强制解封封隔器及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种强制解封封隔器，其结构为，在中心管上设有坐封进液隔缝，且位置与密封胶筒位置对应；在中心管的外圆周滑动连接上提活塞，其内圆周设有平衡密封腔，在中心管上设有平衡腔过液缝，且位置与平衡密封腔的位置对应；在上提活塞的下端部外圆周与上胶筒座密封配合，在密封胶筒上端螺纹密封连接上胶筒座，中心管、上提活塞下端部、上胶筒座和密封胶筒的上端部形成密封的液体容纳腔，其体积增大时吸收密封胶筒内的液体；上提活塞上端与上接头螺纹连接，上提活塞中部设有与中心管定位的锁定销钉。该封隔器提供了强制上提液体容纳腔，可强行将胶筒内液体抽吸至液体吸纳腔，强制胶筒回收，解决了由于封隔器胶筒不解封造成钻具卡井问题。

Forced release packer and its control method

【技术实现步骤摘要】
强制解封封隔器及其控制方法
本专利技术创造涉及一种强制解封封隔器，用于石油、天然气井的多级分级压裂、酸化等地层改造措施工艺的封隔器。
技术介绍
当前技术为常规扩张式封隔器多级、分级压裂、酸化施工作业。这一工艺在常规施工井尚可满足施工要求；但在特殊井施工中，如：大砂量施工井、大排量施工井、地层致密度高等特殊石油井或天然气井中在施工中，由于封隔器工作时间长、工作压力高或砂堵、砂埋等井况的影响，导致封隔器无法解封、或液体被封存在胶筒内部无法排出导致的封隔器无法解封，造成钻具卡井，不仅影响施工效率，而且会造成一定的经济损失。
技术实现思路
本专利技术创造要解决的技术问题是提供一种强制解封封隔器，该封隔器提供了强制上提液体容纳腔，可强行将胶筒内液体抽吸至液体吸纳腔，强制胶筒回收，解决了由于封隔器胶筒不解封造成钻具卡井问题。为解决以上问题，本专利技术创造的具体技术方案如下：一种强制解封封隔器，包括上接头、下接头、中心管、上胶筒座和密封胶筒，在中心管上设有坐封进液隔缝，且位置与密封胶筒位置对应；在中心管的外圆周滑动连接上提活塞，上提活塞的内圆周设有平衡密封腔，在中心管上设有平衡腔过液缝，平衡腔过液缝的位置与平衡密封腔的位置对应；在上提活塞的下端部外圆周与上胶筒座密封配合，在密封胶筒上端螺纹密封连接上胶筒座，中心管、上提活塞下端部、上胶筒座和密封胶筒的上端部形成密封的液体容纳腔，液体容纳腔体积增大时吸收密封胶筒内的液体；上提活塞的上端与上接头螺纹连接，上提活塞的中部设有与中心管定位的锁定销钉。所述的中心管的外部螺纹密封连接接箍，锁定销钉与上提活塞螺纹连接后插入到接箍的定位孔中，且在锁定销钉的两侧分别设有密封圈。所述的接箍的上端内圆周螺纹密封连接防砂管，在防砂管的下端设有锁块进液隔缝，在接箍对应位置设有通孔，通孔内密封设置液压锁定块，在上提活塞上设有对应的固定卡槽，液压锁定块在锁块进液隔缝内进入的高压液体作用下与固定卡槽配合，且固定卡槽与液压锁定块的配合面为圆角过渡面。所述的防砂管的上端设有泄压过液隔缝，在上接头上圆周均布单向阀，单向阀的方向是液体由管内腔向管外腔流出；在上接头上提移动后单向阀位置与泄压过液隔缝位置对应，且将中心管内液体压力卸出。所述的密封胶筒上端硫化粘结连接接头，连接接头内圆周与中心管螺纹连接，密封胶筒与连接接头和中心管共同硫化粘结为一体；连接接头的外圆周密封连接上胶筒座。所述的上提活塞的下端设有径向的活塞平衡孔，活塞平衡孔一端为小直径孔，小直径孔上端与平衡密封腔相通，下端与液体容纳腔密封隔离；活塞平衡孔的另一端为大直径孔，大直径孔的液体压力作用在上胶筒座上，且两端封闭设置密封结构。控制强制解封封隔器对管柱的坐封和解封方法，包括以下步骤：1）坐封：在施工过程中，液体由中心管的坐封进液隔缝进入密封胶筒内部，密封胶筒涨封，同时液体通过锁块进液隔缝进入，推动液压锁定块与上提活塞锁定，液体通过平衡腔进液隔缝进入平衡密封腔，锁定上提活塞，封隔器完成坐封；2）解封：压裂施工后，中心管内无压力，密封胶筒回缩，则顺利解封，在规定吨位内顺利起钻，此时封隔器上提活塞不启动；3）强制解封：如起钻遇阻，密封胶筒不能顺利回缩，此时上提上接头，并带动上提活塞强制上移，固定卡槽推动液压锁定块回缩，同时锁定销钉剪断；在上提活塞上移的过程中，液体容纳腔容积增大，密封胶筒内的液体被液体容纳腔吸收，使密封胶筒被动回缩；在上提活塞上移后，单向阀与泄压过液隔缝相通，使中心管内的压力卸出，保证密封胶筒不再受内部压力作用，顺利完成强制解封。该强制解封封隔器采用了液体容纳腔的结构，当上提活塞和上胶筒座之间产生相对运动后，使液体容纳腔体积增大强制吸收密封胶筒内的液体，从而使密封胶筒强制解封，提高了生产效率。在上提活塞和中心管之间设置接箍，锁定销钉与接箍卡接，增加整体强度。在接箍上部设置液压锁定块，使接箍、防砂管和上提活塞在工作中无相对运动，结构稳定。在上接头设置单向阀，强制解封过程中，中心管内的压力卸出，保证密封胶筒无内部压力作用。为保证密封胶筒上端与液体容纳腔相通，密封胶筒采用与中心管和连接结构硫化为一体结构。在上提活塞上设置活塞平衡孔，增大上胶筒座与上提活塞之间的吸附力，保证坐封过程中各部件的稳定性。本申请采用上述的坐封和解封控制方法，不仅能够在工作过程中保证结构稳定，而且在压裂施工完成后、起钻过程中封隔器的顺利解封，保证工作效率，同时也避免了设备损坏所造成的经济损失。附图说明图1为强制解封封隔器的结构示意图。图2为图1的局部放大图。具体实施方式如图1和图2所示，一种强制解封封隔器，包括上接头1、下接头8、中心管5、上胶筒座6和密封胶筒7，在中心管5上设有坐封进液隔缝16，且位置与密封胶筒7位置对应；在中心管5的外圆周滑动连接上提活塞3，上提活塞3的内圆周设有平衡密封腔27，在中心管5上设有平衡腔过液缝15，平衡腔过液缝15的位置与平衡密封腔27的位置对应；在上提活塞3的下端部外圆周与上胶筒座6密封配合，在密封胶筒7上端螺纹密封连接上胶筒座6，中心管5、上提活塞3下端部、上胶筒座6和密封胶筒7的上端部形成密封的液体容纳腔20，液体容纳腔20体积增大时吸收密封胶筒7内的液体；上提活塞3的上端与上接头1螺纹连接，上提活塞3的中部设有与中心管5定位的锁定销钉10。当锁定销钉10被外力剪断后，上提活塞3上移，液体容纳腔20增大，可强行将胶筒内液体抽吸至液体吸纳腔，强制胶筒回收，解决了由于封隔器胶筒不解封造成钻具卡井。所述的中心管5的外部螺纹密封连接接箍4，锁定销钉10与上提活塞3螺纹连接后插入到接箍4的定位孔中，且在锁定销钉10的两侧分别设有密封圈。所述的接箍4的上端内圆周螺纹密封连接防砂管2，在防砂管2的下端设有锁块进液隔缝13，在接箍4对应位置设有通孔，通孔内密封设置液压锁定块14，在上提活塞3上设有对应的固定卡槽25，液压锁定块14在锁块进液隔缝13内进入的高压液体作用下与固定卡槽25配合，且固定卡槽25与液压锁定块14的配合面为圆角过渡面，该过渡圆角实现了上提活塞3上移的过程中推动液压锁定块14回缩至接箍4内。所述的防砂管2的上端设有泄压过液隔缝12，在上接头1上圆周均布单向阀9，单向阀9的方向是液体由管内腔向管外腔流出；在上接头1上提移动后单向阀9位置与泄压过液隔缝12位置对应，且将中心管内液体压力卸出。所述的密封胶筒7上端硫化粘结连接接头26，连接接头26内圆周与中心管5螺纹连接，密封胶筒7与连接接头26和中心管5共同硫化粘结为一体；连接接头26的外圆周密封连接上胶筒座6。所述的上提活塞3的下端设有径向的活塞平衡孔11，活塞平衡孔11一端为小直径孔，小直径孔上端与平衡密封腔27相通，下端与液体容纳腔20密封隔离；活塞平衡孔11的另一端为大直径孔，大直径孔的液体压力作用在上胶筒座6上，且两端封闭设置密封结构，活塞平衡孔11的作用是平衡上提活塞3内外压力，保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强制解封封隔器，包括上接头（1）、下接头（8）、中心管（5）、上胶筒座（6）和密封胶筒（7），其特征在于：在中心管（5）上设有坐封进液隔缝（16），且位置与密封胶筒（7）位置对应；在中心管（5）的外圆周滑动连接上提活塞（3），上提活塞（3）的内圆周设有平衡密封腔（27），在中心管（5）上设有平衡腔过液缝（15），平衡腔过液缝（15）的位置与平衡密封腔（27）的位置对应；在上提活塞（3）的下端部外圆周与上胶筒座（6）密封配合，在密封胶筒（7）上端螺纹密封连接上胶筒座（6），中心管（5）、上提活塞（3）下端部、上胶筒座（6）和密封胶筒（7）的上端部形成密封的液体容纳腔（20），液体容纳腔（20）体积增大时吸收密封胶筒（7）内的液体；上提活塞（3）的上端与上接头（1）螺纹连接，上提活塞（3）的中部设有与中心管（5）定位的锁定销钉（10）。/n

【技术特征摘要】
1.一种强制解封封隔器，包括上接头（1）、下接头（8）、中心管（5）、上胶筒座（6）和密封胶筒（7），其特征在于：在中心管（5）上设有坐封进液隔缝（16），且位置与密封胶筒（7）位置对应；在中心管（5）的外圆周滑动连接上提活塞（3），上提活塞（3）的内圆周设有平衡密封腔（27），在中心管（5）上设有平衡腔过液缝（15），平衡腔过液缝（15）的位置与平衡密封腔（27）的位置对应；在上提活塞（3）的下端部外圆周与上胶筒座（6）密封配合，在密封胶筒（7）上端螺纹密封连接上胶筒座（6），中心管（5）、上提活塞（3）下端部、上胶筒座（6）和密封胶筒（7）的上端部形成密封的液体容纳腔（20），液体容纳腔（20）体积增大时吸收密封胶筒（7）内的液体；上提活塞（3）的上端与上接头（1）螺纹连接，上提活塞（3）的中部设有与中心管（5）定位的锁定销钉（10）。


2.如权利要求1所述的强制解封封隔器，其特征在于：所述的中心管（5）的外部螺纹密封连接接箍（4），锁定销钉（10）与上提活塞（3）螺纹连接后插入到接箍（4）的定位孔中，且在锁定销钉（10）的两侧分别设有密封圈。


3.如权利要求2所述的强制解封封隔器，其特征在于：所述的接箍（4）的上端内圆周螺纹密封连接防砂管（2），在防砂管（2）的下端设有锁块进液隔缝（13），在接箍（4）对应位置设有通孔，通孔内密封设置液压锁定块（14），在上提活塞（3）上设有对应的固定卡槽（25），液压锁定块（14）在锁块进液隔缝（13）内进入的高压液体作用下与固定卡槽（25）配合，且固定卡槽（25）与液压锁定块（14）的配合面为圆角过渡面。


4.如权利要求3所述的强制解封封隔器，其特征在于：所述的防砂管（2）的上端设有泄压过液隔缝（12），在上接头（1）上圆周均布单向阀（9），单向阀（9）的方向是液体由管内腔向管外腔流出；在上接头（1）上提移动后单向阀（9）位置与泄压...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲哲，曲绍琨，王兵元，
申请(专利权)人：铁岭曲氏石油技术开发服务有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21