的结构，使得限位锁环710只能相对于第二连接管130下移而不能上移；通过限位齿711和限位槽712相配合的倒刺结构，限制了第二防护帽430相对于第二连接管130上移，也即能够避免封隔器自动解封。

进一步的，如图1所示，连接套筒720包括第一推筒721、连接环体722和第二推筒723；第一推筒721的顶端与第二活塞推筒300连接，第一推筒721的底端以及第二推筒723的顶端均与连接环体722连接，第二推筒723的底端与第二防护帽430抵接；连接环体722和第二推筒723之间设有限位区域，限位锁环710置于限位区域内，用于限制限位锁环710相对于连接环体722和第二推筒723移动。

具体的，第一推筒721、连接环体722和第二推筒723均套在第二连接管130上，第一推筒721和第二推筒723均设置为金属圆筒，第一推筒721的顶端套在第二活塞推筒300的底端外，且第一推筒721与第二活塞推筒300螺纹连接；第一推筒721的底端套在连接环体722的顶端，且第一推筒721与连接环体722销钉连接。连接环体722的底端内挖设有柱形空间，第二推筒723的顶端伸入到柱形空间内，且第二推筒723与连接环体722螺纹连接，第二推筒723的底端与第二防护帽430抵接；第二推筒723的顶端内壁上设有限位凸环，限位凸环和柱形空间之间形成限位区域，限位锁环710的顶端与柱形空间的顶壁抵接，限位锁环710的底端与限位凸环抵接，使得第一推筒721、限位锁环710和第二推筒723三者同步相对于第二连接管130移动。

进一步的，第二推筒723和中心管体100之间设有剪切销钉724；剪切销钉724的一端与第二推筒723连接，另一端与中心管体100连接。

具体的，第二推筒723上设有第一销钉孔，第一销钉孔设置为圆形通孔，第二连接管130的外壁上设置有第二销钉孔，第二销钉孔设置为盲孔，剪切销钉724的一端置于第一销钉孔内，剪切销钉724的另一端置于第二销钉孔内。剪切销钉724设置为多个，多个剪切销钉724沿第二推筒723的圆周方向间隔均匀设置，剪切销钉724的具体数量根据要求的剪切力的大小合理设定。在封隔器需要坐封时，通过第一连接管120上的注液孔510向注液腔室500内打入高压水，使得第一活塞推筒200和第二活塞推筒300的推力依次经第一推筒721、连接环体722和第二推筒723传递至剪切销钉724上并将剪切销钉724剪断，剪切销钉724剪断后，第一活塞推筒200、第二活塞推筒300、第一推筒721、连接环体722和第二推筒723同步下移并通过第二防护帽430对三个胶筒单体411挤压，使得封隔器完成坐封过程。

本实施例提供的双活塞封隔器，通过第一活塞推筒200和第二活塞推筒300相配合，在同等坐封力的要求下，使用更小压力的液压源便可满足封隔器的坐封要求，利于节约能耗；通过第一防护帽420和第二防护帽430分别对胶筒本体410的两端形成包裹状配合，胶筒本体410的两端在挤压的过程中受力均匀，胶筒本体410整体变形较为均匀，利于提高封隔器坐封后与油井套管内壁之间的密封效果。通过限位锁环710上的限位齿711和第二连接管130上的限位槽712相配合，避免了坐封后封隔器自动解封，保持了封隔器坐封功能的可靠性。

实施例2

在上述实施例的基础上，进一步的，本实施例提供了一种管柱采油装置，包括管柱本体和双活塞封隔器；双活塞封隔器串接于管柱本体中。

具体的，管柱采油装置包括管柱本体和采油机等必要的采油器械，管柱本体由多根采油管串联组成，任意相邻两根采油管之间可串联有双活塞封隔器，双活塞封隔器的具体数量根据具体使用需求设定。当封隔器需要解封时，由于双活塞封隔器无锚定器或锚定爪等锚定机构，通过上提管柱本体，使得管柱本体带动双活塞封隔器从油井内拔出，即可完成封隔器的解封；此外，下次使用时通过注液孔510向注液腔室500打入高压水还可使得封隔器正常坐封，也即封隔器可以重复坐封。本实施例提供的管柱采油装置的其它技术效果和上述实施例提供的双活塞封隔器的技术效果相同，此处不在赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。