油气井封隔器用可控主动胀环的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种油气井封隔器用可控主动胀环，包括接头、防胀套、防突胀环和控制阀，所述防胀套通过控制剪钉固定在接头上，且防胀套内壁与接头外壁通过第一密封圈密封配合，接头内壁上还设置有用于密封接头与封隔器中心管之间连接间隙的第二密封圈，防突胀环设置在防胀套内分别与封隔器胶筒和封隔器中心管配合，控制阀设置在接头内。本实用新型既能避免胀环在封隔器入井过程中意外胀大，又能确保需要胀大时顺利胀大。
【专利说明】油气井封隔器用可控主动胀环
【技术领域】
[0001]本实用新型公开了一种油气井封隔器用可控主动胀环，属于油气田井下作业工具。
【背景技术】
[0002]在进行油气井固井或增产作业时，经常会使用封隔器，如中国专利号“200920021741.2”公开的一种液压封隔器。使用封隔器目的是封隔井内套管或油管与井眼间的环形空间，防止封隔器上、下井内流体窜通。固井时使用封隔器可防气窜、防井漏，增产作业时使用封隔器可实现层间封隔。封隔器的封隔性能取决于所使用胶筒的胶的性能和封隔器胶筒座与井眼之间的间隙。在胶筒相同的条件下，胶筒座与井眼之间的间隙越小，坐封时封隔器胶筒越不容易从此间隙内挤出，也就是封隔器的封隔压力就越高。但是，胶筒座与井眼之间的间隙越小，封隔器在井眼内的通过性能就越差，封隔器在井内下入时就越容易发生阻卡，从而导致施工事故。
[0003]为了解决这个矛盾，在封隔器胶筒座与胶筒间增加一个可以变形的胀环是一个有效的技术措施。胀环在封隔器下入井内的过程中其外径与胶筒座相同，其与井眼间的间隙较大，所以其通过性能较好。封隔器坐封时，胶筒的推力会使胀环有变形趋势，当推力足够大时，胀环就会变形胀大，胀大后的胀环与井眼间的间隙变小，胶筒不容易从胀环与井眼间的间隙挤出，从而提高了封隔器的封隔压力。在推力下可变形的胀环虽然提高了封隔器的封隔压力，但由于其在推力下可变形的特点，在井内下入过程中，由于井内摩擦和井壁不规则造成的卡挂，胀环可能提前胀大，造成封隔器异常阻卡，从而导致施工事故。
[0004]为了防止胀环提前胀大，需要把胀环的胀大推力设计得较大，但这又可能使胶筒的推力还未达到胀环胀大推力时，胶筒就已经从胀环与井眼间隙挤出，从而使胀环失效。所以设计合理的胀环胀大推力是十分重要的，设计合理的胀环胀大推力的前提是准确掌握胶筒的变形推力，由于胶筒个体的差异和井眼条件的差异，影响胶筒的变形推力的因素很多，目前的技术还不能准确掌握。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术中封隔器胀环存在的上述问题，提供一种油气井封隔器用可控主动胀环。本实用新型既能避免胀环在封隔器入井过程中意外胀大，又能确保需要胀大时顺利胀大。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0007]一种油气井封隔器用可控主动胀环，其特征在于:包括接头、防胀套、防突胀环和控制阀，所述防胀套通过控制剪钉固定在接头上，且防胀套内壁与接头外壁通过第一密封圈密封配合，接头内壁上还设置有用于密封接头与封隔器中心管之间连接间隙的第二密封圈，防突胀环设置在防胀套内分别与封隔器胶筒和封隔器中心管配合，控制阀设置在接头内。[0008]所述控制阀由半中空阀杆和一个带螺纹的压帽组成，控制阀设置在接头的复合孔中。
[0009]所述防突胀环为内、外两层结构，防突胀环呈喇叭形，防突胀环的轴向被多个切口均匀分割为多块，且内、外两层的切口互相错开，内、外两层的切口在圆周上呈均匀分布状。
[0010]采用本实用新型的优点在于:
[0011 ] 一、本实用新型包括接头、防胀套、防突胀环和控制阀，所述防胀套通过控制剪钉固定在接头上，且防胀套内壁与接头外壁通过第一密封圈密封配合，接头内壁上还设置有用于密封接头与封隔器中心管之间连接间隙的第二密封圈，防突胀环设置在防胀套内分别与封隔器胶筒和封隔器中心管配合，控制阀设置在接头内，采用此结构，既可以避免封隔器胀环提前胀大所造成的复杂情况，又可以使胀大后的胀环紧贴井壁后没有缝隙，可有效地防止胶筒在高压作用下挤出，从而起到了保护胶筒，提高封隔器封隔压力的效果，解决了封隔器设计中既需要胀环来防止胶筒在高压下被挤出失效，而胀环在封隔器入井过程中又容易因挂卡被提前胀大，从而使封隔器阻卡，导致质量事故的两难问题。
[0012]二、本实用新型中，所述控制阀由半中空阀杆和一个带螺纹的压帽组成，控制阀设置在接头的复合孔中，控制阀能够以断开方式把封隔器管柱内液体与防胀套和接头之间的空腔连通。
[0013]三，本实用新型中，所述防突胀环为内、外两层结构，防突胀环呈喇叭形，防突胀环的轴向被多个切口均匀分割为多块，且内、外两层的切口互相错开，内、外两层的切口在圆周上呈均匀分布状，采用此结构，防突胀环在封隔器入井时被防胀套包围、约束、径向不能胀大，不需要其胀大时，无论胶筒作用在其上的推力有多大都不会胀大，而需要其胀大时，通过井口憋压先把保护套解除，然后仅需很小的胶筒推力即可胀大，从而既能避免胀环在封隔器入井过程中意外胀大，又能确保需要胀大时顺利胀大，既提高了封隔器封隔压力，又不致造成封隔器意外提前坐封。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型结构示意图
[0015]图中标记为:1、接头，2、第一密封圈，3、防胀套，4、第二密封圈，5、控制剪钉，6、防突胀环，7、控制阀，A、封隔器胶筒，B、封隔器中心管。
【具体实施方式】
[0016]实施例1
[0017]一种油气井封隔器用可控主动胀环，包括接头1、防胀套3、防突胀环6和控制阀7，所述防胀套3通过控制剪钉5固定在接头I上，且防胀套3内壁与接头I外壁通过第一密封圈2密封配合，接头I内壁上还设置有用于密封接头与封隔器中心管之间连接间隙的第二密封圈4，防突胀环6设置在防胀套3内分别与封隔器胶筒和封隔器中心管配合，控制阀7设置在接头I内。
[0018]本实用新型中，所述控制阀7由半中空阀杆和一个带螺纹的压帽组成，控制阀设置在接头的复合孔中。控制阀7为软金属制成的半中空杆，控制阀7以断开方式把封隔器管柱内液体与防胀套3和接头I之间的空腔连通。[0019]本实用新型中，所述防突胀环6为内、外两层结构，防突胀环呈喇叭形，防突胀环的轴向被多个切口均匀分割为多块，且内、外两层的切口互相错开，内、外两层的切口在圆周上呈均匀分布状。所述防突胀环6在封隔器入井时被防胀套3包围、约束、径向不能胀大，且防胀套3入井时被剪钉固定所在位置。
[0020]实施例2
[0021]本实施例结合附图对本实用新型做详细说明。
[0022]本实用新型包括接头1、第一密封圈2、防胀套3、第二密封圈4、控制剪钉5、防突胀环6、控制阀7 ;图中A是封隔器胶筒、B是封隔器中心管，二者不是本实用新型的部件，标识在图中是为了更清楚地说明本发明的实现方式。从右到左接头1、密封圈2、防胀套3、密封圈4、控制剪钉5、防突胀环6顺序连接，内装控制阀7。
[0023]接头I公扣端用来与管柱相连接，母扣端与封隔器中心管B连接，接头上有一个径向的用来安装控制阀的复合孔，复合孔邻接头内壁端是光孔，邻外壁端则是螺纹孔；防胀套3是一个液缸，组装时用剪钉5把它固定在接头I上，它与接头I间用第一密封圈2密封；第二密封圈4密封接头I与封隔器中心管B间的连接间隙。
[0024]防突胀环6为内、外两层结构，均为喇叭形，轴向被宽度极小的切口均匀地分割为多块，切口从喇叭口到接近喇叭尾，但未完全切至喇叭尾，以保证防胀套在胀大时不致于散落，组装时内、外两层的切口互相错开，使内、外两层的切口在圆周上呈均匀分布状；控制阀7是由紫铜等较软的金属加工成的半中空阀杆和一个带螺纹的压帽组成，控制阀7安装在接头I的复合孔中，压帽压紧后实现密封。
[0025]本实用新型与封隔器组装在一起，成为封隔器的一部分。入井时，由于防突胀环在防胀套的约束下，即使封隔器胶筒对防突胀环有推力也不会胀大，从而可以避免封隔器胀环提前胀大所造成的复杂情况；当封隔器需要胀大时，从井口投放胶塞，用工作液顶替胶塞至封隔器位置，顶断控制阀，液体通过控制阀进入防胀套与接头间的空间，继续顶替胶塞至碰压，压力升高，推动防胀套剪断控制剪钉，防胀套移动一定距离，解除防胀套对防突胀环的约束，此时防突胀环极易被胀大，继续升高压力，再剪断封隔器胶筒坐封剪钉，封隔器胶筒推动防突胀环胀大，紧贴井壁，而且由于防突胀环的特殊结构，胀大后的胀环紧贴井壁后没有缝隙，可有效地防止胶筒在高压作用下挤出，从而起到了保护胶筒，提高封隔器封隔压力的效果。
【权利要求】
1.一种油气井封隔器用可控主动胀环，其特征在于:包括接头(I)、防胀套(3)、防突胀环(6)和控制阀(7)，所述防胀套(3)通过控制剪钉(5)固定在接头(I)上，且防胀套(3)内壁与接头(I)外壁通过第一密封圈(2 )密封配合，接头(I)内壁上还设置有用于密封接头与封隔器中心管之间连接间隙的第二密封圈(4)，防突胀环(6)设置在防胀套(3)内分别与封隔器胶筒和封隔器中心管配合，控制阀(7 )设置在接头(I)内。
2.根据权利要求1所述的油气井封隔器用可控主动胀环，其特征在于:所述控制阀(7)由半中空阀杆和一个带螺纹的压帽组成，控制阀设置在接头的复合孔中。
3.根据权利要求1或2所述的油气井封隔器用可控主动胀环，其特征在于:所述防突胀环(6)为内、外两层结构，防突胀环呈喇叭形，防突胀环的轴向被多个切口均匀分割为多块，且内、外两层的切口互相错开，内、外两层的切口在圆周上呈均匀分布状。
【文档编号】E21B33/12GK203603833SQ201320801507
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】刘运楼, 李斌 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司