封隔器膠筒保護裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種封隔器膠筒保護裝置，安裝在封隔器上膠筒的兩端，由膠筒一端向外依次安裝：內護碗、外護碗、錐體、滑塊、滑槽座；其中，內護碗、外護碗上分別設有至少六條軸向割縫，外護碗的一面和內護碗疊加；外護碗的另一面和錐體緊貼，錐體的外壁帶有外錐面，錐體的外錐面和滑塊一側內壁設有的內錐面配合安裝；滑塊的另一側沿圓周設有至少十個導向頭，滑槽座一側圓周上帶有對應數量的凹槽，導向頭對應安裝在凹槽中。本發(fā)明提供的技術方案克服了現有裸眼井分段壓裂封隔器的不足，能有效的防止封隔器膠筒的肩突現象，提高膠筒的承壓能力，滿足封隔器在高壓環(huán)境下的使用要求。并且結構簡單、承壓高、密封可靠，而且易于加工，成本較低。
【專利說明】封隔器膠筒保護裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種安裝于多級增產作業(yè)中實現層間隔離的封隔器的兩端、用于防止膠筒在封隔器坐封時發(fā)生肩突、保護膠筒使用性能的裝置，具體地說是一種封隔器膠筒保護裝置。

【背景技術】
[0002]裸眼完井是指套管下至生產層頂部進行固井，油層段全部裸露的完井方法。對于巖層堅硬致密、無含水夾層、無易坍塌夾層的油氣層適宜采用裸眼完井，裸眼完井的最主要特點是油層完全裸露，油、氣流入井內的阻力小，因而油層具有最大的滲流面積，其產能較聞。
[0003]從上世紀80年代初期，行業(yè)內就開始采用裸眼完井，但是其井下工具還不完善，特別是裸眼井分段壓裂封隔器。裸眼井分段壓裂封隔器是一種用于封隔管柱與井眼之間以及管柱之間的環(huán)形空間的井下工具，而膠筒是裸眼井分段壓裂封隔器中最關鍵的元件。在生產過程中，膠筒的上、下端承受的工作壓差是一種交變載荷，工作壓差形成的軸向壓縮力遠大于坐封載荷，膠筒將被進一步壓縮，膠筒肩部將向承壓座和套管之間的環(huán)隙流動，使膠筒肩部突出變形加劇，顯著降低封隔器的密封性能。目前，油水井對封隔器的使用性能要求越來越高，如何防止膠筒產生肩突，提高膠筒的性能顯得愈發(fā)重要。
[0004]目前采用的封隔器主要有兩種:長膠筒擴張式封隔器和普通壓縮式封隔器。這兩種封隔器對于裸眼井分層壓裂都存在一定的不足，長膠筒擴張式封隔器加工難度大、成本高、密封強度低；而普通壓縮式封隔器則存在肩突現象，承壓能力難以實現突破。


【發(fā)明內容】

[0005]針對現有封隔器存在的不足，本發(fā)明提供一種結構簡單、性能可靠的封隔器膠筒保護裝置以及裸眼井分段壓裂封隔器來滿足裸眼井分段壓裂的需要。
[0006]為實現上述目的本發(fā)明采用的技術方案如下:設計一種封隔器膠筒保護裝置，包括滑槽座、滑塊、錐體、外護碗、內護碗，并安裝在封隔器上膠筒的兩端，由膠筒一端向外依次安裝:內護碗、外護碗、錐體、滑塊、滑槽座；其中，內護碗、外護碗上分別設有至少六條軸向割縫，外護碗的一面和內護碗疊加；外護碗的另一面和錐體緊貼，所述錐體的外壁帶有外錐面，所述錐體的外錐面和滑塊一側內壁設有的內錐面配合安裝；所述滑塊的另一側沿圓周設有至少十個導向頭，滑槽座一側圓周上帶有對應數量的凹槽，所述導向頭對應安裝在所述凹槽中。
[0007]其中，所述滑槽座上的凹槽的兩個側面互相平行。
[0008]其中，所述滑塊的內錐面與錐體的外錐面的配合角度一致。
[0009]其中，箍環(huán)箍在所述滑塊外壁設有的矩形槽內。
[0010]其中，內護碗和外護碗的割縫互相錯開5°以上的角度。
[0011]本發(fā)明還提供一種裸眼井分段壓裂封隔器，中心管的上端套于上接頭的內部，所述上接頭的內壁、中心管的外壁和上滑槽座上端的卡舌共同組成液壓腔；
中心管的側壁上設有貫通所述液壓腔的傳壓孔；在傳壓孔下方的液壓腔內設有可在所述液壓腔內做軸向運動的活塞；中心管的下段包裹有膠筒，由膠筒上端由下至上依次安裝:內護碗、外護碗、錐體、滑塊和上滑槽座；其中上滑槽座上端的卡舌卡在上接頭和中心管之間的液壓腔內；
由膠筒下端由上至下依次安裝:第二個內護碗、第二個外護碗、第二個錐體、第二個滑塊和下滑槽座；其中下滑槽座和中心管通過螺紋連接。
[0012]其中，在活塞和上滑槽座的卡舌之間的液壓腔內設有鎖環(huán)和鎖環(huán)套；其中所述鎖環(huán)套的上端連接活塞的下端；在鎖環(huán)套和中心管之間的空間內設有鎖環(huán)。
[0013]其中，在所述液壓腔內活塞行程的末端設有限位環(huán)，所述設有徑向突出的限位斜臺。
[0014]其中，所述鎖環(huán)的內壁有單向止退鋸齒螺紋。
[0015]和現有技術相比，本發(fā)明提供的技術方案克服了現有裸眼井分段壓裂封隔器的不足，能有效的防止封隔器膠筒的肩突現象，提高膠筒的承壓能力，滿足封隔器在高壓環(huán)境下的使用要求。并且結構簡單、承壓高、密封可靠，而且易于加工，成本較低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
[0017]圖2為滑槽座的結構示意圖。
[0018]圖3為滑塊的結構示意圖。
[0019]圖4為外護碗的結構示意圖。
[0020]圖5為內護碗的結構示意圖。
[0021]圖6為裸眼井分段壓裂封隔器的結構示意圖。
[0022]圖中:1為上接頭，2為中心管，21為傳壓孔，3為密封組件，4為活塞，5為限位環(huán)，6為鎖環(huán),7為坐封剪釘,8為鎖環(huán)套,9為上滑槽座，10為滑塊,11為箍環(huán)，12為錐體,13為外護碗，14為內護碗,15為端膠筒,16為隔環(huán)，17為中膠筒,18為下滑槽座，19為滑槽座,20為表I]縫，101為導向頭。

【具體實施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術方案和效果更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步詳細描述。
[0024]參見圖1，圖1為本發(fā)明的結構示意圖。使用時，將本發(fā)明安裝在封隔器膠筒的兩端。封隔器坐封時，在軸向載荷作用下，錐體12與滑槽座19產生相對運動，滑塊10的導向頭101在滑槽座19的凹槽內沿徑向向外滑動，直至緊貼套管或裸眼井內壁。在滑塊10沿徑向向外滑動的過程中，箍環(huán)11被拉斷，滑塊10被釋放；與此同時，封隔器膠筒軸向受到壓縮而徑向產生膨脹，使在膠筒與井筒之間產生足夠的接觸壓力，密封油管和井筒之間的環(huán)形空間。內護碗因受膠筒的擠壓而被撐開；外護碗13由于受內護碗的擠壓而被撐開，最終外護碗13緊貼在沿圓周均勻分布的滑塊10的內錐面上，內護碗緊貼在外護碗13的內表面上，阻擋膠筒肩部繼續(xù)向外膨脹，避免膠筒肩突現象的發(fā)生，從而達到保護膠筒、提高封隔器耐壓性能的目的。
[0025]其中，所述箍環(huán)11箍在滑塊10外圓周上的矩形槽內，防止滑塊10提前從滑槽座19的凹槽內滑脫。
[0026]其中，導向頭101裝在滑槽座19的凹槽內，并可以在凹槽內沿徑向滑動。
[0027]圖6為裸眼井分段壓裂封隔器的結構示意圖。包括上接頭1、中心管2、活塞4、限位環(huán)5、鎖環(huán)6、坐封剪釘7、鎖環(huán)套8、上滑槽座9、滑塊10、箍環(huán)11、錐體12、外護碗13和內護碗14等，中心管2的上端套于上接頭I的內部，所述上接頭I的內壁、中心管2的外壁和上滑槽座9上端的卡舌共同組成液壓腔；中心管2的側壁上設有貫通所述液壓腔的傳壓孔21 ;在傳壓孔21下方的液壓腔內設有可在所述液壓腔內做軸向運動的活塞4 ;中心管2的下段包裹有膠筒，由膠筒上端由下至上依次安裝:內護碗14、外護碗13、錐體12、滑塊10和上滑槽座9 ;其中上滑槽座9上端的卡舌卡在上接頭I和中心管2之間的液壓腔內；由膠筒下端由上至下依次安裝:第二個內護碗14、第二個外護碗13、第二個錐體12、第二個滑塊10和下滑槽座18 ;其中下滑槽座18和中心管2通過螺紋連接。其中，在活塞4和上滑槽座9的卡舌之間的液壓腔內設有鎖環(huán)6和鎖環(huán)套8 ;其中所述鎖環(huán)套8的上端連接活塞4的下端；在鎖環(huán)套8和中心管2之間的空間內設有鎖環(huán)6。
[0028]其中，所述的膠筒依次由端膠筒15、隔環(huán)16、中膠筒17、第二件隔環(huán)16和第二件端膠筒15相連所組成，即采用了三片式膠筒組件。當然，膠筒組件也可以是一體式膠筒。
[0029]上述的上滑槽座9、滑塊10、箍環(huán)11、錐體12、外護碗13、內護碗14共同組成上膠筒保護裝置；第二個滑塊10、第二個箍環(huán)11、第二個錐體12、第二個外護碗13、第二個內護碗14、下滑槽座18共同組成下膠筒保護裝置。上膠筒保護裝置、下膠筒保護裝置對膠筒組件形成有效保護，提高封隔器承壓能力。
[0030]其中，所述錐體12的外壁帶有外錐面，所述外錐面和滑塊10 —側的內壁設有的內錐面配合安裝。
[0031]其中，所述滑塊10的另一側沿圓周設有至少十個導向頭101，上滑槽座9和下滑槽座18 —側圓周上分別帶有對應數量的凹槽，所述導向頭101對應安裝在所述凹槽中。
[0032]其中，內護碗14、外護碗13上分別設有至少六條軸向割縫20，外護碗13的一面和內護碗14疊加；外護碗13的另一面和錐體12緊貼。
[0033]其中，在所述液壓腔內活塞4行程的末端設有限位環(huán)5，所述設有徑向突出的限位斜臺。
[0034]其中，所述鎖環(huán)6的內壁有單向止退鋸齒螺紋。
[0035]其中，其特征在于:內護碗14和外護碗13的割縫20互相錯開5°以上的角度。
[0036]其中，所述滑塊10的外壁設有的矩形槽，箍環(huán)11箍在所述矩形槽內。
[0037]所述限位環(huán)5控制活塞4的行程，防止活塞4從液壓腔中脫出從而造成泄漏；鎖環(huán)
6、鎖環(huán)套8與中心管2組成鎖定止退機構，坐封時鎖環(huán)6、鎖環(huán)套8與活塞4 一起運動；鎖環(huán)6上的棘齒結構使鎖環(huán)6只能單向移動。坐封后鎖環(huán)6依靠所述棘齒鎖定在中心管2上以防止膠筒回彈，保證膠筒組件處于壓縮密封狀態(tài)。
[0038]使用時，將本發(fā)明安裝在壓裂管柱的設計位置。當裸眼井分段壓裂封隔器坐封時，用液體向壓裂管柱內加壓。液體通過中心管2上的傳壓孔21進入由上接頭I的內壁和中心管2的外壁組成的液壓腔內，由液壓推動活塞4向下移動:活塞依次推動鎖環(huán)6、鎖環(huán)套8、上滑槽座9、滑塊10、箍環(huán)11、錐體12、外護碗13、內護碗14向下移動；在軸向載荷的作用下，由第二個滑槽座9、第二個滑塊10、第二個箍環(huán)11、第二個錐體12、第二個外護碗13、第二個內護碗14和下滑槽座18組成的下膠筒保護裝置開始動作:
錐體12或第二個錐體12與滑槽座9產生相對運動，滑塊10沿徑向向外滑動，箍環(huán)11被拉斷，滑塊10被釋放，繼續(xù)滑動直至緊貼套管或裸眼井內壁。與此同時，端膠筒15、中膠筒17和第二件端膠筒15在軸向受到壓縮，而在徑向膨脹并密封裸眼環(huán)空；內護碗14受膠筒擠壓而被撐開，外護碗13受內護碗14的擠壓被撐開，最終外護碗13緊貼在沿圓周均勻分布的滑塊10的內錐面上，內護碗14緊貼在外護碗5的內表面上，阻擋了端膠筒15肩部向外膨脹，有效提高裸眼井分段壓裂封隔器的承壓性能。
[0039]作為優(yōu)選，所述箍環(huán)11采用鋁材。
[0040]以上所述的僅為本發(fā)明的較佳可行實施例，所述實施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護范圍，因此凡是運用本發(fā)明的說明書及附圖內容所作的等同結構變化，同理均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種封隔器膠筒保護裝置，包括滑槽座(19)、滑塊(10)、錐體(12)、外護碗(13)、內護碗(14)，并安裝在封隔器上膠筒的兩端，其特征在于: 由膠筒一端向外依次安裝:內護碗(14)、外護碗(13)、錐體(12)、滑塊(10)、滑槽座(19)； 其中，內護碗(14)、外護碗(13)上分別設有至少六條軸向割縫(20)，外護碗(13)的一面和內護碗(14)疊加；外護碗(13)的另一面和錐體(12)緊貼，所述錐體(12)的外壁帶有外錐面，所述錐體(12)的外錐面和滑塊(10) —側內壁設有的內錐面配合安裝； 所述滑塊(10)的另一側沿圓周設有至少十個導向頭(101)，滑槽座(19) 一側圓周上帶有對應數量的凹槽(21)，所述導向頭(101)對應安裝在所述凹槽(21)中。
2.如權利要求1所述的封隔器膠筒保護裝置，其特征在于:所述滑槽座(I)上的凹槽(21)的兩個側面互相平行。
3.如權利要求1所述的封隔器膠筒保護裝置，其特征在于:所述滑塊(2)的內錐面與錐體(4)的外錐面的配合角度一致。
4.如權利要求1所述的封隔器膠筒保護裝置，其特征在于:箍環(huán)(11)箍在所述滑塊(10)外壁設有的矩形槽內。
5.如權利要求1所述的封隔器膠筒保護裝置，其特征在于:內護碗(14)和外護碗(13)的割縫(20)互相錯開5°以上的角度。
6.一種裸眼井分段壓裂封隔器，其特征在于:中心管(2)的上端套于上接頭(I)的內部，所述上接頭(I)的內壁、中心管(2)的外壁和上滑槽座(9)上端的卡舌共同組成液壓腔； 中心管(2)的側壁上設有貫通所述液壓腔的傳壓孔(21);在傳壓孔(21)下方的液壓腔內設有可在所述液壓腔內做軸向運動的活塞(4);中心管(2)的下段包裹有膠筒，由膠筒上端由下至上依次安裝:內護碗(14)、外護碗(13 )、錐體(12 )、滑塊(10 )和上滑槽座(9 );其中上滑槽座(9)上端的卡舌卡在上接頭(I)和中心管(2)之間的液壓腔內； 由膠筒下端由上至下依次安裝:第二個內護碗(14)、第二個外護碗(13)、第二個錐體(12)、第二個滑塊(10)和下滑槽座(18);其中下滑槽座(18)和中心管(2)通過螺紋連接。
7.如權利要求6所述的裸眼井分段壓裂封隔器，其特征在于:在活塞(4)和上滑槽座(9)的卡舌之間的液壓腔內設有鎖環(huán)(6)和鎖環(huán)套(8);其中所述鎖環(huán)套(8)的上端連接活塞(4)的下端；在鎖環(huán)套(8)和中心管(2)之間的空間內設有鎖環(huán)(6)。
8.如權利要求6所述的裸眼井分段壓裂封隔器，其特征在于:在所述液壓腔內活塞(4)行程的末端設有限位環(huán)(5)，所述設有徑向突出的限位斜臺。
9.如權利要求6所述的裸眼井分段壓裂封隔器，其特征在于:所述鎖環(huán)(6)的內壁有單向止退鋸齒螺紋。
【文檔編號】E21B33/126GK104213864SQ201310210362
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年5月30日 優(yōu)先權日:2013年5月30日
【發(fā)明者】孫德啟, 陸利新, 謝選舉 申請人:上海優(yōu)強石油科技有限公司