一种带锁定机构的可退式高压密封回接装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种带锁定机构的可退式高压密封回接装置，包括密封插管和密封筒，密封插管上端外侧从上至下依次设有调节环、传力接头和锁爪，传力接头和锁爪能在密封插管上上下移动，密封插管下端设有密封装置，所述密封装置包括三个密封罩，相邻的密封罩之间依靠丝扣连接，锁爪连接于密封筒上部内侧，密封筒下部为密封面，该装置利用锁爪的锁定功能，确保了压裂施工过程中密封插管和密封筒不脱离，通过密封装置确保密封插管和密封筒之间的高压密封，且密封装置分三级相互独立的单元组成，且相互不干扰，保证当其中一级密封单元受到损坏时密封性不受影响。
【专利说明】
一种带锁定机构的可退式高压密封回接装置
技术领域
[0001]本发明属于油气井压裂技术领域，具体涉及一种带锁定机构的可退式高压密封回接装置，用于裸眼封隔器分段压裂上部回接管柱与下部丢手管柱的对接。
【背景技术】
[0002]随着世界石油资源的不断开采，储层物性较好、相对容易开采的油气资源越来越少，因此大量的储层物性复杂、单井产量低的低品位油气资源正在成为石油、天然气上产的主体，储层物性差的油气田要得到有效开发，提高产量是关键，水平井已经成为近年来提高低渗油气田单井产量的一种有效手段。其中裸眼水平井以与地层接触面积大而成为一种重要的水平井完井方式，裸眼封隔器分段压裂管柱依靠钻杆送入，封隔器坐封后丢手，起出上部钻杆，再用油管连接密封插管回接，实现管柱密封。
[0003]早期采用的密封插管只有密封功能，不带锁定机构，在压裂施工时，由于施工压力波动，容易造成管柱蠕动，从而导致密封插管和密封筒脱离，而且在蠕动过程中，密封插管的密封装置容易被损坏而失去密封能力，只能更换上部管柱来完成后续压裂施工，增加施工成本和作业风险。而且更换管柱需要压井，最终可能会使分段改造效果无法完全达到设计目的，影响油气井的产量。同时，由于密封插管的密封机构大多由多道密封圈和挡圈组成，当其中一道密封圈受到损坏而脱落后，整个密封单元就会发生移动，造成密封失效，从而影响压裂施工安全。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术中密封插管不带锁定和密封单元，没有相互独立而容易引起密封插管和密封筒脱离以及密封失效的问题。
[0005]为此，本发明提供了一种带锁定机构的可退式高压密封回接装置，包括密封插管和密封筒，所述密封插管上端外侧从上至下依次设有调节环、传力接头和锁爪，传力接头和锁爪能在密封插管上上下移动，密封插管下端设有密封装置，所述密封装置包括三个密封罩，相邻的密封罩之间依靠丝扣连接，所述锁爪连接于密封筒上部内侧，所述密封筒下部为密封面。
[0006]所述密封罩从上至下依次设有密封圈、挡圈、聚四氟垫一、隔环、聚四氟垫二。
[0007]所述聚四氟垫一和聚四氟垫二上下两端分别设有碗状结构的衬环。
[0008]所述衬环为碗状结构。
[0009]所述密封插管上部外侧周向设有传力槽，传力槽位于调节环的下面。
[0010]所述传力接头内部周向设有向内凸起的传力键，传力键在传力槽内能上下移动。[0011 ]所述锁爪的下端设有一锥体。
[0012]所述锁爪分为6瓣。
[0013]所述密封装置下端设为锥形，锥形上大下小。
[0014]本发明的有益效果: (I)本发明的这种带锁定机构的可退式高压密封回接装置利用锁爪的锁定功能，确保了压裂施工过程中密封插管和密封筒不脱离，通过密封装置确保密封插管和密封筒之间的高压密封，且密封装置分三级相互独立的单元组成，且相互不干扰，保证当其中一级密封单元受到损坏时密封性不受影响，另外，锁爪为单向反扣螺纹，工艺需要时可通过正向旋转插管实现其与密封筒的分离，方便拆卸。
[0015](2)本发明的这种带锁定机构的可退式高压密封回接装置在密封装置的密封罩上从上至下依次设密封圈、挡圈、聚四氟垫一、隔环、聚四氟垫二，挡圈为密封圈提供保护，防止其在密封筒内移动时受到损坏，而隔环将两级聚四氟垫隔开，防止相互干扰，保证密封效果O
[0016](3)本发明的这种带锁定机构的可退式高压密封回接装置通过在聚四氟垫一和聚四氟垫二上下两端分别设碗状结构的衬环，起到保护聚四氟垫的作用。
[0017](4)本发明的这种带锁定机构的可退式高压密封回接装置在密封插管上设有传力槽，在传力接头内部有传力键，传力键能在传力槽内上下移动，当转动密封插管时，传力键和传力槽的配合传递扭矩，将扭矩传动传至传力接头，带动锁爪的移动，密封插管和锁爪发生轴向位移，锁爪沿密封插管上部移动，外径扩大，与密封筒锁定。
[0018](5)本发明的这种带锁定机构的可退式高压密封回接装置通过在锁爪的下端设一锥体，当锁爪和密封筒顶部的单向反扣螺纹锁定后，上提密封插管时，锥体会支撑到锁爪内部，使得锁爪外径变大，增加插管和密封筒之间的锁定力。
[0019](7)本发明的这种带锁定机构的可退式高压密封回接装置通过设置密封装置下端为锥形，上大下小，方便密封插管插入密封筒。
[0020](8)本发明的这种带锁定机构的可退式高压密封回接装置通过将锁爪上部与传力接头下部螺纹连接，可以使锁爪和传力接头连接的更紧固，保证传力接头带动锁爪与密封插管发生轴向位移，与密封筒锁定。
[0021 ]以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
【附图说明】
[0022]图1是本发明密封插管插入密封筒后的结构示意图；
图2是本发明密封插管密封装置的结构示意图；
图3是本发明的密封插管结构示意图；
图4是本发明的传力接头结构示意图；
图5是本发明的锁爪结构示意图。
[0023]附图标记说明:1、密封插管;2、调节环;3、传力接头;4、锁爪;5、密封筒;6、密封装置;7、传力槽;8、密封圈；9、挡圈；10a、聚四氟垫一；10b、聚四氟垫二； 11、隔环；12、衬环；13、密封罩;14、锥体;15、传力键。
【具体实施方式】
[0024]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述:
实施例1:
为了现有技术中密封插管不带锁定和密封单元，没有相互独立而容易引起密封插管和密封筒脱离以及密封失效的问题，本实施例提供了一种带锁定机构的可退式高压密封回接装置，如图1所示，包括密封插管I和密封筒5，所述密封插管I上端外侧从上至下依次设有调节环2、传力接头3和锁爪4，传力接头3和锁爪4能在密封插管I上上下移动，密封插管I下端设有密封装置6，所述密封装置6包括三个密封罩13，相邻的密封罩13之间依靠丝扣连接，所述锁爪4连接于密封筒5部内侧，锁爪4下部外侧设有单向反扣螺纹，与密封筒5上部内侧的单向反扣螺纹连接，所述密封筒5下部为密封面。
[0025]本发明的这种带锁定机构的可退式高压密封回接装置的工作原理如下:
密封插管I上端设置有调节环2，通过调节环2调整传力接头3的位置，传力接头3和锁爪4连接，且传力接头3和锁爪4能在密封插管I上上下移动，锁爪4上部与传力接头3下部通过螺纹连接，使锁爪4和传力接头3连接的更紧固，保证传力接头3带动锁爪4与密封插管I发生轴向位移，与密封筒5锁定，锁爪4下部外侧设有单向反扣螺纹，密封插管I插入密封筒5后，锁爪4和密封筒5上部内侧的单向反扣螺纹锁定，确保二者不脱离。
[0026]当施加内部高压或轴向拉力时，密封插管I和锁爪4发生轴向位移，锁爪4沿密封插管I上部移动，外径扩大，与密封筒5锁定，轴向拉力通过锁爪4传递至密封插管I上，降低了锁爪4被拉断的风险，密封筒5下部为密封面，密封插管I依靠其下部的密封装置6实现和密封筒5的密封，密封装置6由三个相互独立的密封单元组成，其之间依靠丝扣连接，确保当其中一级密封单元收到损坏而失去密封能力的情况下，另外两级密封能力不受影响。若需要将密封插管I从密封筒5中取出，施加轴向拉力1-2吨，由于锁爪4为单向反扣螺纹，只需正向转动密封插管I，扭矩通过传力接头3传递至锁爪4，转动过程中保持轴向拉力1-2吨不变，当拉力突然消失，表明密封插管I和密封筒5已脱离。
[0027]本发明利用锁爪的锁定功能，确保了压裂施工过程中密封插管和密封筒不脱离，通过密封装置确保密封插管和密封筒之间的高压密封，且密封装置分三级相互独立的单元组成，且相互不干扰，保证当其中一级密封单元受到损坏时密封性不受影响，另外，锁爪为单向反扣螺纹，工艺需要时可通过正向旋转插管实现其与密封筒的分离，方便拆卸。
[0028]实施例2:
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种带锁定机构的可退式高压密封回接装置，包括密封插管I和密封筒5，所述密封插管I上端外侧从上至下依次设有调节环2、传力接头3和锁爪4，传力接头3和锁爪4能在密封插管I上上下移动，密封插管I下端设有密封装置6，所述密封装置6包括三个密封罩13，相邻的密封罩13之间依靠丝扣连接，所述锁爪4连接于密封筒5部内侧，所述密封筒5下部为密封面。进一步的，如图2所示，所述密封罩13从上至下依次设有密封圈8、挡圈9、聚四氟垫一 10a、隔环11、聚四氟垫二 10b，挡圈9为密封圈8提供保护，防止其在密封筒内移动时受到损坏，而隔环11将两级聚四氟垫隔开，防止相互干扰。
[0029]进一步的，所述聚四氟垫一1a和聚四氟垫二1b上下两端分别设有衬环12，所述衬环12为碗状结构。衬环12为碗装结构，在聚四氟垫两端起保护作用。
[0030]实施例3:
在实施例2的基础上，本实施例提供了一种带锁定机构的可退式高压密封回接装置，包括密封插管I和密封筒5，所述密封插管I上端外侧从上至下依次设有调节环2、传力接头3和锁爪4，传力接头3和锁爪4能在密封插管I上上下移动，密封插管I下端设有密封装置6，所述密封装置6包括三个密封罩13，相邻的密封罩13之间依靠丝扣连接，所述锁爪4连接于密封筒5部内侧，所述密封筒5下部为密封面。进一步的，如图3所示，所述密封插管I上部外侧周向设有四个传力槽7，如图4所示，传力槽7位于调节环2的下面，所述传力接头3内部周向设有四个向内凸起的传力键15，四个传力键15分别在四个传力槽7上下移动。
[0031]当转动密封插管I时，传力键15和传力槽7的配合传递扭矩，将扭矩传动传至传力接头3，带动锁爪4的移动，密封插管I和锁爪4发生轴向位移，锁爪4沿密封插管I上部移动，外径扩大，与密封筒5锁定。
[0032]实施例4:
在实施例3的基础上，本实施例提供了一种带锁定机构的可退式高压密封回接装置，包括密封插管I和密封筒5，所述密封插管I上端外侧从上至下依次设有调节环2、传力接头3和锁爪4，传力接头3和锁爪4能在密封插管I上上下移动，密封插管I下端设有密封装置6，所述密封装置6包括三个密封罩13，相邻的密封罩13之间依靠丝扣连接，所述锁爪4连接于密封筒5部内侧，所述密封筒5下部为密封面。进一步的，如图1所示，所述锁爪4的下端设有一锥体14，当锁爪4和密封筒5锁定后，上提密封插管I时，锥体14会支撑到锁爪4内部，使得锁爪4外径变大，增加插管I和密封筒5之间的锁定力。进一步的，如图5所示，所述锁爪4分为6瓣，在外力作用下外径可以扩大或缩小。
[0033]实施例5:
在实施例4的基础上，本实施例提供了一种带锁定机构的可退式高压密封回接装置，包括密封插管I和密封筒5，所述密封插管I上端外侧从上至下依次设有调节环2、传力接头3和锁爪4，传力接头3和锁爪4能在密封插管I上上下移动，密封插管I下端设有密封装置6，所述密封装置6包括三个密封罩13，相邻的密封罩13之间依靠丝扣连接，所述锁爪4连接于密封筒5部内侧，所述密封筒5下部为密封面。进一步的，为了便于密封插管I插入密封筒5，如图2所示所述密封装置6下端设为锥形，上大下小。
[0034]以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种带锁定机构的可退式高压密封回接装置，包括密封插管(I)和密封筒(5)，其特征在于:所述密封插管(I)上端外侧从上至下依次设有调节环(2)、传力接头(3)和锁爪(4)，传力接头(3)和锁爪(4)能在密封插管(I)上上下移动，密封插管(I)下端设有密封装置(6)，所述密封装置(6)包括三个密封罩(13)，相邻的密封罩(13)之间依靠丝扣连接，所述锁爪(4)连接于密封筒(5)上部内侧，所述密封筒(5)下部为密封面。2.根据权利要求1所述的带锁定机构的可退式高压密封回接装置，其特征在于:所述密封罩(13)从上至下依次设有密封圈(8)、挡圈(9)、聚四氟垫一(10a)、隔环(11)、聚四氟垫二(1b)03.根据权利要求1所述的一种带锁定机构的可退式高压密封回接装置，其特征在于:所述聚四氟垫一(1a)和聚四氟垫二( 1b)上下两端分别设有衬环(12)。4.根据权利要求3所述的带锁定机构的可退式高压密封回接装置，其特征在于:所述衬环(I 2)为碗状结构。5.根据权利要求1所述的带锁定机构的可退式高压密封回接装置，其特征在于:所述密封插管(I)上部外侧周向设有传力槽(7)，传力槽(7)位于调节环(2)的下面。6.根据权利要求1所述的带锁定机构的可退式高压密封回接装置，其特征在于:所述传力接头(3)内部周向设有向内凸起的传力键(15)，传力键(15)在传力槽(7)内能上下移动。7.根据权利要求1所述的带锁定机构的可退式高压密封回接装置，其特征在于:所述密封插管(I)上锁爪(4)的下端设有一锥体(14)。8.根据权利要求1所述的带锁定机构的可退式高压密封回接装置，其特征在于:所述锁爪(4)分为6瓣。9.根据权利要求1所述的带锁定机构的可退式高压密封回接装置，其特征在于:所述密封装置(6)下端设为锥形，锥形上大下小。
【文档编号】E21B17/02GK105937369SQ201610483220
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】赵广民, 桂捷, 付钢旦, 王在强, 邵媛, 赵敏琦, 郭思文, 薛晓伟
【申请人】中国石油天然气股份有限公司