專(zhuān)利名稱(chēng)：壓縮式封隔器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油氣田勘探、開(kāi)發(fā)過(guò)程中封隔油氣井各油層或油管套管的封隔裝置，尤 其是座封穩(wěn)定解封徹底的壓縮式封隔器。
背景技術(shù)：
目前，公知的一種壓縮式封隔器，座封機(jī)構(gòu)包括鎖套、鎖環(huán)、鎖環(huán)座、彈性支撐爪、中 心管，鎖環(huán)座內(nèi)圓柱面開(kāi)有軸向槽，彈性支撐爪安裝在鎖環(huán)座的軸向槽內(nèi)，鎖環(huán)座下端外圓 柱面設(shè)有環(huán)槽，鎖環(huán)裝在其環(huán)形槽內(nèi)，環(huán)形槽內(nèi)設(shè)有與內(nèi)側(cè)軸向槽相通的腰孔，中心管與彈 性支撐爪接觸部位設(shè)有向外凸起的環(huán)形凸臺(tái)，該凸臺(tái)將彈性支撐爪的端部壓入到鎖環(huán)座的腰 孔內(nèi)，鎖環(huán)是開(kāi)口環(huán)，鎖環(huán)上設(shè)有單向鎖止的環(huán)形牙，鎖套上設(shè)有與鎖環(huán)的環(huán)形牙配合的牙， 鎖環(huán)下端通過(guò)內(nèi)圓錐面與彈性支撐爪的外圓錐面接觸，當(dāng)鎖套帶動(dòng)鎖環(huán)下行運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈性支 撐爪強(qiáng)行使鎖環(huán)漲大，使鎖環(huán)與鎖套的牙緊密結(jié)合，從而鎖止鎖套下行。封隔器座封時(shí)，鎖 套壓迫鎖環(huán)收縮而向上移動(dòng)至座封終了，膠筒的反作用力通過(guò)鎖套將鎖環(huán)壓在彈性支撐爪
上，實(shí)施座封鎖止。解封時(shí)上提管柱，中心管上移，彈性支撐爪i:入中心管凸臺(tái)下端而向內(nèi) 收縮，彈性支撐爪與鎖環(huán)脫離接觸，鎖環(huán)失去支撐，在鎖套的作用下收縮脫離嚙合，實(shí)現(xiàn)解 封。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是座封后彈性支撐爪與中心管的擠壓應(yīng)力很大，使其接觸部位產(chǎn)生較大
的變形，造成中心管移動(dòng)時(shí)摩擦力阻力非常大，解封時(shí)不順利；彈性支撐爪較長(zhǎng)，下端容易
彎曲變形而造成發(fā)卡或不能正常解封；解封不順利時(shí)，不能強(qiáng)制解封。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述壓縮式封隔器工作時(shí)解封不順利、易發(fā)卡，不能強(qiáng)制解封的不足，本發(fā)明 提供一種壓縮式封隔器，該壓縮式封隔器鎖止部位擠壓應(yīng)力小，解封時(shí)輕松徹底。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括上接頭、下接頭、膠筒密封機(jī)構(gòu)和座封機(jī)構(gòu)，座封機(jī)構(gòu)包 括鎖套、鎖環(huán)、鎖環(huán)座、中心管，鎖環(huán)座下端外圓柱面設(shè)有環(huán)槽，鎖環(huán)裝在其環(huán)形槽內(nèi)，環(huán) 形槽內(nèi)設(shè)有與內(nèi)側(cè)相通的腰孔，鎖環(huán)上設(shè)有單向鎖止的環(huán)形牙，鎖環(huán)是開(kāi)口環(huán)，鎖環(huán)下端的 設(shè)有內(nèi)圓錐面，鎖套上設(shè)有與錟環(huán)的環(huán)形牙配合的環(huán)形牙，在鎖環(huán)座的每個(gè)腰孔中裝有楔形 鎖塊，鎖塊外圓面上設(shè)有與鎖環(huán)內(nèi)圓錐面配合的圓錐面，鎖環(huán)座內(nèi)側(cè)設(shè)有鎖塊支撐套，中心 管在鎖塊支撐套下端設(shè)有徑向突起的臺(tái)階，中心管上移時(shí)該臺(tái)階可以推動(dòng)鎖塊支撐套上移。
座封時(shí)，鎖套上移，鎖套的環(huán)形牙與鎖環(huán)咬合，鎖套壓迫鎖環(huán)收縮而向上移動(dòng)至座封終 了，實(shí)現(xiàn)座封。解封時(shí)，中心管上移，中心管上的臺(tái)階帶動(dòng)鎖塊支撐套上移脫離腰孔部位，
鎖塊失去支撐條件，鎖套壓迫鎖環(huán)收縮使鎖塊徑向內(nèi)移，鎖套失去鎖止而下移至脫開(kāi)，實(shí)現(xiàn) 解封。如遇特殊情況，鎖塊支撐套上移到極限，推動(dòng)鎖環(huán)座，利用膠筒與套管或套管接箍的 阻力反推鎖套實(shí)施強(qiáng)行解封。
封隔器座封時(shí)，鎖環(huán)與鎖塊、鎖塊支撐套與鎖塊的擠壓力量很大，如果相互間接觸面積 較小，就產(chǎn)生較大的擠壓應(yīng)力，繼而零部件產(chǎn)生較大變形而發(fā)卡或卡死。為了在解封時(shí)鎖塊 支撐套滑動(dòng)平穩(wěn)，鎖塊徑向內(nèi)移的動(dòng)作靈活，鎖塊內(nèi)側(cè)中間部位設(shè)有向內(nèi)突起的臺(tái)階，臺(tái)階 的高度大于鎖環(huán)與鎖套的環(huán)形牙嚙合的深度，鎖塊支撐套下端有與鎖塊臺(tái)階上下段圓柱面分 別配合的圓柱面。當(dāng)鎖塊支撐套向上滑動(dòng)時(shí)，分別與鎖塊臺(tái)階的上下段以圓柱面接觸，鎖塊 始終有兩個(gè)受力面，受力平衡均勻，這樣，鎖塊支撐套滑動(dòng)平穩(wěn)，解鎖在瞬間完成，解鎖動(dòng) 作靈敏。
鎖塊支撐套可以通過(guò)回位彈簧固定在鎖環(huán)座上。鎖環(huán)座在腰孔下端設(shè)有對(duì)鎖塊支撐套限 位的定位凸塊，回位彈簧設(shè)在鎖塊支撐套的上端并將鎖塊擋在鎖環(huán)座的腰孔內(nèi)；鎖塊支撐套 內(nèi)壁上固定有與中心管上的臺(tái)階配合的擋塊。解封時(shí)中心管上的臺(tái)階上移推動(dòng)擋塊及鎖塊支 撐套上移，壓縮回位彈簧使鎖塊支撐套上移脫離鎖塊部位。鎖塊支撐套也可以通過(guò)剪釘固定 在鎖環(huán)座上。
鎖套與膠筒密封機(jī)構(gòu)的金屬擋環(huán)之間還設(shè)有鎖套調(diào)節(jié)套，鎖套調(diào)節(jié)套與鎖環(huán)座通過(guò)座封 剪釘相連。
所述對(duì)鎖塊支撐套限位的定位凸塊是一塊與鎖環(huán)座固連的擋環(huán)，鎖塊支撐套與中心管、 擋環(huán)與中心管之間的環(huán)形間隙為洗井液過(guò)流通道，擋環(huán)下端的過(guò)流通道出口設(shè)有節(jié)流閥。
本發(fā)明的另一解決方案是它包括上接頭、下接頭、膠筒密封機(jī)構(gòu)和座封機(jī)構(gòu)，座封機(jī) 構(gòu)包括鎖套、鎖環(huán)、鎖環(huán)座、中心管，鎖環(huán)座下端外圓柱面設(shè)有環(huán)形槽，鎖環(huán)裝在其環(huán)形槽 內(nèi)，環(huán)槽內(nèi)設(shè)有與內(nèi)側(cè)相通的腰孔，鎖環(huán)上設(shè)有單向鎖止的環(huán)形牙，鎖環(huán)是開(kāi)口環(huán)，鎖環(huán)下 端的設(shè)有內(nèi)圓錐面，鎖套上設(shè)有與鎖環(huán)的環(huán)形牙配合的環(huán)形牙，在鎖環(huán)座的每個(gè)腰孔中裝有 楔形鎖塊，鎖塊外圓面上設(shè)有與鎖環(huán)內(nèi)圓錐面配合的圓錐面，中心管上有與鎖塊內(nèi)壁配合的 環(huán)形凸臺(tái)。座封時(shí)，鎖套上移，鎖套的環(huán)形牙與鎖環(huán)咬合，鎖套壓迫鎖環(huán)收縮而向上移動(dòng)至 座封終了，實(shí)現(xiàn)座封。解封時(shí)，中心管上移，鎖塊在鎖環(huán)的擠壓下嵌入中心管凸臺(tái)的臺(tái)階下 端，鎖塊失去支撐條件，鎖套失去鎖止而下移至脫開(kāi)，實(shí)現(xiàn)解封。
鎖塊內(nèi)側(cè)中間部位設(shè)有向內(nèi)突起的臺(tái)階，臺(tái)階的高度大于鎖環(huán)與鎖套的環(huán)形牙嚙合的深 度，中心管的環(huán)形凸臺(tái)上有與鎖塊內(nèi)壁上的臺(tái)階配合、分別對(duì)應(yīng)與座封狀態(tài)及解封狀態(tài)的上 下兩個(gè)臺(tái)階。當(dāng)鎖塊滑行由中心管凸臺(tái)的上臺(tái)階嵌入到下臺(tái)階時(shí)，鎖塊始終有兩個(gè)圓柱面與中心管凸臺(tái)接觸，受力平衡均勻，這樣，鎖塊滑動(dòng)平穩(wěn)，解鎖在瞬間完成，解鎖動(dòng)作靈敏。
本發(fā)明的有益效果是，采用剛體楔形鎖塊替代彈性支撐爪，不會(huì)因變形扭曲引起發(fā)卡或 無(wú)法解封，可以減少施工事故；鎖塊內(nèi)側(cè)以?xún)蓚€(gè)圓柱面支撐在鎖塊支撐套上，支撐面積大， 鎖塊支撐套與鎖塊變形量小，座封穩(wěn)定可靠；解封動(dòng)作靈活、平穩(wěn)、可靠，可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制解封。 中心管與鎖塊支撐套或鎖環(huán)座之間設(shè)有洗井通道，可實(shí)施洗井作業(yè)。結(jié)構(gòu)也更簡(jiǎn)單、靈巧， 鎖塊比彈性支撐爪加工更方便。


圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1中沿A-A線(xiàn)剖視圖。
圖3為圖1中R處局部放大示意圖。
圖4為本發(fā)明座封時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明解封時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例二結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為圖6中沿C-C線(xiàn)剖視圖。
圖8為圖6中D處局部放大示意圖。
圖9為實(shí)施例二座封時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10為實(shí)施例二解封時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1、上接頭，2、膠筒，3、外芯管，4、金屬擋環(huán)，5、調(diào)節(jié)套，6、剪釘，7、鎖環(huán) 座，8、鎖套，9、鎖環(huán)，10、鎖塊，10、牙，12、中心管，13、過(guò)流孔，14、座封活塞，15、 下接頭，16、回位彈簧，17、擋塊，18、鎖塊支撐套，19、臺(tái)階，20、節(jié)流套，21、節(jié)流彈 簧，22、過(guò)液孔，23、閥座，24、臺(tái)階，25、上臺(tái)階，26、下臺(tái)階，27、環(huán)形槽，28、凸臺(tái)、 29、槽壁。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l:
如圖1至3所示，壓縮式封隔器包括上接頭l、洗井機(jī)構(gòu)、膠筒密封機(jī)構(gòu)、座封機(jī)構(gòu)和 下接頭15。座封機(jī)構(gòu)包括鎖套8、鎖環(huán)9、楔形錟塊10、鎖環(huán)座7、中心管12，鎖環(huán)座7下 端外圓柱面設(shè)有環(huán)槽，鎖環(huán)9裝在其環(huán)開(kāi)槽內(nèi)，環(huán)形槽內(nèi)設(shè)有與內(nèi)側(cè)相通的數(shù)個(gè)腰孔，每個(gè) 腰孔中裝有鎖塊IO,鎖環(huán)為9開(kāi)口環(huán)，鎖環(huán)9的外圓周面上設(shè)有單向鎖止的環(huán)形牙，鎖套8 上設(shè)有與鎖環(huán)9的環(huán)形牙配合的環(huán)形牙11,鎖環(huán)9下端與鎖塊下端接觸部位設(shè)有內(nèi)圓錐面， 鎖塊10外圓面下端設(shè)有與鎖環(huán)內(nèi)圓錐面配合的外圓錐面。鎖環(huán)座7內(nèi)側(cè)設(shè)有鎖塊支撐套18
和回位彈簧16，鎖環(huán)座上端的內(nèi)壁上設(shè)有回位彈簧座，鎖塊座下端安裝有節(jié)流閥，該節(jié)流閥 由擋環(huán)20、節(jié)流彈簧21和閥座23組成，閥座23與鎖塊座7螺紋連接，將擋環(huán)20固定在鎖 環(huán)座7下端，從而形成對(duì)鎖塊支撐套18限位的定位凸塊，鎖塊支撐套18與中心管12、擋環(huán) 20與中心管12之間的環(huán)形間隙為洗井液過(guò)流通道，閥座23上開(kāi)有過(guò)液孔22?；匚粡椈?6 將鎖塊支撐套18頂在擋環(huán)的端壁上，并將鎖塊10封閉在鎖環(huán)座的腰孔內(nèi)。鎖塊支撐套也可 以通過(guò)剪釘固定在鎖環(huán)座上。
鎖塊10內(nèi)側(cè)中間部位設(shè)有向內(nèi)突起的臺(tái)階24，臺(tái)階的高度大于鎖環(huán)與鎖套的環(huán)形牙嚙 合的深度，鎖塊支撐套18下端有與鎖塊10的臺(tái)階24上下段圓柱面分別配合的圓柱面，鎖 塊10外圓面下端上設(shè)有與鎖環(huán)9下端內(nèi)圓錐面配合的圓錐面。
鎖塊支撐套18內(nèi)壁上固定有數(shù)個(gè)擋塊17，該擋塊下端的中心管12上設(shè)有徑向突起的臺(tái) 階19,中心管12上移時(shí)該臺(tái)階19可以推動(dòng)擋塊17及鎖塊支撐套18上移。鎖塊支撐套18 與中心管12之間的環(huán)形間隙為洗井液過(guò)流通道。
為了便于調(diào)節(jié)鎖套的行程，鎖套8與膠筒密封機(jī)構(gòu)的金屬擋圈4之間還設(shè)有鎖套調(diào)節(jié)套 5，鎖套調(diào)節(jié)套5與鎖環(huán)座7通過(guò)座封剪釘6相連。
具體動(dòng)作如下座封時(shí)鎖套8上移，鎖套的環(huán)形牙與鎖環(huán)9咬合，鎖套壓迫鎖環(huán)收縮而 向上移動(dòng)至座封終了，實(shí)現(xiàn)座封，參見(jiàn)圖4。解封時(shí)中心管上移，中心管上的臺(tái)階19帶動(dòng)擋 塊17及鎖塊支撐套18壓縮回位彈簧16而上移，當(dāng)鎖塊支撐套18下端上移至鎖塊10臺(tái)階 上段外圓面時(shí)，鎖套8壓迫鎖環(huán)9收縮使鎖塊10徑向內(nèi)移，鎖套失去鎖止而下移至脫開(kāi)， 實(shí)現(xiàn)解封，參見(jiàn)圖5。如遇特殊情況，鎖塊支撐套上移到極限，推動(dòng)鎖環(huán)座，利用膠筒與套 管或套管接箍的阻力反推鎖套實(shí)施強(qiáng)行解封。 實(shí)施例2:
本發(fā)明的另一解決方案如圖6至8所示，與實(shí)施例1相同的部分這里不再進(jìn)行描述。中 心管12上有與鎖塊10內(nèi)壁配合的環(huán)形凸臺(tái)28，該凸臺(tái)28下端設(shè)有與鎖塊10內(nèi)側(cè)中間部位 的臺(tái)階24配合的上下兩個(gè)臺(tái)階25和26。座封前及座封后，凸臺(tái)28下端的上臺(tái)階25與鎖塊 10上的臺(tái)階24配合，見(jiàn)圖8和圖9。解封時(shí)，上提中心管，凸臺(tái)28下端的下臺(tái)階26與鎖 塊10上的臺(tái)階24配合，見(jiàn)圖10,此時(shí)鎖塊的臺(tái)階24下端嵌入到中心管凸臺(tái)28下端的環(huán)形 槽27中，鎖套8壓迫鎖環(huán)9收縮使鎖塊10徑向內(nèi)移，鎖套失去鎖止而下移至脫開(kāi)，實(shí)現(xiàn)解 封。如遇特殊情況，中心管12上移到極限，環(huán)形槽27下端的槽壁29通過(guò)鎖塊推動(dòng)鎖環(huán)座， 利用膠筒與套管或套管接箍的阻力反推鎖套實(shí)施強(qiáng)行解封。本例中鎖塊與鎖塊之間的間隙為 洗井通道。
權(quán)利要求
1、一種壓縮式封隔器，包括上接頭[1]、膠筒密封機(jī)構(gòu)、座封機(jī)構(gòu)和下接頭[15]，座封機(jī)構(gòu)包括鎖套[8]、鎖環(huán)[9]、鎖環(huán)座[7]、中心管[12]，鎖環(huán)座[7]上設(shè)有數(shù)個(gè)腰孔，鎖環(huán)[9]套在鎖環(huán)座[7]的腰孔部位的環(huán)形槽里，鎖環(huán)上設(shè)有單向鎖止的環(huán)形牙，鎖環(huán)[9]下端的設(shè)有內(nèi)圓錐面，鎖環(huán)[9]是有開(kāi)口槽的彈性環(huán)，鎖套[8]上設(shè)有與鎖環(huán)[9]的環(huán)形牙配合的環(huán)形牙[11]，其特征是在鎖環(huán)座[7]的每個(gè)腰孔中裝有楔形鎖塊[10]，鎖塊[10]外圓面上設(shè)有與鎖環(huán)[9]內(nèi)圓錐面配合的圓錐面，鎖環(huán)座[7]內(nèi)側(cè)設(shè)有鎖塊支撐套[18]，中心管[12]在鎖塊支撐套[18]下端設(shè)有徑向突起的臺(tái)階[19]，中心管[12]上移時(shí)該臺(tái)階[19]可以推動(dòng)鎖塊支撐套[18]上移。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮式封隔器，其特征是鎖塊[10]內(nèi)側(cè)中間部位設(shè)有向內(nèi)突 起的臺(tái)階[24]，臺(tái)階的高度大于鎖環(huán)與鎖套的環(huán)形牙嚙合的深度，鎖塊支撐套[18]下端 有與鎖塊[10]臺(tái)階[24]上下段圓柱面分別配合的圓柱面。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮式封隔器，其特征是鎖環(huán)座[7]內(nèi)側(cè)設(shè)有回位彈簧[16]， 鎖環(huán)座[7]在腰孔下端設(shè)有對(duì)鎖塊支撐套[18]限位的定位凸塊，回位彈簧[16]設(shè)在鎖 塊支撐套[18]的上端并將鎖塊[10]擋在鎖環(huán)座[7]的腰孔內(nèi)；鎖塊支撐套[18]內(nèi)壁 上固定有與中心管[12]上的臺(tái)階[19]配合的擋塊[17]。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮式封隔器，其特征是鎖套[8]與膠筒密封機(jī)構(gòu)的金屬擋 圈[4]之間還設(shè)有用于調(diào)節(jié)鎖套長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)套[5]，調(diào)節(jié)套[5]與鎖環(huán)座[7]通過(guò)座封 剪釘[6]相連。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的壓縮式封隔器，其特征是所述對(duì)鎖塊支撐套[18]限位的 定位凸塊是一塊與鎖環(huán)座[7]固連的擋環(huán)[20],鎖塊支撐套[18]、擋環(huán)[20]與中心管[12]之間的環(huán)形間隙為洗井液過(guò)流通道，擋環(huán)[20]下端的過(guò)流通道出口設(shè)有節(jié)流閥[21 、 23]。
6、 一種壓縮式封隔器，包括上接頭[l]、膠筒密封機(jī)構(gòu)、座封機(jī)構(gòu)和下接頭[15]，座封 機(jī)構(gòu)包括鎖套[8]、鎖環(huán)[9]、鎖環(huán)座[7]、中心管[12]，鎖環(huán)座[7]上設(shè)有數(shù)個(gè)腰孔， 鎖環(huán)[9]套在鎖環(huán)座[7]的腰孔部位的環(huán)槽里，鎖環(huán)上設(shè)有單向鎖止的環(huán)形牙，鎖環(huán)[9] 下端的設(shè)有內(nèi)圓錐面，鎖環(huán)[9]是有開(kāi)口槽的彈性環(huán)，鎖套[8]上設(shè)有與鎖環(huán)[9]的環(huán) 形牙配合的環(huán)形牙[ll]，其特征是在鎖環(huán)座[7]的每個(gè)腰孔中裝有楔形鎖塊[10]，鎖 塊[10]外圓面上設(shè)有與鎖環(huán)[9]內(nèi)圓錐面配合的圓錐面；中心管[12]上有與鎖塊內(nèi)壁配合的環(huán)形凸臺(tái)[28]。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓縮式封隔器，其特征是鎖塊[10]內(nèi)側(cè)中間部位設(shè)有向內(nèi)突起的臺(tái)階[24]，臺(tái)階[24]的高度大于鎖環(huán)與鎖套的環(huán)形牙嚙合的深度，中心管的環(huán)形凸 臺(tái)[28]上有與鎖塊內(nèi)壁上的臺(tái)階[24]配合、分別對(duì)應(yīng)座封狀態(tài)及解封狀態(tài)的上下兩個(gè)臺(tái)階[25和26]。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種壓縮式封隔器，座封機(jī)構(gòu)包括鎖套[8]、鎖環(huán)[9]、鎖環(huán)座[7]、中心管[12]，在鎖環(huán)座[7]的每個(gè)腰孔中裝有楔形鎖塊[10]，鎖塊[10]外圓面上設(shè)有與鎖環(huán)[9]內(nèi)圓錐面配合，鎖環(huán)座[7]內(nèi)側(cè)設(shè)有鎖塊支撐套[18]和回位彈簧[16]，鎖塊支撐套[18]將鎖塊[10]擋在鎖環(huán)座[7]的腰孔內(nèi)；鎖塊支撐套[18]內(nèi)壁上固定有擋塊[17]，中心管[12]上設(shè)有推動(dòng)擋塊[17]上移的臺(tái)階[19]。本發(fā)明采用剛體楔形鎖塊替代彈性支撐爪，不會(huì)因變形扭曲引起發(fā)卡或無(wú)法解封；座封穩(wěn)定可靠；鎖塊解封動(dòng)作靈活、平穩(wěn)、可靠。中心管與鎖塊支撐套之間設(shè)有洗井通道，可實(shí)施洗井作業(yè)。
文檔編號(hào)E21B33/128GK101165309SQ200610137099
公開(kāi)日2008年4月23日 申請(qǐng)日期2006年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月18日
發(fā)明者劉宜貴 申請(qǐng)人:劉宜貴