封隔器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种油田开发工具，更具体地涉及一种封隔器。
【背景技术】
[0002]在油田开发过程中，特别是在水平井中，通常需要使用一趟管柱实现多次坐封、多次解封。而封隔器是实现坐封和解封最常用的工具，通常，封隔器按结构可分为:自封式、压缩式、楔入式、扩张式、组合式等；按坐封原理可分为:提放管柱式、转动管柱式、自封式、热力膨胀式等。
[0003]通常，封隔器在油井中不能实现多次坐封，例如液力封隔器利用液压缸挤压密封材料实现坐封。在坐封过程中，密封材料膨胀；而在解封时，上提管柱将锁环解锁。在坐封前为防止中途坐封，需要使用销钉固定，而坐封时将剪短销钉，这导致该作业过程不可逆。即便有些封隔器能够实现多次坐封，但是存在坐封力不易控制的情况，这往往造成套管变形或者井壁损坏，为下一次作业埋下隐患。因此，急需一种能够实现多次坐封，并且坐封力可控、井下事故率低的封隔器。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明提出了一种封隔器。这种封隔器不但能实现多次坐封，而且坐封力可控。
[0005]根据本发明，提出了一种封隔器，包括:
[0006]液压缸，在液压缸的内侧设置有内缸套，在液压缸的外侧设置有外缸套，液压缸能相对于内缸套和外缸套而滑动，在液压缸、内缸套和外缸套的周向侧壁上均设置有能彼此连通的通孔，在内缸套内部形成有液体容纳空间，承托液压缸的上游短节和下游短节，在上游短节和液压缸的上游端之间形成有受力槽以能驱动液压缸朝向下游运动，在下游短节和液压缸的下游端之间设置有弹性件以能驱动液压缸朝向上游运动，在外缸套的外侧还设置有能膨胀和缩回的坐封筒，坐封筒的上游端和下游端分别固定连接于上游短节和下游短节，在坐封筒和外缸套之间形成有膨胀空间，在外缸套的通孔上还设置有防止液体从膨胀空间流出的单向阀，贯穿外缸套的周向侧壁设置有第一泄压孔和第二泄压孔，在上游短节的周向侧壁上设置有将第二泄压孔与外界连通的第三泄压孔，第一泄压孔与膨胀空间相连通，在液压缸的周向外侧壁上，偏离液压缸的通孔所处的母线处构造有能使第一泄压孔与第二泄压孔连通的液流槽，在内缸套的周向外壁上设置有闭环轨道，在液压缸上设置有与闭环轨道配合使用的引导杆，以在外力作用下引导液压缸上下运动的同时还周向转动，当通孔彼此连通，而第一泄压孔和第二泄压孔不连通时，液体进入到膨胀空间内，使得坐封筒膨胀而坐封，当第一泄压孔和第二泄压孔连通，而通孔不连通时，液体会从膨胀空间内流出，使得坐封筒缩回而解封。
[0007]根据本发明的封隔器通过施加液压力而实现多次坐封和解封，方便了使用。此外，本发明的封隔器的坐封力受弹性件的弹力控制，从而坐封力是可控的，不会造成套管变形或者井壁损坏。
[0008]在一个实施例中，闭环轨道形成在内缸套周向外壁的部分区域中，并且所述闭环轨道实施为:具有四个拐点，其中第一拐点是轨道的最高点，第二拐点是轨道的最低点并且处于第一拐点所处的母线的第一侧部，第四拐点与第二拐点等高并且处于第一拐点所处的母线的第二侧部，第三拐点的高度在第一拐点和第二拐点之间并且处于第二拐点所处的母线和第四拐点所处的母线之间，所述第一拐点、第二拐点、第三拐点和第四拐点通过平滑的轨道槽顺次相连，沿液压缸的转动方向，在第一拐点、第二拐点和第四拐点处，轨道槽外壁的顶点在轨道槽内壁的顶点的前方；在第三拐点处，轨道槽外壁的顶点在轨道槽内壁的顶点的后方，
[0009]在初始状态时，弹性件被压缩，引导杆处于闭环轨道的第一拐点处，这时液压缸上的通孔与内缸套和外缸套上的通孔不连通，
[0010]在坐封时，向液体容纳空间内充入液体并加压，液压缸在液压力作用下朝向下游运动而进一步压缩弹性件，在闭环轨道和引导杆的引导下液压缸还沿第一方向周向转动，当引导杆到达第二拐点时，液压缸、内缸套和外缸套上的通孔连通，单向阀打开并且第一泄压孔、第二泄压孔和第三泄压孔不连通使得液体流入到膨胀空间内使得坐封筒膨胀，封隔器实现坐封，
[0011]将液体容纳空间内泄压，单向阀阻止膨胀空间内的液体流出使得封隔器保持坐封状态，液压缸在弹性件的作用下向上游运动，同时在闭环轨道和引导杆的引导下背向第一方向周向转动，直到引导杆到达闭环轨道的第三拐点并顶靠所述轨道槽内壁的顶点，
[0012]在解除坐封时，向液体容纳空间内充入液体并加压，液压缸在液压力作用下朝向下游运动并压缩弹性件，在闭环轨道和引导杆的引导下液压缸继续背向第一方向周向转动，当引导杆到达闭环轨道的第四拐点时，液流槽使第一泄压孔与第二泄压孔连通并且液压缸、内缸套和外缸套上的通孔不连通以排出膨胀空间内的液体而坐封筒收缩，封隔器解除坐封，
[0013]将液体容纳空间内泄压，液压缸在弹性件的作用下向上游运动，同时在闭环轨道和引导杆的引导下沿第一方向周向转动，直到引导杆到达闭环轨道的第一拐点，液压缸复位并且封隔器返回到初始状态。
[0014]闭环轨道仅设置在内缸套周向外壁的部分区域中，对内缸套的强度和刚度影响较小，使得这种封隔器具有较长的使用寿命。此外，这种闭环轨道的制造工艺简单，降低了生产成本。
[0015]在一个实施例中，在第一拐点处、第二拐点处、第三拐点处和第四拐点处，轨道槽外壁的顶点和轨道槽内壁的顶点之间的距离相等。第一拐点和第三拐点处于相同的母线位置。这样，闭环轨道的形状基本为对称，更加方便了封隔器的生产和使用。
[0016]在一个实施例中，弹性件的上游端部与液压缸相连，弹性件的下游端部与下游短节相连，使得随着液压缸的转动，弹性件会产生与液压缸的转动方向相反的扭转力。由于扭转力的方向与液压缸的转动方向相反，而与引导杆的引导方向相同，因此扭转力会促使液压缸在引导杆的引导作用下转动，这确保液压缸能够转动，从而实现坐封。
[0017]在一个实施例中，液流槽设置在液压缸的通孔的上游，并且液流槽沿轴向的宽度大于或等于第一泄压孔与第二泄压孔之间的沿轴向的距离。在另一个实施例中，第二拐点与内缸套上的通孔处于相同的母线位置，第四拐点与第一泄压孔、第二泄压孔处于相同的母线位置，并且第一泄压孔和第二泄压孔在轴向方向中的位置处于液流槽的范围内。这种设计保证了当引导杆到达第二拐点时，实现封隔器坐封；当引导杆到达第四拐点时，实现封隔器解封。液流槽能够导通第一泄压孔和第二泄压孔，使得液体能从膨胀空间中流出而封隔器解封。在一个优选内的实施例中，第二泄压孔和第三泄压孔设置在所述第一泄压孔的上游。
[0018]在一个实施例中，内缸套和外缸套的上游端部均与上游短节相连，其下游端部均与下游短节相连。这样设置方式使得内缸套和外缸套更加稳定，也便于装配。
[0019]在一个优选的实施例中，还包括与上游短节相连的上压套，和与下游短节相连的下压套，上压套和下压套设置在坐封筒的外侧并且分别压住坐封筒的上游端部和下游端部。通过设置上压套和下压套，使得坐封筒能够承受较大的压力，避免在坐封和解封时出现泄漏。
[0020]在一个实施例中，内缸套和外缸套上的通孔为多个并且在周向上均匀分布。在另一个实施例中，第一泄压孔、第二泄压孔和第三泄压孔的数量为多个并且在周向上均匀分布。多个通孔和泄压孔能够使坐封筒快速膨胀或快速缩回，从而实现快速坐封或解封。
[0021]在本申请中，用语“初始状态”是指封隔器非工作的状态。用语“下游”规定为靠近井口为上游，而远离井口为下游。用语“未压缩”是指弹性件处于可以被进一步压缩的状态。
[0022]与现有技术相比，本发明的优点在于，本发明的封隔器通过使用闭环轨道、弓I导杆和弹性件使得液压缸能够上下运动，并且在此期间，坐封筒膨胀和缩回而实现了多次坐封，操作方便。此外，本发明的封隔器的坐封力受弹性件的弹力控制，从而坐封力是可控的不会造成套管变形或者井壁损坏。另外，本发明使用闭环轨道和引导杆来引导液压缸的运动，结构简单并且实现了复杂的功能，操作也非常方便。
【附图说明】
[0023]在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中:
[0024]图1是根据本发明的封隔器的结构示意图；
[0025]图2是根据本发明的封隔器的闭环轨道的示意图；
[0026]图3-7显示了根据本发明的封隔器的坐封和解封过程示意图；
[0027]图8显示了根据本发明的封隔器的节流阀在打开状态的示意图；
[0028]图9显示了根据本发明的封隔器的节流阀在关闭状态的示意图。
[0029]在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
【具体实施方式】
[0030]下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0031]图1示意性地显示了根据本发明的封隔器10。封隔器10包括液压