[发明专利]封隔器

说明书

技术领域

本发明涉及一种油田开发工具，更具体地涉及一种封隔器。

背景技术

在油田开发过程中，特别是在水平井中，通常需要使用一趟管柱实现多次座封、多次解封。而封隔器是实现座封和解封最常用的工具，通常，封隔器按结构可分为：自封式、压缩式、楔入式、扩张式、组合式等；按座封原理可分为：提放管柱式、转动管柱式、自封式、热力膨胀式等。

通常，封隔器在油井中不能实现多次座封，例如液力封隔器利用液压缸挤压密封材料实现座封。在座封过程中，密封材料膨胀；而在解封时，上提管柱将锁环解锁。在座封前为防止中途座封，需要使用销钉固定，而座封时将剪短销钉，这导致该作业过程不可逆。即便有些封隔器能够实现多次座封，但是存在座封力不易控制的情况，这往往造成套管变形或者井壁损坏，为下一次作业埋下隐患。因此，急需一种能够实现多次座封，并且座封力可控、井下事故率低的封隔器。

发明内容

针对现有技术中所存在的上述技术问题，本发明提出了一种封隔器。这种封隔器不但能实现多次座封，而且座封力可控。

根据本发明，提出了一种封隔器，包括，

液压缸，在液压缸的内侧设置有内缸套，在液压缸的外侧设置有外缸套，在液压缸、内缸套和外缸套的周向侧壁上均设置有能彼此连通的通孔，在内缸套内部形成有液体容纳空间，

承托液压缸的上游短节和下游短节，在上游短节和液压缸的上游端之间形成有受力槽以驱动液压缸朝向下游运动，在下游短节和液压缸的下游端之间设置有弹性件以驱动液压缸朝向上游运动，

在外缸套的外侧还设置有能膨胀和缩回的座封筒，座封筒的上游端和下游端分别固定连接于上游短节和下游短节，在座封筒和外缸套之间形成有膨胀空间，在外缸套的通孔上还设置有防止液体从膨胀空间流出的单向阀，

在内缸套的周向外壁上设置有波浪形导轨，在液压缸上设置有与波浪形导轨配合使用的导向杆以引导液压缸在上下运动的同时还周向转动，

贯穿所述外缸套的周向侧壁设置有第一泄压孔和第二泄压孔，在所述上游短节的周向侧壁上设置有与所述第二泄压孔对齐的第三泄压孔，所述第一泄压孔与所述膨胀空间相连通，在所述液压缸的周向外侧壁上，与所述液压缸上的通孔所处的母线位置不同的母线位置处构造有能够使所述第一泄压孔与所述第二泄压孔连通的液流槽，

当处于初始状态时，弹性件处于未压缩状态，导向杆处于波浪形导轨的第一凸峰处，这时液压缸上的通孔不与内缸套和外缸套上的通孔连通，

为了实现座封，向液体容纳空间内充入液体并加压，液压缸在液压力作用下朝向下游运动而压缩弹性件，同时在导轨和导向杆的引导下液压缸还周向转动，当导向杆与波浪形导轨的第一凹谷相接触时，液压缸运动到下死点，液压缸、内缸套和外缸套上的通孔连通并且第一泄压孔、第二泄压孔和第三泄压孔不连通使得液体流入到膨胀空间内，这时座封筒在液压力作用下径向向外膨胀而封隔器实现座封，将液体容纳空间内泄压，在单向阀的作用下，膨胀空间内的液体不会流出使得封隔器保持座封状态，这时液压缸在弹性件和导轨的作用下向上游运动，当导向杆与波浪形导轨的第二凸峰相接触时，液压缸运动到上死点，

为了解除座封，向液体容纳空间内充入液体并加压，液压缸在液压力作用下朝向下游运动并压缩弹性件，同时在导轨和导向杆的引导下液压缸继续周向转动，当导向杆与波浪形导轨的第二凹谷相接触时，液压缸运动到下死点，这时设置在液压缸的周向外侧壁上的液流槽使第一泄压孔、第二泄压孔和第三泄压孔连通，并且液压缸、内缸套和外缸套的通孔不连通使得膨胀空间内的液体通过液流槽和第一泄压孔、第二泄压孔和第三泄压孔而排出，座封筒收缩而实现封隔器解除座封，将液体容纳空间内泄压，液压缸在弹性件和导轨的作用下向上游运动，当导向杆与波浪形导轨的第三凸峰相接触时，液压缸运动到上死点并且封隔器返回到初始状态。

根据本发明的封隔器通过施加液压力将座封筒胀开而实现座封，卸掉液压力而实现解封从而实现多次座封。此外，本发明的封隔器的座封力受弹性件的弹力控制，从而座封力是可控的不会造成套管变形或者井壁损坏。

在一个实施例中，弹性件为弹簧。弹簧易于制造和使用，降低了生产成本。在另一个实施例中，座封筒为橡胶密封筒。橡胶密封筒具有较好的弹性易于多次膨胀和收缩，并且使用寿命也较长。

在一个实施例中，座封筒以梯形扣的方式连接于上游短节和下游短节。这种连接方式能够承受较大的压力，避免在座封和解封期间出现泄漏。