尾管悬挂封隔器的制作方法

本实用新型涉及机械技术，尤其涉及一种尾管悬挂封隔器。

背景技术：

在油气井的开采过程中，油井出砂的危害极大。因此，在采油过程中如何有效防砂、保证油层生产，成为急需解决的技术问题。

目前，针对塔里木油田碳酸盐井区，在采油期间，碳酸盐岩井储层中的沙粒运移或者储层垮塌形成的沙粒进入油管，对油管形成阻塞甚至造成部分电泵抽油井电泵损坏，造成采油产出减少甚至停产等问题。

但是，目前并没有有效的方法解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种尾管悬挂封隔器，以实现防砂和提高油井生产效率。

本实用新型提供一种尾管悬挂封隔器，包括：上接头、内中心管、外中心管、连杆、活塞组件、胶筒、锥体、卡瓦、内外管连接件、凸轮块及释放套；其中，

所述外中心管同轴套设于所述内中心管上，所述外中心管和所述内中心管的下端通过所述内外管连接件连接，所述上接头与所述内中心管的上端连接，所述活塞组件、所述胶筒、所述锥体、所述卡瓦及所述释放套自上而下依次套设在所述外中心管的外壁上；所述锥体有一用于与所述卡瓦的上部配合的斜面，所述卡瓦的上部设置于所述锥体的斜面上；所述卡瓦的下部用于连接尾管；所述凸轮块套设于所述外中心管的外壁上，用于连接所述外中心管与所述释放套；所述连杆的第一端与所述活塞组件的上端连接，用于将所述内中心管内的压力传递至所述活塞组件，所述活塞组件在受到所述连杆传递的力后挤压所述胶筒及所述锥体，所述卡瓦用于在所述锥体的斜面的作用下被撑起后坐挂于套管内壁上；所述外中心管上距离设置有凸轮块的位置预设距离处还设置有与所述凸轮块的底部形状相匹配的凹槽，所述凹槽用于在解封时容置所述凸轮块。

在上述尾管悬挂封隔器中，所述活塞组件包括：缸套、上活塞及下活塞；其中，

所述缸套套设于所述外中心管的外壁上，所述上活塞设置于所述缸套与所述外中心管的外壁之间的腔体中，所述下活塞设置于所述腔体中并伸出所述腔体，所述上活塞与所述下活塞连接，所述下活塞伸出所述腔体的一端与所述胶筒接触。

在上述尾管悬挂封隔器中，所述活塞组件还包括：锁环，所述锁环设置于所述上活塞与所述下活塞之间的外中心管的外壁上，所述锁环与所述外中心管的外壁接触的面上设置有第一锯齿，所述外中心管的外壁的相应位置设置有第二锯齿，所述第一锯齿与所述第二锯齿相配合，以使所述下活塞只能向下运动。

在上述尾管悬挂封隔器中，所述活塞组件还包括销钉，所述销钉用于连接所述缸套与所述下活塞。

在上述尾管悬挂封隔器中，所述尾管悬挂封隔器还包括：水力锚球齿组件，所述水力锚球齿组件套设于所述内中心管上，所述水力锚球齿组件的下端与所述连杆的第二端连接。

在上述尾管悬挂封隔器中，所述水力锚球齿组件包括：水力锚球齿座、球齿压片、球齿及弹簧，所述水力锚球齿座套设于所述内中心管上，所述球齿压片、所述球齿及所述弹簧均设置于所述水力锚球齿座的腔体中，所述球齿压片用于将所述球齿固定于所述水力锚球齿座的内壁上，所述弹簧用于为所述球齿提供回弹的力。

在上述尾管悬挂封隔器中，所述尾管悬挂封隔器还包括衬套，所述衬套套设于所述外中心管的外壁上，所述胶筒套设于所述衬套上，所述锥体的一部分套设于所述衬套上。

在上述尾管悬挂封隔器中，所述尾管悬挂封隔器包括3个所述卡瓦，所述尾管悬挂封隔器还包括：卡瓦挡圈，所述卡瓦挡圈设置于所述卡瓦与所述释放套之间，用于固定3个所述卡瓦。

在上述尾管悬挂封隔器中，所述内外管连接件为销钉。

在上述尾管悬挂封隔器中，所述胶筒的材质为四丙氟橡胶。

本实用新型提供的尾管悬挂封隔器，通过设置上接头、内中心管、外中心管、连杆、活塞组件、胶筒、锥体、卡瓦、内外管连接件、凸轮块及释放套，其中，外中心管同轴套设于内中心管上，外中心管和内中心管的下端通过内外管连接件连接，上接头与内中心管的上端连接，活塞组件、胶筒、锥体、卡瓦及释放套自上而下依次套设在外中心管的外壁上；锥体有一用于与卡瓦的上部配合的斜面，卡瓦的上部设置于锥体的斜面上；卡瓦的下部用于连接尾管；凸轮块套设于外中心管的外壁上，用于连接外中心管与释放套；连杆的第一端与活塞组件的上端连接，用于将内中心管内的压力传递至活塞组件，活塞组件在受到连杆传递的力后挤压胶筒及锥体，卡瓦用于在锥体的斜面的作用下被撑起后坐挂于套管内壁上；外中心管上距离设置有凸轮块的位置预设距离处还设置有与凸轮块的底部形状相匹配的凹槽，凹槽用于在解封时容置凸轮块，实现了以下技术效果：第一、可以通过该尾管悬挂封隔器悬挂尾管，降低了尾管悬挂作业成本；第二、该尾管悬挂分隔器坐封后，其悬挂的尾管可以防止裸眼井段中的泥沙进入油管中，进而，防止泥沙堵塞油管及损坏电泵，提高了油井生产效率并降低了生产成本；第三、该尾管悬挂封隔器通过设置凸轮块、解封套和凹槽，可以实现解封，满足了解封需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的尾管悬挂封隔器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的尾管悬挂封隔器的应用场景示意图。

附图标记：

1：上接头；

2：水力锚球齿座；

3：内中心管；

4：连杆；

5：螺钉；

6：弹簧：；

7：球齿压片；

8：球齿；

9：缸套：；

10：上活塞；

11：外中心管；

12：锁环；

13：销钉；

14：下活塞；

15：衬套；

16：胶筒；

17：锥体；

18：卡瓦；

19：卡瓦挡圈；

20：内外管连接件；

21：凸轮块；

22：释放套；

23：螺钉；

24：凹槽；

100：尾管悬挂封隔器；

200：套管；

300：裸眼井段；

400：尾管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”及“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或器的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或器，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或器。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本实用新型实施例提供的尾管悬挂封隔器的结构示意图。图2为本实用新型实施例提供的尾管悬挂封隔器的应用场景示意图。

如图2所示，在实际使用中，本实用新型提供的尾管悬挂封隔器100悬挂有尾管400。尾管悬挂封隔器100坐封于套管200的预设位置处。尾管400位于裸眼井段300。在完井过程中，在裸眼井段300的上部设置有套管200。

在实际使用过程中，通过丢手管柱将悬挂有尾管400的尾管悬挂封隔器100下入到套管200的预设位置处，并使尾管悬挂封隔器100坐封在该套管200中。此时，位于尾管悬挂封隔器100下部的尾管400正好位于裸眼井段300中。可选的，尾管400可以是设置有防砂孔的筛管。这样，在后续的采油过程中，原油可以通过尾管400上的防砂孔进入到尾管400中，而裸眼井段300中的泥沙则被尾管400过滤在尾管400外，无法进入到尾管400中。同时，坐封在套管200中的尾管悬挂封隔器100，可以密封尾管悬挂封隔器100与套管200之间的环空，使得裸眼井段300的泥沙无法通过套管200与尾管悬挂封隔器100之间的间隙进入油管中，进而有效避免对油管的阻塞、防止电泵损坏的问题产生，达到防砂效果，从而保证油层生产。综上所述，本实施例提供的尾管悬挂封隔器100对尾管400起到固定的作用，即通过将尾管悬挂封隔器100坐封在套管200中，使得与该尾管悬挂封隔器连接的尾管400挂在裸眼井段300中，进而降低了尾管400悬挂作业的成本，且实现了防砂的目的。

如图1所示，本实用新型提供的尾管悬挂封隔器包括：上接头1、内中心管3、外中心管11、连杆4、活塞组件、胶筒16、锥体17、卡瓦18、内外管连接件20、凸轮块21及释放套22。

其中，外中心管11同轴套设于内中心管3上，外中心管11和内中心管3的下端通过内外管连接件20连接。上接头1与内中心管3的上端连接。在本实施例中，以该尾管悬挂封隔器使用时，靠近井口的位置为上，远离井口的位置为下。外中心管11和内中心管3均为空心圆管。上接头1的一端与内中心管3的上端连接，上接头1的另一端用于连接丢手管柱。上接头1与内中心管3的上端的连接方式可以是螺纹连接。可选的，内外管连接件20为销钉。

活塞组件、胶筒16、锥体17、卡瓦18及释放套22自上而下依次套设在外中心管11的外壁上。锥体17有一用于与卡瓦18的上部配合的斜面，卡瓦18的上部设置于锥体17的斜面上。卡瓦18的下部用于连接尾管。凸轮块21套设于外中心管11的外壁上，用于连接外中心管11与释放套22。连杆4的第一端与活塞组件的上端连接，用于将内中心管3内的压力传递至活塞组件。活塞组件在受到连杆4传递的力后挤压胶筒16及锥体17。卡瓦18用于在锥体17的斜面的作用下被撑起后坐挂于套管内壁上。外中心管11上距离设置有凸轮块21的位置预设距离处还设置有与凸轮块的底部形状相匹配的凹槽24，凹槽24用于在解封时容置凸轮块21。

连杆4可以与内中心管3连接，将内中心管3中的压力传递至活塞组件中，使活塞组件在受力后挤压胶筒16。锥体17为一上宽、下部逐渐变窄的部件，因此，会有一斜面。卡瓦18的一部分设置于该斜面上，并可以与该斜面相对运动。胶筒16可以在活塞组件的作用下沿外中心管11的轴向在外中心管11的外壁上向下运动，并膨胀至与套管内壁接触，实现封隔。锥体17在胶筒16的作用下可以沿外中心管11的轴向在外中心管11的外壁上运动。锥体17在向下运动后，卡瓦18在锥体17的斜面的作用下，可以被撑起，坐封在套管内，使胶筒16能完全坐封，从而实现悬挂尾管作业。

卡瓦18可以通过螺钉23固定。螺钉23可以是内六角杯头螺钉。

可选的，胶筒16的材质为四丙氟橡胶(AFLAS)。

AFLAS胶筒能耐高温，可以实现高温环境下的坐封。提高了该尾管悬挂封隔器的使用范围和可靠性。

可选的，活塞组件包括：缸套9、上活塞10及下活塞14。其中，缸套9套设于外中心管11的外壁上。上活塞10设置于缸套9与外中心管11的外壁之间的腔体中，下活塞14设置于腔体中并伸出腔体。上活塞10与下活塞14连接。下活塞14伸出腔体的一端与胶筒16接触。上活塞10与下活塞14的连接方式可以是螺纹连接。上活塞10和下活塞14均可以在缸套9与外中心管11的外壁之间的腔体中运动。

活塞组件还包括：锁环12。锁环12设置于上活塞10与下活塞14之间的外中心管11的外壁上。在该实现方式中，下活塞14为上窄下宽的部件，且上部距离外中心管11有一距离，即，下活塞14上有一台阶。下活塞14通过上部与上活塞10连接。上活塞10和下活塞14之间有一空隙，锁环12就设置于该空隙处的外中心管11的外壁上。锁环12与外中心管11的外壁接触的面上设置有第一锯齿，外中心管11的外壁的相应位置设置有第二锯齿，第一锯齿与第二锯齿相配合，以使下活塞只能向下运动。

通过设置第一锯齿和第二锯齿可以保证胶筒16的坐封状态及卡瓦18的坐挂状态不能释放。

活塞组件还包括销钉13。销钉13用于连接缸套9与下活塞14。

销钉13可以防止在非正常情况下下活塞14运动造成提前坐封，提高了该尾管悬挂封隔器作业的可靠性。

可选的，尾管悬挂封隔器还包括：水力锚球齿组件，水力锚球齿组件套设于内中心管3上，水力锚球齿组件的下端与连杆4的第二端连接。

水力锚球齿组件包括：水力锚球齿座2、球齿压片7、球齿8及弹簧6。水力锚球齿座2套设于内中心管3上，为球齿8提供支撑与密闭压力腔。球齿压片7、球齿8及弹簧6均设置于水力锚球齿座2的腔体中。球齿压片7用于将球齿8固定于水力锚球齿座2的内壁上。弹簧6用于为球齿8提供回弹的力。可以通过螺钉5将球齿压片7固定在水力锚球齿座2内。可选的，螺钉5可以为内六角平头螺钉。

通过设置水力锚球齿组件可以防止尾管悬挂封隔器上窜，提高了作业的可靠性。

当设置了水力锚球齿组件后，内中心管3中的压力通过上接头1的通孔，再经过水力锚球齿座2的传压孔、连杆4，最终传递到缸套9的内部，推动上活塞10向下移动，上活塞10带动下活塞14和锁环12向下移动。下活塞14带动胶筒16向下移动且膨胀坐封。胶筒16带动锥体17向下运动。卡瓦18在锥体17的斜面的作用下被支撑，坐封在套管内。

尾管悬挂封隔器还包括衬套15。衬套15套设于外中心管11的外壁上。胶筒16套设于衬套15上。锥体17的一部分套设于衬套15上。

通过设置衬套15可以减少胶筒16与锥体17对外中心管11外壁的摩擦，起到保护外中心管11的作用，以提高外中心管11的使用寿命，节约成本，且提高作业可靠性。

在一种可能的实现方式中，尾管悬挂封隔器包括3个卡瓦18。尾管悬挂封隔器还包括卡瓦挡圈19。卡瓦挡圈19设置于卡瓦18与释放套22之间，用于固定3个卡瓦18。卡瓦18的外侧设置有锯齿，以实现被撑开时通过锯齿坐封于套管内。

设置卡瓦挡圈19可以使3个卡瓦18在被支撑时，为统一的整体。当然，卡瓦18的数量也可以为其他的数量，本实施例并不以此为限。

下面对本实施例提供的尾管悬挂封隔器的坐封和解封过程作一详细说明：

坐封过程：通过丢手管柱将悬挂有尾管的尾管悬挂封隔器下入到套管的预设位置处。之后，可以通过往内中心管3内注入压力的方式在内中心管3中憋压。内中心管3内的压力通过上接头1的通孔，再经过水力锚球齿座2的传压孔以及连杆4，传递到缸套9与外中心管11的外壁之间的腔体中。该压力可以推动上活塞10向下移动。上活塞10推动锁环12与下活塞14向下移动。下活塞14推动和挤压胶筒16及胶筒16下端的锥体17向下移动。下活塞14推动和挤压胶筒16时，胶筒16可以受压膨胀，从而坐封在套管内。锥体17在向下移动时，其上的斜面会挤压卡瓦18，卡瓦18在锥体17的斜面的作用下被撑开，从而，坐挂在套管内。锁环12上设置有只能单向移动的锯齿，可以保证胶筒16的坐封及卡瓦18的坐挂状态不能释放。

在尾管悬挂分隔器坐封状态下，可以实现尾管悬挂，降低了尾管悬挂作业的成本。并且，由于尾管可以防砂，因此，该尾管悬挂分隔器在坐封状态下可以实现防砂，避免泥沙进入油管，导致油管堵塞及损坏电泵，保证了油层正常生产。

解封过程：通过丢手管柱上提上接头1及与上接头1连接的内中心管3。在坐封状态下，外中心管11与卡瓦18为一体，此时，内中心管3向上移动，而外中心管11无法移动。因此，此时的上提力将会使内中心管3与外中心管11之间产生相对位移，从而，将连接二者的内外管连接件20剪断。内外管连接件20剪断后，内中心管3继续上移。此时，连接外中心管11与释放套22的凸轮块21将会掉落在内中心管3下部的凹槽24内，从而将外中心管11与释放套22的约束关系解除，释放套22此时可以向下移动，从而其上部的卡瓦挡圈19、卡瓦18、锥体17、胶筒16均可以向下移动，实现解封和解挂。

解封后可以实现移动尾管。

本实施例提供的尾管悬挂封隔器，通过设置上接头、内中心管、外中心管、连杆、活塞组件、胶筒、锥体、卡瓦、内外管连接件、凸轮块及释放套，其中，外中心管同轴套设于内中心管上，外中心管和内中心管的下端通过内外管连接件连接，上接头与内中心管的上端连接，活塞组件、胶筒、锥体、卡瓦及释放套自上而下依次套设在外中心管的外壁上；锥体有一用于与卡瓦的上部配合的斜面，卡瓦的上部设置于锥体的斜面上；卡瓦的下部用于连接尾管；凸轮块套设于外中心管的外壁上，用于连接外中心管与释放套；连杆的第一端与活塞组件的上端连接，用于将内中心管内的压力传递至活塞组件，活塞组件在受到连杆传递的力后挤压胶筒及锥体，卡瓦用于在锥体的斜面的作用下被撑起后坐挂于套管内壁上；外中心管上距离设置有凸轮块的位置预设距离处还设置有与凸轮块的底部形状相匹配的凹槽，凹槽用于在解封时容置凸轮块，实现了以下技术效果：第一、可以通过该尾管悬挂封隔器悬挂尾管，降低了尾管悬挂作业成本；第二、该尾管悬挂分隔器坐封后，其悬挂的尾管可以防止裸眼井段中的泥沙进入油管中，进而，防止泥沙堵塞油管及损坏电泵，提高了油井生产效率并降低了生产成本；第三、该尾管悬挂封隔器通过设置凸轮块、解封套和凹槽，实现解封，满足了解封需求。

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。