一种适用于大斜度井有限次非旋转测试封隔器的制作方法

本技术涉及石油天然气井下测试工具，具体而言，涉及一种适用于大斜度井有限次非旋转测试封隔器。

背景技术：

1、目前石油井下勘探测试管柱所使用的封隔器需要旋转管柱、并通过上提下放操作来完成座封，但在深水井或者大斜度井中，旋转管柱将扭矩传递到井下工具本身非常困难，从而使封隔器无法正常座封导致作业失败。

2、非旋转封隔器是通过上提、下放管柱来实现座封、解封的封隔器；目前所使用的非旋转封隔器为实现有限次的座封和解封次数而采用钢球和凸耳双换位机构组合的结构，该结构存在一下几个弊端：第一，安装极为不方便；第二，安装时没有明确位置关系，会使两个换位机构不同步而导致封隔器座封或解封出现异常；第三，封隔器外筒串的受力点为下换位机构的凸耳，该换位套内部只有一个凸耳，轴向的受力不对称，并且，凸耳的受力为点接触，接触深度为6～7mm，当上提或下放封隔器至各限位点时，控制不好上提下放的速度就容易将换位心轴上的换位槽和凸耳挤伤，导致后续无法换位而影响封隔器座封或解封。

技术实现思路

1、鉴于此，本实用新型提出了一种适用于大斜度井有限次非旋转测试封隔器，旨在解决现有封隔器换位槽和凸耳挤伤导致后续无法换位而影响封隔器座封或解封的问题。

2、本实用新型提出了一种适用于大斜度井有限次非旋转测试封隔器，该封隔器包括：上扶正接头和下扶正接头；其中，所述上扶正接头和所述下扶正接头之间依次设有上心轴、下心轴、换位心轴、锁定心轴和连接心轴，形成心轴串；所述上心轴的外周套设有水力锚锚定机构，用于向上锚定封隔器，以防止封隔器向上窜动；所述上心轴与所述下心轴之间的连接处的外周套设有同心旁通机构，并且，所述下心轴的外周于所述同心旁通机构的一侧设有胶筒密封机构；所述下心轴远离所述上心轴的端部的外周套设有机械卡瓦锚定机构，用于向下锚定封隔器，防止封隔器向下窜动；所述换位心轴上设有钢球换位组件，用于在封隔器座封和解封时进行位置调整，以对封隔器座封和解封进行计次，并在封隔器座封和解封累计至预设次数时，锁定心轴串；所述换位心轴靠近所述下心轴的端部的外轴设有摩擦块机构，并且，所述锁定心轴的外周设有锁定及解锁机构，用于锁定心轴串以实现封隔器的下井，或解除锁定以实现封隔器的座封和解封；所述摩擦块机构与所述锁定及解锁机构之间设有油式外筒，并且，所述油式外筒靠近所述锁定及解锁机构的端部的内壁与所述锁定心轴之间设有浮动活塞；所述连接心轴的外周设有破裂盘外筒，所述破裂盘外筒的外圆上设有破裂盘，所述连接心轴的外周设有卡环，并且，所述卡环设置在所述锁定及解锁机构与所述破裂盘外筒之间，用于随之移动并能够卡固在所述连接心轴上的卡环槽内。

3、进一步地，上述适用于大斜度井有限次非旋转测试封隔器，所述钢球换位组件包括：换位套和钢球；其中，所述换位心轴上设有换位槽，所述换位套位于所述摩擦块机构与所述油式外筒之间，所述钢球设置在所述换位套与所述换位心轴之间，并且，所述钢球设置在所述换位槽内。

4、进一步地，上述适用于大斜度井有限次非旋转测试封隔器，所述水力锚锚定机构包括：水力锚本体和水力锚卡瓦；其中，所述水力锚本体设置在所述上心轴的外周，并且，所述水力锚本体上设有安装槽，并且，所述水力锚本体的两端均设有导向环；所述水力锚卡瓦设置在所述安装槽内，并且，所述安装槽的开口端设有固定夹板，所述固定夹板安装在所述水力锚本体上；所述固定夹板与所述水力锚卡瓦之间设有水力锚弹簧、水力锚内弹簧。

5、进一步地，上述适用于大斜度井有限次非旋转测试封隔器，所述同心旁通机构包括：循环外筒、循环短节、上密封套、下密封套；其中，所述上密封套套设在所述上心轴底端的外周，所述循环短节套设在所述下心轴顶端的外周，并且，所述循环短节的顶端与所述上心轴螺纹连接；其中，所述上心轴的底端指的是所述上心轴靠近所述下心轴的端部，所述下心轴的顶端指的是所述下心轴靠近所述上心轴的端部；所述循环外筒套设在所述上密封套和所述循环短节的外周，并且，所述循环外筒的顶端与所述水力锚锚定机构螺纹连接，所述循环外筒的底端与所述胶筒密封机构相连接；所述下密封套夹设在所述循环短节与所述循环外筒之间。

6、进一步地，上述适用于大斜度井有限次非旋转测试封隔器，所述胶筒密封机构包括：胶筒心轴、胶筒总成、两个通径规；其中，所述同心旁通机构的底端螺纹连接有下通径规接头，所述胶筒心轴套设在所述下心轴上，并且，所述胶筒心轴的顶端与所述下通径规接头的底端内壁螺纹连接；其中一个通径规套设在所述胶筒心轴顶端的外周，并且，所述其中一个通径规与所述下通径规接头底端外壁螺纹连接；其中一个通径规、胶筒总成、另一个通径规沿所述胶筒心轴轴向依次套设在所述胶筒心轴的外周，并且，所述另一个通径规的底端螺纹连接有花键套，用于连接所述机械卡瓦锚定机构。

7、进一步地，上述适用于大斜度井有限次非旋转测试封隔器，所述机械卡瓦锚定机构包括：卡瓦滑套、机械卡瓦；其中，所述卡瓦滑套的顶端与所述胶筒密封机构通过花键套螺纹连接，所述机械卡瓦安装在所述卡瓦滑套上，并且，所述机械卡瓦与所述卡瓦滑套之间通过卡瓦止动销相连接。

8、进一步地，上述适用于大斜度井有限次非旋转测试封隔器，所述摩擦块机构包括：摩擦块套筒、摩擦块、摩擦块弹簧、压块；其中，所述换位心轴上设有上端凸台，所述摩擦块套筒套设在所述换位心轴的外周，并且，卡设在所述上端凸台上；所述摩擦块和所述摩擦块弹簧设置在所述摩擦块套筒上，并且，所述摩擦块通过所述压块与所述摩擦块套筒相连接。

9、进一步地，上述适用于大斜度井有限次非旋转测试封隔器，所述锁定及解锁机构包括：锁定爪、锁定短节；其中，所述锁定爪套设在所述锁定心轴的外周，并且，所述锁定爪的顶端与所述油式外筒的底端螺纹连接；所述锁定短节套设在所述锁定爪的外周上，并且，所述锁定短节与所述破裂盘外筒相连接，用于在施加作用力至所述锁定爪上，使得所述锁定爪锁紧在所述锁定心轴上，实现对锁定心轴的锁紧，并能够随所述破裂盘外筒进行移动，解除对所述锁定爪的夹固，使得所述锁定爪张开，解除对锁定心轴的锁紧。

10、进一步地，上述适用于大斜度井有限次非旋转测试封隔器，所述破裂盘外筒底端的外周还设有剪销护套，其通过剪销与所述破裂盘外筒相连接。

11、本实用新型提供的适用于大斜度井有限次非旋转测试封隔器，适用于大斜度井和管柱操作操作困难的井，无需旋转管柱座封和解封封隔器；该封隔器可以在一次下井中不同层位重新座封，并进行测试压裂作业；封隔器所在井深段的井液柱压力或环空压力达不到破裂盘破裂压力时，心轴串无法解锁，封隔器不会被座封；下井过程中，锁定爪使心轴串保持在锁定状态，而无法进行换位来实现座封；当工具下到预定位置后，向井筒内加压打破破裂盘，压力推动破裂盘外筒带动锁定短节向下运行，锁定爪张开，卡环锁定在卡环槽内，破裂盘外筒被锁定无法再下行，心轴串解除锁定；此时可通过上提-下放实现封隔器多次的座封和解封，直到座封和解封若干次后，换位机构进入锁定状态，可防止再次座封，上提回收工具，解决了现有封隔器换位槽和凸耳挤伤导致后续无法换位而影响封隔器座封或解封的问题。

12、同时，该封隔器将以往的有限次非旋转封隔器的凸耳换位机构更改成钢球换位机构，但该换位机构密闭在封隔器的外筒串内，不与工具的内部和外部流体接触，并且换位结构内装有润滑油，使钢球换位更加顺畅，从而确保封隔器座封和解封的顺利进行；当封隔器遇阻时，外筒串的受力点为换位套的端面和外筒串的内端面，此受力点为面接触，从而避免了挤伤零件；换位机构安装方便不需要过多的考虑安装位置。