一種氣密封封隔器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種氣密封封隔器，包括：錨定機構，包括篩管、套接在篩管外的管狀的殼體、以及安裝在殼體的側壁上的多個水力錨；上中心管，其上端與殼體下端連接；密封機構，套設在上中心管外，且包括抵靠在殼體下方的多個膠筒、以及抵靠在膠筒下方的錐體；坐封機構，能滑動地套設在上中心管外，且包括位于錐體下方的卡瓦、連接在卡瓦下方的扶正器、以及連接在扶正器下方的換向接頭，換向接頭上開設有換向槽；下中心管，其上端與上中心管下端連接，下中心管上端設有換向銷，換向銷插入換向槽內。本實用新型的氣密封封隔器，承下壓能力強，耐腐蝕性好，氣密封性好，能實現安全注氣，坐封可靠，解封容易。
【專利說明】
_種氣密封封隔器
技術領域
[0001]本實用新型涉及油田注空氣驅油技術領域，尤其是一種承壓能力強的氣密封封隔器。
【背景技術】
[0002]油田常采用撬裝式空氣壓縮機向油井內直注減氧空氣，進行注氣增油，施工中需用到氣密封封隔器，實際生產作業中發現，現有的氣密封封隔器存在承壓不足的問題，容易導致管柱上竄，影響封隔器的坐封可靠性。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種氣密封封隔器，其承壓能力強，坐封可靠，能實現安全注氣。
[0004]為達到上述目的，本實用新型提供一種氣密封封隔器，包括:錨定機構，包括篩管、套接在篩管外的管狀的殼體、以及安裝在殼體的側壁上的多個水力錨;上中心管，其上端與殼體下端連接;密封機構，套設在上中心管外，且包括抵靠在殼體下方的多個膠筒、以及抵靠在膠筒下方的錐體;坐封機構，能滑動地套設在上中心管外，且包括位于錐體下方的卡瓦、連接在卡瓦下方的扶正器、以及連接在扶正器下方的換向接頭，換向接頭上開設有換向槽;下中心管，其上端與上中心管下端連接，下中心管上端設有換向銷，換向銷插入換向槽內。
[0005]如上所述的氣密封封隔器，其中，篩管的內壁面、上中心管的內壁面、以及下中心管的內壁面均位于同一個圓環面上。
[0006]如上所述的氣密封封隔器，其中，每個水力錨包括:錨爪，呈圓柱形，設于貫穿殼體側壁的安裝孔中，錨爪的一端抵靠篩管，錨爪的另一端的側向貫穿有通槽且軸向開設有盲孔，通槽的兩側分別具有一凸部，凸部的頂面具有錨爪牙;彈簧，設于盲孔中；壓板，呈條狀，抵壓在彈簧頂端，且固定在殼體的外壁上，壓板與通槽相對設置，壓板的寬度小于通槽的寬度。
[0007]如上所述的氣密封封隔器，其中，錨爪的外側壁與安裝孔的內側壁之間套設有氫化丁晴橡膠密封圈。
[0008]如上所述的氣密封封隔器，其中，密封機構還包括:調節環，其上端與殼體下端連接，且其下端抵靠膠筒；隔環，夾設在相鄰的兩膠筒之間；壓環，其上端抵靠膠筒，且其下端與錐體上端連接。
[0009]如上所述的氣密封封隔器，其中，膠筒為氫化丁晴橡膠筒。
[0010]如上所述的氣密封封隔器，其中，上中心管的外側壁上凸設有凸臺，錐體的內側壁沿軸向凹設有滑槽，凸臺插入滑槽內。
[0011 ] 如上所述的氣密封封隔器，其中，扶正器包括:扶正座，套設在上中心管外，且抵靠在卡瓦下方，扶正座下端與換向接頭上端連接，扶正座的外側壁設有凹槽;扶正塊，固定在凹槽的槽口；彈簧片，設于凹槽中，且壓緊在扶正座與扶正塊之間。
[0012]如上所述的氣密封封隔器，其中，坐封機構還包括套設在卡瓦下端外側的卡瓦座，卡瓦座與卡瓦卡接，扶正座的上端和扶正塊的上端均壓緊在卡瓦座的下端內側，扶正塊的下端壓緊在換向接頭的上端內側。
[0013]如上所述的氣密封封隔器，其中，換向槽包括沿上中心管軸向設置的長軌道、沿上中心管軸向設置的短軌道、以及連接在長軌道與短軌道之間的弧形軌道。
[0014]本實用新型的氣密封封隔器的特點和優點是:
[0015]1、本實用新型的氣密封封隔器，通過設置錨定機構，提高了封隔器的承下壓能力，使封隔器坐封可靠，能實現安全注氣；
[0016]2、本實用新型的氣密封封隔器，采用耐腐蝕性材質，能夠耐含氧空氣的腐蝕，避免封隔器被氧化，從而也不會出現氧化物脫落沉積在井底堵塞孔道，導致氣體注不進去的問題；
[0017]3、本實用新型的氣密封封隔器的通徑一致，氣密封性能良好；
[0018]4、本實用新型的氣密封封隔器，結構簡單、緊湊，坐封可靠，解封容易。
【附圖說明】
[0019]以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中:
[0020]圖1是本實用新型的氣密封封隔器的示意圖；
[0021]圖2是圖1中A處的局部放大圖；
[0022]圖3是圖1中B處的局部放大圖；
[0023]圖4是圖1中C處的局部放大圖。
[0024]主要元件標號說明:
[0025]I錨定機構
[0026]11篩管12殼體
[0027]121安裝孔
[0028]13錨爪131凸部
[0029]132通槽133氫化丁晴橡膠密封圈
[0030]14彈簧15壓板
[0031]2上中心管21凸臺
[0032]3密封機構
[0033]31膠筒32錐體
[0034]321滑槽33調節環
[0035]34隔環35壓環
[0036]4坐封機構
[0037]41卡瓦42扶正座
[0038]421凹槽43扶正塊
[0039]44彈簧片45換向接頭
[0040]451換向槽452緊定螺釘[0041 ] 46卡瓦座47彈簧片
[0042]5下中心管51換向銷
【具體實施方式】
[0043]為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照【附圖說明】本實用新型的【具體實施方式】。
[0044]如圖1所示，本實用新型提供一種氣密封封隔器，其包括錨定機構1、上中心管2、密封機構3、坐封機構4和下中心管5。其中，銷定機構I包括篩管11、套接在篩管11外的管狀的殼體12、以及安裝在殼體12的側壁上的多個水力錨，篩管11上具有割縫或通孔，用以供氣體通過，錨定機構I用于卡緊套管內壁;上中心管2上端與殼體12下端連接；
[0045]密封機構3位于錨定機構I下方，密封機構3套設在上中心管2外，且密封機構3包括抵靠在殼體12下方的多個膠筒31、以及抵靠在膠筒31下方的錐體32，密封機構3用于密封油套環空；
[0046]坐封機構4位于密封機構3下方，坐封機構4能滑動地套設在上中心管2外，且包括位于錐體32下方的卡瓦41、連接在卡瓦41下方的扶正器、以及連接在扶正器下方的換向接頭45，錐體32與卡瓦41之間具有間距，錐體32的外徑由上至下逐漸減小，卡瓦41的內徑由上至下逐漸減小，錐體32能在管柱向下移動時插入卡瓦41內，將卡瓦41撐大，使卡瓦41擴徑卡緊套管內壁，扶正器用于扶正管柱，使管柱在套管內居中，不會發生傾斜，換向接頭45上開設有換向槽451，用于為封隔器坐封過程中移動或旋轉管柱提供導向；
[0047]下中心管5上端與上中心管2下端連接，且套設在上中心管2的下端外側壁與換向接頭45的下端內側壁之間，下中心管5上端設有換向銷51，換向銷51伸入或插入換向槽451內，并能在管柱移動或旋轉時在換向槽451內滑動。
[0048]本實用新型的氣密封封隔器，由于設置了錨定機構，提高了封隔器的承下壓能力，使封隔器坐封可靠，實現安全注氣。
[0049]進一步，篩管11的內壁面、上中心管2的內壁面、以及下中心管5的內壁面均位于同一個圓環面上，或者說封隔器的中心孔為通徑孔，不存在變徑段或凸臺，通徑一致，從而在注氣時氣體不容易漏竄，提高封隔器的密封可靠性。
[0050]進一步，換向槽451包括沿上中心管2的軸向設置的長軌道、沿上中心管2的軸向設置的短軌道、以及連接在長軌道與短軌道之間的弧形軌道，弧形軌道例如在換向接頭45的側壁上呈螺旋狀延伸，弧形軌道環繞換向接頭45的圈數例如為兩圈半。
[0051]如圖2所示，在一個具體實施例中，每個水力錨包括錨爪13、彈簧14和壓板15，錨爪13設于貫穿殼體12側壁的安裝孔121中，錨爪13例如呈圓柱形，錨爪13的一端抵靠篩管11，錨爪13的另一端的側向貫穿有通槽132，且錨爪13的另一端的軸向開設有盲孔，盲孔與通槽132貫通，且位于通槽132的中部，通槽132的兩側分別具有一凸部131，凸部131的頂面具有錨爪牙(或波浪齒)；彈簧14插設于盲孔中；壓板15呈條狀，壓板15抵壓在彈簧14頂端，且固定在殼體12的外壁上，壓板15與通槽132相對設置，且壓板15的寬度不大于通槽132的寬度，較佳的，壓板15的寬度小于通槽132的寬度。在向封隔器內注氣時，錨爪13能在壓力的驅動下壓縮彈簧14，并向靠近壓板15的方向移動，錨爪13的兩凸部131凸出于壓板15，并能通過錨爪牙卡緊套管內壁，而壓板15則嵌入通槽132內。
[0052]進一步，錨定機構I包括沿殼體12圓周方向均勻分布的多組水力錨，例如包括呈120°間隔排列的三組水力錨，每組水力錨包括沿殼體12軸向間隔排列的多個水力錨，例如四個水力錨，每組水力錨可共用一個壓板15，不僅有利于簡化結構，便于安裝，還有助于提高整體結構強度。
[0053]進一步，錨爪13的外側壁與安裝孔121的內側壁之間套設有氫化丁晴橡膠密封圈133，采用氫化丁晴橡膠密封圈133，不僅具有良好的耐油、耐熱和耐化學腐蝕性，在井下高溫150 0C時仍具有優異的物理性能，且耐H2S腐蝕。
[0054]如圖3所示，在另一個具體實施例中，密封機構3還包括套設在上中心管2外的調節環33、隔環34和壓環35，調節環33上端與殼體12下端連接，調節環33下端抵靠膠筒31;隔環34夾設在相鄰的兩膠筒31之間；壓環35上端抵靠膠筒31，壓環35下端與錐體32上端連接。
[0055]進一步，膠筒31為氫化丁晴橡膠筒，采用氫化丁晴橡膠筒，不僅具有良好的耐油、耐熱和耐化學腐蝕性，在井下高溫150 0C時仍具有優異的物理性能，且耐H2S腐蝕。
[0056]進一步，上中心管2的外側壁上凸設有環形的凸臺21，錐體32的內側壁上沿軸向凹設有滑槽321，凸臺21插入或伸入滑槽321內，通過設置環形凸臺21和滑槽321，可對錐體32的移動起到限位作用。
[0057]如圖4所示，在一個優選的實施例中，扶正器包括扶正座42、扶正塊43和彈簧片44，扶正座42套設在上中心管2外，且扶正座42抵靠在卡瓦41下方，并與卡瓦41連接，扶正座42下端與換向接頭45上端連接，例如扶正座42下端與換向接頭45上端通過螺紋連接，并通過緊定螺釘452鎖定，扶正座42的外側壁上凹設有凹槽421;扶正塊43固定在凹槽421的槽口；彈簧片44設于凹槽421中，且壓緊在扶正座42與扶正塊43之間，扶正塊43在彈簧片44的彈力推動下緊貼套管內壁。
[0058]再如圖4所示，進一步，坐封機構4還包括套設在卡瓦41下端外側的卡瓦座46，卡瓦座46與卡瓦41之間例如還壓緊有彈簧片47，卡瓦座46與卡瓦41卡接，扶正座42的上端和扶正塊43的上端均壓緊在卡瓦座46的下端內側定位，扶正塊43的下端壓緊在換向接頭45的上端內側定位，結構緊湊，便于安裝。
[0059]具體是，卡瓦41的下端外側壁上具有凸起，凸起例如為多個，且沿卡瓦41的圓周方向間隔排列，卡瓦座46的側壁上開設有與凸起對應的嵌槽，凸起嵌入嵌槽內，從而將卡瓦座46與卡瓦41卡接在一起。
[0060]進一步，封隔器的金屬結構采用3Crl3材質，耐腐蝕性能好。
[0061 ] 本實用新型氣密封封隔器，其最大外徑為102mm，最小內徑為62mm，長度為1432mm，承壓35MPa，耐溫150°C，承壓性能好，耐高溫，尤其適用于5〃油井。
[0062]本實用新型的氣密封封隔器的坐封過程如下:
[0063]在將封隔器下到井下的設計位置后，上提連接在殼體12上方的油管，上中心管2和下中心管5隨之向上移動，由于扶正器緊貼套管內壁，坐封機構4不會移動，下中心管5上的換向銷51在換向槽451的短軌道內移動；
[0064]然后旋轉油管(例如旋轉兩圈半)，上中心管2和下中心管5隨之旋轉，下中心管5上的換向銷51在換向槽451的旋轉軌道內旋轉，經旋轉后，換向銷51換到換向槽451的長軌道；
[0065]之后下放油管，上中心管2和下中心管5隨之向下移動，錨定機構I和密封機構3也均向下移動，且密封機構3的錐體32逐漸插入卡瓦41內，一方面錐體32的斜面撐開卡瓦41，使卡瓦41的外徑逐漸增大，卡緊套管內壁，另一方面卡瓦41反過來又推動錐體32向上滑動，錐體32壓縮膠筒31，密封油套環空，錐體32在移動至滑槽321的下端抵靠上中心管2的凸臺21時停止滑動；
[0066]最后向封隔器內注入空氣，封隔器中心孔內的壓力不斷增大，并透過篩管11作用于錨爪13，推動錨爪13克服彈簧14的彈力，向靠近壓板15的方向移動，直至錨爪13的凸臺21頂面的錨爪牙錨定套管內壁，封隔器坐封完成。
[0067]本實用新型的氣密封封隔器的解封過程如下:
[0068]首先停止注入空氣，錨爪13收回；
[0069]然后上提油管，由于扶正器緊貼套管內壁，坐封機構4不會移動，密封機構3隨錨定機構1、上中心管2和下中心管5—起向上移動，錐體32從卡瓦41中退出，膠筒31的回復力推動錐體32向下滑動，直至滑槽321的上端抵靠上中心管2的凸臺21，膠筒31恢復原狀，封隔器解封完成。
[0070]以上僅為本實用新型示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作的等同變化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍。而且需要說明的是，本實用新型的各組成部分并不僅限于上述整體應用，本實用新型的說明書中描述的各技術特征可以根據實際需要選擇一項單獨采用或選擇多項組合起來使用，因此，本實用新型理所當然地涵蓋了與本案發明點有關的其它組合及具體應用。
【主權項】
1.一種氣密封封隔器，其特征在于，所述氣密封封隔器包括: 錨定機構，包括篩管、套接在所述篩管外的管狀的殼體、以及安裝在所述殼體的側壁上的多個水力錨； 上中心管，其上端與所述殼體下端連接； 密封機構，套設在所述上中心管外，且包括抵靠在所述殼體下方的多個膠筒、以及抵靠在所述膠筒下方的錐體； 坐封機構，能滑動地套設在所述上中心管外，且包括位于所述錐體下方的卡瓦、連接在所述卡瓦下方的扶正器、以及連接在所述扶正器下方的換向接頭，所述換向接頭上開設有換向槽； 下中心管，其上端與所述上中心管下端連接，所述下中心管上端設有換向銷，所述換向銷插入所述換向槽內。2.如權利要求1所述的氣密封封隔器，其特征在于，所述篩管的內壁面、所述上中心管的內壁面、以及所述下中心管的內壁面均位于同一個圓環面上。3.如權利要求1所述的氣密封封隔器，其特征在于，每個所述水力錨包括: 錨爪，呈圓柱形，設于貫穿所述殼體側壁的安裝孔中，所述錨爪的一端抵靠所述篩管，所述錨爪的另一端的側向貫穿有通槽且軸向開設有盲孔，所述通槽的兩側分別具有一凸部，所述凸部的頂面具有錨爪牙； 彈簧，設于所述盲孔中； 壓板，呈條狀，抵壓在所述彈簧頂端，且固定在所述殼體的外壁上，所述壓板與所述通槽相對設置，所述壓板的寬度不大于所述通槽的寬度。4.如權利要求3所述的氣密封封隔器，其特征在于，所述錨爪的外側壁與所述安裝孔的內側壁之間套設有氫化丁晴橡膠密封圈。5.如權利要求1所述的氣密封封隔器，其特征在于，所述密封機構還包括: 調節環，其上端與所述殼體下端連接，且其下端抵靠所述膠筒； 隔環，夾設在相鄰的兩所述膠筒之間； 壓環，其上端抵靠所述膠筒，且其下端與所述錐體上端連接。6.如權利要求1所述的氣密封封隔器，其特征在于，所述膠筒為氫化丁晴橡膠筒。7.如權利要求1所述的氣密封封隔器，其特征在于，所述上中心管的外側壁上凸設有凸臺，所述錐體的內側壁沿軸向凹設有滑槽，所述凸臺插入所述滑槽內。8.如權利要求1所述的氣密封封隔器，其特征在于，所述扶正器包括: 扶正座，套設在所述上中心管外，且抵靠在所述卡瓦下方，所述扶正座下端與所述換向接頭上端連接，所述扶正座的外側壁設有凹槽； 扶正塊，固定在所述凹槽的槽口； 彈簧片，設于所述凹槽中，且壓緊在所述扶正座與所述扶正塊之間。9.如權利要求8所述的氣密封封隔器，其特征在于，所述坐封機構還包括套設在所述卡瓦下端外側的卡瓦座，所述卡瓦座與所述卡瓦卡接，所述扶正座的上端和所述扶正塊的上端均壓緊在所述卡瓦座的下端內側，所述扶正塊的下端壓緊在所述換向接頭的上端內側。10.如權利要求1所述的氣密封封隔器，其特征在于，所述換向槽包括沿所述上中心管軸向設置的長軌道、沿所述上中心管軸向設置的短軌道、以及連接在所述長軌道與所述短 軌道之間的弧形軌道。
【文檔編號】E21B33/127GK205532462SQ201620256628
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月30日
【發明人】李楠, 高小婷, 麻德玉, 宋菲菲, 張靜波, 邵堃, 楊軼博, 周學金, 孫鳳艷, 孔德月, 毛智祿
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司