一种自助解封封隔器的制作方法

1.本实用新型涉及一种油田井下封隔设备，尤其是一种用于封闭油管与套管之间的环形空间的压缩式封隔器。


背景技术：

2.油田在注水井及油井测压作业时，需要使用注水封隔器将油管与套管之间的环形空间封闭，注水封隔器多采用y341系列压缩式封隔器。现有技术中的y341系列压缩式封隔器主要由中心管、压缩胶筒、坐封机构构成，封隔器解封时需要上提油管，将解封剪钉剪断，使胶筒释放，达到解封目的。但是，在实际生产使用过程中，套管结垢、套管变形、油层出砂、胶筒破损和解封操作不当均会导致上提管柱时注水封隔器不能及时解封，发生卡井事故，影响了油水井的正常生产时间，而且，在卡钻事故处理过程中，如果处理方法不当，也会给原井管柱的结构造成损伤和破坏，易诱发套管变形、穿孔等不良后果，增加了油水井作业成本，造成不必要的经济损失，而且存在一定的作业风险。


技术实现要素：

3.实用新型要解决的技术问题是：提供一种自助解封封隔器，当该封隔器不能通过正常上提管柱解封、发生卡井时，组装在封隔器上的自助解封机构可以帮助封隔器顺利解封、解卡，该自助解封封隔器解卡时操作简单，无需专用的解卡工具就可以解卡，解卡过程不会对套管造成损伤，适用于注水井及测压井管柱使用。
4.解决技术问题所采取的技术方案：一种自助解封封隔器，包括具有中心管、解封剪钉的压缩式封隔机构，在中心管的上端接有自助解封机构，所述自助解封机构包括在油管上提时储存动能的弹性蓄能装置，和让蓄能装置储存的动能瞬间释放、使中心管加速上提形成冲击力、将解封剪钉剪断的阻尼装置。
5.作为本实用新型的进一步改进方案：所述弹性蓄能装置包括上接头，在上接头外通过螺纹套接有蓄能外管，在上接头内设有可以沿上接头内壁滑动的蓄能中心管，在蓄能中心管外套装有可以沿蓄能中心管外壁滑动的挡帽，蓄能外管的下端通过螺纹套接在挡帽的外圆周，从而在上接头的下端与挡帽的上端形成弹簧腔，在弹簧腔内的蓄能中心管上套装有蓄能弹簧，在蓄能弹簧与上接头之间设有阻止蓄能中心管向下滑动的挡环。
6.作为本实用新型的进一步改进方案：所述阻尼装置包括通过螺纹套接在蓄能中心管下端的阻尼中心管，阻尼中心管的下端通过螺纹套接在塞管内，在挡帽下方的蓄能中心管上套装有可以在蓄能中心管上滑动的提拉接头，在提拉接头外通过螺纹套接有连接套，在连接套的下端通过螺纹套接有阻尼外管，阻尼外管的下端通过螺纹内接过渡接头，过渡接头的下端通过螺纹套接封隔机构的中心管，连接套下端的内壁与阻尼中心管主体部分的外壁滑动密封配合，塞管主体部分的外壁与过渡接头的内壁滑动密封配合，由阻尼中心管的外壁、阻尼外管的内壁、连接套的下端面、过渡接头的上端面、塞管的上端面、塞管上段的外壁构成一个封闭的液压腔，在液压腔内充有液压油，在塞管与阻尼中心管连接部的环形
凸台上设有一个与阻尼外管内壁滑动密封配合的隔套，隔套的外径大于环形凸台的外径，在液压腔上端设有阻尼释放段，阻尼释放段的阻尼外管内径大于隔套外径，阻尼释放段的长度大于隔套的长度。
7.作为本实用新型的进一步改进方案：在提拉接头上设有多个轴向的通孔。
8.作为本实用新型的进一步改进方案：所述隔套为皮碗形隔套。
9.作为本实用新型的进一步改进方案：在提拉接头设有接受阻尼中心管上端撞击的环形平面，阻尼装置启动前环形平面到阻尼中心管上端面的距离小于隔套上端面到连接套下端面的距离。
10.作为本实用新型的进一步改进方案：在连接套下端的内壁上开有密封环槽，在密封环槽内嵌装有密封胶圈。
11.作为本实用新型的进一步改进方案：在连接套下段设有使连接套与蓄能中心管之间的环形空间内的液体排出的排液孔。
12.作为本实用新型的进一步改进方案：所述隔套为具有单向阀功能的隔套。
13.作为本实用新型的进一步改进方案：在阻尼中心管下端设有安装隔套的收缩段，使隔套在收缩段可以上下滑动，在隔套上设有多个可以由塞管上端面封闭的导油孔。
14.有益效果：本实用新型的自助解封封隔器，由于采用了在中心管的上端接有自助解封机构，所述自助解封机构包括在油管上提时储存动能的弹性蓄能装置，和让蓄能装置储存的动能瞬间释放、使中心管加速上提形成冲击力、将解封剪钉剪断的阻尼装置的技术方案，通过阻尼装置将蓄能装置储存的动力瞬间释放、叠加到上提管柱的力量上，瞬时形成强大的向上冲击力，将解封剪钉剪断、使胶筒释放，达到解封、解卡的目的，该自助解封封隔器解卡时操作简单，无需专用的解卡工具就可以解卡，解卡过程不会对套管造成损伤，适用于注水井及测压井管柱使用。由于采用了所述蓄能装置包括上接头，在上接头外通过螺纹套接有蓄能外管，在上接头内设有可以沿上接头内壁滑动的蓄能中心管，在蓄能中心管外套装有可以沿蓄能中心管外壁滑动的挡帽，蓄能外管的下端通过螺纹套接在挡帽的外圆周，从而在上接头的下端与挡帽的上端形成弹簧腔，在弹簧腔内的蓄能中心管上套装有蓄能弹簧，在弹簧与上接头之间设有阻止蓄能中心管向下滑动的挡环的技术特征，通过弹簧来储存动能，不但结构简单、制造成本低，而且稳定性、可靠性更好。由于采用了液压阻尼装置，工作时在液压腔的液压油对隔套形成阻尼作用，当隔套上行至阻尼释放段时，会突然解除阻尼约束，从而将弹性蓄能装置储存的能量瞬间释放，形成将解封剪钉剪断的冲击力，使封隔器解封、解卡，因此，本实用新型的自助解封封隔器实现了用机械结构来控制能量释放，使得结构更简单，解卡操作更方便，可靠性更高。由于采用了在提拉接头上设有多个轴向的通孔、在连接套下段设有使连接套与蓄能中心管之间的环形空间内的液体排出的排液孔的技术特征，可以防止上提管柱时，连接套内的液体形成阻力。由于采用了所述隔套为皮碗形隔套的技术特征，使得隔套与阻尼外管的密封配合更好，阻尼效果更好。由于采用了在提拉接头设有接受阻尼中心管上端撞击的环形平面，阻尼装置启动前环形平面到阻尼中心管上端面的距离小于隔套上端面到连接套下端面的距离的技术特征，可以防止隔套直接撞击到阻尼外管和连接套而发生变形、损伤，影响密封效果。由于采用了所述隔套为具有单向阀功能的隔套，使本实用新型的自助解封封隔器一次解卡不成功，可以下放油管、使隔套、弹簧复位后，再次上提油管进行连续多次进行自助解卡操作，最终达到将封隔器解封、解
卡。由于采用了在阻尼中心管下端设有安装隔套的收缩段，使隔套在收缩段可以上下滑动，在隔套上设有多个可以由塞管上端面封闭的导油孔的技术特征，在确保单向阀功能的前提下，不增加阻尼装置的零件数目、从而使结构更简单、紧凑，可靠性更好，制成成本更低。
附图说明
15.下面结合附图对本实用新型的自助解封封隔器作进一步的详细说明。
16.图1是本实用新型的自助解封封隔器坐封前的轴向剖面结构图；
17.图2是本实用新型的自助解封封隔器中隔套部分放大结构图；
18.图3是本实用新型的自助解封封隔器在油管上提过程中蓄能装置存储能量时自助解封机构的轴向剖面结构图；
19.图4是本实用新型的自助解封封隔器在油管上提过程中阻尼装置释放时自助解封机构的轴向剖面结构图。
具体实施方式
20.如图1所示，本实用新型的自助解封封隔器，包括具有中心管11、解封剪钉12的压缩式封隔机构1，在中心管的上端接有自助解封机构，所述自助解封机构包括在油管上提时储存动能的弹性蓄能装置2，和让弹性蓄能装置储存的动能瞬间释放、使中心管加速上提形成冲击力、将解封剪钉剪断的阻尼装置3。
21.所述弹性蓄能装置包括上接头21，在上接头外通过螺纹套接有蓄能外管23，在上接头内设有可以沿上接头内壁滑动的蓄能中心管22，在蓄能中心管外套装有可以沿蓄能中心管外壁滑动的挡帽27，蓄能外管的下端通过螺纹套接在挡帽的外圆周，从而在上接头的下端与挡帽的上端形成弹簧腔26，在弹簧腔内的蓄能中心管上套装有蓄能弹簧25，在蓄能弹簧与上接头之间设有阻止蓄能中心管向下滑动的挡环24，在蓄能中心管外壁设有与挡环配合的环台或环槽。
22.所述阻尼装置包括通过螺纹套接在蓄能中心管下端的阻尼中心管35，阻尼中心管的下端通过螺纹套接在塞管37内，在挡帽下方的蓄能中心管上套装有可以在蓄能中心管上滑动的提拉接头31，在提拉接头上设有多个轴向的通孔311，在接拉接头外通过螺纹套接有连接套32，在连接套的下端通过螺纹连接有阻尼外管33，阻尼外管的下端通过螺纹连接过渡接头38，过渡接头的下端通过螺纹连接封隔机构的中心管11，连接套下端的内壁与阻尼中心管主体部分的外壁滑动密封配合，塞管主体部分的外壁与过渡接头的内壁滑动密封配合，由阻尼中心管的外壁、阻尼外管的内壁、连接套的下端面、过渡接头的上端面、塞管上段的外壁、塞管上端面构成一个封闭的液压腔39，在液压腔内充有液压油，在塞管与阻尼中心管连接部的环形凸台上设有一个与阻尼外管内壁滑动密封配合的隔套36，所述隔套为皮碗形隔套，隔套的外径大于环形凸台的外径，在液压腔上端设有阻尼释放段34，阻尼释放段的阻尼外管内径大于隔套外径，阻尼释放段的长度大于隔套的长度。在提拉接头设有接受阻尼中心管上端撞击的环形平面，阻尼装置启动前环形平面到阻尼中心管上端面的距离小于隔套上端面到连接套下端面的距离，在连接套下端的内壁上开有密封环槽，在密封环槽内嵌装有密封胶圈，在连接套下段设有使连接套与蓄能中心管之间的环形空间内的液体排出的排液孔321。
23.优选地，如图2所示，所述隔套为具有单向阀功能的隔套，在阻尼中心管下端设有安装隔套的收缩段351，使隔套限位在收缩段、并可以沿收缩段外壁上下滑动，在隔套上设有多个可以由塞管上端面封闭的导油孔361。
24.本实用新型的自助解封封隔器相对于现有技术的改进在于自助解封机构，故对于属于现有技术的压缩式封隔机构部分不作详细描述，具体生产时，可以根据实际需要选择合适的y341系列压缩式封隔器作为压缩式封隔机构来使用。
25.本实用新型的自助解封封隔器下井作业时，通过上、下接头螺纹将自助解封封隔器旋接在管柱上，随管柱下放到井下目标位置，正常进行打压坐封，开始注水及测井作业。在上提管柱进行解封时，一旦封隔器未解封遇卡，此时自助解封机构即可以开始工作。首先，需给管柱施加超过全井管柱负荷以上2～3吨的向上提拉连续载荷，加载时间3秒钟左右，保持一定的载荷提拉，管柱将按照一定的速度短距离位移。如图3所示，上提油管初始阶段，蓄能弹簧被上接头和挡帽压缩，随着管柱提拉载荷增大，蓄能弹簧很快储存较高的反弹能量，上接头、挡帽与蓄能中心管产生相对位移距离，蓄能弹簧被压缩至极限状态后蓄能中心管带动阻尼中心管、塞管、隔套向上移动，由于隔套受储油腔液压油的阻尼约束，上提速度缓慢，随着提拉载荷的增加，阻尼压力逐渐增高，管柱获得一定的拉伸能量。如图4所示，当隔套上移到达阻尼释放段后，液压能量瞬间释放，阻尼中心管、塞管失去阻尼束缚，此时蓄能弹簧瞬间加速上弹，带动蓄能中心管对提拉接头产生高速大能量的撞击，撞击力通过连接套、阻尼外管、过渡接头、封隔器中心管瞬间传递给解封剪钉，使其产生冲击剪切破坏，从而实现解封解卡的目的。一次未完成可重新下放管柱，使蓄能弹簧、隔套复位，再往复连续多次操作，直至达到顺利提拉管柱的目的。