封隔器的制作方法

本实用新型涉及一种油气井机械防砂工艺筛管技术领域，尤其涉及一种封隔器。

背景技术：

在油田开发过程中，对于出砂比较严重的疏松砂岩油藏经常发生油气井出砂问题，若不能及时尽早的控制，可能会造成油气层砂埋、油管砂堵、地面管汇积砂的严重后果，对油气井生产影响极大。

目前通用的防砂方法为机械防砂，常采用Y455封隔器作为防砂筛管悬挂器，悬挂防砂筛管和封闭防砂管及套管的环形空间，防止地层流体携带地层砂由防砂筛管及套管的环形空间进入井筒而导致出砂。同时，在分层开采，即封下采上的工艺中，也经常采用封隔器进行封层。

但是，常用的Y455封隔器主要存在以下问题：封隔器在坐封完成后，不能进行验封，无法确定封隔器是否坐实，封隔器常出现坐封不合格或密封性能达不到作业要求。并且完成坐封任务后需进行解封，用于解封打捞的打捞扣常设置在靠近封隔器底部位置，捞矛不易接触到打捞扣，难以完成打捞工作，最终导致封隔器无法解封。因此常用的Y455封隔器无法满足实际生产的需要。

技术实现要素：

本实用新型提供一种封隔器，可以在实现坐封后，通过验封组件检查坐封的密封程度，提高坐封效果；解封过程中先打捞丢手组件，使设置位置靠近封隔器顶端的打捞扣暴露在外，便于封隔器整体的打捞，提高了解封成功率。

本实用新型提供一种封隔器，包括上接头、上外管、活塞部、丢手管、中心管、胶筒部、卡瓦部、下接头和验封组件。

上接头具有中空腔体，上接头的内壁与中心管的第一端连接，上接头的外壁与上外管的第一端连接，上外管的第二端具有楔形内壁，活塞部设置在上外管内，活塞部用于在液流压力下向胶筒部和卡瓦部运动。

丢手管套设在中心管外侧，并位于活塞部的内侧，丢手管和上接头之间通过丢手销钉连接。

验封组件、胶筒部和卡瓦部依次套设在中心管的外侧，胶筒部和卡瓦部均为中空结构，下接头用于和中心管的第二端连接，卡瓦部用于锚定在套管内，胶筒部用于在活塞部的挤压下膨胀，以封闭套管的环腔。

验封组件具有可打开的内腔，内腔与封隔器外部连通，中心管上开设有验封进液孔，验封进液孔和验封组件的内腔连通，验封组件用于在内腔打开时使液流流入胶筒部的环腔中，以根据液流的压力判断封隔器的封隔状态。

上述的封隔器中，优选的是，活塞部包括活塞，活塞设置在上外管内，活塞的第一端与上接头抵接，活塞的第二端具有和楔形内壁相匹配的斜面，活塞的中部通过活塞坐封销钉与上外管连接；活塞部、上接头和丢手管共同围成活塞运动间隙，中心管设置有坐封进液孔，坐封进液孔和活塞运动间隙连通。

胶筒部具有胶筒中心管、胶筒坐封销钉和套设在胶筒中心管上的上胶筒和下胶筒，胶筒中心管套设在中心管的外侧，胶筒坐封销钉连接在胶筒部和上锥体之间。

卡瓦部包括上锥体、下锥体和卡瓦，上锥体和下锥体套设于中心管外壁上，上锥体端面和胶筒部连接，下锥体端面通过锥体连接体和下接头连接，卡瓦环绕中心管设置，卡瓦具有锥面和外平面，卡瓦的两端锥面分别与上锥体和下锥体配合，卡瓦外平面可和套管内壁锚定；当上锥体和下锥体之间的距离缩短时，卡瓦朝向套管内壁运动，当上锥体和下锥体之间的距离增加时，卡瓦远离套管内壁运动。

上述的封隔器中，优选的是，验封组件包括验封上外套、验封活塞、固定体、验封销钉和验封下外套；验封上外套和验封下外套套设在胶筒中心管的外侧，且验封上外套和验封下外套组成的内部空腔为验封组件的内腔。

固定体固定在验封上外套的内腔中，且固定体和沿封活塞之间通过验封销钉连接，验封活塞和固定体围成一和验封进液孔连通的封闭腔。

验封销钉在封闭腔内的压力作用下剪断时，封闭腔和验封上外套的内腔连通，以使液流通过验封进液孔和封闭腔流入胶筒部的环腔中。

上述的封隔器中，优选的是，丢手管的下端具有向内凸出的丢手爪簧；封隔器还包括：打捞管、支撑体和中心管连接体，支撑体和中心管连接体均为两端开口的筒状结构，中心管连接体的端部和中心管的第二端连接，中心管连接体套设在丢手管的内侧，支撑体被夹设在丢手管和中心管连接体之间，且支撑体的端部和丢手爪簧抵接，打捞管位于胶筒中心管和丢手管之间，且打捞管的内壁和丢手管的爪簧之间通过左旋螺纹卡扣连接。

上述的封隔器中，优选的是，还包括解封组件，解封组件包括解封爪簧、解封螺母和解封支撑体，解封支撑体为两端开口的筒状，解封爪簧位于卡瓦部和打捞管之间，解封螺母位于下接头的内壁与解封爪簧的端部外壁之间，解封支撑体位于解封爪簧的端部内壁与打捞管之间，解封螺母通过卡扣与解封爪簧连接，解封支撑体通过卡扣与打捞管连接。

上述的封隔器中，优选的是，该封隔器还包括：锁紧管和锁块，锁紧管套设在上锥体内侧，且锁紧管的第一端和锁块的第一端抵接，锁块第二端和打捞管的端部抵接，锁紧管的第二端和解封爪簧通过卡扣连接，锁紧管的外侧壁上设置有卡齿。

胶筒中心管的下端具有锁紧环，锁紧环的内壁上沿轴向方向设置有多个可与卡齿扣合的环形齿，环形齿的远离上接头的一侧为斜面，环形齿的靠近上接头的一侧与锁紧环的轴向方向垂直。

上述的封隔器中，优选的是，锁紧管的外壁具有台阶面。

上述的封隔器中，优选的是，胶筒部还包括胶筒上压帽和胶筒下压帽。

验封组件设置在上胶筒和下胶筒之间，胶筒上压帽和胶筒下压帽分别设置在上胶筒的上端和下胶筒的下端，且胶筒上压帽和活塞部抵接；胶筒下压帽和卡瓦部抵接。

上述的封隔器中，优选的是，中心管连接体和支撑体之间还设置有开口环。

上述的封隔器中，优选的是，胶筒中心管和打捞管之间还设有护管，护管的第一端与丢手管通过卡扣连接，护管的第二端抵接在锁紧管上。

本实用新型提供的封隔器，通过从坐封进液孔向封隔器内部进液打压，使卡瓦部受压后锚定在管柱内壁，实现坐封；完成坐封后，通过从验封进液孔向封隔器内部继续进液打压，验封组件检查坐封的密封程度，提高坐封效果；在解封过程中，先通过打捞丢手组件，使设置位置靠近封隔器顶端的打捞扣暴露在外，便于后续封隔器整体的打捞工作，提高了解封成功率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的封隔器的第一部分的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的封隔器的第二部分的结构示意图。

附图标记说明：

10-上接头； 20-上外管； 30-活塞部；

40-丢手管； 50-中心管； 60-胶筒部；

70-卡瓦部； 80-下接头； 90-验封组件；

11-打捞管； 12-支撑体； 13-锁紧管；

14-锁块； 15-解封组件； 16-开口环；

17-护管； 18-打捞扣； 301-活塞坐封销钉；

401-丢手销钉； 402-丢手爪簧； 501-坐封进液孔；

502-中心管连接体； 601-胶筒中心管； 602-胶筒坐封销钉；

603-上胶筒； 604-下胶筒； 605-锁紧环；

606-胶筒上压帽； 607-胶筒下压帽； 701-上锥体；

702-下锥体； 703-卡瓦； 704-锥体连接体；

901-验封进液孔； 902-验封上外套； 903-验封活塞；

904-验封固定体； 905-验封销钉； 906-验封下外套；

151-解封爪簧； 152-解封螺母； 153-解封支撑体。

具体实施方式

图1为本实用新型实施例提供的封隔器的第一部分的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的封隔器的第二部分的结构示意图。其中由于封隔器为细长部件，将封隔器的第一部分和第二部分通过AA连线分开。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种封隔器，包括上接头10、上外管20、活塞部30、丢手管40、中心管50、胶筒部60、卡瓦部70、下接头80和验封组件90。

上接头10具有中空腔体，上接头10的内壁与中心管50的第一端连接，上接头10的外壁与上外管20的第一端连接，上外管20的第二端具有楔形内壁，活塞部30设置在上外管20内，活塞部30用于在液流压力下向胶筒部60和卡瓦部70运动。

丢手管40套设在中心管50外侧，并位于活塞部30的内侧，丢手管40和上接头10之间通过丢手销钉401连接。

验封组件90、胶筒部60和卡瓦部70依次套设在中心管50的外侧，胶筒部60和卡瓦部70均为中空结构，下接头80和中心管50的第二端连接，卡瓦部70用于锚定在套管内，胶筒部60用于在活塞部30的挤压下膨胀，以封闭套管的环腔。

验封组件90具有可打开的内腔，内腔与封隔器外部连通，中心管50上开设有验封进液孔901，验封进液孔901和验封组件90的内腔连通，验封组件90用于在内腔打开时使液流流入胶筒部60的环腔中，以根据液流的压力判断封隔器的封隔状态。

优选的，活塞部30包括活塞，活塞设置在上外管20内，活塞的第一端与上接头10抵接，活塞的第二端具有和楔形内壁相匹配的斜面，活塞的中部通过活塞坐封销钉301与上外管20连接；活塞部30、上接头10和丢手管40共同围成活塞运动间隙，中心管50设置有坐封进液孔501，坐封进液孔501和活塞运动间隙连通。

胶筒部60具有胶筒中心管601、胶筒坐封销钉602和套设在胶筒中心管601上的上胶筒603和下胶筒604，胶筒中心管601套设在中心管50的外侧，胶筒坐封销钉602连接在胶筒部60和上锥体701之间。

卡瓦部70包括上锥体701、下锥体702和卡瓦703，上锥体701和下锥体702套设于中心管50外壁上，上锥体701端面和胶筒部60连接，下锥体702端面通过锥体连接体704和下接头80连接，卡瓦703环绕中心管50设置，卡瓦703具有锥面和外平面，卡瓦703的两端锥面分别与上锥体701和下锥体702配合，卡瓦703外平面可和套管内壁锚定；当上锥体701和下锥体702之间的距离缩短时，卡瓦703朝向套管内壁运动，当上锥体701和下锥体702之间的距离增加时，卡瓦703远离套管内壁运动。

需要说明的是，该活塞部30为中空的结构，其内部有用于填充液流的空腔，通过坐封进液孔501与封隔器的中心管50连通。

优选的，验封组件90包括验封上外套902、验封活塞903、固定体、验封销钉905和验封下外套906；验封上外套902和验封下外套906套设在胶筒中心管601的外侧，且验封上外套902和验封下外套906组成的内部空腔为验封组件90的内腔。

固定体固定在验封上外套902的内腔中，且固定体和沿封活塞之间通过验封销钉905连接，验封活塞903和固定体围成一和验封进液孔901连通的封闭腔。

验封销钉905在封闭腔内的压力作用下剪断时，封闭腔和验封上外套902的内腔连通，以使液流通过验封进液孔901和封闭腔流入胶筒部60的环腔中。

优选的，丢手管40的下端具有向内凸出的丢手爪簧402；封隔器还包括：打捞管11、支撑体12和中心管连接体502，支撑体12和中心管连接体502均为两端开口的筒状结构，中心管连接体502的端部和中心管50的第二端连接，中心管连接体502套设在丢手管40的内侧，支撑体12被夹设在丢手管40和中心管连接体502之间，且支撑体12的端部和定位凸起抵接，打捞管11位于胶筒中心管601和丢手管40之间，且打捞管11的内壁和丢手管40的爪簧之间通过左旋螺纹卡扣连接。

需要说明的是，在该封隔器中，卡扣连接均为右旋螺纹卡扣连接，仅有打捞管11内壁与丢手管40的爪簧之间通过左旋螺纹卡扣连接，便于丢手环节打捞丢手管40。

优选的，还包括解封组件15，解封组件15包括解封爪簧151、解封螺母152和解封支撑体153，解封支撑体153为两端开口的筒状，解封爪簧151位于卡瓦部70和打捞管11之间，解封螺母152位于下接头80的内壁与解封爪簧151的端部外壁之间，解封支撑体153位于解封爪簧151的端部内壁与打捞管11之间，解封螺母152通过卡扣与解封爪簧151连接，解封支撑体153通过卡扣与打捞管11连接。

优选的，该封隔器还包括：锁紧管13和锁块14，锁紧管13套设在上锥体701内侧，且锁紧管13的第一端和锁块14的第一端抵接，锁块14第二端和打捞管11的端部抵接，锁紧管13的第二端和解封爪簧151通过卡扣连接，锁紧管13的外侧壁上设置有卡齿。

胶筒中心管601的下端具有锁紧环605，锁紧环605的内壁上沿轴向方向设置有多个可与卡齿扣合的环形齿，环形齿的远离上接头10的一侧为斜面，环形齿的靠近上接头10的一侧与锁紧环605的轴向方向垂直。

需要说明的是，该环形齿与卡齿配合，环形齿远离上接头10一侧为斜面，便于锁紧环605受压后，向靠近封隔器下接头80一端移动。环形齿靠近上接头10一侧与锁紧环605的轴向方向垂直，可防止锁紧环605向封隔器上接头10一端移动。即卡齿和环形齿的配合使得锁紧环605与锁紧管13仅能向相互靠近的方向运动，而不能向相互远离的方向运动。

优选的，锁紧管13的外壁具有台阶面。

需要说明的是，锁紧管13的外壁上有台阶面，该台阶面靠近封隔器下接头80一端，台阶面处的直径小于锁紧管13其余部分的直径。该台阶面便于在解封步骤中，锁紧环605移动至此处，锁紧环605与锁紧管13失去配合，解除对上锥体701的锁紧效果。

优选的，胶筒部60还包括胶筒上压帽606和胶筒下压帽607。

验封组件90设置在上胶筒603和下胶筒604之间，胶筒上压帽606和胶筒下压帽607分别设置在上胶筒603的上端和下胶筒604的下端，且胶筒上压帽606和活塞部30抵接；胶筒下压帽607和卡瓦部70抵接。

优选的，中心管连接体502和支撑体12之间还设置有开口环16。

需要说明的是，在中心管连接体502和支撑体12之间设置开口环16，便于在丢手步骤中中心管连接体502移动过程中，带动支撑体12向封隔器上接头10一端移动。当完成丢手后，中心管连接体502和支撑体12被移至封隔器外部，开口环16便于拆卸。

优选的，胶筒中心管601和打捞管11之间还设有护管17，护管17的第一端与丢手管40通过卡扣连接，护管17的第二端抵接在锁紧管13上。

需要说明的是，在胶筒中心管601和打捞管11之间设置护管17，该护管17可填充胶筒中心管601和打捞管11之间的环腔。

本实用新型的封隔器在使用过程中，主要包括坐封、验封、丢手、解封阶段，以下分别说明各个阶段的具体工作过程。为便于说明，下述中封隔器顶端即为封隔器上接头10一端，封隔器底端即为封隔器下接头80一端。

坐封：首先将该封隔器套设与管柱内部需要分层或封隔的预定位置，向封隔器内部注液打压，液流从中心管50进入，经过坐封进液孔501流入活塞内部的空腔中，当液流压力增加值一定值时，活塞坐封销钉301剪断。优选的，该活塞坐封销钉301选取剪断值较小的销钉，保证便于液流进入活塞内部空腔。当液流压力继续增加时，活塞受压向封隔器底端运动，推动胶筒上压帽606、上胶筒603、胶筒中心管601、验封上外套902、验封销钉905、验封固定体904、验封活塞903、验封下外套906、下胶筒604、胶筒坐封销钉602、胶筒下压帽607、锁紧环605和上锥体701向封隔器底端运动，上锥体701继续推动卡瓦703上外套和卡瓦703下外套向封隔器底端运动，卡瓦703上外套和卡瓦703下外套固定在卡瓦703的第一端，上锥体701、卡瓦703上外套和卡瓦703下外套分别通过卡扣连接(图中未标出卡瓦703上外套和卡瓦703下外套)。

由于锁紧管13的外侧壁上设置的卡齿，锁紧环605的内壁上沿轴向方向设置有多个可与卡齿扣合的环形齿，环形齿的远离上接头10的一侧为斜面，环形齿的靠近上接头10的一侧与锁紧环605的轴向方向垂直。该卡齿和环形齿可相互配合，使锁紧环605和锁紧管13只能沿相互靠近的方向运动，而限制其向相互远离的方向运动。因此通过锁紧环605和锁紧管13的配合可防止上锥体701向封隔器顶端退回移动。

下锥体通过锥体连接体、解封螺母152、解封支撑体153、解封爪簧151和下接头80固定在封隔器的底端，因此在液流压力作用下下锥体固定不动。上锥体701受力后向封隔器底端移动过程中，卡瓦703受到上锥体701和下锥体的相反方向的作用力，卡瓦703变形凸起，锚定在管柱内壁，实现可卡瓦703坐封。

液流压力继续增加，胶筒坐封销钉602受压剪断，此时卡瓦703已锚定在管柱内壁，上锥体701固定不动。活塞部30受力，继续推动胶筒上压帽606、上胶筒603、胶筒中心管601、验封上外套902、验封销钉905、验封固定体904、验封活塞903、验封下外套906、下胶筒604、胶筒坐封销钉602、胶筒下压帽607和锁紧环605向封隔器底端运动，锁紧环605受力后继续向封隔器底端运动，进一步锁紧在锁紧管13上，完成封隔器的坐封步骤。

验封：当完成坐封步骤后，本实用新型还包括验封步骤。继续向中心管50内部添加液体，液流压力继续增加。完成坐封后的活塞部30已无法继续向封隔器底端运动，由坐封进液孔501流入的液体达到饱和状态。液流由验封进液孔901流入验封组件90中，验封活塞903和验封固定体904之间存在密封空腔，液流流入此空腔中。液流压力增加后，验封销钉905剪断。

如果上述坐封步骤中坐封密封性较差时，即卡瓦703在管柱内壁锚定不稳定，此时验封活塞903、验封下外套906、下胶筒604、胶筒坐封销钉602、胶筒下压帽607、锁紧环605和上锥体受力后还可以向封隔器底端运动。由于验封固定体904是焊接在胶筒中心管601外壁上，验封活塞903在液流压力作用下向封隔器底端移动，验封活塞903脱离验封固定体904，验封活塞903和验封固定体904之间的密封空腔出现缝隙，液流由此缝隙中不断流出，液流压力不断降低。

如果上述坐封步骤中坐封密封性较好时，即卡瓦703在管柱内壁锚定稳定，此时验封活塞903、验封下外套906、下胶筒604、胶筒坐封销钉602、胶筒下压帽607、锁紧环605和上锥体受力后无法向封隔器底端运动。验封活塞903和验封固定体904之间的密封空腔不会出现缝隙，液流填充该密封空腔后，液流压力不会降低。

因此，可以通过液流压力的变化判断坐封过程的坐封效果好坏。

丢手：完成坐封和验封步骤后，进行丢手步骤。本实用新型的丢手步骤优选有两种，具体过程如下所述：

第一种丢手方式：上提上接头10，剪断丢手销钉401。上外管20和中心管50与上接头10分别通过卡扣连接，两者向封隔器顶端移动。中心管50和中心管连接体502通过卡扣连接，并且带动支撑体12和开口环16向封隔器顶端移动，丢手管40底部的爪簧位置(图中未标出)失去支撑体12的支撑作用，丢手管40与打捞管11的之间的左旋螺纹卡扣连接失去配合。丢手管40在中心管连接体502的带动下向封隔器顶端移动，丢手管40与护管17通过卡扣连接，继而带动护管17和活塞向封隔器顶端移动，完成丢手步骤。

第二种丢手方式：当第一种丢手方式中，如果各个部件之间卡口连接关系失去配合无法完成丢手时，可以通过第二种丢手方式实现丢手。由于该封隔器中的卡扣连接均为右旋螺纹卡扣连接，而仅有丢手管40和打捞管11之间通过左旋螺纹卡扣连接。在第二种丢手方式中，右旋上接头10，上接头10带动丢手管40右旋。丢手管40和打捞管11之间的卡扣连接失去配合，继而上提上接头10，即可将上外管20、中心管50、中心管连接体502、丢手管40、活塞、支撑体12、开口环16和护管17提出封隔器，完成丢手步骤。

解封：在解封之前，首先进行丢手步骤，位于丢手管40和打捞管11之间的打捞扣18可暴露在外是将打捞扣18暴露，便于解封步骤中，捞矛与打捞扣18配合完成解封。解封步骤中，捞矛与打捞扣18固定，上提捞矛，由于护管17在丢手步骤中已提出，锁块14失去支撑后被挤出。继而带动打捞管11、解封支撑体153向封隔器顶端移动，支撑解封爪簧151的解封支撑体153移除后，解封爪簧151与解封螺母152失去配合，解封螺母152向封隔器管体中心处移动，从而下锥体702失去支撑，向封隔器的底端移动，卡瓦703从管柱内壁上脱落。在打捞管11的带动下，封隔器整体被提出管柱内部。

优选的，当上述各个部分卡扣连接失去配合，下锥体702无法向封隔器底端移动，使得卡瓦703仍然锚定在管柱内壁时，可继续上提打捞管11和解封支撑体153，解封支撑体153在运动过程中，其上端面会与锁紧管13的台阶面(图中未标出)抵接，从而带动锁紧管13向封隔器顶端移动。由于锁紧管13具有台阶面，台阶面处的直径小于锁紧管13的直径，在锁紧管13向封隔器顶端移动过程中，锁紧环605会移动至该台阶面处，失去锁紧效果。此时上锥体701可在卡瓦703的回弹力作用下，向封隔器顶端移动，在打捞管11的带动下，封隔器整体被提出管柱内部。

本实用新型提供的封隔器，通过从坐封进液孔501向封隔器内部进液打压，使卡瓦部70受压后锚定在管柱内壁，实现坐封；完成坐封后，通过从验封进液孔901向封隔器内部继续进液打压，验封组件90检查坐封的密封程度，提高坐封效果；在解封过程中，先通过打捞丢手组件，使设置位置靠近封隔器顶端的打捞扣18暴露在外，便于后续封隔器整体的打捞工作，提高了解封成功率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。