[發明專利]封隔器

有效

• 申請號: 201410100845.8
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN104929561B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 王連生;李穎;任家萍;孫建芳;徐婷;王元慶;林長志;闞淑華;宋傳真;曹立迎;楊森;鄒敏
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: E21B33/126
• 分類號: E21B33/126
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司11372
• 代理人: 蔣宏飛,劉華聯

技術領域

本發明涉及一種油田開發工具，更具體地涉及一種封隔器。

背景技術

在油田開發過程中，特別是在水平井中，通常需要使用一趟管柱實現多次坐封、多次解封。而封隔器是實現坐封和解封最常用的工具，通常，封隔器按結構可分為：自封式、壓縮式、楔入式、擴張式、組合式等；按坐封原理可分為：提放管柱式、轉動管柱式、自封式、熱力膨脹式等。

通常，封隔器在油井中不能實現多次坐封，例如液力封隔器利用液壓缸擠壓密封材料實現坐封。在坐封過程中，密封材料膨脹；而在解封時，上提管柱將鎖環解鎖。在坐封前為防止中途坐封，需要使用銷釘固定，而坐封時將剪短銷釘，這導致該作業過程不可逆。即便有些封隔器能夠實現多次坐封，但是存在坐封力不易控制的情況，這往往造成套管變形或者井壁損壞，為下一次作業埋下隱患。因此，急需一種能夠實現多次坐封，并且坐封力可控、井下事故率低的封隔器。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種封隔器。這種封隔器不但能實現多次坐封，而且坐封力可控。

根據本發明，提出了一種封隔器，包括：

液壓缸，在液壓缸的內側設置有內缸套，在液壓缸的外側設置有外缸套，液壓缸能相對于內缸套和外缸套而滑動，在液壓缸、內缸套和外缸套的周向側壁上均設置有能彼此連通的通孔，在內缸套內部形成有液體容納空間，承托液壓缸的上游短節和下游短節，在上游短節和液壓缸的上游端之間形成有受力槽以能驅動液壓缸朝向下游運動，在下游短節和液壓缸的下游端之間設置有彈性件以能驅動液壓缸朝向上游運動，在外缸套的外側還設置有能膨脹和縮回的坐封筒，坐封筒的上游端和下游端分別固定連接于上游短節和下游短節，在坐封筒和外缸套之間形成有膨脹空間，在外缸套的通孔上還設置有防止液體從膨脹空間流出的單向閥，貫穿外缸套的周向側壁設置有第一泄壓孔和第二泄壓孔，在上游短節的周向側壁上設置有將第二泄壓孔與外界連通的第三泄壓孔，第一泄壓孔與膨脹空間相連通，在液壓缸的周向外側壁上，偏離液壓缸的通孔所處的母線處構造有能使第一泄壓孔與第二泄壓孔連通的液流槽，在內缸套的周向外壁上設置有閉環軌道，在液壓缸上設置有與閉環軌道配合使用的引導桿，以在外力作用下引導液壓缸上下運動的同時還周向轉動，當通孔彼此連通，而第一泄壓孔和第二泄壓孔不連通時，液體進入到膨脹空間內，使得坐封筒膨脹而坐封，當第一泄壓孔和第二泄壓孔連通，而通孔不連通時，液體會從膨脹空間內流出，使得坐封筒縮回而解封。

根據本發明的封隔器通過施加液壓力而實現多次坐封和解封，方便了使用。此外，本發明的封隔器的坐封力受彈性件的彈力控制，從而坐封力是可控的，不會造成套管變形或者井壁損壞。

在一個實施例中，閉環軌道形成在內缸套周向外壁的部分區域中，并且所述閉環軌道實施為：具有四個拐點，其中第一拐點是軌道的最高點，第二拐點是軌道的最低點并且處于第一拐點所處的母線的第一側部，第四拐點與第二拐點等高并且處于第一拐點所處的母線的第二側部，第三拐點的高度在第一拐點和第二拐點之間并且處于第二拐點所處的母線和第四拐點所處的母線之間，所述第一拐點、第二拐點、第三拐點和第四拐點通過平滑的軌道槽順次相連，沿液壓缸的轉動方向，在第一拐點、第二拐點和第四拐點處，軌道槽外壁的頂點在軌道槽內壁的頂點的前方；在第三拐點處，軌道槽外壁的頂點在軌道槽內壁的頂點的后方，

在初始狀態時，彈性件被壓縮，引導桿處于閉環軌道的第一拐點處，這時液壓缸上的通孔與內缸套和外缸套上的通孔不連通，

在坐封時，向液體容納空間內充入液體并加壓，液壓缸在液壓力作用下朝向下游運動而進一步壓縮彈性件，在閉環軌道和引導桿的引導下液壓缸還沿第一方向周向轉動，當引導桿到達第二拐點時，液壓缸、內缸套和外缸套上的通孔連通，單向閥打開并且第一泄壓孔、第二泄壓孔和第三泄壓孔不連通使得液體流入到膨脹空間內使得坐封筒膨脹，封隔器實現坐封，

將液體容納空間內泄壓，單向閥阻止膨脹空間內的液體流出使得封隔器保持坐封狀態，液壓缸在彈性件的作用下向上游運動，同時在閉環軌道和引導桿的引導下背向第一方向周向轉動，直到引導桿到達閉環軌道的第三拐點并頂靠所述軌道槽內壁的頂點，

在解除坐封時，向液體容納空間內充入液體并加壓，液壓缸在液壓力作用下朝向下游運動并壓縮彈性件，在閉環軌道和引導桿的引導下液壓缸繼續背向第一方向周向轉動，當引導桿到達閉環軌道的第四拐點時，液流槽使第一泄壓孔與第二泄壓孔連通并且液壓缸、內缸套和外缸套上的通孔不連通以排出膨脹空間內的液體而坐封筒收縮，封隔器解除坐封，