自封压缩式封隔器的制造方法_2

文档序号:9101830阅读:来源:国知局
中:
[0025]所述外套管4套装在所述中心管2外侧上部且所述中心管2和所述外套管4的顶端均与所述上接头I的下端固定连接,所述外套管4下侧外壁向内凹陷,所述压缩胶筒5套装在所述外套管4外壁凹陷处,在所述外套管4的侧壁上沿圆周方向均匀形成有多个防砂过液孔3,所述外套管4与所述中心管2之间形成第一环空并通过所述防砂过液孔3与套管内部连通;
[0026]所述上接头I和所述中心管2之间以及所述上接头I和所述外套管4之间均采用螺纹连接固定。
[0027]所述液压缸组件包括上套压活塞6和卡瓦椎体活塞7,所述上套压活塞6套装在所述外套管4底部外侧,所述卡瓦椎体活塞7套装在所述中心管2的外侧,所述上套压活塞6下侧内壁向内凹陷形成与所述卡瓦椎体活塞7上端面配合的第一环形台阶使所述上套压活塞6与中心管2之间形成与所述外套管4与所述中心管2之间形成环空连通的第二环空,,所述卡瓦椎体活塞7底端外壁沿圆周方向凸起形成有与所述上套压活塞6配合的第一支撑台阶;
[0028]在在所述外套管4和所述上套压活塞6之间、所述上套压活塞6和所述卡瓦锥体活塞7之间,以及所述中心管2和所述卡瓦锥体活塞7之间均相互配合形成密封;
[0029]所述液压缸组件能够沿所述中心管2和外套管4的轴向上下往复运动,当所述液压缸组件收到下部组件挤压上行运动时,所述压缩胶筒5就会收到挤压沿轴向压缩同时径向膨胀与套管内壁接触实现坐封;当封隔器胶筒5上部的套管压力高于油管压力时,高压的作业液体会通过防砂过液孔3进入外套管4与中芯管2之间的环空间隙中,并进入液压缸组件与中心管2之间形成的空腔内,由于受到液压作用会压迫上套压活塞6和卡瓦锥体活塞7产生一个运动方向相反的相对运动,作用到上套压活塞6的上行压力压缩所述压缩胶筒5进而增强第一层座封的坐封力,作用到卡瓦锥体活塞7的下行压力压迫卡瓦上椎体12,迫使卡瓦13沿卡瓦上椎体12的锥面上行运动卡瓦13扩张,增强第二层座封的坐封力。可见在任何情况下,该自封压缩式封隔器的坐封能力均不会受到影响;
[0030]所述卡瓦组件包括卡瓦上椎体12、卡瓦13、卡瓦下椎体14、限位环8、锁环压帽9、锁环10和座卡支撑管11,所述限位环8套装并固定在所述中心管2外壁上且所述卡瓦椎体活塞7下端内壁向内凹陷形成有与所述限位环8上端面配合的第二环形台阶,所述卡瓦上椎体12固定在所述卡瓦锥体活塞7的下端,所述锁环10和所述锁环压帽9设置在所述卡瓦锥体活塞7与所述中心管2之间形成的空隙处,所述锁环10套装并活动固定在所述中心管2外侧,所述锁环压帽9压配在所述锁环10上,使所述锁环压帽9通过所述锁环10限位在一定区间内上下移动并固定,具体来说,所述锁环10的内壁上形成有锯齿形内螺纹2-1,所述中心管2外壁上形成有与所述锁环10内壁上的锯齿形内螺纹2-1配合的锯齿形外螺纹,通过控制中心管2外壁上的锯齿形外螺纹与所述锁环10内壁上的锯齿形内螺纹2-1之间的相对位置形成啮合和非啮合状态,实现锁环10在中心管2上自锁与解锁;
[0031]所述座卡支撑管11套装在所述中心管2外侧并固定在所述锁环压帽9底端,,所述卡瓦下椎体14套装在所述座卡支撑管11下部外侧,所述卡瓦上椎体12和所述卡瓦下椎体14分别通过沿圆周方向分布的多个座卡剪钉12-1和沿圆周方向分布的多个解封剪钉14-1固定在所述座卡支撑管11的上部和所述座卡支撑管11的下部,所述卡瓦13设置在所述卡瓦上椎体12和所述卡瓦下椎体14之间形成的导向槽内,具体地,所述卡瓦上椎体12外壁形成有与所述卡瓦13内壁相互配合且能够使所述卡瓦13上行运动的锥面;
[0032]此外,所述中心管2和所述皮碗内骨架15之间相互配合形成密封,所述限位环8内壁和所述中心管2外壁之间采用螺纹连接固定;
[0033]所述自封皮碗密封组件包括皮碗内骨架15、皮碗外骨架16、皮碗17、皮碗压缩套20和座封剪钉套18,所述皮碗内骨架15套装在所述中心管2外侧,所述皮碗外骨架16套装在所述皮碗内骨架15外侧,且所述皮碗外骨架16内壁和所述卡瓦下椎体14内壁均固定在所述皮碗内骨架15外壁上,所述皮碗17碗口向下套装在所述中心管2上;
[0034]所述下接头21固定连接在所述中心管2下端,所述皮碗压缩套20套装在所述下接头21外侧上部并通过座封剪钉19固定在所述下接头21上,所述皮确压缩套20顶?而向上延伸使所述皮碗17套装在所述中心管2上并设置在所述皮碗内骨架15、所述皮碗外骨架16以及所述皮碗压缩套20之间形成的空腔内,所述密封套24套装在所述下接头21外侧下部,所述密封套24底部外壁凸起形成有与所述皮碗压缩套20底端配合并固定连接的第二支撑台阶,所述密封套24上部内壁局部凹陷与所述下接头21外壁之间形成过液通道,所述下接头21侧壁上加工有通孔,使所述过液通道通21-1过所述下接头21侧壁上的通孔与所述下接头21内部连通;
[0035]所述皮碗压缩套20和所述下接头21之间与所述皮碗压缩套20和所述密封套24之间均相互配合形成密封;所述皮碗内骨架15外壁和所述卡瓦下椎体14内壁之间与所述皮碗外骨架16内壁和所述皮碗内骨架15外壁之间均采用螺纹连接固定;
[0036]所述球座23套装在所述下接头21内壁上并通过球座剪钉25将所述球座23固定在所述下接头21上,所述压缩限位套27套装在所述下接头21底部外壁上并通过顶丝26将所述压缩限位套27固定在所述下接头21上;
[0037]其中,所述球坐剪钉25能够承受的剪切力大于座封剪钉19能够承受的剪切力。
[0038]所述下接头21和所述球座23之间相互配合形成密封;所述下接头21内壁和所述中心管2外壁之间以及所述压缩限位套27内壁和所述中心管2外壁之间均采用螺纹连接固定。
[0039]以上所述各个部件之间相互配合形成密封具体来说是指在各个部件的接触一侧侧壁加工有放置密封圈的密封圈座套以实现各个部件之间的密封。
[0040]该自封压缩式封隔器的工作原理:
[0041]所述自封压缩式封隔器随作业管柱(套管和油管)按照施工设计要求安装好后入井进行作业;
[0042]当在井下需要座封时,投入封堵球22,向油管内打压,油管内压力增大,作业液体经过液通道通21-1作用到密封套24上,使其承压拉断座封剪钉19同时带动皮碗压缩套20下行,释放之前因所述皮碗压缩套20而收缩在皮碗压缩套20内侧的皮碗17,所述皮碗17自行扩张与套管内壁接触,而所述密封套24下行至压缩套限位27上时停止下行,不会与装置本体脱离,此时下接头21侧壁上的通孔与外界连通;继续向油管内打压,油管内压力继续增大,球坐剪钉25被剪断,球座23下行脱落离开装置本体,此时,封隔器内部与连接在所述封隔器下方的油管连通,且随着油管注入作业液体的压力升高,作业液体通过下接头21侧壁上的通孔流出进入井内,作业液体通过液压作用上行,当油管注入的压力高于封隔器上部套管压力时,皮碗17承压产生上行趋势,同时推动卡瓦下锥体14和座卡支撑管11 一同上行,并通过设置在座卡支撑管11上部的座卡剪钉12-1进而带动卡瓦上椎体12、卡瓦锥体活塞7和上套压活塞6上行,压缩胶筒5受到压缩与套管内壁接触实现第一层座封;当座封达到额定负荷后,座卡剪钉12-1被剪断,卡瓦下锥体14失去支撑继续上行,压迫卡瓦13沿卡瓦上椎体12的锥面不断上行扩张座卡,增强与套管的锚定力,即与套管内壁接触实现第二层坐封,同时设置在座卡支撑管11顶部的锁环10内壁上的锯齿形内螺纹2-1与中心管上的锯齿形外螺纹啮合,将压缩胶筒5和卡瓦13锁止在座封和座卡状态,整个座封过程完成,可以进下下步作业。
[0043]同时需要进一步说明的是,已知在上述过程中,当油管注入的压力高于封隔器上部套管压力时,皮碗17承压产生上行趋势,推动卡瓦13上行扩张,必然增强与套管内壁之间的锚定力,然而,当封隔器胶筒5上部的套管压力高于油管压力时,高压的作业液体会通过防砂过液孔3进入外套管4与中芯管2之间的环空间隙中,并进入液压缸组件与中心管2之间形成的空腔内,由于受到液压作用会压迫上套压活塞6和卡瓦锥体活塞7产生一个运动方向相反的相对运动,作用到上套压活塞6的上行压力压缩所述压缩胶筒5
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