专利名称：用于连续油管的封隔器座封机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种石油钻井工程作业使用封隔器，特别是一种用于连续油管的封隔器座封机构。
背景技术：
连续油管用于油田作业，具有效率高、成本低等优势，在发达国家已广泛应用于各种井下作业，我国连续油管技术尚处起步阶段，井下作业工具主要依赖进口，尚无自主研发的适用于连续油管的封隔器。与传统钻柱相比，连续油管管壁强度较低，因此将传统封隔器直接应用于连续油管有许多弊端一、连续油管无法提供较大的轴向机械座封力；二、将传统封隔器应用于连续油管最大膨胀比只有1. 04，较粗的外径极易引起卡钻，特别是在压裂液掺有支撑剂等固体颗粒的压裂作业时，且卡钻后连续油管无法提供足够的打捞力；三、橡胶筒反复应用后，会产生塑性形变，导致解封速度变慢，解封不充分，降低了解封效率，增加了卡钻风险。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种采用环空液体增压，安全稳定、适用性广，特别适用于井筒中有掺杂固体颗粒如支撑剂等循环液的作业环境的连续油管的封隔器座封机构。为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种用于连续油管的封隔器座封机构，包括中心管和座封单元，所述中心管包括通过螺纹连接的上部中心管和下部中心管所述上部中心管和下部中心管之间设置有耐磨环，该封隔器座封机构还包括扶正单元和过滤单元；所述上部中心管上依次安装有固定连接的所述扶正单元和过滤单元，所述座封单元安装在所述下部中心管上，该座封单元与所述过滤单元固定连接。优选的，所述座封单元包括顶环、胶筒、环形弹簧、下部短节；所述胶筒分别与所述顶环和下部短节连接，该胶筒位于所述顶环和下部短节之间，所述环形弹簧嵌入在所述胶筒内。环形弹簧初始状态时无内应力，在受到径向向外压力时将径向扩张，并产生径向向内的回复力，座封时可防止胶筒被挤入下部短节处的环空而造成座封失败和卡钻，解封时回复力帮助胶筒迅速恢复原形，即使胶筒产生塑性变形也可强制其收缩，免于卡钻。优选的，所述过滤单元固定连接在所述顶环上，该过滤单元包括割缝外壳、设置在所述割缝外壳内的滤网、设置在滤网内的钢丝滤板、设置在所述钢丝滤板内的过滤器外壳，所述过滤器外壳上设置有多个过流孔；所述上部中心管上设置有能与所述过滤外壳接触的上凸起。由于多重过滤作用，使该座封机构适用于喷砂射孔等压裂液中掺杂支撑剂等固体颗粒的作业中。解封时上提连续油管带动中心管上提时，上凸起与过滤外壳接触，向上提拉胶筒，强制其回复原形。优选的，所述过滤器外壳上连接有所述扶正单元，该扶正单元上端嵌有刮拭工具，所述扶正单元与上部中心管之间设置有密封圈，该扶正单元与所述过滤器外壳之间设置有耐磨环。当扶正单元相对上中心管运动时用来刮去残留的固体颗粒。优选的，所述过滤器外壳与上部中心管之间设置有密封圈，所述钢丝滤板与过滤器外壳上下两端分别设置有耐磨环。改进的，所述座封单元还包括防水墙，该防水墙通过螺纹连接在所述下部短节上。防水墙防止液体经封隔器组件内部进入下端组件中。改进的，所述下部中心管上设置有能与所述防水墙的下部端面接触的下凸起；下凸起与防水墙下部端面接触可防止胶筒被过度拉伸。优选的，所述防水墙和下部中心管之间设置有密封圈和耐磨环，所述防水墙和下部短节之间设置有耐磨环。本实用新型用于连续油管的封隔器座封机构，由中心管、座封单元、扶正单元和过滤单元组成。由于连续油管可提供的轴向力有限，因此采用机械力与液压力联合座封的工艺，使座封准确、可靠；胶筒壁设计为渐变尺寸并植入弹性金属，防止增压时座封失败，并在解封时产生强制解封力，使解封迅速、可靠；中心轴与外壳间特殊结构设计使胶筒解封时受到轴向拉伸力，强制其恢复原形，进一步保证了解封的迅速、可靠；上部设计有过滤单元，实施液压的液体经过过滤单元由环空进入胶筒。本实用新型的有益效果是(I)不需要较大的轴向力，可用于连续油管作业；(2)植入弹簧使座封稳定，胶筒膨胀比大；(3)解封迅速，卡钻风险小；( 4 )适用性广，适用于直井、斜井、水平井等。
图1为本实用新型提供的用于连续油管的封隔器座封机构的结构示意图；图2为本实用新型提供的用于连续油管的封隔器座封机构的过滤单元的放大细部图；图3为本实用新型提供的用于连续油管的封隔器座封机构初步座封示意图；图4为本实用新型提供的用于连续油管的封隔器座封机构完全座封示意图。
具体实施方式
从图1和图4所示的本实用新型实施方式可知本实用新型用于连续油管的封隔器座封机构，包括中心管和座封单元，中心管包括通过螺纹连接的上部中心管Ia和下部中心管lb，该封隔器座封机构还包括扶正单元2和过滤单元3 ;上部中心管Ia上依次安装有相互连接的扶正单元2和过滤单元3，座封单元安装在下部中心管Ib上，该座封单元与过滤单元3相互连接。座封单元包括顶环4、胶筒5、环形弹簧6、下部短节8 ;胶筒5分别与顶环4和下部短节8采用硫化工艺连接，该胶筒5位于顶环4和下部短节8之间，环形弹簧6嵌入在胶筒5内，胶筒5制造时已嵌入环形弹簧6。环形弹簧6初始状态时无内应力，在受到径向向外压力时将径向扩张，并产生径向向内的回复力。座封时可防止胶筒5被挤入下部短节8处的环空而造成座封失败和卡钻，解封时回复力帮助胶筒5迅速恢复原形，即使胶筒5产生塑性变形也可强制其收缩，免于卡钻。座封单元还包括防水墙7，该防水墙7通过螺纹连接在下部短节8上。防水墙7和下部中心管Ib之间设置有密封圈11和耐磨环12，防水墙7和下部短节8之间设置有耐磨环12。下部短节8连接防水墙7防止液体经封隔器组件内部进入下端组件中。过滤单元3连接在顶环4上，该过滤单元3包括割缝外壳31、设置在割缝外壳31内的滤网32、设置在滤网32内的钢丝滤板33、设置在钢丝滤板33内的过滤器外壳30，过滤器外壳30上设置有多个过流孔30a。过滤器外壳30与上部中心管Ia之间设置有密封圈11，钢丝滤板33与过滤器外壳30上下两端分别设置有耐磨环12。本实用新型用于连续油管的封隔器座封机构，采用环空液体加压座封，因此顶环4上端连接过滤单元3，为封隔器和套管之间的环空与胶筒5内部建立连接。由于多重过滤作用，使该座封机构适用于喷砂射孔等压裂液中掺杂支撑剂等固体颗粒的作业中。过滤器外壳30上连接有扶正单元2，该扶正单元2上端嵌有刮拭工具10，扶正单元2与上部中心管Ia之间设置有密封圈11，该扶正单元2与过滤器外壳30之间设置有耐磨环12。由于胶筒5中植入环形弹簧6对封隔器的对中要求较高，因此封隔器组件上端设有扶正器单元2，扶正器单元2保证座封时封隔器与套管同轴。扶正单元2上端嵌有刮拭工具10，当扶正单元2相对中心管Ia运动时用来刮去残留的固体颗粒。上部中心管Ia上设置有能与过滤外壳30接触的上凸起la’，下部中心管Ib上设置有能与防水墙7的下部端面7’接触的下凸起lb’ ；上部中心管Ia和下部中心管Ib之间设置有耐磨环12。该封隔器座封机构的使用过程如下用连续油管将钻具送入指定井深，启动锚定机构固定钻具，下压连续油管，使座封机构以上的构件下端面向下挤压扶正单元2的上端面(以图1中左为上，右为下)，从而将胶筒5挤入封隔器与套管间的环空，如图3所示，增加循环液压力使封隔器完全座封，如图4所示，实施作业后上提连续油管即可解封。如图2所示，解封时上提连续油管带动中心管上提时，上凸起la’与过滤外壳30接触，向上提拉胶筒5，强制其回复原形，下凸起lb’与防水墙7下部端面7’接触可防止胶筒5被过度拉伸。综上所述，本实用新型的内容并不局限在上述实施例中，本领域的技术人员可以根据本实用新型的指导思想轻易提出其它实施方式，这些实施方式都包括在本实用新型的范围之内。
权利要求1.一种用于连续油管的封隔器座封机构，包括中心管和座封单元，所述中心管包括通过螺纹连接的上部中心管(Ia)和下部中心管(lb)，所述上部中心管(Ia)和下部中心管(Ib)之间设置有耐磨环(12)，其特征在于:该封隔器座封机构还包括扶正单元(2)和过滤单元(3);所述上部中心管(Ia)上依次安装有固定连接的所述扶正单元(2)和过滤单元(3)，所述座封单元安装在所述下部中心管(Ib)上，该座封单元与所述过滤单元(3)固定连接。
2.根据权利要求1所述的封隔器座封机构，其特征在于:所述座封单元包括顶环(4)、胶筒(5)、环形弹簧(6)、下部短节(8);所述胶筒(5)分别与所述顶环(4)和下部短节(8)固定连接，该胶筒(5)位于所述顶环(4)和下部短节(8)之间，所述环形弹簧(6)嵌入在所述胶筒(5)内。
3.根据权利要求2所述的封隔器座封机构，其特征在于:所述过滤单元(3)固定连接在所述顶环(4)上，该过滤单元(3)包括割缝外壳(31)、设置在所述割缝外壳(31)内的滤网(32)、设置在滤网(32)内的钢丝滤板(33)、设置在所述钢丝滤板(33)内的过滤器外壳(30)，所述过滤器外壳(30)上设置有多个过流孔(30a);所述上部中心管(la)上设置有能与所述过滤外壳(30)接触的上凸起(la’)。
4.根据权利要求3所述的封隔器座封机构，其特征在于:所述过滤器外壳(30)上连接有所述扶正单元(2),该扶正单元(2)上端嵌有刮拭工具(10),所述扶正单元(2)与上部中心管(Ia)之间设置有密封圈(11)，该扶正单元(2)与所述过滤器外壳(30)之间设置有耐磨环(12)。
5.根据权利要求4所述的封隔器座封机构，其特征在于:所述过滤器外壳(30)与上部中心管(Ia)之间设置有密封圈(11)，所述钢丝滤板(33)与过滤器外壳(30)上下两端分别设置有耐磨环(12)。
6.根据权利要求2至5`中任一项所述的封隔器座封机构，其特征在于:所述座封单元还包括防水墙(7)，该防水墙(7)通过螺纹连接在所述下部短节(8)上。
7.根据权利要求6所述的封隔器座封机构，其特征在于:所述下部中心管(Ib)上设置有能与所述防水墙(7)的下部端面(7’)接触的下凸起(lb’)。
8.根据权利要求7所述的封隔器座封机构，其特征在于:所述防水墙(7)和下部中心管(Ib )之间设置有密封圈(11)和耐磨环(12 )，所述防水墙(7 )和下部短节(8 )之间设置有耐磨环(12)。
9.根据权利要求1所述的封隔器座封机构，其特征在于:所述过滤单元(3)包括割缝外壳(31)、设置在所述割缝外壳(31)内的滤网(32)、设置在滤网(32)内的钢丝滤板(33)、设在在所述钢丝滤板(33)内的过滤器外壳(30)，所述过滤器外壳(30)上设置有多个过流孔(30a);所述上部中心管(Ia)上设置有能与所述过滤外壳(30)接触的上凸起(la’)。
10.根据权利要求1所述的封隔器座封机构，其特征在于:所述扶正单元(2)上端嵌有刮拭工具(10)，所述扶正单元(2)与上部中心管(Ia)之间设置有密封圈(11)。
专利摘要本实用新型公开了一种用于连续油管的封隔器座封机构，包括中心管和座封单元，所述中心管包括通过螺纹连接的上部中心管和下部中心管所述上部中心管和下部中心管之间设置有耐磨环，该封隔器座封机构还包括扶正单元和过滤单元；所述上部中心管上依次安装有固定连接的所述扶正单元和过滤单元，所述座封单元安装在所述下部中心管上，该座封单元与所述过滤单元固定连接。本实用新型采用环空液体增压，安全稳定、适用性广，特别适用于井筒中有掺杂固体颗粒如支撑剂等循环液的作业环境的连续油管的封隔器座封机构。
文档编号E21B33/12GK202914019SQ201220655168
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月3日 优先权日2012年12月3日
发明者王瑶, 冯强, 丁柯宇 申请人:中国石油集团渤海钻探工程有限公司