[發明專利]一種分體式全金屬密封裝置

有效

• 申請號: 202010020658.4
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN113107413B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 趙旭亮;施玉;張子明;關仲;何傳興;郭玉強;龔潤民;王鴻;剪樹旭;李楊;楊淑英;張鳳波;董亮
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: E21B33/12
• 分類號: E21B33/12;E21B33/134;E21B33/129
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 朱坤鵬;趙燕力

本發明公開了一種分體式全金屬密封裝置，包括中心管(16)，中心管(16)外套設有上下設置的坐封機構和卡瓦機構，該坐封機構含有內引導筒(1)、推筒(2)、上密封組件(3)和下密封組件(5)，在推筒(2)推動上密封組件(3)沿軸向移動的過程中，上密封組件(3)與下密封組件(5)逐漸沿軸向重疊，上密封組件(3)和下密封組件(5)均沿徑向逐漸遠離中心管(16)的軸線，上密封組件(3)與下密封組件(5)能夠組合成一個周向完整的圓筒。該分體式全金屬密封裝置具有分瓣式密封組件結構，可大幅減少橡膠材料的使用。

技術領域

本發明涉及石油開采設備領域，具體的是一種分體式全金屬密封裝置。

背景技術

隨著非常規油氣開采需求的增加，水平井分段壓裂技術在儲層改造、提高單井產量方面的應用前景越來越廣闊。目前，水平井分段壓裂技術大都采用可鉆式橋塞(包括大通徑橋塞和速鉆橋塞等)?？摄@式橋塞在壓裂施工結束后須下鉆具進行磨銑作業，易造成井下事故，且作業施工成本高，同時碎屑和作業泥漿易污染儲層。因此開展能夠降低成本、簡化壓裂工藝的可溶橋塞具有重要意義。

可溶橋塞在壓裂施工完成后可自行溶解，免打撈、免鉆磨，無需任何干預留下全通徑的井筒用于生產和后期措施。與可鉆橋塞相比，可溶橋塞可降低作業風險和成本，為油田后期的增產提供強有力的技術支持。

目前，國內外可溶橋塞均采用橡膠材料制作膠筒來保證封堵效果，但普遍存在著橡膠材料無法溶解或溶解速率慢無法與可溶金屬保證相同的溶解速率的問題，膠筒無法溶解會導致無法留下全通徑井筒用于作業，需要進行通井作業，而膠筒溶解速度慢則會導致橋塞整體溶解時間較長，增加壓裂施工后開始生產的周期。

發明內容

為了大幅減少橡膠材料在可溶橋塞中的使用，本發明提供了一種分體式全金屬密封裝置，該分體式全金屬密封裝置能夠大幅減少橡膠材料在橋塞中的使用，該分體式全金屬密封裝置如果作為可溶橋塞使用，可保證溶解性，減少密封結構的長度，減少溶解時間。該分體式全金屬密封裝置如果作為速鉆橋塞使用，由于密封結構較短，可減少鉆磨時間。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種分體式全金屬密封裝置，包括中心管，中心管外套設有上下設置的坐封機構和卡瓦機構，該坐封機構含有內引導筒、推筒、上密封組件和下密封組件，中心管、內引導筒和推筒從內向外依次套設，上密封組件與下密封組件上下設置，上密封組件含有多個沿周向間隔設置的上密封塊，下密封組件含有多個沿周向間隔設置的下密封塊，相鄰的兩個下密封塊之間形成空隙，上密封塊與該空隙一一對應，在推筒推動上密封組件沿軸向向下移動的過程中，上密封組件與下密封組件逐漸沿軸向重疊，上密封組件和下密封組件均沿徑向逐漸遠離中心管的軸線，上密封組件與下密封組件能夠組合成一個周向完整的圓筒。

中心管呈直立狀態，中心管與內引導筒連接固定，推筒含有從上向下依次設置的圓筒段、圓環段和錐面段，上密封組件和下密封組件均位于錐面段外。

錐面段含有沿周向間隔設置的多個分瓣爪，分瓣爪的數量等于上密封塊的數量與下密封塊的數量之和，沿推筒的周向，相鄰的兩個分瓣爪之間的間隔形成交替排列的軸向引導槽和軸向插接槽。

內引導筒的下部設有外凸棱，外凸棱與軸向插接槽一一對應插接，外凸棱的外表面內設有外滑槽。

外滑槽的上端到中心管的軸線的距離小于外滑槽的下端到中心管的軸線的距離，上密封塊的內表面設有內滑塊，內滑塊與外滑槽匹配插接，上密封塊能夠依靠內滑塊沿外滑槽滑動。

外滑槽的兩側均設有外滑道，外滑道與外滑槽平行，內滑塊通過第一銷軸與外滑道連接，第一銷軸的軸線與中心管的軸線垂直。