專利名稱：軸向自鎖式封隔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及油田井下封隔器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種自鎖式封隔器。其功能是利用液壓方式推動(dòng)閥芯自動(dòng)打開(kāi)進(jìn)液通道，為封隔器膠筒內(nèi)充液并坐封；當(dāng)封隔器膠筒內(nèi)壓力達(dá)到要求后，閥芯自動(dòng)關(guān)閉并自鎖，實(shí)現(xiàn)憋壓。本實(shí)用新型為小井眼特殊井筒作業(yè)設(shè)計(jì)，具有較好的實(shí)用性和創(chuàng)造性。
背景技術(shù)：
井下封隔器的種類(lèi)很多。按其應(yīng)用范圍，大體分為試油、采油、注水封隔器和完井封隔器兩大類(lèi)。試油、采油、注水封隔器等需要有坐封和解封功能，解封后以便從油井中將封隔器取出。而完井封隔器不需要從井中取出，則需要有坐封和自鎖憋壓功能。
目前，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的完井封隔器主要是由上接頭、中心管、膠筒接頭、內(nèi)、外膠筒、下接頭和進(jìn)液控制閥所組成。進(jìn)液控制閥是完井封隔器中重要組成部分。液壓方式推動(dòng)閥芯自動(dòng)打開(kāi)進(jìn)液通道，為封隔器膠筒內(nèi)充液并坐封；當(dāng)封隔器膠筒內(nèi)壓力達(dá)到要求后，閥芯自動(dòng)關(guān)閉并自鎖，實(shí)現(xiàn)憋壓。實(shí)現(xiàn)完井封隔器在井下坐封和自鎖，保持封隔器膠筒在水力擴(kuò)張后膠筒內(nèi)部壓力。中國(guó)專利公告號(hào)為2532232公開(kāi)了一種平衡壓差式套管外封隔器，其主要內(nèi)容是解決進(jìn)液控制閥的問(wèn)題。所采取的主要技術(shù)方案是在閥環(huán)上部壁上開(kāi)三個(gè)孔，孔內(nèi)分別安裝施工閥、鎖緊閥和限壓閥。其中施工閥的結(jié)構(gòu)是彈簧套內(nèi)裝平衡彈簧，上部有彈簧座。閥芯下端頂在彈簧座上，閥芯的兩個(gè)密封圈之間開(kāi)有流道?；紫虏垦b有卡簧，上部用銷(xiāo)釘與閥芯連接。另外，鎖緊閥的結(jié)構(gòu)是閥芯裝入滑套內(nèi)。閥芯和滑套裝入鎖緊閥孔內(nèi)。閥芯下部與流道連通，在閥芯兩道密封圈之間開(kāi)有流道。絲堵與壓帽上部穿入銷(xiāo)釘。在此實(shí)用新型中，施工閥和鎖緊閥各自獨(dú)立，分別執(zhí)行施工進(jìn)液任務(wù)和鎖緊關(guān)閉任務(wù)。此實(shí)用新型設(shè)計(jì)能完成固井完井任務(wù)，能防止固井后層間串槽的要求，對(duì)提高固井質(zhì)量很有好處。但是，此申請(qǐng)中的施工閥和限壓閥兩閥各自獨(dú)立，使得整個(gè)進(jìn)液控制閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜。閥環(huán)上的液體通道多、打孔多，加工難度大。閥與閥之間的通道加工困難。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述平衡壓差式套管外封隔器施工閥和限壓閥兩閥各自獨(dú)立，使進(jìn)液控制閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜化的不足，克服閥環(huán)上的液體通道多、打孔多，加工難度大，閥與閥之間的通道加工困難的不足。提供一種軸向自鎖式封隔器，以實(shí)現(xiàn)封隔器坐封和自鎖憋壓功能，并且使進(jìn)液控制閥結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，加工制作更容易。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是由上接頭、中心管、疊片、膠筒、隔環(huán)、閥接頭、下接頭等組成。閥接頭內(nèi)有軸向自鎖閥，所述的軸向自鎖閥的結(jié)構(gòu)是在閥接頭上有三個(gè)軸向孔，三個(gè)軸向孔橫向連通，孔的直徑在4-10毫米之間。限壓閥孔為軸向通孔，自鎖閥孔與閥接頭內(nèi)壁連通。限壓閥孔內(nèi)有限壓閥芯。限壓閥芯的形狀是為圓柱體，圓柱體上有兩個(gè)柱塞，兩柱塞之間部分的直徑小于柱塞直徑，給液體留有通道。限壓閥芯一端有孔，孔內(nèi)有剪銷(xiāo)穿過(guò)。剪銷(xiāo)并穿過(guò)限壓閥帽，將限壓閥芯與限壓閥帽連接在一起。限壓閥帽為圓柱套，其外壁有螺紋，限壓閥帽采用螺紋與閥接頭連接。限壓閥帽與限壓閥芯之間為滑動(dòng)配合。閥接頭的自鎖閥孔內(nèi)有自鎖閥芯，自鎖閥芯為圓柱體，自鎖閥芯與軸向孔之間為滑動(dòng)配合?？變?nèi)還有自鎖閥頂錐，自鎖閥頂錐一端部為近似球面體，另一端為圓柱體。自鎖閥頂錐球面體頂在自鎖閥芯端部，自鎖閥頂錐圓柱體端與自鎖閥套內(nèi)孔之間為滑動(dòng)配合。自鎖閥套與自鎖閥頂錐球面體之間有彈簧。自鎖閥套與自鎖帽之間為滑動(dòng)配合，自鎖閥套與自鎖閥帽之間有剪銷(xiāo)。自鎖閥帽為圓柱套，其外壁有螺紋，自鎖閥帽采用螺紋與閥接頭連接。
為了使閥芯與孔之間密封，所述的限壓閥芯的兩個(gè)柱塞和自鎖閥芯上有密封圈。
為了保障自鎖閥頂錐動(dòng)作靈活性，所述的彈簧為壓縮彈簧。
簡(jiǎn)述本實(shí)用新型的軸向自鎖閥動(dòng)作過(guò)程，能更清楚地理解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容和效果。高壓液體從閥接頭內(nèi)壁通過(guò)自鎖閥孔進(jìn)入，推動(dòng)自鎖閥芯滑動(dòng)，并推動(dòng)自鎖閥頂錐、彈簧和自鎖閥套滑動(dòng)，并剪斷自鎖閥剪銷(xiāo)。液體通過(guò)橫向孔進(jìn)入限壓閥孔，并通過(guò)橫向孔流入充液孔，為封隔器膠筒充液。當(dāng)封隔器膠筒壓力達(dá)到足夠高時(shí)，高壓液體從限壓閥孔流入并推動(dòng)限壓閥芯滑動(dòng)，剪斷限壓閥剪銷(xiāo)，同時(shí)關(guān)閉充液孔入口。這時(shí)進(jìn)入自鎖閥孔的高壓液體不能流出，自鎖閥孔內(nèi)的壓力處于平衡狀態(tài)。彈簧可以推動(dòng)自鎖閥頂錐和自鎖閥芯，關(guān)閉自鎖閥孔。自鎖閥頂錐被彈簧推出自鎖閥套，彈簧推力不均勻，使自鎖閥頂錐球面體傾斜，自鎖閥頂錐不能再次進(jìn)入自鎖閥套內(nèi)孔。自鎖閥被限制滑動(dòng)，進(jìn)入自鎖閥孔的液體不能推動(dòng)自鎖閥芯，形成自鎖。
本實(shí)用新型的有益效果是本軸向自鎖式封隔器具有坐封和自鎖憋壓功能，使進(jìn)液控制閥結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，加工制作更容易。克服了平衡壓差式套管外封隔器施工閥和限壓閥兩閥各自獨(dú)立，使進(jìn)液控制閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜化的缺點(diǎn)，克服了閥接頭上的液體通道多、打孔多，加工難度大，閥與閥之間的通道加工困難的缺點(diǎn)。本實(shí)用新型收到了意想不到的效果在閥接頭上不開(kāi)槽，僅打少量的孔，使得閥接頭的強(qiáng)度提高了30％。使封隔器的整體安全有了可靠保障。


圖1是本實(shí)用新型軸向自鎖式封隔器的軸向自鎖閥剖面結(jié)構(gòu)示意圖，是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。
圖2是圖1的A-A轉(zhuǎn)折剖面圖。表示充液孔(15)、限壓閥孔(14)和自鎖閥孔(13)之間的位置關(guān)系。同時(shí)也表示自鎖閥孔(13)與閥接頭(1)內(nèi)壁連通。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1見(jiàn)附圖1、附圖2。以一個(gè)外徑為142毫米的軸向自鎖式封隔器為例，結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明。上接頭、中心管、疊片、膠筒、隔環(huán)、閥接頭、下接頭等采用原有技術(shù)，不詳細(xì)敘述。閥接頭(1)內(nèi)有兩個(gè)軸向自鎖閥。軸向自鎖閥的結(jié)構(gòu)是本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在閥接頭(1)上有三個(gè)軸向孔，自鎖閥孔(13)、限壓閥孔(14)和充液孔(15)。三個(gè)軸向孔橫向連通，軸向孔和連通孔的直徑為6毫米。自鎖閥孔(13)、限壓閥孔(14)在安裝有限壓閥芯(2)和自鎖閥芯(11)的一端，軸向孔的直徑為8毫米。充液孔(15)和限壓閥孔(14)在閥接頭(1)的同一端開(kāi)口。自鎖閥孔(13)與閥接頭(1)內(nèi)壁有一個(gè)橫向的進(jìn)液孔。橫向連通孔采用先鉆工藝孔，再鉆橫向連通孔；完成連通孔后將工藝孔用堵塞(12)焊接封堵。
在限壓閥孔(14)內(nèi)有一個(gè)限壓閥芯(2)。限壓閥芯(2)為圓柱體形，長(zhǎng)度62毫米，最大直徑8毫米。限壓閥芯(2)圓柱體上有兩個(gè)柱塞(最大直徑部分)，兩柱塞之間部分直徑為5毫米。兩個(gè)柱塞上有3道密封圈(3)。限壓閥芯(2)外端部有1毫米的通孔，孔內(nèi)有一個(gè)1毫米剪銷(xiāo)(5)穿過(guò)。剪銷(xiāo)(5)同時(shí)并穿過(guò)限壓閥帽(4)，將限壓閥芯(2)與限壓閥帽(4)連接在一起。限壓閥帽(4)為圓柱套，有M8的外螺紋，采用螺紋固定在閥接頭(1)上。限壓閥帽(4)與限壓閥芯(2)之間滑動(dòng)配合，液體壓力大時(shí)，推動(dòng)限壓閥芯(2)滑動(dòng)。
在閥接頭(1)的自鎖閥孔內(nèi)(13)有一個(gè)自鎖閥芯(11)，自鎖閥芯(11)為圓柱體，直徑8毫米，長(zhǎng)度17毫米。自鎖閥芯(11)上有2道密封圈。自鎖閥芯(11)與軸向孔(13)之間為滑動(dòng)配合?？變?nèi)還有自鎖閥頂錐(9)，自鎖閥頂錐(9)一端部為近似球面體，另一端為直徑3毫米的圓柱體。自鎖閥頂錐(9)球面體頂在自鎖閥芯(11)端部，自鎖閥頂錐(9)圓柱體端與自鎖閥套(8)內(nèi)孔之間為滑動(dòng)配合。自鎖閥套(8)與自鎖閥頂錐(9)球面體之間有壓縮彈簧(10)。自鎖閥套(8)與自鎖閥帽(6)之間為滑動(dòng)配合，自鎖閥套(8)與自鎖閥帽(6)之間有直徑1毫米的剪銷(xiāo)(7)。自鎖閥帽(6)外壁有螺紋，采用螺紋與閥接頭(1)連接。
權(quán)利要求1.一種軸向自鎖式封隔器，由上接頭、中心管、疊片、膠筒、隔環(huán)、閥接頭、下接頭等組成，閥接頭(1)內(nèi)有軸向自鎖閥，其特征在于軸向自鎖閥的結(jié)構(gòu)是在閥接頭(1)上有三個(gè)軸向孔，三個(gè)軸向孔橫向連通，孔的直徑在4-10毫米之間，限壓閥孔(14)為軸向通孔，自鎖閥孔(13)與閥接頭(1)內(nèi)壁連通，限壓閥孔(14)內(nèi)有限壓閥芯(2)，限壓閥芯(2)的形狀是為圓柱體，圓柱體上有兩個(gè)柱塞，兩柱塞之間部分的直徑小于柱塞直徑，限壓閥芯(2)一端有通孔，孔內(nèi)有剪銷(xiāo)(5)，剪銷(xiāo)(5)并穿過(guò)限壓閥帽(4)，將限壓閥芯(2)與限壓閥帽(4)連接在一起，限壓閥帽(4)為圓柱套，其外壁有螺紋，限壓閥帽(4)采用螺紋與閥接頭(1)連接，限壓閥帽(4)與限壓閥芯(2)之間為滑動(dòng)配合，自鎖閥孔(13)內(nèi)有自鎖閥芯(11)，自鎖閥芯(11)為圓柱體，自鎖閥芯(11)與自鎖閥孔(13)之間為滑動(dòng)配合，孔內(nèi)還有自鎖閥頂錐(9)，自鎖閥頂錐(9)一端部為近似球面體，自鎖閥頂錐(9)球面體頂在自鎖閥芯(11)端部，自鎖閥頂錐(9)圓柱體端與自鎖閥套(8)內(nèi)孔之間為滑動(dòng)配合，自鎖閥套(8)與自鎖閥頂錐(9)球面體之間有彈簧(10)，自鎖閥套(8)與自鎖閥帽(6)之間為滑動(dòng)配合，自鎖閥套(8)與自鎖閥帽(6)之間有剪銷(xiāo)(7)，自鎖閥帽(6)為圓柱套，其外壁有螺紋，自鎖閥帽(6)采用螺紋與閥接頭(1)連接。
2.如權(quán)利要求書(shū)1所述的軸向自鎖式封隔器，其特征在于閥接頭(1)內(nèi)有兩個(gè)軸向自鎖閥。
3.如權(quán)利要求書(shū)1所述的軸向自鎖式封隔器，其特征在于所述的限壓閥芯(2)的兩個(gè)柱塞和自鎖閥芯(11)上有密封圈(3)。
4.如權(quán)利要求書(shū)1、或2、或3所述的軸向自鎖式封隔器，其特征在于所述的彈簧(10)是壓縮彈簧。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種軸向自鎖式封隔器由上接頭、中心管、疊片、膠筒、隔環(huán)、閥接頭、下接頭等組成。閥接頭內(nèi)有軸向自鎖閥，軸向自鎖閥的結(jié)構(gòu)是閥接頭上有三個(gè)軸向孔。限壓閥孔內(nèi)有限壓閥芯。剪銷(xiāo)將限壓閥芯與限壓閥帽連接在一起。限壓閥帽采用螺紋與閥接頭連接。在閥接頭的自鎖閥孔內(nèi)有自鎖閥芯，有自鎖閥頂錐。自鎖閥頂錐半圓體頂在自鎖閥芯端部。自鎖閥套與自鎖閥頂錐半圓體之間有彈簧。自鎖閥套與自鎖閥帽之間有剪銷(xiāo)。自鎖閥帽采用螺紋與閥接頭連接。本軸向自鎖式封隔器具有坐封和自鎖憋壓功能，使進(jìn)液控制閥結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，加工制作更容易。使得閥接頭的強(qiáng)度提高了30％。使封隔器的整體安全有了可靠保障。
文檔編號(hào)E21B33/12GK2816343SQ20052011027
公開(kāi)日2006年9月13日 申請(qǐng)日期2005年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月20日
發(fā)明者王東營(yíng), 賀春艷, 杜志剛, 蔣海濤, 王益山 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 華北石油管理局