可靠封隔器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及油气田固完井作业使用的封隔器【技术领域】，是一种可靠封隔器，包括轴筒本体、挡套、胶筒封隔装置、密封爪套、柱塞筒、柱塞剪钉、密封筒、胶筒剪钉和防解封装置；轴筒本体的上部外侧有筒体外凸台，位于筒体外凸台下方的轴筒本体外侧由上至下依次套装有挡套、胶筒封隔装置和密封爪套；密封爪套的下部圆周间隔分布有不少于两个的密封爪片，密封爪片的下部内侧和外侧分别固定有内爪块和外爪块。本发明结构合理而紧凑，可有效避免本发明在下入预定位置的过程中外界对柱塞筒的干扰作用力，确保其对外爪块的压紧作用，从而有效防止密封爪套的上行及因此而导致的误坐挂，具有良好的可靠性，从而避免对后续施工带来不良影响。
【专利说明】可靠封隔器【技术领域】
[0001]本发明涉及油气田固完井作业使用的封隔器【技术领域】，是一种可靠封隔器。
【背景技术】
[0002]完井作业是衔接钻井与采油作业的重要技术手段，同时，完井又是风险极大的井下作业，因此，完井作业的成功与否，将直接导致一口井的成败。特别是目前，随着页岩气、致密油等非常规油气田勘探的不断深入，人们对于进行该类油气藏开发的研究也在不断加强。对于该类油气藏的开发，进行压裂完井也是必不可少的技术手段。不管是常规油气藏的完井还是非常规油气藏油气井的完井作业，一个不可或缺的技术手段就是利用封隔器进行井底储层的隔离作业。在常规油气藏中，利用封隔器进行套管内的环空密封、裸眼储层与管柱之间的密封；在非常规油气藏完井作业中，也需要利用封隔器进行套管内环空密封以及不同储层之间的隔离，因此，封隔器是完井作业中必不可少的技术手段，封隔器的重要性可见一斑。目前，油田现场使用的封隔器，从结构原理来讲大多为液压作用封隔器，这在封隔器的使用上意义均相同；然而，现场所使用的液压封隔器由于未对封隔器的误坐挂进行有效设计，因此，在现场施工过程中，其出现误坐挂的可能性较大，可靠性差；而一旦在入井过程中出现封隔器的误坐挂，其将会给后续完井作业带来很大不便，甚至将会出现该井无法正常施工的恶性事故的发生。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种可靠封隔器，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有封隔器存在的易导致误坐挂、可靠性差、甚至导致后续无法施工的问题。
[0004]本发明的技术方案是通过以下措施来实现的:一种可靠封隔器，包括轴筒本体、挡套、胶筒封隔装置、密封爪套、柱塞筒、柱塞剪钉、密封筒、胶筒剪钉和防解封装置；轴筒本体的上部外侧有筒体外凸台，位于筒体外凸台下方的轴筒本体外侧由上至下依次套装有挡套、胶筒封隔装置和密封爪套；密封爪套的下部圆周间隔分布有不少于两个的密封爪片，密封爪片的下部内侧和外侧分别固定有内爪块和外爪块，对应内爪块位置的轴筒本体外侧有限位环槽，内爪块位于限位环槽内；对应外爪块下方位置的轴筒本体外侧通过柱塞剪钉固定安装有柱塞筒，柱塞筒的上部内侧有内环槽，内环槽上部内侧压于外爪块的外侧；对应外爪块底部和内环槽底部之间位置的轴筒本体上沿圆周分布有至少一个憋压通孔；密封爪套的外侧固定安装有套装在柱塞筒外侧的密封筒，对应柱塞筒下方位置的轴筒本体外侧固定安装有位于密封筒下部内侧且能阻止密封爪套下行的防解封装置，防解封装置和密封筒之间固定安装有胶筒剪钉；轴筒本体的上端和下端分别设置有内螺纹或外螺纹。
[0005]下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进:
上述防解封装置可包括倒齿芯轴和倒齿环，对应柱塞筒下方位置的轴筒本体外侧固定安装有位于倒齿芯轴，倒齿芯轴的中部外侧有第一环台，位于第一环台下方外侧位置的倒齿芯轴外侧有第二环台；倒齿芯轴的上部外侧套装有座于第一环台顶部的倒齿环，倒齿环套装在密封筒内部且和密封筒通过紧固销钉固定安装在一起，倒齿环的内壁上分布有止退倒齿，对应倒齿环上移行程位置的倒齿芯轴上部外侧设置有与止退倒齿相配合的芯轴倒齿；密封筒的底部座于第二环台顶部，密封筒的下部内侧和第一环台外侧通过胶筒剪钉固
定安装在一起。
[0006]上述对应憋压通孔下方位置的内环槽的底部内侧可套装有上固定半环，对应上固定半环位置的轴筒本体外侧有上外环槽，上固定半环的内侧固定安装在上外环槽内；倒齿芯轴的顶部座有下固定半环，对应下固定半环位置的轴筒本体外侧有下外环槽，下固定半环的内侧安装在下外环槽内；对应第二环台下方位置的倒齿芯轴下部外侧固定安装有固定套，固定套的下部内侧固定有套装在轴筒本体外侧且位于倒齿芯轴下方的内环台，倒齿芯轴的底部和内环台的顶部之间设有定位半环，对应定位半环位置的轴筒本体外侧有定位环槽，定位半环的内侧安装在定位环槽内。
[0007]上述密封爪套的中部外侧和密封筒的上部内侧可通过螺纹连接固定安装在一起，对应密封筒上方位置的密封爪套上部外侧固定有座于密封筒顶部的限位环台；柱塞剪钉位于柱塞筒的下部，位于螺纹连接位置下方的密封爪套的外侧与密封筒的内壁之间、密封爪套的中部内侧与轴筒本体外侧之间以及对应内环槽底部与柱塞剪钉之间位置的柱塞筒内侦U与轴筒本体外侧之间和柱塞筒外侧与密封筒内侧之间均设置有憋压密封圈。
[0008]上述胶筒封隔装置可包括上外胶筒、数量不少于一个的内胶筒和下外胶筒；上外胶筒、内胶筒和下外胶筒自上而下依次套装在轴筒本体外侧，内胶筒的内壁中部固定有撑托环，撑托环的内壁上有撑环密封槽，撑环密封槽内安装有撑环密封圈。
[0009]根据需求，内胶筒的数量可为两个。
[0010]上述在上外胶筒的顶部上侧和下外胶筒的底部下侧均可设置有套装在轴筒本体外侧的护套；在上外胶筒与内胶筒之间、相邻的内胶筒之间以及内胶筒与下外胶筒之间均设置有套装在轴筒本体外侧的挡圈。
[0011]上述挡套的下端外侧可固定有上外凸台，密封爪套的上端外侧固定有下外凸台，位于上外胶筒顶部的护套上部位于上外凸台与轴筒本体之间的上安装槽内，位于下外胶筒底部的护套下部位于下外凸台与轴筒本体之间的下安装槽内。
[0012]本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过设置密封筒可形成对柱塞筒的限位保护，从而可有效避免本发明在下入预定位置的过程中外界对柱塞筒的干扰作用力，确保其对外爪块的压紧作用，从而有效防止密封爪套的上行及因此而导致的误坐挂，具有良好的可靠性，从而避免对后续施工带来不良影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]附图1为本发明最佳实施例的主视半剖视结构示意图。
[0014]附图2为附图1中密封爪套的放大主视半剖视结构示意图。
[0015]附图中的编码分别为:I为轴筒本体，2为挡套，3为密封爪套，4为柱塞筒，5为柱塞剪钉，6为密封筒，7为胶筒剪钉，8为筒体外凸台，9为密封爪片，10为内爪块，11为外爪块,12为限位环槽,13为内环槽,14为憋压通孔,15为倒齿芯轴，16为倒齿环，17为第一环台，18为第二环台，19为紧固销钉,20为上固定半环,21为下固定半环,22为固定套,23为内环台，24为定位半环,25为限位环台，26为憋压密封圈,27为上外胶筒,28为内胶筒,29为下外胶筒，30为撑托环，31为撑环密封圈，32为护套，33为挡圈，34为上外凸台，35为下外凸台。
【具体实施方式】
[0016]本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0017]在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如:前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
[0018]下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述:
如附图1、2所示，该可靠封隔器包括轴筒本体1、挡套2、胶筒封隔装置、密封爪套3、柱塞筒4、柱塞剪钉5、密封筒6、胶筒剪钉7和防解封装置；轴筒本体I的上部外侧有筒体外凸台8，位于筒体外凸台8下方的轴筒本体I外侧由上至下依次套装有挡套2、胶筒封隔装置和密封爪套3 ;密封爪套3的下部圆周间隔分布有不少于两个的密封爪片9，密封爪片9的下部内侧和外侧分别固定有内爪块10和外爪块11,对应内爪块10位置的轴筒本体I外侧有限位环槽12，内爪块10位于限位环槽12内；对应外爪块11下方位置的轴筒本体I外侧通过柱塞剪钉5固定安装有柱塞筒4，柱塞筒4的上部内侧有内环槽13，内环槽13上部内侧压于外爪块11的外侧；对应外爪块11底部和内环槽13底部之间位置的轴筒本体I上沿圆周分布有至少一个憋压通孔14 ;密封爪套3的外侧固定安装有套装在柱塞筒4外侧的密封筒6，对应柱塞筒4下方位置的轴筒本体I外侧固定安装有位于密封筒6下部内侧且能阻止密封爪套3下行的防解封装置，防解封装置和密封筒6之间固定安装有胶筒剪钉7 ;轴筒本体I的上端和下端分别设置有内螺纹或外螺纹。根据需求，柱塞剪钉5的剪切强度应低于胶筒剪钉7的剪切强度。在使用过程中，轴筒本体I外侧、密封爪套3、柱塞筒4和密封筒6内侧之间形成憋压腔，将本发明按照设计位置下入到井深预定位置后，通过投球憋压作业使得高压流体从憋压通孔14进入憋压腔内形成憋压，当压力超过柱塞剪钉5的剪切强度时，柱塞剪钉5将被剪断，柱塞筒4将下行，从而松开其对外爪块11的紧压；当压力持续增大至剪断胶筒剪钉7时，密封爪套3将带动密封筒6上行，从而挤压胶筒封隔装置，实现座封。在该过程中，密封筒6形成了对柱塞筒4的限位保护，可有效避免本发明在下入预定位置的过程中外界对柱塞筒4的干扰作用力，确保其对外爪块11的压紧作用，从而有效防止密封爪套3的上行及因此而导致的误坐挂，具有良好的可靠性，从而避免对后续施工带来不良影响。
[0019]可根据实际需要，对上述可靠封隔器作进一步优化或/和改进:
如附图1、2所示，防解封装置包括倒齿芯轴15和倒齿环16，对应柱塞筒4下方位置的轴筒本体I外侧固定安装有位于倒齿芯轴15，倒齿芯轴15的中部外侧有第一环台17，位于第一环台17下方外侧位置的倒齿芯轴15外侧有第二环台18 ;倒齿芯轴15的上部外侧套装有座于第一环台17顶部的倒齿环16，倒齿环16套装在密封筒6内部且和密封筒6通过紧固销钉19固定安装在一起，倒齿环16的内壁上分布有止退倒齿，对应倒齿环16上移行程位置的倒齿芯轴15上部外侧设置有与止退倒齿相配合的芯轴倒齿；密封筒6的底部座于第二环台18顶部，密封筒6的下部内侧和第一环台17外侧通过胶筒剪钉7固定安装在一起。止退倒齿和筒芯倒齿的配合使用，可确保密封筒6和密封爪套3不受井内其它外力的干扰而下行，确保其在销钉剪断封隔后能够持续座封。
[0020]如附图1所示，对应憋压通孔14下方位置的内环槽13的底部内侧套装有上固定半环20，对应上固定半环20位置的轴筒本体I外侧有上外环槽，上固定半环20的内侧固定安装在上外环槽内；倒齿芯轴15的顶部座有下固定半环21，对应下固定半环21位置的轴筒本体I外侧有下外环槽，下固定半环21的内侧安装在下外环槽内；对应第二环台18下方位置的倒齿芯轴15下部外侧固定安装有固定套22，固定套22的下部内侧固定有套装在轴筒本体I外侧且位于倒齿芯轴15下方的内环台23，倒齿芯轴15的底部和内环台23的顶部之间设有定位半环24,对应定位半环24位置的轴筒本体I外侧有定位环槽,定位半环24的内侧安装在定位环槽内。上固定半环20和下固定半环21可实现对柱塞筒4的行程限位，下固定半环21和定位半环24可实现对倒齿芯轴15的限位，定位半环24还可实现对固定套22的限位。
[0021]如附图1、2所示，密封爪套3的中部外侧和密封筒6的上部内侧通过螺纹连接固定安装在一起，对应密封筒6上方位置的密封爪套3上部外侧固定有座于密封筒6顶部的限位环台25 ;柱塞剪钉5位于柱塞筒4的下部，位于螺纹连接位置下方的密封爪套3的外侧与密封筒6的内壁之间、密封爪套3的中部内侧与轴筒本体I外侧之间以及对应内环槽13底部与柱塞剪钉5之间位置的柱塞筒4内侧与轴筒本体I外侧之间和柱塞筒4外侧与密封筒6内侧之间均设置有憋压密封圈26。
[0022]如附图1所示，胶筒封隔装置包括上外胶筒27、数量不少于一个的内胶筒28和下外胶筒29 ;上外胶筒27、内胶筒28和下外胶筒29自上而下依次套装在轴筒本体I外侧，内胶筒28的内壁中部固定有撑托环30，撑托环30的内壁上有撑环密封槽，撑环密封槽内安装有撑环密封圈31。撑托环30和撑环密封圈31可使胶筒封隔装置在满足高压封隔的情况下依然确保低压封隔的能力；长、短胶筒的配合使用可解决其封隔能力不足、易窜层等问题，使其具有良好的座封效果。
[0023]根据需求，内胶筒28的数量为两个。
[0024]如附图1所示，在上外胶筒27的顶部上侧和下外胶筒29的底部下侧均设置有套装在轴筒本体I外侧的护套32 ;在上外胶筒27与内胶筒28之间、相邻的内胶筒28之间以及内胶筒28与下外胶筒29之间均设置有套装在轴筒本体I外侧的挡圈33。胶筒在受挤压时，护套32和挡圈33可避免其出现波浪状变形。
[0025]如附图1、2所示，挡套2的下端外侧固定有上外凸台34，密封爪套3的上端外侧固定有下外凸台35，位于上外胶筒27顶部的护套32上部位于上外凸台34与轴筒本体I之间的上安装槽内，位于下外胶筒29底部的护套32下部位于下外凸台35与轴筒本体I之间的下安装槽内。
[0026]以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
【权利要求】
1.一种可靠封隔器，其特征在于包括轴筒本体、挡套、胶筒封隔装置、密封爪套、柱塞筒、柱塞剪钉、密封筒、胶筒剪钉和防解封装置；轴筒本体的上部外侧有筒体外凸台，位于筒体外凸台下方的轴筒本体外侧由上至下依次套装有挡套、胶筒封隔装置和密封爪套；密封爪套的下部圆周间隔分布有不少于两个的密封爪片，密封爪片的下部内侧和外侧分别固定有内爪块和外爪块，对应内爪块位置的轴筒本体外侧有限位环槽，内爪块位于限位环槽内；对应外爪块下方位置的轴筒本体外侧通过柱塞剪钉固定安装有柱塞筒，柱塞筒的上部内侧有内环槽，内环槽上部内侧压于外爪块的外侧；对应外爪块底部和内环槽底部之间位置的轴筒本体上沿圆周分布有至少一个憋压通孔；密封爪套的外侧固定安装有套装在柱塞筒外侧的密封筒，对应柱塞筒下方位置的轴筒本体外侧固定安装有位于密封筒下部内侧且能阻止密封爪套下行的防解封装置，防解封装置和密封筒之间固定安装有胶筒剪钉；轴筒本体的上端和下端分别设置有内螺纹或外螺纹。
2.根据权利要求1所述的可靠封隔器，其特征在于防解封装置包括倒齿芯轴和倒齿环，对应柱塞筒下方位置的轴筒本体外侧固定安装有位于倒齿芯轴，倒齿芯轴的中部外侧有第一环台，位于第一环台下方外侧位置的倒齿芯轴外侧有第二环台；倒齿芯轴的上部外侧套装有座于第一环台顶部的倒齿环，倒齿环套装在密封筒内部且和密封筒通过紧固销钉固定安装在一起，倒齿环的内壁上分布有止退倒齿，对应倒齿环上移行程位置的倒齿芯轴上部外侧设置有与止退倒齿相配合的芯轴倒齿；密封筒的底部座于第二环台顶部，密封筒的下部内侧和第一环台外侧通过胶筒剪钉固定安装在一起。
3.根据权利要求2所述的可靠封隔器，其特征在于对应憋压通孔下方位置的内环槽的底部内侧套装有上固定半环，对应上固定半环位置的轴筒本体外侧有上外环槽，上固定半环的内侧固定安装在上外环槽内；倒齿芯轴的顶部座有下固定半环，对应下固定半环位置的轴筒本体外侧有下外环槽，下固定半环的内侧安装在下外环槽内；对应第二环台下方位置的倒齿芯轴下部外侧固定安装有固定套，固定套的下部内侧固定有套装在轴筒本体外侧且位于倒齿芯轴下方的内环台，倒齿芯轴的底部和内环台的顶部之间设有定位半环，对应定位半环位置的轴筒本体外侧有定位环槽，定位半环的内侧安装在定位环槽内。
4.根据权利要求3所述的可靠封隔器，其特征在于密封爪套的中部外侧和密封筒的上部内侧通过螺纹连接固定安装在一起，对应密封筒上方位置的密封爪套上部外侧固定有座于密封筒顶部的限位环台；柱塞剪钉位于柱塞筒的下部，位于螺纹连接位置下方的密封爪套的外侧与密封筒的内壁之间、密封爪套的中部内侧与轴筒本体外侧之间以及对应内环槽底部与柱塞剪钉之间位置的柱塞筒内侧与轴筒本体外侧之间和柱塞筒外侧与密封筒内侧之间均设置有憋压密封圈。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的可靠封隔器，其特征在于胶筒封隔装置包括上外胶筒、数量不少于一个的内胶筒和下外胶筒；上外胶筒、内胶筒和下外胶筒自上而下依次套装在轴筒本体外侧，内胶筒的内壁中部固定有撑托环，撑托环的内壁上有撑环密封槽，撑环密封槽内安装有撑环密封圈。
6.根据权利要求5所述的可靠封隔器，其特征在于内胶筒的数量为两个。
7.根据权利要求5所述的可靠封隔器，其特征在于在上外胶筒的顶部上侧和下外胶筒的底部下侧均设置有套装在轴筒本体外侧的护套；在上外胶筒与内胶筒之间、相邻的内胶筒之间以及内胶筒与下外胶筒之间均设置有套装在轴筒本体外侧的挡圈。
8.根据权利要求6所述的可靠封隔器，其特征在于在上外胶筒的顶部上侧和下外胶筒的底部下侧均设置有套装在轴筒本体外侧的护套；在上外胶筒与内胶筒之间、相邻的内胶筒之间以及内胶筒与下外胶筒之间均设置有套装在轴筒本体外侧的挡圈。
9.根据权利要求7所述的可靠封隔器，其特征在于挡套的下端外侧固定有上外凸台，密封爪套的上端外侧固定有下外凸台，位于上外胶筒顶部的护套上部位于上外凸台与轴筒本体之间的上安装槽内，位于下外胶筒底部的护套下部位于下外凸台与轴筒本体之间的下安装槽内。
10.根据权利要求8所述的可靠封隔器，其特征在于挡套的下端外侧固定有上外凸台，密封爪套的上端外侧固定有下外凸台，位于上外胶筒顶部的护套上部位于上外凸台与轴筒本体之间的上安装槽内，位于下外胶筒底部的护套下部位于下外凸台与轴筒本体之间的下安装槽内。.
【文档编号】E21B33/127GK103470209SQ201310424007
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月17日 优先权日:2013年9月17日
【发明者】李晓军, 王德国, 赵继斌, 王飞跃, 张辉军 申请人:中国石油集团西部钻探工程有限公司