[发明专利]封隔器

说明书

技术领域

本发明关于一种用于油井、气井等矿井中封隔下部油、气、水层的封堵工具，尤其有关一种封隔器。

背景技术

封隔器广泛应用于油井、气井等矿井中，用来封隔下部油、气、水层，是一种安全可靠、成本低廉、功能齐全、适用范围广的井下封堵工具。封隔器能与其它井下工具配合使用，进行临时性封堵、永久性封堵、选择性封堵和不压井作业等。

可取式的封隔器主要由执行机构、锚定机构、锁紧机构、密封机构及打捞机构五部分组成。

其中，执行机构用来实现坐封及解封，依执行机构的坐封动力来源，封隔器主要分为机械坐封、液力坐封两类，执行机构通过切断坐封剪钉实现坐封，通过切断解封剪钉实现解封。

锚定机构通常包括上锥体、下锥体和双卡瓦，用来将封隔器锚定在坐封位置。

锁紧机构通常由外中心管、坐封剪钉、解封剪钉及各种内锁紧组件(如锥环、锁环、锁扣或锁指扣以及棘轮机构)构成，用于在封隔器坐封之后，使坐封隔器固定保持在坐封状态。

密封机构通常包括胶筒、隔环、推力块和胶筒座，用来在坐封以后，使封隔器的上下两端呈现密封隔断状态。

打捞机构依打捞方式的工作原理不同，主要分为旋转式打捞机构和膨胀式打捞机构两种，用于在执行机构切断解封销钉而完成解封作业后，将封隔器打捞至井面。其中旋转式打捞机构由打捞耳、打捞内轨道组成，下入封隔器时，将封隔器的打捞耳导入打捞工具的内轨道，使封隔器悬挂在打捞工具的内轨道上；解封时，重新导入封隔器，旋转油管，同时上提管柱，完成打捞。此种方式操作方便，内轨道和打捞耳所受拉力较大，对材质的要求较高。

例如中国公告号2876319专利文件揭示了一种防中途坐封高压可钻桥塞，其包括中心管、双向锚定装置、密封组件和胶筒防突装置。双向锚定装置包括安装在中心管下部的卡瓦、上锥体和下锥体，其中上锥体通过锥体剪钉定位在中心管上，下锥体固定安装在中心管上。密封组件包括套装在中心管中部的边胶筒和中胶筒。胶筒防突装置包括公胀环、母胀环和护环，在位于密封组件的上端和下端的中心管上分别安装该公胀环、母胀环和护环。该防中途坐封高压可钻桥塞具有外形短小精悍、施工方便可靠、桥塞承受上、下压差大(最高可达70MPa)、使用一次成功率高、施工效率高、易钻磨解封等特点，适用于油田勘探、开发中油气井的封堵底水、选层酸压与上返试油等管柱工艺措施中。

又如中国公告号200992982专利文件也揭示一种一趟管柱液压坐封挤注桥塞，其包括液压缸总成、钢球和球座。密封插管的上端连接在液压缸总成的下端，密封插管的下端内固定安装有能被钢球封堵住的球座，滑套上部开口从而形成具有弹性功能的分瓣爪，该分瓣爪能套在密封插管上，密封插管下端的凸台既能从内卡住分瓣爪使滑套向上移动，又能从外推动分瓣爪使滑套向下移动，中心管从下往上套在滑套和密封插管上。

再如中国公告号2635903专利文件也揭示了一种油井作业的封隔工具，其主要由自锁机构、密封部分与卡紧部分构成。自锁机构由上接头、压套与铜环、打捞套及锁紧爪构成。密封部分由中心管与胶筒组合，由“O”形密封圈密封。卡紧部分是上锥体与下锥体由卡瓦卡紧连接。该封隔工具的主要优点是克服了可钻式桥塞不可回收的缺陷，解决了油田封隔产层作业中的难题。

以上三种封隔器都能用来封隔下部油、气、水层，但在坐封后均依靠中心管和主要的锁紧机构例如解封剪钉、各种内锁紧组件(如锥环、锁环、锁扣或锁指扣)等实现锁紧，以将封隔器固定保持在坐封位置。但在高温高压的腐蚀性井底内，前述锁紧机构的锁紧功能可靠性差，容易在下放封隔器的过程中，在不该发生坐封的位置发生中途坐封事故，也容易在目标位置坐封后无法牢固地保持在坐封位置而发生坐封失效事故。并且前述三种封隔器，每下一趟管柱只能实现一次坐封和解封动作，如为进行下一井段的坐封和解封动作，必须将桥隔器提到井面，更换封隔器在执行坐封和解封过程中破损的坐封剪钉和解封剪钉，才可以将封隔器重新再一次下入井内实现下一次坐封和解封，无法在一趟管柱中完成多次坐封和解封动作，操作复杂，井下作业效率低、成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种封隔器，能有效地实现防中途坐封和防坐封失效，大大提高工作可靠性，并且能实现一趟管柱多次坐封和解封，简化井下作业程序、提高作业效率，也大大节约了成本。