一种封隔器结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种封隔器结构，包括中心管、座封筒、胶筒座和胶筒，所述胶筒座包括上胶筒座和下胶筒座，所述座封筒、上胶筒座、胶筒和下胶筒座从上至下依次套装在中心管上，所述座封筒与上胶筒座之间设置有自锁机构，胶筒两端分别依次设置有端环和胀环。本发明不仅径向间隙小，能够实现环空较大间隙的有效封隔，同时实现价格低廉，以利于提高固井质量和保证增产改造效果。
【专利说明】—种封隔器结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种封隔器结构，用于石油天然气开发的油气井固井和增产改造作业，属于油气田作业的井下工具制造【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在油气井的固井施工中，常常使用封隔器，防止油、气、水等窜槽，有效实现环空永久机械封隔，提高固井质量。
[0003]在油气井增产改造过程中，常常使用封隔器，实现层间封隔卡层，保证完井改造的针对性，最大化提高增产改造效果。
[0004]目前，在油气井固井施工和增产改造作业中使用的传统封隔器结构，主要有压缩式和扩张式两种。例如，中国专利号“CN200520132541.6”公开的一种酸压封隔器，
【公开日】为2007年5月2日，其由水力锚、反洗部分、封隔件总成、卡瓦部分组成，由于采用水力锚下部依次接有反洗部分、封隔件总成、卡瓦部分，封隔器下入井内预定位置后，按所需座封高度上提管柱后旋转管柱，使胶筒膨胀。再如，中国专利号“CN200620010274.X”公开的一种补偿扩张式注水封隔器，
【公开日】为2007年10月17日，其座封机构、解封机构安装在联接头的内两侧，联接头下部与胶筒的上部联接，联接头、胶筒套装在中心管外，联接头、胶筒可在中心管上滑动，滑动距离大于注水井中管柱的蠕动量。
[0005]压缩式封隔器就是通过轴向加压，压缩胶筒，胶筒径向增厚，填充环空间隙，实现封隔，该封隔器胶筒径向厚度较厚，封隔环空间隙一般较小，当胶筒较薄，环空间隙较大时，往往不能实现有效封隔。扩张式封隔器就是通过向胶皮筒内注入流体，使胶皮筒径向扩张，填充环空间隙，实现封隔，该封隔器胶筒较薄，能封隔的环空间隙较大，但该封隔器结构较复杂，生广制造成本闻昂。
[0006]综上，现有技术中的压缩式封隔器存在径向设计空间大、环空封隔间隙小的缺点，扩张式封隔器存在结构复杂、成本高的缺点。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服现有封隔器存在的上述问题，提供一种封隔器结构，本发明不仅径向间隙小，能够实现环空较大间隙的有效封隔，同时实现价格低廉，以利于提高固井质量和保证增产改造效果。
[0008]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
一种封隔器结构，其特征在于:包括中心管、座封筒、胶筒座和胶筒，所述胶筒座包括上胶筒座和下胶筒座，所述座封筒、上胶筒座、胶筒和下胶筒座从上至下依次套装在中心管上，所述座封筒与上胶筒座之间设置有自锁机构，胶筒两端分别设置有胀开机构。
[0009]所述胶筒包括上胶筒、中胶筒和下胶筒，上胶筒、中胶筒和下胶筒组合形成胶筒，上胶筒、中胶筒和下胶筒轴向受压坐封时，上胶筒与中胶筒、下胶筒与中胶筒均径向相互重叠。[0010]所述胀开机构包括依次设置在胶筒两端的端环和胀环。
[0011]所述上胶筒上端依次设置端环和胀环，下端与中胶筒配合；下胶筒上端与中胶筒配合，下端依次设置端环和胀环。
[0012]所述上胶筒与中胶筒之间、中胶筒与下胶筒之间均通过斜面配合。
[0013]所述自锁机构包括止退齿和止退环，所述止退齿设置在中心管外壁上，止退环位于座封筒与上胶筒座之间，止退环与止退齿配合形成自锁止退。
[0014]所述胀环包括内胀环和外胀环，内胀环和外胀环均为圆筒形结构，周向均分成若干等分，且内胀环和外胀环重叠且均匀错位设置。
[0015]所述上胶筒座和下胶筒座分别螺纹连接在中心管上，上胶筒座与座封筒螺纹连接。
[0016]采用本发明的优点在于:
一、本发明包括中心管、座封筒、胶筒座和胶筒，所述胶筒座包括上胶筒座和下胶筒座，所述座封筒、上胶筒座、胶筒和下胶筒座从上至下依次套装在中心管上，所述座封筒与上胶筒座之间设置有自锁机构，胶筒两端分别依次设置有端环和胀环，采用此结构，能够实现环空较大间隙的有效封隔，同时实现价格低廉，以利于提高固井质量和保证增产改造效果，且端环便于在较小的轴向座封力下实现胀环的有效胀开。
[0017]二、本发明中，所述胶筒包括上胶筒、中胶筒和下胶筒，上胶筒、中胶筒和下胶筒轴向受压坐封时，上胶筒与中胶筒、下胶筒与中胶筒均径向相互重叠，采用此结构，可增加径向厚度，能充分填充较大的环空间隙，实现较大环空间隙的高温高压封隔。
[0018]三、本发明中，所述上胶筒与中胶筒之间、中胶筒与下胶筒之间均通过斜面配合，采用此结构，可实现薄壁胶筒封隔较大环空间隙，且可靠性更高。
[0019]四、本发明中，所述自锁机构包括止退齿和止退环，所述止退齿设置在中心管外壁上，止退环位于座封筒与上胶筒座之间，止退环与止退齿配合形成自锁止退，采用此结构，封隔器座封后，可实现封隔器永久封隔。
[0020]五、本发明中，所述胀环包括内胀环和外胀环，内胀环和外胀环均为圆筒形结构，周向均分成若干等分，且内胀环和外胀环重叠且均匀错位设置，采用此结构，形成双层胀环结构，在胀环胀开后，能实现对胶筒的无缝支撑，保护胶筒最佳，增强封隔性能。
[0021]六、本发明中，所述上胶筒座和下胶筒座分别螺纹连接在中心管上，上胶筒座与座封筒螺纹连接，采用螺纹连接，整体性更好，提高封隔性能，且更便于安装和拆卸。
[0022]七、本发明中，采用上胶筒、中胶筒和下胶筒的结构，可设置为薄壁胶筒，可以与中心管的径向总厚度较薄结合使用，能实现内通径要求较大、径向设计间隙较小的封隔器结构。
[0023]综上，发明与现有技术相比，具有胶筒薄、径向设计间隙小、耐温高、密封压力高等优点，很好地解决了现有封隔器径向设计间隙有限和成本高的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本发明的结构示意图
图中标记为:1、中心管，2、座封筒，3、止退环，4、上胶筒座，5、第一外胀环，6、内胀环，7、端环，8、上胶筒，9、中胶筒，10、下胶筒，11、下胶筒座，12、第二外胀环。【具体实施方式】
[0025]实施例1
一种封隔器结构，包括中心管1、座封筒2、胶筒座和胶筒，所述胶筒座包括上胶筒座4和下胶筒座10，所述座封筒2、上胶筒座4、胶筒和下胶筒座10从上至下依次套装在中心管I上，所述座封筒2与上胶筒座4之间设置有自锁机构，胶筒两端分别设置有胀开机构。
[0026]本实施例的优选实施方式为，所述胶筒包括上胶筒8、中胶筒9和下胶筒10，上胶筒8、中胶筒9和下胶筒10组合形成胶筒，上胶筒8、中胶筒9和下胶筒10轴向受压坐封时，上胶筒8与中胶筒9、下胶筒10与中胶筒9均径向相互重叠。
[0027]本实施例的又一优选实施方式为，所述胀开机构包括依次设置在胶筒两端的端环7和胀环。
[0028]进一步地，所述上胶筒8上端依次设置端环7和胀环，下端与中胶筒9配合；下胶筒10上端与中胶筒9配合，下端依次设置端环7和胀环。
[0029]进一步地，所述上胶筒8与中胶筒9之间、中胶筒9与下胶筒10之间重叠时均通过斜面配合，如图所示，中胶筒两端分别设置为斜面，上胶筒8和下胶筒10对应设置为斜面。
[0030]本实施例的又一优选实施方式为，所述自锁机构包括止退齿和止退环3，所述止退齿设置在中心管I外壁上，止退环3位于座封筒2与上胶筒座4之间，止退环3与止退齿配合形成自锁止退。
[0031]本实施例的又一优选实施方式为，所述胀环包括内胀环6和外胀环，内胀环6和外胀环均为圆筒形结构，周向均分成若干等分，且内胀环6和外胀环重叠且均匀错位设置，错位设置是指内胀环6的各等分和外胀环的各等分。
[0032]本实施例的又一优选实施方式为，所述上胶筒座4和下胶筒座10分别螺纹连接在中心管I上，上胶筒座4与座封筒2螺纹连接。
[0033]实施例2
一种封隔器结构，主要包括中心管1、座封筒2、胶筒座、胶筒、端环7和胀环等组成。胶筒安放在中心管I的下部圆柱面上，胶筒两端设置有端环7和胀环，下胶筒座11通过螺纹连接在中心管I的下端，上胶筒座4安放在中心管I上胶筒的上部，上胶筒座4通过螺纹连接有座封筒2，座封筒2与上胶筒座4之间设置有止退环3。
[0034]所述的胶筒包括上胶筒8、中胶筒9和下胶筒10，上胶筒8与中胶筒9、中胶筒9与下胶筒10之间通过斜面配合，实现薄壁胶筒封隔较大环空间隙。
[0035]所述的胀环包括内胀环6和外胀环，外胀环包括上胶筒座4下端的第一外胀环5和下胶筒座11上端的第二外胀环12，胀环为薄壁圆筒形，周向均分成若干等分，内胀环6分别与外胀环重叠、均匀错位安装，实现无缝支撑，保护胶筒，增强封隔性能。
[0036]所述的中心管I上设置有止退齿，止退环3与止退齿配合自锁止退，实现环空永久机械封隔。
[0037]本发明的工作原理如下:
封隔器座封时，座封筒2推动上胶筒座4下行，压缩胶筒和胀环，上胶筒8、中胶筒9、下胶筒10沿配合斜面爬升重叠，增加径向厚度，胶筒轴向挤压，进一步增加径向厚度，实现较大环空间隙充分填充。同时，内胀环6与第一外胀环5和第二外胀环12被胀开，形成无缝支撑，进而实现较大环空间隙的有效封隔。座封时，止退环3随座封筒2和上胶筒座4 一起下行，座封后，止退环3与止退齿配合，实现上胶筒座4在中心管I上止退，实现封隔器永久封隔。
【权利要求】
1.一种封隔器结构，其特征在于:包括中心管(I)、座封筒(2)、胶筒座和胶筒，所述胶筒座包括上胶筒座(4)和下胶筒座(10)，所述座封筒(2)、上胶筒座(4)、胶筒和下胶筒座(10)从上至下依次套装在中心管(I)上，所述座封筒(2)与上胶筒座(4)之间设置有自锁机构，胶筒两端分别设置有胀开机构。
2.根据权利要求1所述的一种封隔器结构，其特征在于:所述胶筒包括上胶筒(8)、中胶筒(9)和下胶筒(10)，上胶筒(8)、中胶筒(9)和下胶筒(10)组合形成胶筒，上胶筒(8)、中胶筒(9)和下胶筒(10)轴向受压坐封时，上胶筒(8)与中胶筒(9)、下胶筒(10)与中胶筒(9)均径向相互重叠。
3.根据权利要求2所述的一种封隔器结构，其特征在于:所述胀开机构包括依次设置在胶筒两端的端环(7)和胀环。
4.根据权利要求3所述的一种封隔器结构，其特征在于:所述上胶筒(8)上端依次设置端环(7)和胀环，下端与中胶筒(9)配合；下胶筒(10)上端与中胶筒(9)配合，下端依次设置端环(7)和胀环。
5.根据权利要求2、3或4所述的一种封隔器结构，其特征在于:所述上胶筒(8)与中胶筒(9)之间、中胶筒(9)与下胶筒(10)之间均通过斜面配合。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的一种封隔器结构，其特征在于:所述自锁机构包括止退齿和止退环(3 )，所述止退齿设置在中心管(I)外壁上，止退环(3 )位于座封筒(2 )与上胶筒座(4 )之间，止退环(3 )与止退齿配合形成自锁止退。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的一种封隔器结构，其特征在于:所述胀环包括内胀环(6)和外胀环，内胀环(6)和外胀环均为圆筒形结构，周向均分成若干等分，且内胀环(6)和外胀环重叠且均匀错位设置。
8.根据权利要求7所述的一种封隔器结构，其特征在于:所述上胶筒座(4)和下胶筒座(10)分别螺纹连接在中心管(I)上，上胶筒座(10)与座封筒(2)螺纹连接。
【文档编号】E21B33/122GK103437734SQ201310431440
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】唐欣, 刘运楼, 李斌, 石磊, 张毅超, 伍军 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司