一种箍圈拉绳式可向内变径的封隔器制造技术

一种箍圈拉绳式可向内变径的封隔器，包括主环体和箍圈8，主环体包括主环座1、弹性件、变径挡块3；主环座1为分体式环形结构，且由连接环7紧固连接成一个整体；主环座1开有缺口；变径挡块3的一侧通过转轴销4周向活动地安装于主环座1上；弹性件安装在主环座1与变径挡块3之间；箍圈8为分体式结构，设置于环空区域内，且位于主环体正上方；箍圈8通过钢丝绳9吊起主环体。本发明专利技术的可靠性高，结构及制造工艺简单，造价成本低廉，能应用于更小的环空区域，适用于立管和护管不同轴度较大的场合以及不同外径尺寸的立管；具有去除环空区域内海生物的功能，方便封隔器的下放；方便在主环座上表面安置封堵隔板，有利于浇筑保护介质进行封堵。

【技术实现步骤摘要】
一种箍圈拉绳式可向内变径的封隔器
本专利技术涉及石油开采钻探
，尤其涉及一种用于环空管线的箍圈拉绳式可向内变径的封隔器。
技术介绍
在石油开采钻探
，尤其是在海油开采钻探领域，广泛采用了钢质管道从水上钻井平台向位于地下或者海底的油田注水或抽取油气资源，其中，用于向油田注水的管道称之为注水立管；用于输送油气的管道称之为油气立管，二者统称为立管。为了保护立管，一般在立管外周再套上钢质护管；立管和护管之间存在环空区域，因此立管和护管统称为环空管线。尽管护管能够降低海水对立管的电化学腐蚀速度、有效避免外界产生的机械损伤，但是现存大量环空管线中的环空区域充填有海水，对立管，尤其是潮差带内的立管存在强烈的电化学腐蚀作用。为了保护立管，在工程实际应用中，通常将封隔器置于海平面以下若干米深处的环空区域中，用于封堵环空区域，并在所述封隔器之上填充水泥等保护介质。具体施工工艺为：先将护管局部对半截断剥离，随后将封隔器放置护管与立管之间的环空区域中，然后固定封隔器，并在其上放置环状盖板等封堵件，用于堵住封隔器与环空管线之间的缝隙，再往环空区域内填注给定高度的保护介质，待保护介质凝固后再将截断护管段再焊接回去，完成封隔工艺。实际上，封隔器不仅用于封堵环空区域，保护立管，还被广泛应用于分层采油、分层注水、分层压裂或酸化、机械卡堵水等注采工艺作业场合。但区别于其他应用领域，在本领域中，主要考虑到封隔器初始会承受数吨重的负重，且立管护管存在严重的不同轴度，加之立管因安全因素无法现场动火予以切割，故使得现有封隔器技术无法满足本领域技术要求。存在一种井下分层封隔专用的封隔器，理论上可用于本领域。该封隔器包括刚体、封隔器胶筒系统和控制部分，其中：封隔器胶筒系统由若干个胶筒、隔环和中心衬管(立管)等多个零件组成；封隔器位于立管和护管之间，当封隔器胶筒系统承受轴向载荷时，胶筒将产生大变形，与护管内壁接触并产生接触压力，使护管与立管间的环状空间割断，形成封隔。上述封隔器利用封隔器胶筒系统可达到较大的堵水作用，但无法适用于本领域中高负重、小环空区域及立管护管不同等工况。为了提供封隔器的负重能力，中国专利CN209212206U公开了一种用于环空管线的液压式封隔器。该专利包括多个锚块、左半瓦和右半瓦，所述左半瓦顶端面上设有左吊装环和左单向阀，所述右半瓦顶端面上设有右吊装环和右单向阀，所述左半瓦和所述右半瓦周侧上均开设有若干个槽组，每个槽组包括一个开口向外的上凹槽和一个开口向外的下凹槽，所述锚块上设有锚齿和气舱槽，所述锚块设置在所述上凹槽和所述下凹槽内。区别于井下分层封隔专用的封隔器，尽管液压式的封隔器负重高，但存在结构工艺复杂、造价成本较高、存在液压泄漏风险、且难以应用于小环空区域等局限性。
技术实现思路
本专利技术为克服以上不足，提供了一种箍圈拉绳式可向内变径的封隔器。一种箍圈拉绳式可向内变径的封隔器，包括主环体和箍圈，其中：主环体包括主环座、弹性件、变径挡块；主环座为分体式环形结构，由连接环紧固连接成一个整体；主环座开有缺口。作为优选，主环座上靠近立管的一侧开设有变径挡块占位缺口。变径挡块的一侧通过转轴销周向活动地安装于主环座上；弹性件安装在主环座与变径挡块之间。作为优选，初始状态下(变径挡块未变径时)，变径挡块受卡件约束，变径挡块完全卡设于变径挡块占位缺口内(不会突出于主环座之外)；变径状态下，通过解除卡件约束，变径挡块贴紧立管外周壁，实现变径。作为优选，卡件为一端用拉绳牵连的U型弹性夹。更为优选，卡件为一端用拉绳牵连的挡销。作为优选，弹性件为L形的弹簧片，弹簧片设置在变径挡块占位缺口内，且位于主环座与变径挡块之间；初始状态下，弹簧片处于弹性变形状态；变径状态下，在弹簧片弹性回复力作用下，弹簧片将变径挡块绕转轴销向内推出实现变径。作为优选，主环座分为第一主环件、第二主环件、第三主环件；连接环位于主环座正下方用于将第一主环件、第二主环件和第三主环件连接成一个整体。作为优选，转轴销竖直地插入主环座内，转轴销的两端与主环座紧固，转轴销的中段活动地穿过变径挡块。作为优选，主环座的内周壁在靠近缺口处加工出偏心距为L且与主环座内周等径的圆弧段轮廓。作为优选，变径挡块上表面与主环体上表面齐平。更为优选，变径挡块为环块体，并开设有阶梯状凸台，其具有第一台阶面、第二台阶面。箍圈为分体式结构，设置于环空区域内，且位于主环体正上方；箍圈通过钢丝绳吊起主环体。作为优选，箍圈的外周关于箍圈的轴线等周向间隔地均匀设置有吊装凸缘；与吊装凸缘相对应地，主环座的上端面开有悬挂安装槽；钢丝绳一端与吊装凸缘固接，而另一端穿过悬挂安装槽与主环座固接。作为优选，连接环的材质为白条钢，且其下边缘设置有锋利的切削刃。更为优选，本专利技术还包括挂钩，挂钩竖直地设置于环空区域内；挂钩下端可插入悬挂安装槽内，挂钩下端与主环体固接。作为优选，不少于4个变径挡块关于主环体的垂直中间面左右对称布置。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)相对于复杂的液压式封隔器而言，本专利技术可靠性高，结构及制造工艺简单，造价成本低廉，且能够应用于更小的环空区域；2)能够适用于立管和护管不同轴度较大的场合；3)本专利技术封堵缝隙相对较小，封堵效果更好，可以保证封隔器均匀受力，不会在环空管线内造成封隔器相对位置的偏转；4)本专利技术实现了封隔器连续地向内变径，变径前封隔器顺应通过性好，变径操作简单方便，可适用于不同外径尺寸的立管；5)本专利技术具有去除环空区域内海生物的功能；6)本专利技术能平稳的封堵住环空区域，方便在主环座上表面安置封堵隔板，有利于浇筑保护介质进行封堵。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术一种箍圈拉绳式可向内变径的封隔器中箍圈的立体结构示意图；图2为本专利技术一种箍圈拉绳式可向内变径的封隔器中主环体处于初始状态时的立体结构示意图；图3为图2中Ⅰ处的局部放大图；图4为本专利技术一种箍圈拉绳式可向内变径的封隔器中主环体处于变径状态时的立体结构示意图；图5为如图2所示主环体的俯视图；图6为如图3所示主环体的俯视图；图7为图1中变径挡块的立体结构示意图；图8为本专利技术中转轴销与主环座配合的立体结构示意图；图9为图7中Ⅰ处的局部放大图；图10为本专利技术具体实施例与环空管线中的立管装配后的效果示意图；图11为本专利技术具体实施例应用于环空管线后的总体效果示意图；图12为主环座缺口及过渡圆弧段轮廓示意图；图13为本专利技术装配挂钩的效果示意图。主要元件符号说明：具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种箍圈拉绳式可向内变径的封隔器，其特征在于：包括主环体和箍圈8，主环体包括主环座1、弹性件、变径挡块3；/n主环座1为分体式环形结构，且由连接环7紧固连接成一个整体；主环座1开有缺口；/n变径挡块3的一侧通过转轴销4周向活动地安装于主环座1上；/n弹性件安装在主环座1与变径挡块3之间；/n箍圈8为分体式结构，设置于环空区域内，且位于主环体正上方；箍圈8通过钢丝绳9吊起主环体。/n

【技术特征摘要】
1.一种箍圈拉绳式可向内变径的封隔器，其特征在于：包括主环体和箍圈8，主环体包括主环座1、弹性件、变径挡块3；
主环座1为分体式环形结构，且由连接环7紧固连接成一个整体；主环座1开有缺口；
变径挡块3的一侧通过转轴销4周向活动地安装于主环座1上；
弹性件安装在主环座1与变径挡块3之间；
箍圈8为分体式结构，设置于环空区域内，且位于主环体正上方；箍圈8通过钢丝绳9吊起主环体。


2.根据权利要求1所述的一种箍圈拉绳式可向内变径的封隔器，其特征在于：主环座1上靠近立管17的一侧开设有变径挡块占位缺口16；初始状态下，变径挡块3受卡件约束，变径挡块3完全卡设于变径挡块占位缺口16内；变径状态下，通过解除卡件约束，变径挡块3贴紧立管17外周壁，实现变径。


3.根据权利要求2所述的一种箍圈拉绳式可向内变径的封隔器，其特征在于：卡件为一端用拉绳牵连的挡销5。


4.根据权利要求1所述的一种箍圈拉绳式可向内变径的封隔器，其特征在于：弹性件为L形的弹簧片2；弹簧片2设置在变径挡块占位缺口16内，且位于主环座1与变径挡块3之间；初始状态下，弹簧片2处于弹性变形状态；变径状态下，在弹簧片2弹性回复力作用下，弹簧片2将变径挡块3绕转轴销4向内推出实现变径。


5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张魁，陈振宇，刘海成，袁丁，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43