專利名稱：自感應(yīng)式智能型電動驅(qū)動的液壓膠囊封隔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種電動驅(qū)動可通過壓差自感應(yīng)座封狀態(tài)的智能型液壓膠囊封隔器，屬于油井分層采油、注水工藝中的井下工具類的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在油田采油生產(chǎn)后期進(jìn)入高含水期開采階段時，需要對高含水層采取堵水措施，才能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)油控水、增產(chǎn)降耗的目標(biāo)。井下封隔器是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的不可缺少的工具。這就要求封隔器座封可靠同時解封也要可靠，這種相互矛盾的要求，使得現(xiàn)有的各類封隔器都存在一些不足。發(fā)明內(nèi)容針對目前封隔器存在的技術(shù)問題，本發(fā)明使用了一種自感應(yīng)式智能型電動驅(qū)動的液壓膠囊封隔器來實(shí)現(xiàn)井下作業(yè)時的可靠座封和解封的功能。本發(fā)明的封隔器是靠中空的充滿液壓油的膠囊實(shí)現(xiàn)座封功能的，共有定時定壓座封和壓差感應(yīng)補(bǔ)償座封兩種座封方式和打壓控制電液解封、強(qiáng)提解封及刺囊解封叁種解封方式；座封時由單片計(jì)算機(jī)控制、由電動機(jī)驅(qū)動，通過改變液壓油在膠囊A腔中存放位置迫使膠囊產(chǎn)生形變來實(shí)現(xiàn)層位間封隔功能。本發(fā)明的封隔器是由膠囊1、變徑活塞2、傳動絲母3、減速機(jī)4、電動機(jī)5、 單片計(jì)算機(jī)6、中空破囊針刺7、電池組8、壓力感應(yīng)器9、膠囊定位總成10、定力剪切銷11、 油管12和解封接頭13組成。本發(fā)明的封隔器安裝在油管12的外壁上，未座封時其外徑與套管14留有一定的距離。膠囊1與變徑活塞2在軸向移動位置上有重疊部分，因此當(dāng)變徑活塞2沿軸向位置移動時會壓迫膠囊1中的液壓油產(chǎn)生向上運(yùn)動，迫使膠囊1產(chǎn)生徑向形變，實(shí)現(xiàn)封隔套管環(huán)形空間的作用。當(dāng)本發(fā)明的封隔器到達(dá)預(yù)定座封位置時，單片計(jì)算機(jī)6 會根據(jù)預(yù)先設(shè)定的程序啟動電動機(jī)5通過減速機(jī)4和傳動絲母3驅(qū)動變徑活塞2產(chǎn)生位移實(shí)現(xiàn)座封。在本發(fā)明的封隔器的上、下兩端各安裝一個壓力感應(yīng)器，通過檢測封隔器兩端的壓差來實(shí)現(xiàn)可靠座封。當(dāng)封隔器出現(xiàn)漏封情況時，單片計(jì)算機(jī)6會通過檢測封隔器上、下的壓力差，判斷漏封的程度并再次啟動電動機(jī)5通過減速機(jī)4和傳動絲母3驅(qū)動變徑活塞2 產(chǎn)生位移消除漏封現(xiàn)象，對本發(fā)明的封隔器進(jìn)行自感應(yīng)式智能化管理。由于本發(fā)明的封隔器是靠膠囊1中的液壓油來實(shí)現(xiàn)座封，因此只要將膠囊1中的液壓油放出便能可靠的解封。 打壓控制電液解封時，由地面設(shè)備將套環(huán)空間充滿液體，并發(fā)出壓力控制信號，單片計(jì)算機(jī) 6會通過檢測到的壓力控制信號，啟動電動機(jī)5通過減速機(jī)4和傳動絲母3驅(qū)動變徑活塞 2產(chǎn)生反向位移，釋放膠囊1中的液壓油能量，實(shí)現(xiàn)解封。當(dāng)出現(xiàn)打壓控制電液解封不奏效時，便可啟動強(qiáng)提解封。強(qiáng)提解封時，通過沖沙將解封接頭13沖洗干凈，再將打撈矛頭與解封接頭13對接并進(jìn)行上提，該上提的力達(dá)到一定值時，定力剪切銷11就會被剪斷，膠囊定位總成10便會被一分為二，其中一部分會隨著解封接頭13 —起上行，脫離對膠囊1的密封位置，液壓油就會漏出膠囊1，實(shí)現(xiàn)了解封的目的。若封隔層位較多，下層的封隔器沒有解封，就可以使用刺囊解封，為此本發(fā)明專門設(shè)計(jì)了多個中空破囊針刺7，它們的徑向安裝尺寸小于封隔器的內(nèi)徑，因此，只要放入合適的解封工具15擠壓中空破囊針刺7使它們產(chǎn)生徑向位移，便可刺破膠囊1放出存放的液壓油，實(shí)現(xiàn)解封的目的。下面結(jié)合說明書附圖和實(shí)施實(shí)例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。


附圖1是本發(fā)明封隔器的結(jié)構(gòu)原理示意圖，也是本發(fā)明的封隔器的原始狀態(tài)和打壓控制電液解封后的復(fù)位狀態(tài)；附圖2是本發(fā)明封隔器座封時工作的示意3附圖3是本發(fā)明封隔器強(qiáng)提解封時的工作示意圖；附圖4是本發(fā)明封隔器刺囊解封時的工作示意圖。
具體實(shí)施方式
在附圖1中膠囊1的空腔A中充滿了液壓油，變徑活塞2的向上移動，會迫使膠囊1的下部進(jìn)入變徑活塞2的內(nèi)部空腔B，膠囊1下部空腔中的液壓油受到擠壓，會增高壓力并被迫向上轉(zhuǎn)移，由于膠囊1的上部和內(nèi)壁均為鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)，除產(chǎn)生微量變形外，無法接受由膠囊1的下部轉(zhuǎn)移過來的大量液壓油，因此，液壓油只好擠壓膠囊1的外壁使之變形，用以容納膠囊1下部轉(zhuǎn)移過來的大部分液壓油，當(dāng)膠囊1的外壁變形量達(dá)到與套管14的內(nèi)壁緊密接觸時，便可實(shí)現(xiàn)封隔套管環(huán)形空間的目的。變徑活塞2的上行移動是靠傳動絲母3的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來獲取動力和產(chǎn)生向上位移的。由于絲桿結(jié)構(gòu)是有一定自鎖作用的，所以當(dāng)動絲母3停止運(yùn)動時，變徑活塞2將被鎖定。傳動絲母3的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的動力是由電動機(jī)5提供的，電動機(jī)5通過減速機(jī)4的1800 1的大速比獲得較大的扭矩，用以驅(qū)動傳動絲母3做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。因此，變徑活塞2將獲得十幾噸的推力，最終保證了本發(fā)明封隔器的座封可靠性，附圖2表明了這種狀態(tài)。附圖3表明了強(qiáng)提解封時，定力剪切銷11被剪斷， 膠囊定位總成10 —分為二，外密封部分隨著解封接頭13 —起上行，脫離對膠囊1的密封位置，液壓油由箭頭所指處漏出膠囊1，本發(fā)明的封隔器工作在解封狀態(tài)的示意圖。本發(fā)明設(shè)計(jì)了多個中空破囊針刺7，中空破囊針刺7在油管上成環(huán)狀分布，其安裝位置要小于油管11 的內(nèi)經(jīng)，因此，只要在油管11的內(nèi)經(jīng)放入一個稍小于油管11內(nèi)經(jīng)的解封工具15擠壓中空破囊針刺7，便可讓中空破囊針刺7產(chǎn)生向外徑方向移動的距離，該移動距離使得中空破囊針刺7刺入膠囊1的內(nèi)部，只要將中空破囊針刺7做成空心的，膠囊1空腔A中的液壓油就會沿著空心的中空破囊針刺7提供的通道進(jìn)入油管，膠囊1空腔A中液壓油的壓強(qiáng)將不復(fù)存在，本發(fā)明的封隔器便被可靠性地解封，附圖4便是刺囊解封的工作原理示意圖，圖中液壓油正在箭頭所指處瀉出膠囊1。此外，在本發(fā)明的封隔器的上、下兩端所安裝的兩個壓力感應(yīng)器會檢測封隔器兩端的壓差，單片計(jì)算機(jī)6會通過計(jì)算封隔器上、下的壓力差，便可判斷出漏封的程度，并再次啟動電動機(jī)5通過減速機(jī)4和傳動絲桿3驅(qū)動變徑活塞2產(chǎn)生位移，消除漏封現(xiàn)象，對本發(fā)明的封隔器進(jìn)行自感應(yīng)式的智能化管理。
權(quán)利要求
1.一種自感應(yīng)式智能型電動驅(qū)動的液壓膠囊封隔器，其特征在于本發(fā)明的封隔器是靠中空的充滿液壓油的膠囊實(shí)現(xiàn)座封功能的，共有定時定壓座封和壓差感應(yīng)補(bǔ)償座封兩種座封方式和打壓控制電液解封、強(qiáng)提解封及刺囊解封叁種解封方式；座封時由單片計(jì)算機(jī)控制、由電動機(jī)驅(qū)動，通過改變液壓油在膠囊A腔中存放位置迫使膠囊產(chǎn)生形變來實(shí)現(xiàn)層位間封隔功能；本發(fā)明的封隔器是由膠囊1、變徑活塞2、傳動絲母3、減速機(jī)4、電動機(jī)5、單片計(jì)算機(jī)6、中空破囊針刺7、電池組8、壓力感應(yīng)器9、膠囊定位總成10、定力剪切銷11、油管12和解封接頭13組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自感應(yīng)式智能型電動驅(qū)動的液壓膠囊封隔器，其特征在于 膠囊1與變徑活塞2在軸向移動位置上有重疊部分，因此當(dāng)變徑活塞2沿軸向位置移動時會壓迫膠囊1中的液壓油產(chǎn)生向上運(yùn)動，迫使膠囊1產(chǎn)生徑向形變，實(shí)現(xiàn)封隔套管環(huán)形空間的作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自感應(yīng)式智能型電動驅(qū)動的液壓膠囊封隔器，其特征在于 在本發(fā)明的封隔器的上、下兩端各安裝一個壓力感應(yīng)器，當(dāng)封隔器出現(xiàn)漏封情況時，單片計(jì)算機(jī)6會通過檢測封隔器上、下的壓力差，判斷漏封的程度并再次啟動電動機(jī)5通過減速機(jī) 4和傳動絲母3驅(qū)動變徑活塞2產(chǎn)生位移消除漏封現(xiàn)象，對本發(fā)明的封隔器進(jìn)行自感應(yīng)式智能化管理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自感應(yīng)式智能型電動驅(qū)動的液壓膠囊封隔器，其特征在于 打壓控制電液解封時，由地面設(shè)備將套環(huán)空間充滿液體，并發(fā)出壓力控制信號，單片計(jì)算機(jī) 6會通過檢測到的壓力控制信號，啟動電動機(jī)5通過減速機(jī)4和傳動絲母3驅(qū)動變徑活塞2 產(chǎn)生反向位移，釋放膠囊1中的液壓油能量，實(shí)現(xiàn)解封。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自感應(yīng)式智能型電動驅(qū)動的液壓膠囊封隔器，其特征在于 強(qiáng)提解封時，通過沖沙將解封接頭13沖洗干凈，再將打撈矛頭與解封接頭13對接并進(jìn)行上提，該上提的力達(dá)到一定值時，定力剪切銷U就會被剪斷，膠囊定位總成10便會被一分為二，其中一部分會隨著解封接頭13 —起上行，脫離對膠囊1的密封位置，液壓油就會漏出膠囊1，實(shí)現(xiàn)了解封的目的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自感應(yīng)式智能型電動驅(qū)動的液壓膠囊封隔器，其特征在于 若封隔層位較多，下層的封隔器沒有解封，就可以使用刺囊解封，為此本發(fā)明專門設(shè)計(jì)了多個中空破囊針刺7，它們的徑向安裝尺寸小于封隔器的內(nèi)徑，因此，只要放入合適的解封工具15擠壓中空破囊針刺7使它們產(chǎn)生徑向位移，便可刺破膠囊1放出存放的液壓油，實(shí)現(xiàn)解封的目的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自感應(yīng)式智能型電動驅(qū)動的液壓膠囊封隔器，本發(fā)明的封隔器是靠中空的充滿液壓油的膠囊實(shí)現(xiàn)座封功能的，共有定時定壓座封和壓差感應(yīng)補(bǔ)償座封兩種座封方式和打壓控制電液解封、強(qiáng)提解封及刺囊解封叁種解封方式；座封時由單片計(jì)算機(jī)控制、由電動機(jī)驅(qū)動，通過改變液壓油在膠囊A腔中存放位置迫使膠囊產(chǎn)生形變來實(shí)現(xiàn)層位間封隔功能；本發(fā)明的封隔器是由膠囊1、變徑活塞2、傳動絲母3、減速機(jī)4、電動機(jī)5、單片計(jì)算機(jī)6、中空破囊針刺7、電池組8、壓力感應(yīng)器9、膠囊定位總成10、定力剪切銷11、油管12和解封接頭13組成。
文檔編號E21B33/128GK102400658SQ20101027860
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月13日
發(fā)明者許楠 申請人:昆山中慈工控科技開發(fā)有限公司