一种非旋转重力坐封封隔器的制作方法

本实用新型属于石油井下探测开采技术领域，特别涉及一种非旋转重力坐封封隔器。

背景技术：

目前，探井测试流行使用封隔器按是否旋转作业管柱可分为两类：一类为旋转坐封封隔器，另一类为非旋转坐封封隔器。传统的旋转坐封封隔器如果应用于大位移井，将井口施加的扭矩传递到井下操作工具非常困难。浮式平台测试因有水下树脐带缆绑定在测试管柱外表面，在旋转管柱坐封封隔器时脐带缆会受到损伤，通常情况下，如果封隔器尝试旋转坐封两、三次未果，则必须重新起出水下树管柱。深水测试由于悬挂器以上测试管柱外表面绑定有外径更粗，重量更大，液、电线路更为复杂的水下树脐带缆，不允许有管柱的任何旋转操作。显然传统的旋转管柱并上提下放操作的封隔器有其局限性，不适用于上述井身结构和平台的作业。而在非旋转封隔器的坐封过程中，有些封隔器由于无法保证换位机构的运行轨迹，而导致坐封时发生换位失败，因此保证换位机构的运行轨迹是十分必要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种非旋转重力坐封封隔器，其在换位套上设置钢球，钢球在换位槽内滑动，能够在坐封及解封的过程中保证换位机构的运行轨迹。

本实用新型提供的技术方案为：

一种非旋转重力坐封封隔器，包括：

心轴机构，其沿封隔器的轴向在水力锚本体与下扶正接头之间；

破裂盘外筒，其套设在所述心轴机构外壁上，所述破裂盘外筒的上端与所述心轴机构之间形成第一圆环腔；

破裂盘，其嵌入式设置在所述破裂盘外筒上；

锁定臂，其套设在所述心轴机构外壁上，所述锁定臂的下端插入所述第一圆环腔内；

卡环，其套设在所述心轴机构的外壁上，并位于所述锁定臂的下端；

水力锚镶齿卡瓦，其设置在所述水力锚本体上；

机械镶齿卡瓦，其设置在所述水力锚镶齿卡瓦的下侧；

胶筒机构，其设置在所述水力锚镶齿卡瓦与所述机械镶齿卡瓦之间；

油室外筒，其设置在所述心轴机构外侧，所述油室外筒内装有硅油；所述油室外筒的内侧设有第二圆环空腔；

换位套，其设置在所述第二圆环空腔中，所述换位套的内壁上开设半球形凹槽；

其中，所述心轴机构的外壁上靠近所述换位套的一侧沿轴向设有换位槽；

钢球，其设置在所述换位套的半球形凹槽内，并能够沿所述换位槽上下滑动；

换位外筒，其设置在所述心轴机构的外侧，所述换位外筒的一端与所述油室外筒连接，另一端连接所述锁定臂。

优选的是，所述换位外筒的内侧设有换位凸耳，所述换位凸耳设置于所述锁定臂的上端。

优选的是，所述破裂盘外筒的下端设有剪销，所述剪销的外侧设有剪销护套。

优选的是，所述油室外筒上设有加油孔，所述加油孔上设有加油塞。

优选的是，所述胶筒机构包括：

胶筒，其为两个，所述两个胶筒之间设有隔环；

顶鞋，其设置于所述胶筒的上端，并位于所述水力锚镶齿卡瓦的下侧；

底鞋，其设置在所述胶筒的下端；

卡瓦滑套，其一端与所述底鞋连接，另一端连接所述机械镶齿卡瓦。

优选的是，还包括摩擦块套筒，所述摩擦块套筒的一端通过开口环箍与所述机械镶齿卡瓦连接，另一端与所述油室外筒连接。

优选的是，所述摩擦块设置在所述摩擦块套筒的外侧，所述摩擦块与所述摩擦块套筒之间设有摩擦块弹簧。

优选的是，所述摩擦块通过压板固定在所述摩擦块套筒上。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型提供的非旋转重力坐封封隔器，通过上提-下放操作即可实现做封，下井前具有锁定功能，能实现多次坐封，且到达坐封次数后可以再次锁定。

(2)本实用新型提供的非旋转重力坐封封隔器，在换位套上设置钢球，钢球在换位槽内滑动，能够在坐封及解封的过程中保证换位机构的运行轨迹，确保封隔器的换位机构正常换位。

附图说明

图1为本实用新型所述的非旋转重力坐封封隔器的上部示意图。

图2为本实用新型所述的非旋转重力坐封封隔器的中部示意图。

图3为本实用新型所述的非旋转重力坐封封隔器的中部示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1-3所示，本实用新型提供了一种非旋转重力坐封封隔器，其包括水力锚本体100，心轴机构及下扶正接头300，所述心轴机构沿轴向设置在所述水力锚本体100和扶正接头300之间。水力锚本体100上设有水力锚镶齿卡瓦110及水力锚卡瓦弹簧111，锚卡瓦弹簧111的外侧设有固定夹板112，所述固定夹板112通过压板压紧螺钉113固定在水力锚本体100上。上心轴210的上端与所述水力锚本体100通过螺纹连接。容积管220，其设置在水力锚本体110的内侧，并向下延伸插入所述上心轴210内。上换位心轴230，其设置在容积管220的下侧，上换位心轴230的上端与上心轴210的下端搭接。其中，所述上心轴210与所述容积管220及所述上换位心轴230的连接部均设置密封圈。所述上换位心轴230的下端与下换位心轴240的上端同轴连接，上换位心轴240的下端通过连接心轴250连接剪切短节840。

胶筒机构，其设置在所述上心轴210的外侧，所述胶筒机构包括：胶筒410，其为两个压缩式胶筒，所述两个胶筒之间设有隔环411；顶鞋420，其设置于所述胶筒410的上端，并位于所述水力锚镶齿卡瓦110的下侧，所述顶鞋420与所述上心轴210之间设有密封圈。底鞋430，其设置在所述两个胶筒410的下端。卡瓦滑套440，其一端与所述底鞋430连接，另一端连接机械镶齿卡瓦510，所述卡瓦滑套440上设有卡瓦制动销441，其用于防止坐封时机械镶齿卡瓦510移动。

摩擦块套筒610，其设置在上换位心轴230的外侧，摩擦块套筒610上端通过开口环箍620与所述机械镶齿卡瓦510连接。其中，所述开口环箍620通过开口环紧固螺钉621固定。所述摩擦块630设置在所述摩擦块套筒610的外侧，所述摩擦块630与所述摩擦块套筒610之间的空腔内设有摩擦块弹簧640，所述摩擦块630的两端通过压板650固定在所述摩擦块套筒610上。

油室外筒710，其设置在所述上换位心轴230的外侧，所述油室外筒710内装有硅油。所述油室外筒710上设有加油孔，所述加油孔上设有加油塞711，打开加油塞711，即可向油室外筒710内注油。所述油室外筒710的内侧设有圆环空腔。换位套720设置在所述圆环空腔中，所述换位套720的内壁上沿圆周方向开设半球形凹槽；钢球730，其可转动的设置在所述换位套720的半球形凹槽内。所述上换位心轴230的外壁上靠近所述换位套720的一侧沿轴向设有换位槽231；钢球730能够沿所述换位槽231上下滑动。

所述油室外筒710的下端内侧与所述上换位心轴230外壁之间设有浮动活塞740，活动浮塞740与油室外筒710及上换位心轴230之间均设有密封圈。换位外筒750，其设置在所述心轴机构的外侧，所述换位外筒750的一端与所述油室外筒710连接，另一端通过护套751连接锁定臂760。所述换位外筒750的内侧设有换位凸耳752，所述换位凸耳752设置于所述锁定臂760的上端；其中，锁定臂760用于限定换位凸耳752的位置。

破裂盘外筒810，其套设在所述心轴机构外壁上，所述破裂盘外筒810的上端与所述心轴机构之间形成圆环腔；锁定臂760套设在所述心轴机构外壁上，所述锁定臂760的下端插入所述圆环腔内与所述破裂盘外筒810连接；卡环820，其套设在所述心轴机构的外壁上，并位于所述圆环腔内，设置在所述锁定臂760的下端。破裂盘830，其嵌入式设置在所述破裂盘外筒810上。剪切短节840，其下端与所述下扶正接头300连接，所述剪切短节840上设有剪销841，所述剪销841外侧设有剪销护套842。其中，所述连接心轴250的外壁上设有环槽，所述环槽位于所述卡环820的下侧。

本实用新型提供的非旋转重力坐封封隔器，适用于(但不限于)177.8mm(7″)套管。其工作流程为：向井筒内打压，打破破裂盘，破裂盘外筒带动锁紧臂运动，并推动卡环陷入连接心轴的环槽；摩擦块套筒相连的机械锚镶齿卡瓦将在所述卡瓦滑套的作用下张开，其上的镶齿咬合在套管内壁上；继续下放管柱，在机械锚镶齿卡瓦的作用下，心轴机构相对于外套组件继续下移；由于此时机械锚镶齿卡瓦已经咬合住套管内壁而不再移动，随着管柱重量的不断释放，机械锚镶齿卡瓦与套管内壁相对于封隔器所述密封胶筒机构形成反作用力使其压缩密封胶筒，在上下机械力的作用下涨开，外径变大并紧贴套管内壁，至此，本实用新型封隔器的整过坐封动作完成。解封时上提工具，再次坐封时，再次上提-下放工具，依次可实现封隔器的多次坐封、解封；达到坐封、解封次数后，再次进入锁定状态，此时可上提工具串回收工具。本实用新型的具有坐封时无需旋转管柱，只需通过上提下放操作，坐封前具有锁定功能，且可在单趟起下作业中不同层位重新定位，并进行测试及压裂作业，使用后可再次进入锁定状态，可以整体回收再利用。本实用新型在换位套上设置钢球，钢球在换位槽内滑动，在坐封及解封的过程中，通过钢球和限位槽的配合保证换位机构的运行轨迹，确保封隔器的换位机构正常换位，提高了封隔器的性能。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。