CN219492262U - 一种高压储气井可回收的封隔器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示一种高压储气井可回收的封隔器,包括封隔器本体及解封器,封隔器本体包括芯轴、由上至下依次设于芯轴外的上端接头、密封胶筒组件、活塞组件及锚定卡瓦组件;还包括解封组件,其包括弹性爪及第一解封环,弹性爪一端与芯轴一端连接,另一端与锚定卡瓦组件抵接,第一解封环抵接弹性爪内壁,其与弹性爪通过销钉连接;解封器包括杆体及弹性捕获组件,解封时,解封器伸入芯轴,弹性捕获爪组件卡接第一解封环。本例中通过将解封组件设置为弹性爪及抵接于弹性爪内壁、并与其采用销钉连接的第一解封环,在封隔器坐封后,弹性爪与第一解封环连接的销钉不受影响,只能通过解封器解封,极大提高了封隔器在井下工作时的稳定性及安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及油气田完井技术领域,具体地,涉及一种高压储气井可回收的封隔器。
背景技术
近年来,随着海上或陆地油气田的深入开发,多点开采、大面积铺设井架钻采原油已成为未来趋势,因此完井工具的应用也随之呈现爆发式增长,而回收型封隔器是一种常规且普遍应用的完井开采工具之一,其超强的抗拉强度和铆定能力在整条工具串中起着至关重要的作用,是保证井下正常作业的基础。
现有技术中则通常采用解封剪切销钉式的可回收封隔器,由于这种方式的封隔器通常是通过在芯轴外部安装解封环,且解封环及芯轴直接通过接剪切销钉铆接,这种封隔器在受到井下上顶力时会全部传递给解封销钉,当井下压力过强或解封剪切销钉长期承压时,解封剪切销钉的强度逐渐衰减甚至断裂,导致封隔器在生产及作业过程中意外解封,进而导致其锚定功能失效,造成危害严重的生产、作业事故。
实用新型内容
针对现有技术的不足,本实用新型提供一种高压储气井可回收的封隔器,包括:封隔器本体,包括芯轴、沿芯轴由上至下依次环设于芯轴外的上端接头、密封胶筒组件、活塞组件及锚定卡瓦组件;芯轴侧壁设有传压孔,活塞组件位于传压孔外,上端接头与芯轴上端螺纹连接,密封胶筒组件、活塞组件及锚定卡瓦组件依次首尾螺纹连接;
还包括解封组件,其包括弹性爪及第一解封环,弹性爪一端位于所锚定卡瓦组件内并与芯轴一端螺纹连接,其另一端位于锚定卡瓦组件外并与锚定卡瓦组件抵接,第一解封环位于弹性爪位于锚定卡瓦组件外的一端内,并抵接弹性爪内壁,其与弹性爪通过销钉连接;及
解封器,包括杆体及连接于杆体上,下两端的棘爪组件及弹性捕获组件,解封时,杆体及弹性捕获组件伸入芯轴内部,弹性捕获爪组件卡接第一解封环,棘爪组件卡接上端接头。
根据本实用新型的一实施方式,弹性爪包括固定筒及多个爪体,固定筒位于锚定卡瓦组件内并与芯轴一端螺纹连接,多个爪体沿周向设于固定筒一端并背向芯轴延伸至锚定卡瓦组件外,第一解封环与多个爪体位于锚定卡瓦组件外一端的内壁抵接,并通过销钉分别与多个爪体连接,锚定卡瓦组件一端抵接于爪体的一端。
根据本实用新型的一实施方式每个爪体位于锚定卡瓦组件外一端的外壁都设有凸台,锚定卡瓦组件抵接于每个爪体的凸台。
根据本实用新型的一实施方式,弹性捕获组件包括连接杆及套设于连接杆外的弹性件、弹性捕获爪及第二解封环,连接杆一端与杆体可拆卸连接,其另一端具有限位环,弹性件位于弹性捕获爪及杆体之间,其两端分别抵接杆体及弹性捕获爪,第二解封环位于弹性捕获爪及限位环之间,其与连接杆采用销钉连接。
根据本实用新型的一实施方式,活塞组件包括内活塞筒、外活塞筒及防倒退结构,内活塞筒及外活塞筒的一端套设于芯轴外壁,且分别位于所传压孔两侧,内活塞筒还位于外活塞筒内,内活塞筒另一端伸出外活塞筒与胶筒组件螺纹连接,外活塞筒一端与锚定卡瓦组件螺纹连接,防倒退结构位于内活塞筒外并位于外活塞筒及胶筒组件之间,其一端与外活塞筒螺纹连接,另一端通过销钉与内活塞筒连接。
根据本实用新型的一实施方式,防倒退结构包括剪切环、内卡瓦及内卡瓦套筒,剪切环通过销钉与内活塞筒连接,内卡瓦套筒两端分别与剪切环及外活塞筒螺纹连接,内卡瓦套筒内壁设有第一卡齿,内卡瓦一面具有第二卡齿,第一卡齿与第二卡齿咬合,内卡瓦另一面还具有第一细齿,内活塞筒具有第二细齿,第一细齿与第二细齿咬合。
根据本实用新型的一实施方式,锚定卡瓦组件包括上椎体、卡瓦组件及下椎体,上椎体一端与活塞组件螺纹连接,其另一端具有锥面,下椎体一端亦具有锥面,且与上椎体相对,卡瓦组件位于上椎体及下椎体之间,其两端分别抵接上椎体及所下椎体的锥面,下椎体另一端位于解封组件外并抵接解封组件的一端。
根据本实用新型的一实施方式,卡瓦组件包括锚定卡瓦、弹性片及卡瓦笼,锚定卡瓦两端具有相对设置的锚定卡齿,卡瓦笼沿周向设有多组窗口,沿其长度方向,每组窗口至少设有两个,锚定卡齿分别露出于窗口,弹性片位于锚定卡瓦及卡瓦笼之间,且分别抵接卡瓦笼内壁及锚定卡瓦两端的锚定卡齿之间,锚定卡瓦两端背向锚定卡齿的一面还具有挤压斜面,挤压斜面分别与上椎体及下椎体的锥面贴合。
根据本实用新型的一实施方式,上端接头内壁设有螺纹,螺纹为左旋螺纹。
根据本实用新型的一实施方式,封隔器本体还包括下端接头,下端接头套设于锚定卡瓦组件的一端,并与锚定卡瓦组件的一端螺纹连接。
本实用新型通过在芯轴上设置具有弹性爪及第一解封环的解封组件,在封隔器坐封后,需要采用专用的解封器进行解封,不受井下压力的影响,有效的避免封隔器由于井下压力的影响而解封导致的锚定功能失效的风险,极大的提高封隔器在井下工作时的稳定性及安全性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为实施例中封隔器主体结构示意图;
图2为图1在纵向截面剖视图;
图3为实施例中解封器结构示意图;
图4为实施例中封隔器主体与解封器配合结构剖视图;
图5为图2中D部放大图;
图6图3中E部放大图;
图7为图4中F部放大图;
图8为图2中B部放大图;
图9为图2中C部放大图;
图10为图1中沿a-a剖视图;
图11为图1中G部放大图;
图12为图2中A部放大图;
图13为实施例中棘爪组件结构示意图。
具体实施方式
以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式,为明确说明起见,许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而,应了解到,这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说,在本实用新型的部分实施方式中,这些实务上的细节是非必要的。此外,为简化图式起见,一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
另外,在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,并非特别指称次序或顺位的意思,亦非用以限定本实用新型,其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本实用新型要求的保护范围之内。
参阅图1-图5,图1为实施例中封隔器主体结构示意图,图2为图1在纵向截面剖视图,图3为实施例中解封器结构示意图,图4为实施例中封隔器主体与解封器配合结构剖视图,图5为图2中D部放大图。本例中,一种高压储气井可回收的封隔器,包括封隔器本体1及解封器2,封隔器本体1包括芯轴11、沿芯轴11由上至下依次环设于芯轴11外的上端接头12、密封胶筒组件13、活塞组件14及锚定卡瓦组件15;芯轴11侧壁设有传压孔111,活塞组件14位于传压孔111外,上端接头12与芯轴11上端螺纹连接,密封胶筒组件13、活塞组件14及锚定卡瓦组件15依次首尾螺纹连接;
还包括解封组件16,其包括弹性爪161及第一解封环162,弹性爪一端位于锚定卡瓦组件15内并与芯轴一端螺纹连接,其另一端位于锚定卡瓦组件15外并与锚定卡瓦组件15抵接,第一解封环162设于弹性爪161于锚定卡瓦组件15外的一端内,并抵接弹性爪161内壁,其与弹性爪161通过销钉连接;及
解封器2,包括杆体21及分别连接于杆体21上、下两端的棘爪组件23及弹性捕获组件22。坐封时,封隔器上、下两端分别连接着油管等工具串,形成油气管柱,向管柱内施加液压,液压由传压孔11进入活塞组件14,使得活塞组件14分别朝胶筒组件13及锚定卡瓦组件15挤压,使得胶筒组件13及锚定卡瓦组件15径向膨胀达到坐封,此时锚定卡瓦组件15承载于弹性爪161的一端,当井下的压力异常上顶芯轴11,而由于弹性爪161与芯轴11螺纹连接,且锚定卡瓦组件15与弹性爪161相互抵接,因此芯轴11所承受的上顶力被弹性爪161及锚定卡瓦组件15承受,又由于第一解封环162于弹性爪161内抵接弹性爪161内壁,使得弹性爪161保持径向膨胀,因此在弹性爪161及锚定卡瓦组件15的相互作用力下,第一解封环162只会收到径向的压力,而不会对连接于第一解封环162及弹性爪161的销钉造成剪切力,因此连接于第一解封环162及弹性爪161的销钉不会在井下上顶力的作用下发生剪断使得封隔器解封,有效的防止由于井下压力异常而导致的封隔器提前解封造成的安全隐患。
解封时,将解封器2伸入芯轴11内,弹性捕获组件22穿过第一解封环162,同时棘爪组件23卡接上端接头12内壁,此时上提弹性捕获组件22,弹性捕获组件22回退至第一解封环162并卡接第一解封环162,继续上提弹性捕获组件22,在弹性捕获组件22及第一解封环162之间的相互作用力下,第一解封环162与弹性爪161相连接的销钉被剪断,第一解封环162向上运动并卡接弹性爪161与芯轴11连接的一端,使得弹性爪161与第一解封环162之间的抵接力消失,弹性爪161回弹收缩,弹性爪161失去对锚定卡瓦组件15的支撑,锚定卡瓦组件15收缩而失去对管柱的锚定,同时棘爪组件23的上提上端接头12使得芯轴11向上运动,上端接头12于胶筒组件13的相互作用力消失,因此胶筒组件13亦发生收缩,从而实现解封。
本例中,通过将锚定卡瓦组件15的作用力作用于弹性爪161上,因此在井下压力异常时不会对封隔器造成影响,解封时需要采用专用的解封器2进行解封,因此有效的提高封隔器井下作业的安全性,同时,当回收封隔器时,无需对封隔器进行磨铣亦可进行解封回收,有效的降低单井工具成本及减少作业周期。
进一步地,弹性爪161包括固定筒1611及多个爪体1612,固定筒1611位于锚定卡瓦组件15内并与芯轴11一端螺纹连接,多个爪体1612沿周向设于固定筒1611一端并背向芯轴11延伸至锚定卡瓦组件15外,第一解封环162与多个爪体1612位于锚定卡瓦组件15外一端的内壁抵接,并通过销钉分别与多个爪体1612连接,锚定卡瓦组件15一端抵接于爪体1612的一端。由于第一解封环162抵接于多个爪体1612内壁,使得多个爪体1612膨胀以支撑锚定卡瓦组件15的一端,当弹性捕获组件22将连接于第一解封环162及爪体1612的销钉剪断,第一解封环162向上运动并不再抵接爪体1612,使得爪体1612收缩,即可进行解封。
进一步地,每个爪体1612位于锚定卡瓦组件15外一端的外壁都设有凸台16121,锚定卡瓦组件15抵接于每个爪体1612的凸台16121。
参阅图6-图7,复阅图1-图5,图6图3中E部放大图,图7为图4中F部放大图。进一步地,弹性捕获组件22包括下端连接杆221及套设于下端连接杆221外的弹性件222、弹性捕获爪223及第二解封环224,下端连接杆221一端与杆体21可拆卸连接,另一端具有限位环2211,弹性件222位于弹性捕获爪223及杆体21之间,弹性件222的两端分别抵接杆体21及弹性捕获爪223,第二解封环224设于弹性捕获爪223与限位环2211之间,第二解封环224与下端连接杆221采用销钉连接,在弹性件222及第二解封环224共同抵接作用下,弹性捕获爪223保持径向膨胀。
当弹性捕获组件22进入芯轴11,弹性捕获爪223需要先穿过第一解封环162,此时弹性捕获爪223抵接第一解封环162,与此同时,棘爪组件23卡接上端接头12内壁,向杆体21施加压力,使得弹性件222收缩,弹性件222的弹性势能将弹性捕获爪223挤压,使弹性捕获爪223穿过第一解封环162,随即解封器2上提,第一解封环162对弹性捕获爪223造成限位,随着解封器2逐渐上提,弹性捕获爪223与第一解封环162相互作用力逐渐增加,使得连接于第一解封环162及爪体1612的销钉被剪断,第一解封环162随弹性捕获爪223上移,爪体1612收缩,失去对锚定卡瓦组件15的支撑,当第一解封环162上移并抵接至芯轴11位于解封组件16内的一端时,在芯轴11的抵接作用下,第一解封环162再次于弹性捕获爪233产生相互作用力,使得连接于第二解封环224及下端连接杆221的销钉被剪断,第二解封环224随弹性捕获爪223滑落至限位环2211,弹性捕获爪223亦回弹收缩,并回退至芯轴11内部,同时在棘爪组件23上提力作用下,上端接头12拉动芯轴11向上位移,使得密封胶筒组件13失去上端接头12的抵接力而回弹收缩,即完成解封。本例中,弹性件222为弹簧。
参阅图8复阅图1-图2,图8为图2中B部放大图。进一步地,活塞组件14包括内活塞筒141、外活塞筒142及防倒退结构143,内活塞筒141及外活塞筒142的一端套设于芯轴11外壁,且分别位于传压孔111两侧,内活塞筒141位于外活塞筒142内,内活塞筒141另一端伸出外活塞筒142与胶筒组件13螺纹连接,外活塞筒142一端与锚定卡瓦组件15螺纹连接,防倒退结构143位于内活塞筒141外并位于外活塞筒142及胶筒组件13之间,其一端与外活塞筒142螺纹连接,另一端通过销钉与内活塞筒141连接。优选地,内活塞筒141及外活塞筒142与芯轴接触的一端皆采用密封圈进行密封。
具体地,当管柱内的液压由传压孔111进入至活塞组件14时,液压位于内活塞筒141及外活塞筒142之间,并同时挤压内活塞筒141及外活塞筒142,使得内活塞筒141及外活塞筒142同时分别朝向上下两个方向运动,内活塞筒141在运动过程中挤压胶筒组件13,使得胶筒组件13发生径向膨胀以密封于管柱内壁,与此同时,外活塞筒142运动过程中挤压锚定卡瓦组件15使得锚定卡瓦组件15发生径向膨胀而锚定于管柱内壁,实现坐封,由于活塞组件14位于胶筒组件13及锚定卡瓦组件15之间,活塞组件14分别朝两端推动胶筒组件13及锚定卡瓦组件15独立相对运动,因此不会消耗额外的坐封力,减小井上设备的要求,同时活塞组件14产生的作用力有效的作用于胶筒组件13及锚定卡瓦组件15,避免对井下管柱产生影响而使管柱拉伸移动。
更进一步地,防倒退结构143包括剪切环1431、内卡瓦1432及内卡瓦套筒1433,剪切环1341通过销钉与内活塞筒141连接,内卡瓦套筒143两端分别与剪切环1431及外活塞筒142螺纹连接,内卡瓦套筒1433内壁设有第一卡齿14331,内卡瓦1432一面具有第二卡齿14321,第一卡齿14331与第二卡齿14321咬合,内卡瓦1432另一面还具有第一细齿14322,内活塞筒141具有第二细齿1411,第一细齿14322与第二细齿1411咬合。本例中,第一细齿14322与第二细齿1411为单向齿。
当压力朝向不同方向挤压内活塞筒141及外活塞筒142,连接于剪切环1431及内活塞筒141的销钉被剪断,使得内活塞筒141及外活塞筒142可相对运动,外活塞筒142运动的同时带动内卡瓦套筒142及剪切环1432运动,由于内卡瓦1432的第二卡齿14321与内卡瓦套筒1433的第二卡齿14331咬合,因此内卡瓦套筒1433带动内卡瓦1432沿内活塞筒141外壁运动,使得内卡瓦1432上的第一细齿14322逐渐于内活塞筒141外壁的第二细齿1411咬合,由于第一细齿14322与第二细齿1411为单向齿,因此第一细齿14322与第二细齿1411咬合后,内活塞筒141与内卡瓦1432无法发生回退,进一步提高封隔器坐封强度及稳定性。
优选地,内卡瓦1432与内卡瓦套筒1433可铆入销钉连接,以防止内卡瓦发生转动。
参阅图9-图11,复阅图1-图2,图9为图2中C部放大图,图10为图1中沿a-a剖视图,图11为图1中G部放大图。进一步地,锚定卡瓦组件15包括上椎体151、卡瓦组件152及下椎体153,上椎体一端与活塞组件14螺纹连接,上椎体另一端具有锥面,下椎体153一端亦具有锥面,下椎体153的锥面与上椎体151的锥面相对,卡瓦组件152位于上椎体151及下椎体153之间,卡瓦组件152两端分别抵接上椎体151及所下椎体153的锥面,下椎体153另一端位于解封组件16外并抵接解封组件16的一端。具体地,上椎体151一端与外活塞筒142的一端螺纹连接,当外活塞142运动时,外活塞142挤压上椎体151,使得上椎体151朝向下椎体153运动,上椎体151及下椎体153的锥面共同挤压卡瓦组件152,使得卡瓦组件152径向膨胀而锚定于管柱内壁,实现坐封。
更进一步地,卡瓦组件152包括锚定卡瓦1521、弹性片1522及卡瓦笼1523,锚定卡瓦1521两端具有相对设置的锚定卡齿15211,卡瓦笼1523沿周向设有多组窗口15231,沿卡瓦笼1523长度方向,每组窗口15231至少设有两个,锚定卡齿15211分别露出于窗口15231,弹性片1522位于锚定卡瓦1521及卡瓦笼1523之间,弹性片1522分别抵接卡瓦笼1523内壁及锚定卡瓦1521两端的锚定卡齿15211之间,锚定卡瓦1521两端背向锚定卡齿15211的一面还具有挤压斜面15212,锚定卡瓦1521两端的挤压斜面15212分别与上椎体151及下椎体153的锥面贴合。由于在弹性片1522作用力下,卡瓦1521收缩,使得锚定卡齿15211不会露出于卡瓦笼1523的窗口15231外,使得封隔器入井时更为顺畅,当外活塞筒142推动上椎体151,使得上椎体151及下椎体153的锥面共同挤压锚定卡瓦1521两端的斜面,此时锚定卡瓦1521径向膨胀,弹性片1522压缩,锚定卡瓦1521两端的锚定卡齿15211即露出于窗口15231并锚定于管柱内壁。本例中,锚定卡瓦1521采用双向齿卡瓦。
参阅图12,复阅图1-图2,图12为图2中A部放大图。更进一步地,胶筒组件13包括胶筒131、胶筒套132及胶筒支撑套133,胶筒套132设有两个,两个胶筒套132分别套设于胶筒131两端,胶筒支撑套133一端与内活塞141一端螺纹连接,两个胶筒套132还分别抵接于上端接头12及胶筒支撑套133,当内活塞141运动时,上端接头12及胶筒支撑套133同时挤压胶筒131两端的胶筒套132,使得胶筒131发生径向膨胀而密封于管柱,在胶筒套132的作用下,胶筒131具有更好的过盈量,因此具有更好的密封效果。
复阅图1-图2。进一步地,上端接头12内壁设有螺纹121,优选地,螺纹121为左旋螺纹,封隔器作业时,可通过上端接头12的螺纹连接上端管串并实现密封,当需要更换或维修上端管串时,无需将封隔器解封,只需通过上端右旋上端管串并提出即可进行维修或更换上端管串,极大的提高工作效率,节省工具成本,同时,在解封时,解封器2的棘爪组件23可卡接螺纹121。
参阅图13,复阅图3-图4,图13为实施例中棘爪组件结构示意图。更进一步地,棘爪组件23包括上端连接杆231、滑筒232及棘爪233,上端连接杆231一端与杆体21背向弹性捕获组件22的一端连接,上端连接杆231另一端还设有限位头2311,滑筒232滑动设于上端连接杆231且被限位头2311及杆体21一端限位,棘爪233套设于滑筒232外,棘爪233一端固定于滑筒232外壁,另一端朝向杆体21且可径向膨胀或收缩。
具体地,棘爪233包括棘爪固定筒2331及多个棘爪体2332,棘爪固定筒2331固定于滑筒232外壁,多个棘爪体2332沿周向设于棘爪固定筒2331的一端并朝杆体21延伸,沿棘爪体2332长度方向,每个棘爪体2332外壁皆设有多圈卡接齿23321,多圈卡接齿23321齿向朝上,因此当解封器2进入芯轴11,棘爪体2332向下运动时,卡接齿23321与螺纹121相互挤压,使得棘爪体2332发生径向收缩,当解封器上提,棘爪体2332向上运动时,棘爪体2332回弹,卡接齿23321与螺纹121卡接,使得棘爪体2332带动上端接头12运动,继而使芯轴11上移。
即当解封器2进入芯轴1,随着解封器2向下运动,限位头2311抵接棘爪223使得棘爪于上端接头内121向下运动,并不断卡接螺纹121,当解封器2上提时,上端连接杆231滑筒232内滑动并带动杆体22向上运动,当运动至杆体22与滑筒232相抵接时,杆体22向上顶升滑筒232,使得棘爪232上提上端接头12以带动芯轴11向上位移,即可完成解封并将解封器1提出。
复阅图1-图2。优选地,还包括封隔器本体1还包括下端接头17,下端接头17套设于锚定卡瓦组件15的一端并与锚定卡瓦组件15螺纹连接。具体地,下端接头17套设于下椎体153一端的外壁,并与下椎体153外壁螺纹连接,下端接头17内部还分别抵接下椎体153及第一解封环162,当下椎体153将受力传递至爪体1612的凸台16121时,在下端接头17的支撑限制下,使得下椎体17更有效的将受力传递至1612的凸台16121,同时,当弹性捕获爪223穿过第一解封环162时,在下端接头17的抵接下,第一解封环162受到弹性捕获爪223的推力则被下端接头17承载,有效防止弹性捕获爪223穿过第一解封环162时将连接于第一解封环162及弹性爪161的销钉剪断,防止下入弹性捕获抓时223造成第一解封环162的提前解封,从而进一步提高封隔器的稳定性。
综上,坐封时,封隔器上、下两端连接着油管及工具串,形成油气管柱,向管柱内施加液压,液压由传压孔进入活塞组件,并同时挤压内活塞筒及外活塞筒,使得连接于解封环及内活塞筒的销钉被剪断,内活塞筒及外活塞筒分别同时朝向上下两端运动,内活塞筒运动过程中,推动胶筒支撑套,使得胶筒两端的胶筒套共同挤压胶筒,进而使胶筒发生径向膨胀以密封管柱,外活塞筒运动过程中,推动上椎体朝向下椎体运动,上椎体及下椎体共同挤压锚定卡瓦,使锚定卡瓦径向膨胀,锚定卡瓦两端的锚定卡齿与卡瓦笼的窗口露出并锚定于管柱内壁,同时,下椎体另一端承载于弹性爪的凸台。
解封时,将解封器伸入芯轴内,当弹性捕获爪到达第一解封环时,第一解封环抵接弹性捕获爪,使弹性捕获爪径向收缩,同时弹性件压缩并产生弹力将弹性捕获爪推动至第一解封环,穿过第一解封环后,上提杆体,弹性捕获爪卡接第一解封环,同时棘爪组件卡接上端接头,在上拉力的作用下,连接于第一解封环及弹性捕获爪的销钉被剪断,使得弹性爪的各个爪体失去支撑力而发生收缩,使得锚定卡瓦组件失去支撑力发生径向收缩,继而解除与管柱的锚定,同时,随着解封器继续向上提动,第一解封环上移并被芯轴抵接,在芯轴的抵接作用力下,第一解封环及弹性捕获爪之间再次产生相互作用力,使得连接于第二解封环及下端连接杆的销钉剪断,第二解封环及弹性捕获爪沿下端连接杆向下滑动至限位块,过程中弹性捕获爪沿径向收缩而穿过第一解封环进入芯轴内,与此同时棘爪组件则上提上端接头,使得上端接头带动芯轴向上运动,由于上端接头上移,胶筒组件失去上端接头的抵接力亦发生收缩回弹,即完成解封,此时继续上提解封器即可将封隔器提出,并右旋棘爪组件即可分离解封器及封隔器。
通过在芯轴上设置具有弹性爪及第一解封环的解封组件,在封隔器坐封后,需要采用专用的解封器进行解封,不受井下压力的影响,有效的避免封隔器由于井下压力的影响而解封导致的锚定功能失效的风险,同时,当封隔器需要更换部分工具或维修上端管柱时,无需磨铣封隔器,有效减少单井工具成本及作业周期。
上所述仅为本实用新型的实施方式而已,并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种高压储气井可回收的封隔器,其特征在于,包括:
封隔器本体,包括芯轴、沿芯轴由上至下依次环设于所述芯轴外的上端接头、密封胶筒组件、活塞组件及锚定卡瓦组件;所述芯轴侧壁设有传压孔,所述活塞组件位于所述传压孔外,所述上端接头与所述芯轴上端螺纹连接,所述密封胶筒组件、活塞组件及锚定卡瓦组件依次首尾螺纹连接;
还包括解封组件,其包括弹性爪及第一解封环,所述弹性爪一端位于所述锚定卡瓦组件内并与所述芯轴一端螺纹连接,其另一端位于所述锚定卡瓦组件外并与所述锚定卡瓦组件抵接,所述第一解封环位于所述弹性爪于所述锚定卡瓦组件外的一端内,并抵接弹性爪内壁,其与所述弹性爪通过销钉连接;及
解封器,包括杆体及分别连接于杆体上、下两端的棘爪组件及弹性捕获组件,解封时,杆体及弹性捕获组件伸入芯轴内部,棘爪组件卡接上端接头,弹性捕获爪组件卡接第一解封环。
2.根据权利要求1所述的高压储气井可回收的封隔器,其特征在于,所述弹性爪包括固定筒及多个爪体,所述固定筒位于所述锚定卡瓦组件内并与所述芯轴一端螺纹连接,多个所述爪体沿周向设于所述固定筒一端并背向所述芯轴延伸至所述锚定卡瓦组件外,所述第一解封环与多个所述爪体位于所述锚定卡瓦组件外一端的内壁抵接,并通过销钉分别与多个所述爪体连接,所述锚定卡瓦组件一端抵接于所述爪体的一端。
3.根据权利要求2所述的高压储气井可回收的封隔器,其特征在于,每个所述爪体位于所述锚定卡瓦组件外一端的外壁都设有凸台,所述锚定卡瓦组件抵接于每个所述爪体的凸台。
4.根据权利要求1所述的高压储气井可回收的封隔器,其特征在于,所述弹性捕获组件包括连接杆及套设于所述连接杆外的弹性件、弹性捕获爪及第二解封环,所述连接杆一端与所述杆体可拆卸连接,其另一端具有限位环,所述弹性件位于所述弹性捕获爪及所述杆体之间,其两端分别抵接所述杆体及所述弹性捕获爪,所述第二解封环位于所述弹性捕获爪及所述限位环之间,其与所述连接杆采用销钉连接。
5.根据权利要求1所述的高压储气井可回收的封隔器,其特征在于,所述活塞组件包括内活塞筒、外活塞筒及防倒退结构,所述内活塞筒及外活塞筒的一端套设于所述芯轴外壁,且分别位于所述传压孔两侧,所述内活塞筒还位于所述外活塞筒内,所述内活塞筒另一端伸出所述外活塞筒与所述胶筒组件螺纹连接,所述外活塞筒一端与所述锚定卡瓦组件螺纹连接,所述防倒退结构位于所述内活塞筒外并位于外活塞筒及胶筒组件之间,其一端与所述外活塞筒螺纹连接,另一端通过销钉与所述内活塞筒连接。
6.根据权利要求5所述的高压储气井可回收的封隔器,其特征在于,所述防倒退结构包括剪切环、内卡瓦及内卡瓦套筒,所述剪切环通过销钉与所述内活塞筒连接,所述内卡瓦套筒两端分别与所述剪切环及所述外活塞筒螺纹连接,所述内卡瓦套筒内壁设有第一卡齿,所述内卡瓦一面具有第二卡齿,第一卡齿与第二卡齿咬合,所述内卡瓦另一面还具有第一细齿,所述内活塞筒具有第二细齿,所述第一细齿与所述第二细齿咬合。
7.根据权利要求1所述的高压储气井可回收的封隔器,其特征在于,所述锚定卡瓦组件包括上椎体、卡瓦组件及下椎体,所述上椎体一端与所述活塞组件螺纹连接,其另一端具有锥面,所述下椎体一端亦具有锥面,且与所述上椎体相对,所述卡瓦组件位于所述上椎体及所述下椎体之间,其两端分别抵接所述上椎体及所下椎体的锥面,所述下椎体另一端位于所述解封组件外并抵接所述解封组件的一端。
8.根据权利要求7所述的高压储气井可回收的封隔器,其特征在于,所述卡瓦组件包括锚定卡瓦、弹性片及卡瓦笼,所述锚定卡瓦两端具有相对设置的锚定卡齿,所述卡瓦笼沿周向设有多组窗口,沿其长度方向,每组窗口至少设有两个,所述锚定卡齿分别露出于所述窗口,所述弹性片位于所述锚定卡瓦及所述卡瓦笼之间,且分别抵接所述卡瓦笼内壁及所述锚定卡瓦两端的锚定卡齿之间,所述锚定卡瓦两端背向所述锚定卡齿的一面还具有挤压斜面,所述挤压斜面分别与所述上椎体及所述下椎体的锥面贴合。
9.根据权利要求1所述的高压储气井可回收的封隔器,其特征在于,所述上端接头内壁设有螺纹,解封时,杆体伸入芯轴内部,棘爪组件与螺纹卡接。
10.根据权利要求1所述的高压储气井可回收的封隔器,其特征在于,所述封隔器本体还包括下端接头,所述下端接头套设于所述锚定卡瓦组件的一端,并与所述锚定卡瓦组件的一端螺纹连接。
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