[发明专利]管内井下可变径限位体阻断隔离装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油工程固井领域中一种隔离装置，特别是一种管内井下可变径限位体阻断隔离装置。

背景技术

目前，石油工程固井作业中，固井顶替工艺采用清水顶替技术。固井顶替液技术方案为：一次顶替采用清水+钻井液，二次顶替采用清水。一次顶替过程中，先替入一段清水（清水设计量是从工具以上80米至浮箍的套管内容积），再替钻井液至碰压，一次顶替施工完成后，管内液体为清水与钻井液。二次顶替使用清水将钻井液顶至套管外环空，保证套管外环空压稳，井壁不塌。该清水顶替技术缺点为：由于清水没有悬浮性，关闭球与清水不同步， 造成套管内将滞留钻井液。延时条件下，由于钻井液不流动时的稠化沉积特性，部分井出现了延时测声变遇阻现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服背景技术中存在的清水顶替技术套管内将滞留钻井液及容易出现延时测声变遇阻现象的问题，而提供一种管内井下可变径限位体阻断隔离装置，该管内井下可变径限位体阻断隔离装置，固井作业完成后，保证管内充满清水，避免延时声变遇阻的发生。

本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：该管内井下可变径限位体阻断隔离装置，包括中心为空腔的中心轴，所述的中心轴前端螺纹连接一级压盖，一级压盖后部中心轴上依次固定连接一级限位体、一级定位环、高度调节环，一级限位体外部及一级压盖与一级定位环间的中心轴上套有一级橡胶体；高度调节环下部中心轴上螺纹连接二级压盖，二级压盖下部的中心轴上固定连接二级限位体、二级定位环、三级定位环；二级限位体外部及二级压盖与二级定位环间的中心轴上套有二级橡胶体；中心轴后部内腔螺纹连接四头梯形扣丝杠，四头梯形扣丝杠另一端连接电机联轴节，电机联轴节下端与电机插销连接，三级定位环下部压在密封筒上盖上，密封筒上盖中心连接上盖内套，上盖内套套置于中心轴上；密封筒上盖下部螺纹连接密封筒，密封筒底部连接密封筒座及密封座；电机外部装有电机支架及电机舱，电机固定在电机支架上；电机舱上部螺纹连接电机支架，电机支架螺纹连接密封筒上盖，密封筒上盖与电机联轴节间置有密封轴承；锂电池固定在电机舱下部，电机连接控制器，控制器电线分别连接锂电池及控制开关组件，控制开关组件固定在密封筒座的端头；电机、锂电池及控制器置于密封筒内。

该管内井下可变径限位体阻断隔离装置，依靠管内井下可变径限位体实现关闭球与顶替液同步运行，并刮净粘附在套管内壁上的钻井液，保证管内充满清水，避免延时声变遇阻的发生。管内井下可变径限位体具有优良的气液阻隔性，其膨胀和收缩精确可控。橡胶体具有优秀的抗压强度、较大的压缩延展性能以及良好的耐磨性能。在施工过程中橡胶体在较高施工压力作用下，在垂直井壁方向发生一定程度的形变，但不会发生断裂。同时这种形变进一步加强了橡胶体同套管壁的接触程度，有效的将套管内的钻井液同清水分隔、密封。从而确保施工过程中，清水和钻井液之间的掺混得以避免，降低了延时声变遇阻。在施工结束后，管内井下可变径限位体在内部电机的作用下，在指定的时间内收缩，依靠自身重力落到人工井底，对后续施工不造成任何不利影响。

本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：该管内井下可变径限位体阻断隔离装置由于采用上述结构，由管内井下可变径限位体密封舱内控制器智能电路板精确控制，在指定的时间内，电机正转和反转，压盖下行进入橡胶体和压盖上行脱离橡胶体，导致橡胶体受压变形膨胀和橡胶体失压收缩，实现其橡胶体膨胀和收缩精确可控。遇阻率达到0%，遇阻率提高了24.72个百分点。固井作业完成后，保证管内充满清水，避免延时声变遇阻的发生。现场试验表明：二替设计替量与实际替量一致，保证关闭球与二次顶替液同步运行，并刮净粘附在套管内壁上的钻井液，避免套管内滞留钻井液。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是本发明控制器精确定时驱动电路原理图。

图中：1-压盖，2-中心轴，3-一级定位环，4-高度调节环， 5-四头梯形扣丝杠，6-电机联轴节，7-电机，8-控制器 ，9-控制开关组件，10-密封座，11-密封筒座，12-密封筒，13-锂电池，14-电机舱，15-电机支架，16-密封轴承，17-密封筒上盖，18-上盖内套，19-二级橡胶体，20-二级莲花片，21-二级限位体，22 –二级压盖，23-一级橡胶体，24-一级限位体，25-一级莲花片，26-二级定位环，27-三级定位环。

具体实施方式：

下面结合附图将对本发明作进一步说明：