一種強密封防肩突式壓縮式封隔器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)專利公開了一種強密封防肩突式壓縮式封隔器，涉及油氣田開發(fā)井下工具技術(shù)領域。包括中心管以及分別連接在其兩端的上接頭和下接頭，中心管外側(cè)設有膠筒，膠筒上設置有旋轉(zhuǎn)防突裝置，還包括有液壓組件，液壓組件用于對膠筒施加壓力并使其變形外凸后與油套管接觸；旋轉(zhuǎn)防突裝置包括固定段、旋轉(zhuǎn)段以及連接卷簧，固定段固定連接在膠筒上，旋轉(zhuǎn)段通過連接卷簧與固定段活動連接；旋轉(zhuǎn)段貼合在膠筒端面上，在膠筒受壓變形外凸以及恢復原狀的過程中，旋轉(zhuǎn)段轉(zhuǎn)動且始終貼合在膠筒端面上。該封隔器能有效解決耐壓能力和肩突的技術(shù)問題，大幅提升其密封性能，保證工具在井下工作時的可靠性。

Strong sealing and anti shoulder compression type packer

The invention discloses a strong sealing and anti shoulder compression type packer, which relates to the technical field of downhole tools for oil and gas field development. Including the center tube and are respectively connected at both ends of the upper connector and the lower connector, the center pipe is arranged outside the plastic tube, rubber tube is provided with a rotating outburst prevention device, including hydraulic components, hydraulic components for applying pressure to the rubber barrel and the outer convex deformation after contact with the casing; the rotary device of outburst prevention including fixed, rotating and connecting the coil, the fixed section is fixedly connected with the rubber tube, the rotating section connected by a coil spring is connected with the fixed segment; the rotating section attached to the adhesive end surface of the cylinder, the deformation process of convex cones in compression and restitution, the rotating section rotates and always attached to the rubber cylinder on the end. The packer can effectively solve the technical problems of the pressure resistance and the shoulder protrusion, and greatly improve the sealing performance and ensure the reliability of the tool when working underground.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)專利涉及油氣田開發(fā)井下工具
，特別涉及一種壓縮式封隔器。
技術(shù)介紹
在油氣田開發(fā)井下作業(yè)中，及鉆井、固井、測試、完井等作業(yè)中，現(xiàn)有的封隔器容易出現(xiàn)因變形扭曲引起發(fā)卡，或無法解封，坐封不穩(wěn)定，膠筒易被破壞等狀況，特別是隨著鉆采工藝不斷向高溫、高壓和復雜深部地層方面的進展，油氣井開采的工況條件越來越復雜，這對于井下作業(yè)的關鍵工具——封隔器提出了更高的要求。封隔器鋼體與套管間有一定間隙，當軸向壓力過大時，則會產(chǎn)生膠筒“肩突”現(xiàn)象，進而引起膠筒受到破壞。目前針對這一現(xiàn)象進行的防突結(jié)構(gòu)改進就是在膠筒的端部安放某種阻擋環(huán)、支撐件、限位裝置和保護件等，以獲得良好的密封性。目前在現(xiàn)場實際投入使用的“防突”結(jié)構(gòu)種類較少，主要有銅碗固化型和鋼網(wǎng)固化型兩種。但是隨著壓力增加，膠筒的護肩發(fā)生了翻轉(zhuǎn)，受損嚴重，導致膠筒受到破壞。因此這種護肩裝置在低壓力情況下能起到一定的保護作用，但是隨著壓力的增加，普通的防突裝置已經(jīng)不能滿足井下作業(yè)需要。所以，耐高壓的防突裝置的研究勢在必行。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的專利技術(shù)目的在于：針對上述存在的問題，提供一種強密封防肩突式壓縮式封隔器，該封隔器能有效解決耐壓能力和肩突的技術(shù)問題，大幅提升封隔器密封性能，保證工具在井下工作時的可靠性。本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下：一種強密封防肩突式壓縮式封隔器，包括中心管以及分別連接在其兩端的上接頭和下接頭，所述中心管外側(cè)設有膠筒，所述膠筒上設置有旋轉(zhuǎn)防突裝置，還包括有液壓組件，所述液壓組件用于對膠筒施加壓力并使其變形外凸后與油套管接觸。進一步的技術(shù)方案中，所述旋轉(zhuǎn)防突裝置包括固定段、旋轉(zhuǎn)段以及連接卷簧，所述固定段固定連接在膠筒上，所述旋轉(zhuǎn)段通過連接卷簧與固定段活動連接。進一步的技術(shù)方案中，所述連接卷簧具有自動回位功能，旋轉(zhuǎn)段貼合在膠筒端面上，在膠筒受壓變形外凸以及恢復原狀的過程中，旋轉(zhuǎn)段轉(zhuǎn)動且始終貼合在膠筒端面上。進一步的技術(shù)方案中，所述膠筒為至少兩個，且至少其中一個膠筒中設置有氣囊。進一步的技術(shù)方案中，所述膠筒為三個，分別為上膠筒，中膠筒和下膠筒，所述中膠筒內(nèi)設置有氣囊。進一步的技術(shù)方案中，所述旋轉(zhuǎn)防突裝置的旋轉(zhuǎn)段的一端在轉(zhuǎn)動后能與油套管接觸。進一步的技術(shù)方案中，所述液壓組件與下膠筒緊密相連，用于對下膠筒施加壓力，包括液壓缸筒、液壓推動柱塞和密封圈，所述液壓推動柱塞與密封圈配合安裝于液壓缸筒內(nèi)。進一步的技術(shù)方案中，所述中心管上開設有單向閥一和單向閥二，所述單向閥一用于液體從中心管流通至其外壁上設置的流道內(nèi)，所述單向閥二用于液體從所述流道返回中心管內(nèi)。進一步的技術(shù)方案中，所述單向閥一開啟的壓力略小于所述膠筒坐封后的液壓缸筒的壓力。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)的有益效果是：解決了封隔器耐壓能力低以及肩突問題。通過將坐封膠筒與旋轉(zhuǎn)防突裝置配合，起到防肩突作用；通過在其中的坐封膠筒中裝設小氣囊，可在坐封時囤積能量有利于迅速解封，并且氣囊易變形可將部分軸向力轉(zhuǎn)換為徑向力，增強密封性能；在中心管壁處開設進油口和出油口，且中心管壁外設有若干流道，當中心管中油壓升高到則推開進油口處單向閥，向中心管壁外流道注油，油液徑向施壓于膠筒，進一步增強了密封性。本封隔器極大的提高了其密封性能，從而保證了工具在井下工作時的可靠性。附圖說明圖1是本專利技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專利技術(shù)處于坐封狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本專利技術(shù)旋轉(zhuǎn)防突裝置與膠筒配合位置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本專利技術(shù)膠筒處于坐封狀態(tài)時與旋轉(zhuǎn)防突裝置配合的示意圖；圖5是本專利技術(shù)液壓組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本專利技術(shù)中心管外壁上流道的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中標記：1、中心管；2、上接頭；3、下接頭；4、旋轉(zhuǎn)防突裝置；5、液壓組件；6、油套管；7、氣囊；8、上膠筒；9是中膠筒；10是下膠筒；11是單向閥一；12是單向閥二；13是流道；41是固定段；42是旋轉(zhuǎn)段；43是連接卷簧；51是液壓缸筒；52是液壓推動柱塞；53是密封圈。具體實施方式下面結(jié)合附圖，對本專利技術(shù)作詳細的說明。為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖1至圖6及實施例，對本專利技術(shù)進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。如圖1所示，本專利技術(shù)要解決的問題一方面是封隔器的耐壓能力，另一個是通過旋轉(zhuǎn)防突裝置解決肩突問題，包括中心管以及分別連接在其兩端的上接頭和下接頭，所述中心管外側(cè)設有膠筒，所述膠筒上設置有旋轉(zhuǎn)防突裝置，還包括有液壓組件，所述液壓組件用于對膠筒施加壓力并使其變形外凸后與油套管接觸。通過膠筒與旋轉(zhuǎn)防突裝置的配合，在膠筒受壓形變的過程中，以及膠筒形變后與油套管接觸進行坐封，旋轉(zhuǎn)防突裝置始終對膠筒進行保護。進一步的方案中，為了適應膠筒受壓變形以及坐封的整個變化狀態(tài)，我們將旋轉(zhuǎn)防突裝置設計為固定段、旋轉(zhuǎn)段以及連接卷簧，如圖2、圖3和圖4所示，所述固定段固定連接在膠筒上，所述旋轉(zhuǎn)段通過連接卷簧與固定段活動連接，其中連接卷簧具有自動回位功能，在膠筒受壓變形外凸以及恢復原狀的過程中，旋轉(zhuǎn)段轉(zhuǎn)動且始終貼合在膠筒端面上，當膠筒外凸與油套管接觸后，旋轉(zhuǎn)段的頂部與油套管接觸，從而對膠筒進行保護，同時，在泄壓的整個過程中，該旋轉(zhuǎn)段在連接卷簧的自動回位功能作用下，始終貼合在膠筒端面直至膠筒恢復至初始狀態(tài)。進一步的技術(shù)方案中，所述膠筒為至少兩個，且至少其中一個膠筒中設置有氣囊。在本實施例中，我們采用三個膠筒，分別為上膠筒，中膠筒和下膠筒，所述中膠筒內(nèi)設置有氣囊。當然，對于將氣囊設置在哪個膠筒內(nèi)，以及設置在膠筒內(nèi)的具體位置，可以根據(jù)需要進行調(diào)整，本實施例中我們將氣囊設置在中膠筒內(nèi)，當通過液壓組件對下膠筒施壓時，由于中膠筒中有氣囊的設置，所以中膠筒會率先變形外凸與油套管接觸，形成初始密封狀態(tài)；當壓力進一步升高，上膠筒和下膠筒均受壓外凸后與油套管接觸，從而達到完全坐封狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)防突裝置的旋轉(zhuǎn)段與油套管接觸，有效的防止各個膠筒肩突。當完全處于坐封狀態(tài)后，單向閥一受壓會開啟，如圖6所示，油液通過進油口由中心管向其外壁上的流道擴散，從而對上膠筒、中膠筒和下膠筒向外增強徑向力，以達到進一步增強密封性的效果，充分的解決本專利技術(shù)耐壓能力的問題。上述技術(shù)方案中所采用的液壓組件與下膠筒緊密相連，如圖5所示，用于對下膠筒施加壓力，包括液壓缸筒、液壓推動柱塞和密封圈，所述液壓推動柱塞與密封圈配合安裝于液壓缸筒內(nèi)。液壓推動柱塞向上運動作用在下膠筒上對其施壓，密封圈套在液壓缸筒里面起到密封作用。上述技術(shù)方案中采用的單向閥一設置在中心管的進油口處，中心管出油口處設置有單向閥二，當作業(yè)結(jié)束后需要解封時，液壓組件泄壓，液壓推動柱塞下行，中心管內(nèi)部壓力降低，單向閥一關閉，單向閥二開啟使油液泄出，從而使膠筒回復到初始狀態(tài)。進一步的技術(shù)方案中，所述單向閥一開啟的壓力略小于所述膠筒坐封后的液壓缸筒的壓力。以充分保證在處于完全坐封狀態(tài)時，單向閥一能夠及時開啟，使膠筒的坐封狀態(tài)進一步得到加強。如果封隔器結(jié)束后需要再次坐封，重復上述步驟即可。以上所述僅為本專利技術(shù)的較佳實施例而已，并不用以限制本專利技術(shù)，凡在本專利技術(shù)的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本專利技術(shù)的保護范圍之內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種強密封防肩突式壓縮式封隔器，其特征在于：包括中心管(1)以及分別連接在其兩端的上接頭(2)和下接頭(3)，所述中心管(1)外套設有膠筒，所述膠筒上設置有旋轉(zhuǎn)防突裝置(4)，還包括有液壓組件(5)，所述液壓組件(5)用于對膠筒施加壓力并使其變形外凸后與油套管(6)接觸。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種強密封防肩突式壓縮式封隔器，其特征在于：包括中心管(1)以及分別連接在其兩端的上接頭(2)和下接頭(3)，所述中心管(1)外套設有膠筒，所述膠筒上設置有旋轉(zhuǎn)防突裝置(4)，還包括有液壓組件(5)，所述液壓組件(5)用于對膠筒施加壓力并使其變形外凸后與油套管(6)接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強密封防肩突式壓縮式封隔器，其特征在于：所述旋轉(zhuǎn)防突裝置(4)包括固定段(41)、旋轉(zhuǎn)段(42)以及連接卷簧(43)，所述固定段(41)固定連接在膠筒上，所述旋轉(zhuǎn)(42)段通過連接卷簧(43)與固定段(41)活動連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種強密封防肩突式壓縮式封隔器，其特征在于：所述連接卷簧(43)具有自動回位功能，旋轉(zhuǎn)段(42)貼合在膠筒端面上，在膠筒受壓變形外凸以及恢復原狀的過程中，旋轉(zhuǎn)段(42)轉(zhuǎn)動且始終貼合在膠筒端面上。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種強密封防肩突式壓縮式封隔器，其特征在于：所述膠筒為至少兩個，且至少其中一個膠筒中設置有氣囊(7)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種強密封防肩突式壓縮式封隔器，其特征在于...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡剛，王國榮，陳坤，徐楊，張泠昕，伍偉，唐通，
申請(專利權(quán))人：西南石油大學，
類型：發(fā)明
國別省市：四川;51