液壓坐封下壓解封封隔器的製造方法
2024-04-05 16:22:05 1
液壓坐封下壓解封封隔器的製造方法
【專利摘要】本發明涉及井下封隔裝置【技術領域】，是一種液壓坐封下壓解封封隔器，其包括芯軸、鎖鍵外筒、解封棘齒、棘齒芯軸、鎖鍵、密封總成、下卡瓦座、卡瓦和活塞總成；芯軸的上部外壁上自上而下一體固定有外徑依次減小的上臺階和下臺階，在下臺階的下部有環槽，在環槽上方的下臺階外壁上分布有齒尖朝上的倒齒，鎖鍵外筒的上端內壁上一體固定有與下臺階外壁相配的內凸環。本發明結構合理而緊湊，使用方便，採用液壓方式就可以完成坐封作業，不需要動管柱，操作簡單，承受壓力高，確保油氣井在開採過程中的安全，密封和坐封效果好，坐封穩定，能夠有效防止砂埋、碎屑沉澱，保證解封順利進行，能有效保證坐封和解封的可靠性、安全性。
【專利說明】液壓坐封下壓解封封隔器
【技術領域】
[0001] 本發明涉及井下封隔裝置【技術領域】，是一種液壓坐封下壓解封封隔器。
【背景技術】
[0002] 封隔器是油氣田開採過程中非常重要工具，能夠為油氣井的正常生產和各種工藝 措施提供有效的機械手段。隨著石油勘探開發的進展，更多的油氣井需要藉助井下工藝措 施的實施來提高產量，埋藏深的儲層由於上部被巨厚的巖石覆蓋擠壓，往往很緻密，需要進 行增產措施才可以獲得穩定的高產和穩產。在對地下巖層進行酸化壓裂等措施時，地面上 的低溫流體快速的注入到井下管柱中，在被注入的流體降溫後，由於熱脹冷縮的原因管柱 整體要縮短，相當於將管柱上提。目前，常使用的封隔器解封方式有三種：第一種永久性的， 液壓缸擠壓橡膠件密封，性能可靠，但解除需要磨銑；第二種旋轉坐封加壓擠壓橡膠件密 封，上提解封的，不能承受管柱向上的拉力，上提即可解封，造成封隔器失效；第三種是液壓 缸擠壓橡膠件密封，依靠水力錨防止上拉力意外解封，解封依靠向上的拉力，但是水力錨失 效時會使封隔器解封，水力錨在膠筒上部，如果水力錨爪不能順利收回，也可能造成管柱被 卡。這些都直接影響到油氣井的增產措施成功率和開發成本。
【發明內容】
[0003] 本發明提供了一種液壓坐封下壓解封封隔器，克服了上述現有技術之不足，其能 有效解決現有的封隔器的橡膠密封件需磨銑或意外解封等使用效果不理想的問題。
[0004] 本發明的技術方案是通過以下措施來實現的：一種液壓坐封下壓解封封隔器，包 括芯軸、鎖鍵外筒、解封棘齒、棘齒芯軸、鎖鍵、密封總成、下卡瓦座、卡瓦和活塞總成；芯軸 的上部外壁上自上而下一體固定有外徑依次減小的上臺階和下臺階，在下臺階的下部有環 槽，在環槽上方的下臺階外壁上分布有齒尖朝上的倒齒，鎖鍵外筒的上端內壁上一體固定 有與下臺階外壁相配的內凸環，內凸環下方的鎖鍵外筒上分布有齒尖朝上的倒齒，解封棘 齒的內壁上分布有與下臺階外壁上的倒齒相配的齒尖朝下的倒齒，解封棘齒的外壁上分布 有與鎖鍵外筒內壁上的倒齒相配的齒尖朝下的倒齒，解封棘齒通過倒齒安裝在內凸環下方 的鎖鍵外筒內並通過倒齒安裝在環槽上方的下臺階上，在解封棘齒下方的鎖鍵外筒內壁上 固定安裝有限制解封棘齒移動的擋圈，擋圈下方的鎖鍵外筒上有內徑依次增大的上安裝環 槽和下安裝環槽，棘齒芯軸的內壁上部有與下臺階相配的環形的安裝通槽，在棘齒芯軸的 上部外壁上一體固定有限位環臺，對應安裝通槽上部的棘齒芯軸與下臺階的下部通過解封 剪釘固定安裝在一起，在棘齒芯軸的上端沿圓周均勻固定安裝有至少兩個的鎖鍵，鎖鍵為 弧形體，鎖鍵的外側部呈外窄內寬的錐形，在鎖鍵上有開口朝外的軸向的彈性銷安裝通槽， 在彈性銷安裝通槽內安裝有彈性銷，彈性銷的上端與上安裝環槽的上端面相抵，彈性銷的 下端位於棘齒芯軸的上端內部，密封總成的上部外壁上有密封安裝環槽，密封總成套裝在 棘齒芯軸上並且密封安裝環槽與下安裝環槽固定安裝在一起，下安裝環槽內側的上端面與 密封總成內側的上端面之間形成內小外大的與鎖鍵相配的錐形環腔，密封總成的下端固定 安裝有上卡瓦座，上卡瓦座的下部外壁上有環形的上卡瓦座安裝通槽，上卡瓦座安裝通槽 的上端面為上寬下窄的錐形斜面，在上卡瓦座安裝通槽上一體固定有上卡瓦座凸耳，上卡 瓦座凸耳呈上大下小的錐臺狀，下卡瓦座的上部外壁上有環形的下卡瓦座安裝通槽，下卡 瓦座安裝通槽的下端面為上窄下寬的錐形斜面，在下卡瓦安裝通槽上一體固定有下卡瓦座 凸耳，下卡瓦座凸耳為上窄下寬的錐臺狀，卡瓦為筒狀，在卡瓦上有上下相互交錯的割縫， 卡瓦的上部內壁和下部內壁上分別有與上卡瓦座凸耳和下卡瓦座凸耳相配的上懸掛槽和 下懸掛槽，上卡瓦座凸耳和下卡瓦座凸耳分別位於上懸掛槽和下懸掛槽內，卡瓦的上端面 和下端面分別為與上卡瓦座安裝通槽上端面的錐形斜面和下卡瓦座安裝通槽下端面的錐 形斜面相配的斜面，在卡瓦的下部與下卡瓦座的上部之間固定安裝有卡瓦剪釘，卡瓦的上 部外壁上分布有齒尖朝下的倒齒，卡瓦的下部外壁上分布有齒尖朝上的倒齒，下卡瓦座的 下部內壁有環形的安裝下通槽，安裝下通槽的上端面為上窄下寬的錐形面，下卡瓦座的外 壁與活塞總成的上端通過坐封剪釘固定安裝在一起，活塞總成包括活塞筒，下卡瓦座的下 端與活塞總成的活塞筒的外壁固定安裝在一起，芯軸內部與活塞總成之間有傳壓通道，上 卡瓦座、下卡瓦座、卡瓦和活塞總成分別套裝在棘齒芯軸上，下卡瓦座、活塞筒和棘齒芯軸 之間形成環形的錐形空腔，在活塞筒上端的錐形空腔內套裝有彈簧座，在錐形空腔的上部 內套裝有與安裝下通槽的錐形面相配的棘齒鎖塊，在棘齒鎖塊與彈簧座之間的環形空腔內 安裝有彈簧，棘齒鎖塊的內壁上分布有齒尖朝下的倒齒，在棘齒鎖塊上方的棘齒芯軸上分 布有齒尖朝上的倒齒，在活塞筒的下部內壁上一體固定有內徑與棘齒芯軸外徑相配的活塞 內環臺，在活塞內環臺上方的棘齒芯軸外壁上固定安裝有C型環，活塞總成的內壁分別和 芯軸的下部外壁、棘齒芯軸的下部外壁固定安裝在一起。
[0005] 下面是對上述發明技術方案的進一步優化或/和改進： 上述密封總成包括膠筒上環、膠筒內套、上膠筒、中膠筒和下膠筒；膠筒上環的上部外 壁上有密封安裝環槽，膠筒上環套裝在棘齒芯軸上並且密封安裝環槽與下安裝環槽固定安 裝在一起，膠筒上環與棘齒芯軸之間形成滑動環形空腔，下安裝環槽內側的上端面與膠筒 上環內側的上端面之間形成內小外大的與鎖鍵相配的錐形環腔，在膠筒上環的下端內壁上 一體固定有懸掛內環臺，膠筒內套的上端外壁上一體固定有懸掛外環臺，膠筒內套的內徑 與棘齒芯軸的外徑相配，懸掛外環臺位於懸掛內環臺上方的滑動環形空腔內並座在懸掛內 環臺上，膠筒內套的下端外壁與上卡瓦座的上端內壁固定安裝在一起，在膠筒上環至上卡 瓦座的膠筒內套上自上而下依次套裝有上膠筒、中膠筒和下膠筒，中膠筒為內寬外窄的環 形錐臺狀，上膠筒的下端面為與中膠筒的上端面相配的斜面，下膠筒的上端面為與中膠筒 的下端面相配的斜面，膠筒上環的下端與上膠筒的上端相抵，上卡瓦座的上端與下膠筒的 下端相抵。
[0006] 上述膠筒內套的上端內壁上固定安裝有密封圈，懸掛外環臺的外壁上固定安裝有 密封圈，膠筒內套的下端與上卡瓦座的上端之間固定安裝有密封圈；或/和，密封安裝環槽 與下安裝環槽通過螺紋固定安裝在一起，膠筒內套的下端外壁與上卡瓦座的上端內壁通過 螺紋固定安裝在一起。
[0007] 上述活塞總成包括活塞筒、活塞外筒、傳壓管和活塞下接頭；下卡瓦座的外壁與 活塞外筒通過坐封剪釘固定安裝在一起，在活塞外筒的下部內壁上一體固定有環形的安裝 內環臺，安裝內環臺的內壁與棘齒芯軸的下部外壁固定安裝在一起，活塞筒位於安裝內環 臺上方的活塞外筒與棘齒芯軸形成的環形空腔內，在活塞筒的下部外壁上一體固定有外徑 與活塞外筒內徑相配的活塞外環臺，活塞下接頭的上部內壁上有內徑依次減小的上臺階安 裝孔和下臺階安裝孔，棘齒芯軸的下端位於上臺階安裝孔內，芯軸的下端位於下臺階安裝 孔內並且下臺階安裝孔的內壁與芯軸的下部外壁固定安裝在一起，在安裝內環臺內有軸向 的上小下大的上臺階孔，在活塞下接頭的上部內有與上臺階孔相對應的上大下小的下臺階 孔，對應下臺階孔的下端有與下臺階孔相通的徑向通孔，在上臺階孔的大孔和下臺階孔的 大孔內安裝有外徑與上臺階孔大孔內徑和下臺階孔大孔內徑相配的傳壓管，傳壓管的內部 有軸向通道，在徑向通孔的外端固定安裝有堵頭，上臺階孔的小孔、軸向通道、下臺階孔的 小孔、徑向通孔的內端相連通形成傳壓通道，活塞內環臺的內壁、活塞外環臺的外壁上分別 固定安裝有密封圈，安裝內環臺與棘齒芯軸之間固定安裝有密封圈，上臺階孔的大孔內壁 和下臺階孔的大孔內壁分別與傳壓管的外壁之間固定安裝有密封圈。
[0008] 上述棘齒芯軸的下端與上臺階安裝孔內壁之間固定安裝有密封圈，芯軸的下端與 下臺階安裝孔內壁之間固定安裝有密封圈；或/和，安裝內環臺的內壁與棘齒芯軸的下部 外壁通過螺紋固定安裝在一起，下臺階安裝孔的內壁與芯軸的下部外壁通過螺紋固定安裝 在一起。
[0009] 上述內凸環下方的鎖鍵外筒與解封棘齒之間固定安裝有固定銷；或/和，解封棘 齒和棘齒鎖塊上分別有上下相互交錯的割縫；或/和，對應限位環臺在安裝通槽下方的棘 齒芯軸上有平衡孔。
[0010] 上述下卡瓦座的下端與活塞筒的外壁之間固定安裝有密封圈；或/和，下卡瓦座 的下端與活塞筒的外壁通過螺紋固定安裝在一起，芯軸的上端有內螺紋，活塞下接頭的下 端有外螺紋。
[0011] 本發明結構合理而緊湊，使用方便，採用液壓方式就可以完成坐封作業，不需要動 管柱，操作簡單，承受壓力高，確保油氣井在開採過程中的安全，密封和坐封效果好，坐封穩 定，能夠有效防止砂埋、碎屑沉澱，保證解封順利進行，能有效保證坐封和解封的可靠性、安 全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 附圖1為本發明最佳實施例的上半部分主視半剖視結構示意圖。
[0013] 附圖2為本發明最佳實施例的下半部分主視半剖視結構示意圖。
[0014] 附圖3為本發明鎖鍵的主視放大結構示意圖。
[0015] 附圖4為附圖3的俯視結構示意圖。
[0016] 附圖5為附圖3中A-A向剖視結構示意圖。
[0017] 附圖中的編碼分別為：1為芯軸，2為上臺階,3為下臺階,4為環槽,5為鎖鍵外筒， 6為內凸環，7為解封棘齒，8為擋圈，9為棘齒芯軸，10為安裝通槽，11為限位環臺，12為解 封剪釘，13為鎖鍵，14為彈性銷安裝通槽，15為彈性銷，16為上卡瓦座，17為上卡瓦座安裝 通槽，18為上卡瓦座凸耳，19為下卡瓦座，20為下卡瓦安裝通槽，21為下卡瓦座凸耳，22為 卡瓦，23為割縫，24為卡瓦剪釘，25為安裝下通槽，26為坐封剪釘，27為活塞筒，28為錐形 空腔，29為彈簧座，30為棘齒鎖塊，31為彈簧，32為活塞內環臺，33為C型環，34為膠筒上 環，35為滑動環形空腔，36為懸掛內環臺，37為懸掛外環臺，38為中膠筒，39為下膠筒，40 為上膠筒，41為膠筒內套，42為密封圈，43為安裝內環臺，44為活塞外筒，45為活塞外環臺， 46為活塞下接頭，47為上臺階孔，48為下臺階孔，49為徑向通孔，50為傳壓管，51為軸向通 道，52為堵頭，53為固定銷，54為平衡孔。
【具體實施方式】
[0018] 本發明不受下述實施例的限制，可根據本發明的技術方案與實際情況來確定具體 的實施方式。
[0019] 在本發明中，為了便於描述，各部件的相對位置關係的描述均是根據說明書附圖1 的布圖方式來進行描述的，如：上、下、左、右等的位置關係是依據說明書附圖的布圖方向來 確定的。
[0020] 下面結合實施例及附圖對本發明作進一步描述： 如附圖1、2、3、4、5所示，該液壓坐封下壓解封封隔器包括芯軸1、鎖鍵外筒5、解封棘齒 7、棘齒芯軸9、鎖鍵13、密封總成、下卡瓦座19、卡瓦22和活塞總成；芯軸1的上部外壁上 自上而下一體固定有外徑依次減小的上臺階2和下臺階3,在下臺階3的下部有環槽4,在 環槽4上方的下臺階3外壁上分布有齒尖朝上的倒齒，鎖鍵外筒5的上端內壁上一體固定 有與下臺階3外壁相配的內凸環6,內凸環6下方的鎖鍵外筒5上分布有齒尖朝上的倒齒， 解封棘齒7的內壁上分布有與下臺階3外壁上的倒齒相配的齒尖朝下的倒齒，解封棘齒7 的外壁上分布有與鎖鍵外筒5內壁上的倒齒相配的齒尖朝下的倒齒，解封棘齒7通過倒齒 安裝在內凸環6下方的鎖鍵外筒5內並通過倒齒安裝在環槽4上方的下臺階3上，在解封 棘齒7下方的鎖鍵外筒5內壁上固定安裝有限制解封棘齒7移動的擋圈8,擋圈8下方的鎖 鍵外筒5上有內徑依次增大的上安裝環槽和下安裝環槽，棘齒芯軸9的內壁上部有與下臺 階3相配的環形的安裝通槽10,在棘齒芯軸9的上部外壁上一體固定有限位環臺11，對應 安裝通槽10上部的棘齒芯軸9與下臺階3的下部通過解封剪釘12固定安裝在一起，在棘 齒芯軸9的上端沿圓周均勻固定安裝有至少兩個的鎖鍵13,鎖鍵13為弧形體，鎖鍵13的外 側部呈外窄內寬的錐形，在鎖鍵13上有開口朝外的軸向的彈性銷安裝通槽14,在彈性銷安 裝通槽14內安裝有彈性銷15,彈性銷15的上端與上安裝環槽的上端面相抵，彈性銷15的 下端位於棘齒芯軸9的上端內部，密封總成的上部外壁上有密封安裝環槽，密封總成套裝 在棘齒芯軸9上並且密封安裝環槽與下安裝環槽固定安裝在一起，下安裝環槽內側的上端 面與密封總成內側的上端面之間形成內小外大的與鎖鍵13相配的錐形環腔，密封總成的 下端固定安裝有上卡瓦座16,上卡瓦座16的下部外壁上有環形的上卡瓦座安裝通槽17,上 卡瓦座安裝通槽17的上端面為上寬下窄的錐形斜面，在上卡瓦座安裝通槽17上一體固定 有上卡瓦座凸耳18,上卡瓦座凸耳18呈上大下小的錐臺狀，下卡瓦座19的上部外壁上有環 形的下卡瓦座安裝通槽20,下卡瓦座安裝通槽20的下端面為上窄下寬的錐形斜面，在下卡 瓦安裝通槽20上一體固定有下卡瓦座凸耳21，下卡瓦座凸耳21為上窄下寬的錐臺狀，卡瓦 22為筒狀，在卡瓦22上有上下相互交錯的割縫23,卡瓦22的上部內壁和下部內壁上分別 有與上卡瓦座凸耳18和下卡瓦座凸耳21相配的上懸掛槽和下懸掛槽，上卡瓦座凸耳18和 下卡瓦座凸耳21分別位於上懸掛槽和下懸掛槽內，卡瓦22的上端面和下端面分別為與上 卡瓦座安裝通槽17上端面的錐形斜面和下卡瓦座安裝通槽20下端面的錐形斜面相配的斜 面，在卡瓦22的下部與下卡瓦座19的上部之間固定安裝有卡瓦剪釘24,卡瓦22的上部外 壁上分布有齒尖朝下的倒齒，卡瓦22的下部外壁上分布有齒尖朝上的倒齒，下卡瓦座19的 下部內壁有環形的安裝下通槽25,安裝下通槽25的上端面為上窄下寬的錐形面，下卡瓦座 19的外壁與活塞總成的上端通過坐封剪釘26固定安裝在一起，活塞總成包括活塞筒27,下 卡瓦座19的下端與活塞總成的活塞筒27的外壁固定安裝在一起，芯軸1內部與活塞總成 之間有傳壓通道，上卡瓦座16、下卡瓦座19、卡瓦22和活塞總成分別套裝在棘齒芯軸9上， 下卡瓦座19、活塞筒27和棘齒芯軸9之間形成環形的錐形空腔28,在活塞筒27上端的錐 形空腔28內套裝有彈簧座29,在錐形空腔28的上部內套裝有與安裝下通槽25的錐形面 相配的棘齒鎖塊30,在棘齒鎖塊30與彈簧座29之間的空腔內安裝有彈簧31，棘齒鎖塊30 的內壁上分布有齒尖朝下的倒齒，在棘齒鎖塊30上方的棘齒芯軸9上分布有齒尖朝上的倒 齒，在活塞筒27的下部內壁上一體固定有內徑與棘齒芯軸9外徑相配的活塞內環臺32,在 活塞內環臺32上方的棘齒芯軸9外壁上固定安裝有C型環33,活塞總成的內壁分別和芯軸 1的下部外壁、棘齒芯軸9的下部外壁固定安裝在一起。棘齒芯軸9和解封棘齒7與芯軸1 同為中空管狀結構，只因棘齒芯軸9和解封棘齒7上分布有倒齒，因此叫棘齒芯軸9和解封 棘齒7 ;彈性銷15為現有公知技術。
[0021] 當需要進行坐封時，先將本發明下端實施暫堵，對芯軸1內腔進行打壓，壓力通過 傳壓通道推動活塞總成的活塞筒27向上頂出，壓力足夠大時，剪斷坐封剪釘26,帶動彈簧 座29、彈簧31、下卡瓦座19、卡瓦22、上卡瓦座16向上移動擠壓密封總成使之膨脹，當密封 總成膨脹到與外圍的套管內壁緊密接觸時，向上移動的下卡瓦座19把卡瓦剪釘24剪斷，並 繼續向上移動，由於上卡瓦座16的下端面和下卡瓦座19的上端面均為與卡瓦22上端面和 下端面相配的斜面，因此，剪斷卡瓦剪釘24後，上卡瓦座16和下卡瓦座19能夠順利的滑入 卡瓦22內部將卡瓦22撐開，卡瓦22上的割縫23更有利於卡瓦22的撐開，卡瓦22撐開後， 卡瓦22外壁上的倒齒能夠較牢靠的咬合到套管的內壁上，棘齒鎖塊30在向上運動的過程 中，棘齒鎖塊30內壁上的倒齒與棘齒芯軸9外壁上的倒齒相配合，當卡瓦22咬合到位後， 棘齒鎖塊30上的倒齒此時與棘齒芯軸9上的倒齒也相互咬合，這樣，卡瓦22的坐封位置即 被鎖定，有效防止坐封失效，密封總成在解封前永遠處於壓縮狀態，密封總成實現上下封隔 的目的。
[0022] 當需要進行解封時，下壓管柱，即芯軸1向下移動，此時，棘齒芯軸9通過棘齒鎖塊 30、上卡瓦座16、下卡瓦座19和卡瓦22咬合在套管上，不能移動，芯軸1相對棘齒芯軸9向 下移動，此時剪斷解封剪釘12,當芯軸1移動至鎖鍵13位於環槽4時，鎖鍵13從錐形環腔 脫出徑向收縮進入環槽4,密封總成失去支撐，在密封總成的彈性作用下密封總成上移，密 封總成直徑變小，套管環空密封失效，芯軸1繼續下移，當芯軸1下移至下臺階3的下端與 安裝通槽10的上端相抵後，芯軸1帶動棘齒芯軸9隨同芯軸1 一同下移，當芯軸1和棘齒 芯軸9下移至C型環33與活塞內環臺32的上端面相抵時，在C型環33的作用下，芯軸1 和棘齒芯軸9帶動活塞筒27、下卡瓦座19、卡瓦22、上卡瓦座16、棘齒鎖塊30 -同下移，卡 瓦22失去支撐進行回彈，上卡瓦座凸耳18和下卡瓦座凸耳21分別回位於上懸掛槽和下懸 掛槽內，卡瓦22被迫繼續收縮、向下移動，實現解封。
[0023] 可根據實際需要，對上述液壓坐封下壓解封封隔器作進一步優化或/和改進： 如附圖1、2所示，密封總成包括膠筒上環34、中膠筒38、下膠筒39、上膠筒40和膠筒 內套41 ;膠筒上環34的上部外壁上有密封安裝環槽，膠筒上環34套裝在棘齒芯軸9上並 且密封安裝環槽與下安裝環槽固定安裝在一起，膠筒上環34與棘齒芯軸9之間形成滑動環 形空腔35,下安裝環槽內側的上端面與膠筒上環34內側的上端面之間形成內小外大的與 鎖鍵13相配的錐形環腔，在膠筒上環34的下端內壁上一體固定有懸掛內環臺36,膠筒內 套41的上端外壁上一體固定有懸掛外環臺37,膠筒內套41的內徑與棘齒芯軸9的外徑相 配，懸掛外環臺37位於懸掛內環臺36上方的滑動環形空腔35內並座在懸掛內環臺36上， 膠筒內套41的下端外壁與上卡瓦座16的上端內壁固定安裝在一起，在膠筒上環34至上卡 瓦座16的膠筒內套41上自上而下依次套裝有上膠筒40、中膠筒38和下膠筒39,中膠筒38 為內寬外窄的環形錐臺狀，上膠筒40的下端面為與中膠筒38的上端面相配的斜面，下膠筒 39的上端面為與中膠筒38的下端面相配的斜面，膠筒上環34的下端與上膠筒40的上端 相抵，上卡瓦座16的上端與下膠筒39的下端相抵。當坐封時，壓力推動活塞總成的活塞筒 27向上頂出剪斷坐封剪釘26,帶動彈簧座29、彈簧31、下卡瓦座19、卡瓦22、上卡瓦座16 向上移動，因為膠筒上環34與鎖鍵外筒5固定安裝在一起，因此膠筒上環34不能移動，此 時膠筒內套41上移，進而上卡瓦座16擠壓下膠筒39,進而擠壓中膠筒38和上膠筒40膨 脹，因為中膠筒38為內寬外窄的環形錐臺狀，上膠筒40的下端面為與中膠筒38的上端面 相配的斜面，因此在擠壓的過程中即能夠很好的保證傳遞擠壓力，又能保證上膠筒40、中膠 筒38和下膠筒39膨脹過程中不會發生中膠筒38脫出的情況，當上膠筒40、中膠筒38和 下膠筒40膨脹到與外圍的套管內壁緊密接觸時，向上移動的下卡瓦座19把卡瓦剪釘24剪 斷，上膠筒40和下膠筒39的硬度相同，上膠筒40和下膠筒39與中膠筒38的硬度不同，因 此擠壓變形不同，上膠筒40、中膠筒38和下膠筒39相互配合能夠很好的密封環空套管；解 封時，上膠筒40、中膠筒38和下膠筒39失去支撐，在上膠筒40、中膠筒38和下膠筒39的 彈性作用下進行回彈，套管環空的密封失效。
[0024] 如附圖1、2所示，膠筒內套41的上端內壁上固定安裝有密封圈42,懸掛外環臺37 的外壁上固定安裝有密封圈42,膠筒內套41的下端與上卡瓦座16的上端之間固定安裝有 密封圈42;或/和，密封安裝環槽與下安裝環槽通過螺紋固定安裝在一起，膠筒內套41的 下端外壁與上卡瓦座16的上端內壁通過螺紋固定安裝在一起。密封圈42能夠保證較好的 密封作用，螺紋連接方便安裝於拆卸。
[0025] 如附圖1、2所示，活塞總成包括活塞筒27、活塞外筒44、活塞下接頭46和傳壓管 50 ;下卡瓦座19的外壁與活塞外筒27通過坐封剪釘26固定安裝在一起，在活塞外筒27的 下部內壁上一體固定有環形的安裝內環臺43,安裝內環臺43的內壁與棘齒芯軸9的下部外 壁固定安裝在一起，活塞筒27位於安裝內環臺43上方的活塞外筒44與棘齒芯軸9形成的 環形空腔內，在活塞筒27的下部外壁上一體固定有外徑與活塞外筒44內徑相配的活塞外 環臺45,活塞下接頭46的上部內壁上有內徑依次減小的上臺階安裝孔和下臺階安裝孔，棘 齒芯軸9的下端位於上臺階安裝孔內，芯軸1的下端位於下臺階安裝孔內並且下臺階安裝 孔的內壁與芯軸1的下部外壁固定安裝在一起，在安裝內環臺43內有軸向的上小下大的上 臺階孔47,在活塞下接頭46的上部內有與上臺階孔47相對應的上大下小的下臺階孔48， 對應下臺階孔48的下端有與下臺階孔相通的徑向通孔49,在上臺階孔47的大孔和下臺階 孔48的大孔內安裝有外徑與上臺階孔47大孔內徑和下臺階孔48大孔內徑相配的傳壓管 50,傳壓管50的內部有軸向通道51，在徑向通孔49的外端固定安裝有堵頭52,上臺階孔47 的小孔、軸向通道51、下臺階孔48的小孔、徑向通孔49的內端相連通形成傳壓通道，活塞 內環臺32的內壁、活塞外環臺45的外壁上分別固定安裝有密封圈42,安裝內環臺43與棘 齒芯軸9之間固定安裝有密封圈42,上臺階孔47的大孔內壁和下臺階孔48的大孔內壁分 別與傳壓管50的外壁之間固定安裝有密封圈42。當進行坐封時，對芯軸1內腔進行打壓， 壓力通過傳壓通道推動活塞筒27向上頂出，活塞內環臺32、活塞外環臺45上的密封圈42、 安裝內環臺43與棘齒芯軸9之間的密封圈、上臺階孔47和下臺階孔48與傳壓管50之間 的密封圈42能夠在打壓的過程中起到較好的密封作用，保證活塞筒27上移的順利實施；活 塞筒27與通常的動力設備中的活塞杆的作用原理相同；在上臺階孔47和下臺階孔48內也 可以不安裝傳壓管50,可以直接將徑向通孔49、下臺階孔48和上臺階孔47作為傳壓通道， 但是這樣需要在活塞外筒44、安裝內環臺43與活塞下接頭46相接觸的端面之間安裝密封 圈，保證較好密封效果即可；徑向通孔49不僅參與形成了傳壓通道，並且徑向通孔49為內 外貫穿的通孔更為方便加工，加工完成後，在徑向通孔49的外端固定安裝堵頭52即可。
[0026] 如附圖1、2所示，棘齒芯軸9的下端與上臺階安裝孔內壁之間固定安裝有密封圈 42,芯軸1的下端與下臺階安裝孔內壁之間固定安裝有密封圈42;或/和，安裝內環臺43的 內壁與棘齒芯軸9的下部外壁通過螺紋固定安裝在一起，下臺階安裝孔的內壁與芯軸1的 下部外壁通過螺紋固定安裝在一起。密封圈42能夠保證較好的密封作用，螺紋連接方便安 裝於拆卸。
[0027] 如附圖1、2所示，內凸環6下方的鎖鍵外筒5與解封棘齒之7間固定安裝有固定 銷53 ;或/和，解封棘齒7和棘齒鎖塊30上分別有上下相互交錯的割縫；或/和，對應限位 環臺11在安裝通槽10下方的棘齒芯軸9上有平衡孔54。固定銷53可以防止解封棘齒7 與鎖鍵外筒5之間發生相對的徑向移動；解封棘齒7上的割縫和棘齒鎖塊30上的割縫可以 保證在解封過程中解封棘齒7相對芯軸1更加順利的上移、棘齒鎖塊30相對棘齒芯軸9更 加順利的上移；平衡孔54方便在坐封過程中，當膠筒內套41上移時，保證內外壓力平衡，進 而保證工作的順利實施。
[0028] 如附圖1、2所示，下卡瓦座19的下端與活塞筒27的外壁之間固定安裝有密封圈 42 ;或/和，下卡瓦座19的下端與活塞筒27的外壁通過螺紋固定安裝在一起，芯軸1的上 端有內螺紋，活塞下接頭46的下端有外螺紋。密封圈42能夠保證較好的密封作用，螺紋連 接方便安裝於拆卸。
[0029] 本發明採用液壓方式就可以完成坐封作業，不需要動管柱，操作簡單，密封總成採 用3個膠筒組合結構，可承受高壓，確保油氣井在開採過程中的安全，卡瓦22位於密封總成 下方，有效防止砂埋、碎屑沉澱，保證解封時順利，並且卡瓦22採用整體式，咬合力大，保證 坐封位置不動，加強密封效果，同時，即使井下管柱溫度下降，管柱長度縮短時，芯軸1和棘 齒芯軸9也會一同縮短，沒有相對運動，確保坐封穩定，解封時，下壓管柱，芯軸1和棘齒芯 軸9有相對運動，解封剪釘12剪切，鎖鍵13收縮，密封總成伸長，卡瓦22回收，這樣便可順 利解除密封和解除坐封，不需要磨銑密封件，並且能有效保證坐封和解封的可靠性。
[0030] 以上技術特徵構成了本發明的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效 果，可根據實際需要增減非必要的技術特徵，來滿足不同情況的需求。
【權利要求】
1. 一種液壓坐封下壓解封封隔器，其特徵在於包括芯軸、鎖鍵外筒、解封棘齒、棘齒芯 軸、鎖鍵、密封總成、下卡瓦座、卡瓦和活塞總成；芯軸的上部外壁上自上而下一體固定有 外徑依次減小的上臺階和下臺階，在下臺階的下部有環槽，在環槽上方的下臺階外壁上分 布有齒尖朝上的倒齒，鎖鍵外筒的上端內壁上一體固定有與下臺階外壁相配的內凸環，內 凸環下方的鎖鍵外筒上分布有齒尖朝上的倒齒，解封棘齒的內壁上分布有與下臺階外壁上 的倒齒相配的齒尖朝下的倒齒，解封棘齒的外壁上分布有與鎖鍵外筒內壁上的倒齒相配的 齒尖朝下的倒齒，解封棘齒通過倒齒安裝在內凸環下方的鎖鍵外筒內並通過倒齒安裝在環 槽上方的下臺階上，在解封棘齒下方的鎖鍵外筒內壁上固定安裝有限制解封棘齒移動的擋 圈，擋圈下方的鎖鍵外筒上有內徑依次增大的上安裝環槽和下安裝環槽，棘齒芯軸的內壁 上部有與下臺階相配的環形的安裝通槽，在棘齒芯軸的上部外壁上一體固定有限位環臺， 對應安裝通槽上部的棘齒芯軸與下臺階的下部通過解封剪釘固定安裝在一起，在棘齒芯軸 的上端沿圓周均勻固定安裝有至少兩個的鎖鍵，鎖鍵為弧形體，鎖鍵的外側部呈外窄內寬 的錐形，在鎖鍵上有開口朝外的軸向的彈性銷安裝通槽，在彈性銷安裝通槽內安裝有彈性 銷，彈性銷的上端與上安裝環槽的上端面相抵，彈性銷的下端位於棘齒芯軸的上端內部，密 封總成的上部外壁上有密封安裝環槽，密封總成套裝在棘齒芯軸上並且密封安裝環槽與下 安裝環槽固定安裝在一起，下安裝環槽內側的上端面與密封總成內側的上端面之間形成內 小外大的與鎖鍵相配的錐形環腔，密封總成的下端固定安裝有上卡瓦座，上卡瓦座的下部 外壁上有環形的上卡瓦座安裝通槽，上卡瓦座安裝通槽的上端面為上寬下窄的錐形斜面， 在上卡瓦座安裝通槽上一體固定有上卡瓦座凸耳，上卡瓦座凸耳呈上大下小的錐臺狀，下 卡瓦座的上部外壁上有環形的下卡瓦座安裝通槽，下卡瓦座安裝通槽的下端面為上窄下寬 的錐形斜面，在下卡瓦安裝通槽上一體固定有下卡瓦座凸耳，下卡瓦座凸耳為上窄下寬的 錐臺狀，卡瓦為筒狀，在卡瓦上有上下相互交錯的割縫，卡瓦的上部內壁和下部內壁上分別 有與上卡瓦座凸耳和下卡瓦座凸耳相配的上懸掛槽和下懸掛槽，上卡瓦座凸耳和下卡瓦座 凸耳分別位於上懸掛槽和下懸掛槽內，卡瓦的上端面和下端面分別為與上卡瓦座安裝通槽 上端面的錐形斜面和下卡瓦座安裝通槽下端面的錐形斜面相配的斜面，在卡瓦的下部與下 卡瓦座的上部之間固定安裝有卡瓦剪釘，卡瓦的上部外壁上分布有齒尖朝下的倒齒，卡瓦 的下部外壁上分布有齒尖朝上的倒齒，下卡瓦座的下部內壁有環形的安裝下通槽，安裝下 通槽的上端面為上窄下寬的錐形面，下卡瓦座的外壁與活塞總成的上端通過坐封剪釘固定 安裝在一起，活塞總成包括活塞筒，下卡瓦座的下端與活塞總成的活塞筒的外壁固定安裝 在一起，芯軸內部與活塞總成之間有傳壓通道，上卡瓦座、下卡瓦座、卡瓦和活塞總成分別 套裝在棘齒芯軸上，下卡瓦座、活塞筒和棘齒芯軸之間形成環形的錐形空腔，在活塞筒上端 的錐形空腔內套裝有彈簧座，在錐形空腔的上部內套裝有與安裝下通槽的錐形面相配的棘 齒鎖塊，在棘齒鎖塊與彈簧座之間的環形空腔內安裝有彈簧，棘齒鎖塊的內壁上分布有齒 尖朝下的倒齒，在棘齒鎖塊上方的棘齒芯軸上分布有齒尖朝上的倒齒，在活塞筒的下部內 壁上一體固定有內徑與棘齒芯軸外徑相配的活塞內環臺，在活塞內環臺上方的棘齒芯軸外 壁上固定安裝有C型環，活塞總成的內壁分別和芯軸的下部外壁、棘齒芯軸的下部外壁固 定安裝在一起。
2. 根據權利要求1所述的液壓坐封下壓解封封隔器，其特徵在於密封總成包括膠筒上 環、膠筒內套、上膠筒、中膠筒和下膠筒；膠筒上環的上部外壁上有密封安裝環槽，膠筒上環 套裝在棘齒芯軸上並且密封安裝環槽與下安裝環槽固定安裝在一起，膠筒上環與棘齒芯軸 之間形成滑動環形空腔，下安裝環槽內側的上端面與膠筒上環內側的上端面之間形成內小 外大的與鎖鍵相配的錐形環腔，在膠筒上環的下端內壁上一體固定有懸掛內環臺，膠筒內 套的上端外壁上一體固定有懸掛外環臺，膠筒內套的內徑與棘齒芯軸的外徑相配，懸掛外 環臺位於懸掛內環臺上方的滑動環形空腔內並座在懸掛內環臺上，膠筒內套的下端外壁與 上卡瓦座的上端內壁固定安裝在一起，在膠筒上環至上卡瓦座的膠筒內套上自上而下依次 套裝有上膠筒、中膠筒和下膠筒，中膠筒為內寬外窄的環形錐臺狀，上膠筒的下端面為與中 膠筒的上端面相配的斜面，下膠筒的上端面為與中膠筒的下端面相配的斜面，膠筒上環的 下端與上膠筒的上端相抵，上卡瓦座的上端與下膠筒的下端相抵。
3. 根據權利要求2所述的液壓坐封下壓解封封隔器，其特徵在於膠筒內套的上端內壁 上固定安裝有密封圈，懸掛外環臺的外壁上固定安裝有密封圈，膠筒內套的下端與上卡瓦 座的上端之間固定安裝有密封圈；或/和，密封安裝環槽與下安裝環槽通過螺紋固定安裝 在一起，膠筒內套的下端外壁與上卡瓦座的上端內壁通過螺紋固定安裝在一起。
4. 根據權利要求1或2或3所述的液壓坐封下壓解封封隔器，其特徵在於活塞總成包 括活塞筒、活塞外筒、傳壓管和活塞下接頭；下卡瓦座的外壁與活塞外筒通過坐封剪釘固定 安裝在一起，在活塞外筒的下部內壁上一體固定有環形的安裝內環臺，安裝內環臺的內壁 與棘齒芯軸的下部外壁固定安裝在一起，活塞筒位於安裝內環臺上方的活塞外筒與棘齒芯 軸形成的環形空腔內，在活塞筒的下部外壁上一體固定有外徑與活塞外筒內徑相配的活塞 外環臺，活塞下接頭的上部內壁上有內徑依次減小的上臺階安裝孔和下臺階安裝孔，棘齒 芯軸的下端位於上臺階安裝孔內，芯軸的下端位於下臺階安裝孔內並且下臺階安裝孔的內 壁與芯軸的下部外壁固定安裝在一起，在安裝內環臺內有軸向的上小下大的上臺階孔，在 活塞下接頭的上部內有與上臺階孔相對應的上大下小的下臺階孔，對應下臺階孔的下端有 與下臺階孔相通的徑向通孔，在上臺階孔的大孔和下臺階孔的大孔內安裝有外徑與上臺階 孔大孔內徑和下臺階孔大孔內徑相配的傳壓管，傳壓管的內部有軸向通道，在徑向通孔的 外端固定安裝有堵頭，上臺階孔的小孔、軸向通道、下臺階孔的小孔、徑向通孔的內端相連 通形成傳壓通道，活塞內環臺的內壁、活塞外環臺的外壁上分別固定安裝有密封圈，安裝內 環臺與棘齒芯軸之間固定安裝有密封圈，上臺階孔的大孔內壁和下臺階孔的大孔內壁分別 與傳壓管的外壁之間固定安裝有密封圈。
5. 根據權利要求4所述的液壓坐封下壓解封封隔器，其特徵在於棘齒芯軸的下端與上 臺階安裝孔內壁之間固定安裝有密封圈，芯軸的下端與下臺階安裝孔內壁之間固定安裝有 密封圈；或/和，安裝內環臺的內壁與棘齒芯軸的下部外壁通過螺紋固定安裝在一起，下臺 階安裝孔的內壁與芯軸的下部外壁通過螺紋固定安裝在一起。
6. 根據權利要求1或2或3所述的液壓坐封下壓解封封隔器，其特徵在於內凸環下方 的鎖鍵外筒與解封棘齒之間固定安裝有固定銷；或/和，解封棘齒和棘齒鎖塊上分別有上 下相互交錯的割縫；或/和，對應限位環臺在安裝通槽下方的棘齒芯軸上有平衡孔。
7. 根據權利要求4所述的液壓坐封下壓解封封隔器，其特徵在於內凸環下方的鎖鍵外 筒與解封棘齒之間固定安裝有固定銷；或/和，解封棘齒和棘齒鎖塊上分別有上下相互交 錯的割縫；或/和，對應限位環臺在安裝通槽下方的棘齒芯軸上有平衡孔。
8. 根據權利要求5所述的液壓坐封下壓解封封隔器，其特徵在於內凸環下方的鎖鍵外 筒與解封棘齒之間固定安裝有固定銷；或/和，解封棘齒和棘齒鎖塊上分別有上下相互交 錯的割縫；或/和，對應限位環臺在安裝通槽下方的棘齒芯軸上有平衡孔。
9. 根據權利要求4所述的液壓坐封下壓解封封隔器，其特徵在於下卡瓦座的下端與活 塞筒的外壁之間固定安裝有密封圈；或/和，下卡瓦座的下端與活塞筒的外壁通過螺紋固 定安裝在一起，芯軸的上端有內螺紋，活塞下接頭的下端有外螺紋。
10. 根據權利要求5或6或7所述的液壓坐封下壓解封封隔器，其特徵在於下卡瓦座的 下端與活塞筒的外壁之間固定安裝有密封圈；或/和，下卡瓦座的下端與活塞筒的外壁通 過螺紋固定安裝在一起，芯軸的上端有內螺紋，活塞下接頭的下端有外螺紋。
【文檔編號】E21B33/127GK104047563SQ201410297238
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月28日 優先權日:2014年6月28日
【發明者】朱進府, 張福祥, 王群琪, 李志國, 彭建新, 路堯, 高文祥, 李超 申請人:新疆華油油氣工程有限公司