可回收式液壓封隔器的製作方法

2023-07-13 00:16:21 1

專利名稱：可回收式液壓封隔器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及石油勘探開發試油技術領域的液壓封隔器，主要坐封在井下套管內，特別適合於機械和電纜坐封的封隔器不適宜下入的大角度斜井或水平井，廣泛用於單層壓裂、酸化、分層壓裂等各種油井增產措施作業。
背景技術：
隨著國內高溫高壓深井的不斷鑽探，特別是塔裡木油田深井碳酸鹽巖儲層的勘探開發，井深達到5000. O 7000. 0m，產層溫度達150 170°C，地層壓力達到105MPa以上，H2S含量最高達40 X 104PPm，且產層大都要經過改造才能獲得工業產能。目前，在試油完井工藝上，要下入封隔器完井管柱，而國內目前還沒有能滿足在這 種惡劣工況下使用的封隔器；國外大多數封隔器也達不到要求，只有部分永久式封隔器可滿足施工作業，但給後期作業帶來諸多不便，且供貨周期長，價格昂貴，因此在使用上也受到限制。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種可回收式液壓封隔器，將可回收式液壓封隔器通過管柱下入井筒預定深度，通過管內打壓坐封封隔器，起到封隔井筒作用；對產層進行有效封隔，實現對產層進行酸化壓裂改造施工作業；只需上提管柱到設計噸位能起出液壓封隔器和管柱。本實用新型採用的技術方案是可回收式液壓封隔器，包括上接頭、球齒座、中心管、彈簧、球齒、連杆、外中心管、下缸套、上活塞、不鏽鋼彈簧、鎖環、剪切銷釘、下活塞、膠筒、膠筒心軸、錐體、卡瓦、內六角圓柱頭螺釘、卡瓦護套、剪切銷釘、凸輪塊、銷釘和背圈；其特徵在於上接頭上端有鑽具螺紋，能連接在管柱上。上接頭的下端內壁有螺紋，上接頭的下端與內中心管螺紋連接；上接頭下端外壁有螺紋，上接頭的下端連接圓筒狀的球齒座；中心管套裝在球齒座內；球齒座壁上有縱向傳壓通道，在球齒座傳壓通道的頂部固定有壓片；六個球齒裝在球齒座上，並通過彈簧及內六角螺釘將球齒固定在球齒座上。在酸化壓裂時封隔器不被向上的拉力解封。外中心管套在內中心管外壁上，球齒座與下缸套通過連杆固定，上活塞套在外中心管上，上活塞與下活塞通過剪切銷釘固定，鎖環套在外中心管上，鎖環與上活塞之間安裝有不鏽鋼彈簧。膠筒心軸套在外中心管上，錐體套在膠筒心軸上，膠筒套在膠筒心軸上，膠筒心軸通過外螺紋與下活塞連接。卡瓦上端鑲嵌在錐體槽內，卡瓦下端通過卡瓦護套與背圈固定。背圈由螺釘固定在卡瓦護套上，背圈、卡瓦護套套在內中心管和外中心管上，並通過凸輪塊、銷釘以及剪切銷釘固定。背圈和錐體用內六角圓柱頭螺釘連接。[0011]上接頭、球齒座、下缸套之間有傳壓通道，保證了液壓封隔器坐封的壓力傳替。外中心管與內中心管之間有環形傳壓通道，保證了封隔器解封時膠筒充分收縮。鎖環套在外中心管上，通過棘止機構封隔器鎖定在坐封狀態。為了提高密封性能，在上接頭、球齒座和內中心管之間有O形密封圈；在球齒座、連杆和下缸套之間有O形密封圈；在下缸套和上活塞之間有O形密封圈；在下活塞和膠筒心軸之間有O形密封圈；在球齒和球齒座之間有O形密封圈。簡述可回收式液壓封隔器的使用過程。參閱圖I。封隔器下到設計深度後，通過管內打壓，壓力通過上接頭2、球齒座5、下缸套18之間的傳壓通道推動上活塞22下行，上活塞22推動下活塞27、鎖環25下行，剪斷剪切銷釘26 ;下活塞27推動膠筒29、錐體31下行，使卡瓦32張開咬在套管壁上；繼續打壓至完全坐封壓力，下活塞27擠壓膠筒29，使膠 筒29膨脹密封。封隔器坐封完畢，通過鎖環25和外中心管17上的棘止機構將封隔器鎖定在坐封狀態。酸化壓裂作業時，通過上接頭2、球齒座5之間的傳壓通道，壓力推動球齒13伸出，咬合在套管壁上，防止封隔器上移解封。施工作業完畢，若需起管柱，只需上提管柱到設計噸位，上接頭2拉動內中心管8上行，剪斷剪切銷釘38，背圈41解鎖下行，卡瓦32收回，膠筒29收縮。本實用新型的有益效果本實用新型可回收式液壓封隔器，通過一節整體式膠筒組成密封系統，通過上端水力錨和下端卡瓦膠筒承受雙向高壓差；打壓後活塞下行擠壓膠筒、撐開卡瓦座封在套管壁上，使全部液壓坐封力都作用在卡瓦和膠筒上，確保卡瓦的錨定和膠筒的充分壓縮；獨有的棘止鎖環裝置將鎖緊和保持坐封力，以使卡瓦和膠筒坐封持久有效，上提一定噸位即可解封封隔器。實現了在高溫高壓深井中對產層的封隔酸化壓裂施工作業，封隔器可安全坐封在套管內，密封系統上下雙向錨定，確保作業過程中坐封堅固，可承受雙向壓差，坐封持久有效。通過液壓坐封封隔器，對產層進行有效封隔；工作壓差70MPa，工作溫度204°C ;只需上提即可解封封隔器，操作安全簡便。室內試驗管內分級打壓5MPa、10MPa、15MPa、20MPa、25MPa，分別穩壓IOmin封隔器坐封，管內洩壓後環空打壓70MPa，穩壓30min壓力不降；現場在10 口超深井試驗及應用，封隔器坐封深度6700. Om,封隔器坐封位置溫度170°C，酸化壓裂施工作業封隔器工作壓差60MPao室內和現場試驗應用驗證該設備達到了設計目的，具備操作簡單、密封嚴密、安全可靠的特點。

圖I是本實用新型可回收式液壓封隔器結構剖面示意圖。圖中，2-上接頭，3-壓片，5-球齒座，8-中心管，9-內六角螺釘，10-彈簧，13-球齒，14-連杆，17-外中心管，18-下缸套，22-上活塞，24-不鏽鋼彈簧，25-鎖環，26-剪切銷釘，27-下活塞，29- I父筒,30- I父筒心軸,31-維體,32-卡瓦,35-內六角圓柱頭螺釘，36-螺釘，37-卡瓦護套，38-剪切銷釘，39-凸輪塊，40-銷釘，41背圈。
具體實施方式
[0022]實施例I :以一個可回收式液壓封隔器為例，對本實用新型作進一步詳細說明。參閱圖I。本實用新型可回收式液壓封隔器，包括上接頭2、球齒座5、中心管8、彈簧10、球齒13、連杆14、外中心管17、下缸套18、上活塞22、不鏽鋼彈簧24、鎖環25、剪切銷釘26、下活塞27、膠筒29、膠筒心軸30、錐體31、卡瓦32、內六角圓柱頭螺釘35、卡瓦護套37、剪切銷釘38、凸輪塊39、銷釘40和背圈41。上接頭2上端有API標準鑽具螺紋，能連接的管柱上。上接頭2的下端內壁有螺紋，上接頭2的下端與內中心管8螺紋連接。上接頭2下端外壁有螺紋，上接頭2的下端連接圓筒狀的球齒座5。中心管8套裝在球齒座5內。球齒座5壁上有縱向傳壓通道，在球齒座5傳壓通道的頂部固定有壓片3。六個球齒13裝在球齒座5上，並通過彈簧10及內六角螺釘9將球齒13固定在球齒座5上。外中心管17套在內中心管8外壁上，球齒座5與下缸套18通過連杆14固定，上活塞22套在外中心管17上，上活塞22與下活塞27通過剪切 銷釘26固定，鎖環25套在外中心管17上，鎖環25與上活塞22之間安裝有壓縮式的不鏽鋼彈黃24。膠筒心軸30套在外中心管17上，錐體31套在膠筒心軸30上，膠筒29套在膠筒心軸30上，膠筒心軸30通過外螺紋與下活塞27連接。卡瓦32上端鑲嵌在錐體31槽內，卡瓦32下端通過卡瓦護套37與背圈41固定。背圈41由螺釘36固定在卡瓦護套37上，背圈41、卡瓦護套37套在內中心管8和外中心管17上，並通過凸輪塊39、銷釘40以及剪切銷釘38固定。背圈41和錐體31用內六角圓柱頭螺釘35連接。上接頭2、球齒座5、下缸套18之間有傳壓通道。外中心管17與內中心管8之間有環形傳壓通道。鎖環25套在外中心管17上，通過棘止機構封隔器鎖定在坐封狀態。在上接頭2、球齒座5和內中心管8之間有O形密封圈；在球齒座5、連杆14和下缸套18之間有O形密封圈；在下缸套18和上活塞22之間有O形密封圈；在下活塞27和膠筒心軸30之間有O形密封圈；在球齒13和球齒座5之間有O形密封圈。
權利要求1.一種可回收式液壓封隔器，包括上接頭(2)、球齒座(5)、中心管(8)、彈簧(10)、球齒(13)、連杆(14)、外中心管(17)、下缸套(18)、上活塞(22)、不鏽鋼彈簧(24)、鎖環(25)、剪切銷釘(26)、下活塞(27)、膠筒(29)、膠筒心軸(30)、錐體(31)、卡瓦(32)、內六角圓柱頭螺釘(35)、卡瓦護套(37)、剪切銷釘(38)、凸輪塊(39)、銷釘(40)和背圈(41);其特徵在於上接頭(2)上端有鑽具螺紋，上接頭(2)的下端內壁有螺紋，上接頭(2)的下端與內中心管(8)螺紋連接；上接頭(2)下端外壁有螺紋，上接頭(2)的下端連接圓筒狀的球齒座(5);中心管(8)套裝在球齒座(5)內；球齒座(5)壁上有縱向傳壓通道，在球齒座(5)傳壓通道的頂部固定有壓片⑶；六個球齒(13)裝在球齒座(5)上，並通過彈簧(10)及內六角螺釘(9)將球齒(13)固定在球齒座(5)上；外中心管(17)套在內中心管(8)外壁上，球齒座(5)與下缸套(18)通過連杆(14)固定，上活塞(22)套在外中心管(17)上，上活塞(22)與下活塞(27)通過剪切銷釘(26)固定，鎖環(25)套在外中心管(17)上，鎖環(25)與上活塞(22)之間安裝有不鏽鋼彈簧(24)； 膠筒心軸(30)套在外中心管(17)上，錐體(31)套在膠筒心軸(30)上，膠筒(29)套在膠筒心軸(30)上，膠筒心軸(30)通過外螺紋與下活塞(27)連接；卡瓦(32)上端鑲嵌在錐體(31)槽內，卡瓦(32)下端通過卡瓦護套(37)與背圈(41)固定； 背圈(41)由螺釘(36)固定在卡瓦護套(37)上，背圈(41)、卡瓦護套(37)套在內中心管(8)和外中心管(17)上，並通過凸輪塊(39)、銷釘(40)以及剪切銷釘(38)固定； 背圈(41)和錐體(31)用內六角圓柱頭螺釘(35)連接；上接頭(2)、球齒座(5)、下缸套(18)之間有傳壓通道；外中心管(17)與內中心管(8)之間有環形傳壓通道；鎖環(25)套在外中心管(17)上，通過棘止機構封隔器鎖定在坐封狀態。
2.根據權利要求I所述的可回收式液壓封隔器，其特徵是在上接頭(2)、球齒座(5)和內中心管(8)之間有O形密封圈；在球齒座(5)、連杆(14)和下缸套(18)之間有O形密封圈；在下缸套(18)和上活塞(22)之間有O形密封圈；在下活塞(27)和膠筒心軸(30)之間有O形密封圈；在球齒(13)和球齒座(5)之間有O形密封圈；上接頭(2)、球齒座(5)、下缸套(18)之間有傳壓通道。
專利摘要可回收式液壓封隔器，應用於石油試油坐封在井下套管內。上接頭的下端與內中心管連接；上接頭的下端連接球齒座；中心管套裝在球齒座內；六個球齒裝在球齒座上，外中心管套在內中心管外壁上，球齒座與下缸套通過連杆固定，上活塞套在外中心管上，上活塞與下活塞通過剪切銷釘固定，鎖環套在外中心管上；膠筒心軸套在外中心管上，錐體套在膠筒心軸上，膠筒套在膠筒心軸上，卡瓦通過卡瓦護套與背圈固定；背圈由螺釘固定在卡瓦護套上，背圈、卡瓦護套套在內中心管和外中心管上，並通過凸輪塊、銷釘以及剪切銷釘固定。效果是通過管內打壓坐封封隔器，實現對產層酸化壓裂改造施工；上提管柱能起出液壓封隔器和管柱。
文檔編號E21B33/12GK202596652SQ201220111759
公開日2012年12月12日 申請日期2012年3月22日 優先權日2012年3月22日
發明者張福祥, 彭建新, 楊向同, 熊和貴, 李元斌, 張 浩, 朱繞雲, 劉洪濤, 曹宗波, 唐永祥 申請人:中國石油天然氣股份有限公司