一種防中途坐封的永久式封隔器的製作方法
2023-07-31 17:42:01
專利名稱：一種防中途坐封的永久式封隔器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種石油天然氣開採的井下封隔器，特別是一種防中途坐封的永久式
封隔器。
背景技術：
目前，石油天然氣工業生產中使用的永久式封隔器具有密封性好、耐壓差高、密封 時間長、承載能力大等特點，已成為封堵作業的重要井下工具之一。但現場應用情況表明現 有的永久式封隔器(專利號為ZL 200620036079. 4，永久式密封錨定封隔器)在應用中還存 在以下問題其一是入井過程中經常發生中途坐封事故，由於下井過程中工具與套管壁的 摩擦和碰撞，操作稍有不慎，導致油管下井速度過快，進入油管內的井液上升到最高點後迅 速回落，產生水力衝擊，導致卡瓦張開引起中途坐封；第二是由於卡瓦結構不盡合理，卡瓦 不易脹開，使得過大的外力部分或全部作用在永久式封隔器卡瓦上，導致卡瓦破裂，造成作 業失敗，使其一次成功率低。因此，應用受到很大的限制。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於針對上述現有技術存在的不足而提供一種結構 設置更為合理的防中途坐封的永久式封隔器。 本發明為解決上述問題所採用的技術方案是包括上下順序連接的液壓坐封裝 置、永久式封隔器和插管密封筒，所述的永久式封隔器包括與液壓坐封裝置相連的丟手接 箍，丟手接箍下接中心管，中心管下端與卡瓦支撐座連接，在中心管外順序安設鎖套、鎖簧、 上卡瓦與上錐體、膠筒、下錐體和下卡瓦，其不同之處在於所述的上、下卡瓦為開設軸向開 口的C型卡瓦，構成C型上、下卡瓦。 按上述方案，所述的C型上、下卡瓦內孔設置有阻尼內螺紋，與中心管外周設置的 外螺紋相配置，用以增加C型上、下卡瓦的移動阻尼。 按上述方案，所述的鎖套內孔設置內鋸齒螺紋與鎖簧外設置的外鋸齒螺紋相齧 合，構成步進鎖緊機構。 按上述方案，所述液壓坐封裝置包括上接頭和上外套，上接頭下端與上中心管相 接，由此構成上液壓腔，上外套下端連接上膠筒座，上膠筒座下接活塞支撐套，上中心管下 端連接下中心管，在活塞支撐套和下中心管之間的環形空腔上端緊接上膠筒座下端安設有 活塞，構成下液壓腔；下中心管下端與丟手接頭連接。 按上述方案，在下液壓腔活塞的內孔上端安設有彈性防撞環，彈性防撞環內圈與 下中心管的環形槽相配置，活塞的外周通過活塞支撐套配置啟動剪釘，構成防坐封鎖緊裝置。 本發明的有益效果是1、永久式封隔器中的上、下卡瓦為開設軸向開口的C型卡 瓦，這樣大大增大了卡瓦的彈性變形能力，使得卡瓦易於脹開坐封而不易破裂損壞，有效提 高了封隔器井下安設的一次成功率，從而提高了封隔器的安裝效率；2、在液壓坐封裝置內設置有防坐封鎖緊裝置，且C型上、下卡瓦內孔設置有阻尼內螺紋，可在用於防止封隔器上 頂和下滑，克服了以往永久式封隔器在下井過程中提前坐封的問題，避免了下入過程中中 途事故，降低了施工難度，進一步提高了施工效率及成功率。使得本發明有耐壓差70MPa、使 用成功率高等特點，可應用於油氣井試油、試氣、堵水、酸化、壓裂等作業。尤其使用於深井 及超深井，優勢更加明顯。
圖1為本發明
圖2為本發明 圖。
具體實施例方式
下面結合附圖進一步說明本發明的具體實施方式
。包括上下順序連接的液壓坐封 裝置、永久式封隔器和插管密封筒。 所述液壓坐封裝置包括上接頭1和上外套2，上接頭下端與上中心管3相接，由此 構成上液壓腔，上中心管上方開設側向上進液孔30與上液壓腔相連通；上外套下端連接上 膠筒座4，上膠筒座下接活塞支撐套8，內管下端連接下中心管29，在活塞支撐套和上中心 管之間的環形空腔上端緊接上膠筒座下端安設有活塞6，構成下液壓腔，下中心管的上方側 向開設下進液孔31與下液壓腔導通；下中心管下端與丟手接頭9連接；在下液壓腔活塞的 內孔上端安設有彈性防撞環5，彈性防撞環內圈與下中心管的環形槽相配置，活塞的外周通 過活塞支撐套配置啟動剪釘7，構成防坐封鎖緊裝置。 所述的永久式封隔器包括與液壓坐封裝置相連的丟手接箍10，丟手接箍下接中心 管11，中心管下端與卡瓦支撐座21連接，在中心管外從上至下順序安設鎖套13、鎖簧14、上 卡瓦15與上錐體16、膠筒18、下錐體19和下卡瓦20，上錐體和下錐體分別安設定位銷釘 17與中心管配置；所述的上、下卡瓦為開設軸向開口的C型卡瓦，構成C型上、下卡瓦，C型 上、下卡瓦的外周均布有7條軸向應力槽。在C型上、下卡瓦內孔設置有阻尼內螺紋，與中 心管外周設置的外螺紋相配置，用以增加C型上、下卡瓦的移動阻尼。在鎖套13內孔設置 內鋸齒螺紋與鎖簧14外設置的外鋸齒螺紋相嚙合，構成步進鎖緊機構，且在鎖套上安設有 坐封剪釘12與丟手接箍10配置。永久式封隔器下端的卡瓦支撐座21連接插管密封筒，插 管密封筒由密封筒22和下接頭23上下連接組成，通過密封筒與卡瓦支撐座相連。
本發明在將永久式封隔器固定在井下後，將液壓坐封裝置與封隔器脫離，上提管 柱，實現丟手，然後將插管密封總成從上往下通過永久式封隔器內插入到密封筒22內，插 管密封總成上按順序安裝有上接頭24、連接管25、PTP密封總成27、接頭26、引鞋28。插管 密封總成與插管密封筒配套使用，插管密封總成從上往下插入密封筒22內。插管密封總成 PTP密封總成27為"V"型雙向組合盤根密封結構，PTP密封總成27與密封筒22相密封。
本發明的工作原理插管密封筒下接頭23的下端連接油管和專用坐封球座，由油 管送入井下目的封堵層位。下井過程中由於設置有防中途坐封的鎖緊機構，並且活塞6和 外套2與下中心管之間設計有防撞環5，在防撞環的作用下活塞支撐套8不能向下移動，永 久封隔器的上部和下部設有C型上下卡瓦15、20、單向錐體16、19，用於防止封隔器上頂和
個實施例的截斷半剖視結構圖。
-個實施例釋放液壓坐封裝置插入插管密封總成後的半剖視結構下滑，防止在下井過程中封隔器提前坐封。當永久式封隔器下至預定位置後，從井口油管內 投入鋼球到專用坐封球座上，從油管內打壓，液壓坐封裝置在外來壓力的作用下，活塞6向 下移動，液壓坐封工具上的啟動剪釘7被剪斷，防撞環5向外張開解鎖。活塞6繼續向下移 動的力通過活塞支撐套8傳到封隔器鎖套13，鎖套13向下移動，剪斷鎖套13上的坐封剪釘 12，推動上卡瓦15剪斷上、下錐體16、19上的定位銷釘17，使上下卡瓦15、20錨定，封隔器 坐封坐卡。緩慢地繼續憋壓，使上下卡瓦15、20錨實，封隔器膠筒18坐實。鎖套13、鎖簧 14、中心管ll將牢固鎖緊各動運部件，本永久式封隔器將不能移動。調整管柱到坐封工具 處於應力中和點位置，保證鑽杆內已經卸壓，使液壓坐封裝置位置向右旋轉，帶動丟手接頭 9方扣螺紋旋轉，釋放液壓坐封裝置，使液壓坐封裝置與封隔器脫離，然後上提管柱，實現丟 手。插管密封總成與永久式封隔器配套使用，插管密封總成從上往下通過永久式封隔器內 插入到密封筒22內，在管柱張力作用下，在密封筒22內上下活動，補償油管柱的長度變化。 當井內壓差增大時，PTP密封總成27被壓得更緊，密封效果更好。解封解卡本永久式封隔 器時需下入專門的套銑工具磨銑掉本永久式封隔器的鎖緊機構即可解封解卡，本永久式封 隔器剩餘殘體可落入人工井底；若不讓本永久式封隔器剩餘殘體落入人工井底，還需繼續 磨銑掉本永久式封隔器上的上錐體16、卡瓦15等，然後通過套銑工具抓住本永久式封隔器 剩餘殘體，提出井即可。
權利要求
一種防中途坐封的永久式封隔器，包括上下順序連接的液壓坐封裝置、永久式封隔器和插管密封筒，所述的永久式封隔器包括與液壓坐封裝置相連的丟手接箍，丟手接箍下接中心管，中心管下端與卡瓦支撐座連接，在中心管外順序安設鎖套、鎖簧、上卡瓦與上錐體、膠筒、下錐體和下卡瓦，其不同之處在於所述的上、下卡瓦為開設軸向開口的C型卡瓦，構成C型上、下卡瓦。
2. 根據權利要求1所述的防中途坐封的永久式封隔器，其特徵在於所述的C型上、下卡 瓦內孔設置有阻尼內螺紋，與中心管外周設置的外螺紋相配置。
3. 根據權利要求1或2所述的防中途坐封的永久式封隔器，其特徵在於所述的鎖套內 孔設置內鋸齒螺紋與鎖簧外設置的外鋸齒螺紋相嚙合，構成步進鎖緊機構。
4. 根據權利要求1或2所述的防中途坐封的永久式封隔器，其特徵在於所述液壓坐封 裝置包括上接頭和上外套，上接頭下端與上中心管相接，由此構成上液壓腔，上外套下端連 接上膠筒座，上膠筒座下接活塞支撐套，上中心管下端連接下中心管，在活塞支撐套和下中 心管之間的環形空腔上端緊接上膠筒座下端安設有活塞，構成下液壓腔；下中心管下端與 丟手接頭連接。
5. 根據權利要求4所述的防中途坐封的永久式封隔器，其特徵在於在下液壓腔活塞的 內孔上端安設有彈性防撞環，彈性防撞環內圈與下中心管的環形槽相配置，活塞的外周通 過活塞支撐套配置啟動剪釘，構成防坐封鎖緊裝置。
6. 根據權利要求1或2所述的防中途坐封的永久式封隔器，其特徵在於在C型上、下卡 瓦的外周均布有7條軸向應力槽。
7. 根據權利要求3所述的防中途坐封的永久式封隔器，其特徵在於在所述步進鎖緊機 構的鎖套上安設有坐封剪釘與丟手接箍配置。
全文摘要
本發明涉及一種防中途坐封的永久式封隔器，包括上下順序連接的液壓坐封裝置、永久式封隔器和插管密封筒，所述的永久式封隔器包括與液壓坐封裝置相連的丟手接箍，丟手接箍下接中心管，中心管下端與卡瓦支撐座連接，在中心管外順序安設鎖套、鎖簧、上卡瓦與上錐體、膠筒、下錐體和下卡瓦，其不同之處在於所述的上、下卡瓦為開設軸向開口的C型卡瓦，構成C型上、下卡瓦。本發明的有效提高了封隔器井下安設的一次成功率，克服了以往永久式封隔器在下井過程中提前坐封的問題，進一步提高了施工效率及成功率。使得本發明具有耐壓差70MPa、使用成功率高等特點，尤其使用於深井及超深井，優勢更加明顯。
文檔編號E21B33/138GK101787865SQ20101000050
公開日2010年7月28日 申請日期2010年1月11日 優先權日2010年1月11日
發明者姜建平, 徐興權, 李文戈, 石玉民 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司江漢油田分公司採油工藝研究院