一種封隔器結構的製作方法

2023-12-01 18:40:16

一種封隔器結構的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種封隔器結構，包括中心管、座封筒、膠筒座和膠筒，所述膠筒座包括上膠筒座和下膠筒座，所述座封筒、上膠筒座、膠筒和下膠筒座從上至下依次套裝在中心管上，所述座封筒與上膠筒座之間設置有自鎖機構，膠筒兩端分別依次設置有端環和脹環。本發明不僅徑向間隙小，能夠實現環空較大間隙的有效封隔，同時實現價格低廉，以利於提高固井質量和保證增產改造效果。
【專利說明】—種封隔器結構
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種封隔器結構，用於石油天然氣開發的油氣井固井和增產改造作業，屬於油氣田作業的井下工具製造【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在油氣井的固井施工中，常常使用封隔器，防止油、氣、水等竄槽，有效實現環空永久機械封隔，提高固井質量。
[0003]在油氣井增產改造過程中，常常使用封隔器，實現層間封隔卡層，保證完井改造的針對性，最大化提高增產改造效果。
[0004]目前，在油氣井固井施工和增產改造作業中使用的傳統封隔器結構，主要有壓縮式和擴張式兩種。例如，中國專利號「CN200520132541.6」公開的一種酸壓封隔器，
【公開日】為2007年5月2日，其由水力錨、反洗部分、封隔件總成、卡瓦部分組成，由於採用水力錨下部依次接有反洗部分、封隔件總成、卡瓦部分，封隔器下入井內預定位置後，按所需座封高度上提管柱後旋轉管柱，使膠筒膨脹。再如，中國專利號「CN200620010274.X」公開的一種補償擴張式注水封隔器，
【公開日】為2007年10月17日，其座封機構、解封機構安裝在聯接頭的內兩側，聯接頭下部與膠筒的上部聯接，聯接頭、膠筒套裝在中心管外，聯接頭、膠筒可在中心管上滑動，滑動距離大於注水井中管柱的蠕動量。
[0005]壓縮式封隔器就是通過軸向加壓，壓縮膠筒，膠筒徑向增厚，填充環空間隙，實現封隔，該封隔器膠筒徑向厚度較厚，封隔環空間隙一般較小，當膠筒較薄，環空間隙較大時，往往不能實現有效封隔。擴張式封隔器就是通過向膠皮筒內注入流體，使膠皮筒徑向擴張，填充環空間隙，實現封隔，該封隔器膠筒較薄，能封隔的環空間隙較大，但該封隔器結構較複雜，生廣製造成本聞昂。
[0006]綜上，現有技術中的壓縮式封隔器存在徑向設計空間大、環空封隔間隙小的缺點，擴張式封隔器存在結構複雜、成本高的缺點。

【發明內容】

[0007]本發明的目的在於克服現有封隔器存在的上述問題，提供一種封隔器結構，本發明不僅徑向間隙小，能夠實現環空較大間隙的有效封隔，同時實現價格低廉，以利於提高固井質量和保證增產改造效果。
[0008]為實現上述目的，本發明採用的技術方案如下:
一種封隔器結構，其特徵在於:包括中心管、座封筒、膠筒座和膠筒，所述膠筒座包括上膠筒座和下膠筒座，所述座封筒、上膠筒座、膠筒和下膠筒座從上至下依次套裝在中心管上，所述座封筒與上膠筒座之間設置有自鎖機構，膠筒兩端分別設置有脹開機構。
[0009]所述膠筒包括上膠筒、中膠筒和下膠筒，上膠筒、中膠筒和下膠筒組合形成膠筒，上膠筒、中膠筒和下膠筒軸向受壓坐封時，上膠筒與中膠筒、下膠筒與中膠筒均徑向相互重疊。[0010]所述脹開機構包括依次設置在膠筒兩端的端環和脹環。
[0011]所述上膠筒上端依次設置端環和脹環，下端與中膠筒配合；下膠筒上端與中膠筒配合，下端依次設置端環和脹環。
[0012]所述上膠筒與中膠筒之間、中膠筒與下膠筒之間均通過斜面配合。
[0013]所述自鎖機構包括止退齒和止退環，所述止退齒設置在中心管外壁上，止退環位於座封筒與上膠筒座之間，止退環與止退齒配合形成自鎖止退。
[0014]所述脹環包括內脹環和外脹環，內脹環和外脹環均為圓筒形結構，周向均分成若干等分，且內脹環和外脹環重疊且均勻錯位設置。
[0015]所述上膠筒座和下膠筒座分別螺紋連接在中心管上，上膠筒座與座封筒螺紋連接。
[0016]採用本發明的優點在於:
一、本發明包括中心管、座封筒、膠筒座和膠筒，所述膠筒座包括上膠筒座和下膠筒座，所述座封筒、上膠筒座、膠筒和下膠筒座從上至下依次套裝在中心管上，所述座封筒與上膠筒座之間設置有自鎖機構，膠筒兩端分別依次設置有端環和脹環，採用此結構，能夠實現環空較大間隙的有效封隔，同時實現價格低廉，以利於提高固井質量和保證增產改造效果，且端環便於在較小的軸向座封力下實現脹環的有效脹開。
[0017]二、本發明中，所述膠筒包括上膠筒、中膠筒和下膠筒，上膠筒、中膠筒和下膠筒軸向受壓坐封時，上膠筒與中膠筒、下膠筒與中膠筒均徑向相互重疊，採用此結構，可增加徑向厚度，能充分填充較大的環空間隙，實現較大環空間隙的高溫高壓封隔。
[0018]三、本發明中，所述上膠筒與中膠筒之間、中膠筒與下膠筒之間均通過斜面配合，採用此結構，可實現薄壁膠筒封隔較大環空間隙，且可靠性更高。
[0019]四、本發明中，所述自鎖機構包括止退齒和止退環，所述止退齒設置在中心管外壁上，止退環位於座封筒與上膠筒座之間，止退環與止退齒配合形成自鎖止退，採用此結構，封隔器座封后，可實現封隔器永久封隔。
[0020]五、本發明中，所述脹環包括內脹環和外脹環，內脹環和外脹環均為圓筒形結構，周向均分成若干等分，且內脹環和外脹環重疊且均勻錯位設置，採用此結構，形成雙層脹環結構，在脹環脹開後，能實現對膠筒的無縫支撐，保護膠筒最佳，增強封隔性能。
[0021]六、本發明中，所述上膠筒座和下膠筒座分別螺紋連接在中心管上，上膠筒座與座封筒螺紋連接，採用螺紋連接，整體性更好，提高封隔性能，且更便於安裝和拆卸。
[0022]七、本發明中，採用上膠筒、中膠筒和下膠筒的結構，可設置為薄壁膠筒，可以與中心管的徑向總厚度較薄結合使用，能實現內通徑要求較大、徑向設計間隙較小的封隔器結構。
[0023]綜上，發明與現有技術相比，具有膠筒薄、徑向設計間隙小、耐溫高、密封壓力高等優點，很好地解決了現有封隔器徑向設計間隙有限和成本高的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發明的結構示意圖
圖中標記為:1、中心管，2、座封筒，3、止退環，4、上膠筒座，5、第一外脹環，6、內脹環，7、端環，8、上膠筒，9、中膠筒，10、下膠筒，11、下膠筒座，12、第二外脹環。【具體實施方式】
[0025]實施例1
一種封隔器結構，包括中心管1、座封筒2、膠筒座和膠筒，所述膠筒座包括上膠筒座4和下膠筒座10，所述座封筒2、上膠筒座4、膠筒和下膠筒座10從上至下依次套裝在中心管I上，所述座封筒2與上膠筒座4之間設置有自鎖機構，膠筒兩端分別設置有脹開機構。
[0026]本實施例的優選實施方式為，所述膠筒包括上膠筒8、中膠筒9和下膠筒10，上膠筒8、中膠筒9和下膠筒10組合形成膠筒，上膠筒8、中膠筒9和下膠筒10軸向受壓坐封時，上膠筒8與中膠筒9、下膠筒10與中膠筒9均徑向相互重疊。
[0027]本實施例的又一優選實施方式為，所述脹開機構包括依次設置在膠筒兩端的端環7和脹環。
[0028]進一步地，所述上膠筒8上端依次設置端環7和脹環，下端與中膠筒9配合；下膠筒10上端與中膠筒9配合，下端依次設置端環7和脹環。
[0029]進一步地，所述上膠筒8與中膠筒9之間、中膠筒9與下膠筒10之間重疊時均通過斜面配合，如圖所示，中膠筒兩端分別設置為斜面，上膠筒8和下膠筒10對應設置為斜面。
[0030]本實施例的又一優選實施方式為，所述自鎖機構包括止退齒和止退環3，所述止退齒設置在中心管I外壁上，止退環3位於座封筒2與上膠筒座4之間，止退環3與止退齒配合形成自鎖止退。
[0031]本實施例的又一優選實施方式為，所述脹環包括內脹環6和外脹環，內脹環6和外脹環均為圓筒形結構，周向均分成若干等分，且內脹環6和外脹環重疊且均勻錯位設置，錯位設置是指內脹環6的各等分和外脹環的各等分。
[0032]本實施例的又一優選實施方式為，所述上膠筒座4和下膠筒座10分別螺紋連接在中心管I上，上膠筒座4與座封筒2螺紋連接。
[0033]實施例2
一種封隔器結構，主要包括中心管1、座封筒2、膠筒座、膠筒、端環7和脹環等組成。膠筒安放在中心管I的下部圓柱面上，膠筒兩端設置有端環7和脹環，下膠筒座11通過螺紋連接在中心管I的下端，上膠筒座4安放在中心管I上膠筒的上部，上膠筒座4通過螺紋連接有座封筒2，座封筒2與上膠筒座4之間設置有止退環3。
[0034]所述的膠筒包括上膠筒8、中膠筒9和下膠筒10，上膠筒8與中膠筒9、中膠筒9與下膠筒10之間通過斜面配合，實現薄壁膠筒封隔較大環空間隙。
[0035]所述的脹環包括內脹環6和外脹環，外脹環包括上膠筒座4下端的第一外脹環5和下膠筒座11上端的第二外脹環12，脹環為薄壁圓筒形，周向均分成若干等分，內脹環6分別與外脹環重疊、均勻錯位安裝，實現無縫支撐，保護膠筒，增強封隔性能。
[0036]所述的中心管I上設置有止退齒，止退環3與止退齒配合自鎖止退，實現環空永久機械封隔。
[0037]本發明的工作原理如下:
封隔器座封時，座封筒2推動上膠筒座4下行，壓縮膠筒和脹環，上膠筒8、中膠筒9、下膠筒10沿配合斜面爬升重疊，增加徑向厚度，膠筒軸向擠壓，進一步增加徑向厚度，實現較大環空間隙充分填充。同時，內脹環6與第一外脹環5和第二外脹環12被脹開，形成無縫支撐，進而實現較大環空間隙的有效封隔。座封時，止退環3隨座封筒2和上膠筒座4 一起下行，座封后，止退環3與止退齒配合，實現上膠筒座4在中心管I上止退，實現封隔器永久封隔。
【權利要求】
1.一種封隔器結構，其特徵在於:包括中心管(I)、座封筒(2)、膠筒座和膠筒，所述膠筒座包括上膠筒座(4)和下膠筒座(10)，所述座封筒(2)、上膠筒座(4)、膠筒和下膠筒座(10)從上至下依次套裝在中心管(I)上，所述座封筒(2)與上膠筒座(4)之間設置有自鎖機構，膠筒兩端分別設置有脹開機構。
2.根據權利要求1所述的一種封隔器結構，其特徵在於:所述膠筒包括上膠筒(8)、中膠筒(9)和下膠筒(10)，上膠筒(8)、中膠筒(9)和下膠筒(10)組合形成膠筒，上膠筒(8)、中膠筒(9)和下膠筒(10)軸向受壓坐封時，上膠筒(8)與中膠筒(9)、下膠筒(10)與中膠筒(9)均徑向相互重疊。
3.根據權利要求2所述的一種封隔器結構，其特徵在於:所述脹開機構包括依次設置在膠筒兩端的端環(7)和脹環。
4.根據權利要求3所述的一種封隔器結構，其特徵在於:所述上膠筒(8)上端依次設置端環(7)和脹環，下端與中膠筒(9)配合；下膠筒(10)上端與中膠筒(9)配合，下端依次設置端環(7)和脹環。
5.根據權利要求2、3或4所述的一種封隔器結構，其特徵在於:所述上膠筒(8)與中膠筒(9)之間、中膠筒(9)與下膠筒(10)之間均通過斜面配合。
6.根據權利要求1、2、3或4所述的一種封隔器結構，其特徵在於:所述自鎖機構包括止退齒和止退環(3 )，所述止退齒設置在中心管(I)外壁上，止退環(3 )位於座封筒(2 )與上膠筒座(4 )之間，止退環(3 )與止退齒配合形成自鎖止退。
7.根據權利要求1、2、3或4所述的一種封隔器結構，其特徵在於:所述脹環包括內脹環(6)和外脹環，內脹環(6)和外脹環均為圓筒形結構，周向均分成若干等分，且內脹環(6)和外脹環重疊且均勻錯位設置。
8.根據權利要求7所述的一種封隔器結構，其特徵在於:所述上膠筒座(4)和下膠筒座(10)分別螺紋連接在中心管(I)上，上膠筒座(10)與座封筒(2)螺紋連接。
【文檔編號】E21B33/122GK103437734SQ201310431440
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月22日 優先權日:2013年9月22日
【發明者】唐欣, 劉運樓, 李斌, 石磊, 張毅超, 伍軍 申請人:中國石油集團川慶鑽探工程有限公司