一种自验封的扩张式隔采封隔器的制作方法

1.本实用新型涉及封隔器技术领域，特别涉及一种自验封的扩张式隔采封隔器。

背景技术：

2.随着油井开采的推进，套管腐蚀结垢、油层出水或水淹日益严重，井筒工况日益恶化，控水采油的工作量逐渐增加，目前油田常用的隔方案多是先下漏、水管柱对套管进行挤注漏、水，确定套管破损漏失点或出水层段，再下压缩式隔采类封隔器进行隔水采油。
3.这种常规的措施方案存在如下缺陷：
4.1、隔采前需要进行漏、水测试作业，工期较长，且测试结果受现场条件影响较大。
5.2、常规压缩式封隔器对于腐蚀结垢等恶劣的井况适应性较差，有效期短。
6.3、常用的液力坐封的y341压缩式封隔器，一旦封位错误或本身坐封不良，没有很好的验证手段，且不能重复坐封，坐封失败后必须、提出管柱重新下入隔采管柱。

技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种自验封的扩张式隔采封隔器。
8.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种自验封的扩张式隔采封隔器，包括：中心管，所述中心管的上端螺纹连接有上接头，所述中心管的下端螺纹连接有下接头；
9.所述中心管的外部套设有锁定头，所述锁定头位于上接头的下侧，所述锁定头的外侧壁开设有凹槽，所述锁定头的凹槽的内侧面且位于边缘处固定连接有张力调节环，所述锁定头的凹槽且朝向中心管的一侧开设有坐封槽，所述坐封槽的内部设置有定位钢球，所述定位钢球与张力调节环之间设置有张力弹簧；
10.所述中心管的外侧壁开设有容纳定位钢球的解封槽，所述解封槽位于锁定头的内腔内，所述中心管的外侧壁开设有泄压槽，所述泄压槽位于与锁定头相连的护套处；
11.所述锁定头的下侧设置有桥接头，所述桥接头的下端螺纹连接有弹簧座，所述弹簧座和桥接头的外部凹陷部分之间设置有验封滑套和验封弹簧，所述验封滑套与桥接头、弹簧座滑动连接，所述验封弹簧的一端与弹簧座固定连接，所述验封弹簧的另一端与验封滑套固定连接，所述弹簧座的下侧设置有复位活塞；
12.所述锁定头和桥接头、弹簧座和复位活塞之间均设置有扩张胶筒，且扩张胶筒的两端分别插入对应的内腔内；
13.所述中心管与扩张胶筒、桥接头、弹簧座之间均设置有缝隙，所述桥接头上开设有与中心管外侧的缝隙相互连通的通口，所述桥接头的通口与验封滑套的左侧面连通，所述中心管的侧壁开设有两个进液孔，上侧所述进液孔与中心管外侧的缝隙相互连通，且固定
连接有单流环，下侧所述进液孔与复位活塞、下接头之间形成的腔室连通。
14.优选地，所述锁定头的下端、桥接头的上端、弹簧座的下端和复位活塞的上端均螺纹连接有护套，所述护套紧靠对应的扩张胶筒的外侧面。
15.优选地，所述扩张胶筒的横截面呈凸字形。
16.优选地，所述桥接头、弹簧座和复位活塞均套设于中心管的外部。
17.优选地，所述扩张胶筒与中心管、桥接头、弹簧座的交界处均设置密封圈，所述上接头和中心管、桥接头和验封滑套、验封滑套与弹簧座、复位活塞和下接头、复位活塞和中心管之间均设置密封圈。
18.优选地，所述扩张胶筒采用橡胶材料制成。
19.有益效果：
20.1、本工具扩张胶筒以足够的厚度和弹性贴合套管，对套管内壁的粗糙适应性更强，有效期更长。
21.2、本工具具备自验封功能，在坐封过程中即可自动验证封隔器与套管的密封性，从而可以确定封位是否正确。
22.3、本工具兼备反复坐封解封功能，一旦坐封失败，可以更换位置重新坐封，避免了现场重新起下钻的麻烦。
23.4、本工具反复坐封解封功能可以实现堵水一体化作业，即利用水管柱完成漏水测试后直接转入隔采生产，简化了措施工作。
附图说明
24.图1为本实用新型一种自验封的扩张式隔采封隔器的内部结构图。
25.图例说明：
26.1、上接头；2、张力调节环；3、张力弹簧；4、锁定头；5、护套；6、扩张胶筒；7、验封滑套；8、桥接头；9、验封弹簧；10、弹簧座；11、单流环；12、中心管；13、复位活塞；14、下接头；15、定位钢球；16、坐封槽；17、解封槽；18、泄压槽；19、进液孔。
具体实施方式
27.本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
28.参照图1，本实用新型实施例一种自验封的扩张式隔采封隔器，其包括：中心管12，中心管12的上端螺纹连接有上接头1，中心管12的下端螺纹连接有下接头14；
29.中心管12的外部套设有锁定头4，锁定头4位于上接头1的下侧，锁定头4的外侧壁开设有凹槽，锁定头4的凹槽的内侧面且位于边缘处固定连接有张力调节环2，锁定头4的凹槽且朝向中心管12的一侧开设有坐封槽16，坐封槽16的内部设置有定位钢球15，定位钢球15与张力调节环2之间设置有张力弹簧3；
30.中心管12的外侧壁开设有容纳定位钢球15的解封槽17，解封槽17位于锁定头4的内腔内，中心管12的外侧壁开设有泄压槽18，泄压槽18位于与锁定头4相连的护套5处；
31.锁定头4的下侧设置有桥接头8，桥接头8的下端螺纹连接有弹簧座10，弹簧座10和桥接头8的外部凹陷部分之间设置有验封滑套7和验封弹簧9，验封滑套7与桥接头8、弹簧座10滑动连接，验封弹簧9的一端与弹簧座10固定连接，验封弹簧9的另一端与验封滑套7固定连接，弹簧座10的下侧设置有复位活塞13；
32.锁定头4和桥接头8、弹簧座10和复位活塞13之间均设置有扩张胶筒6，且扩张胶筒6的两端分别插入对应的内腔内，扩张胶筒6的横截面呈凸字形；
33.桥接头8、弹簧座10和复位活塞13均套设于中心管12的外部，锁定头4的下端、桥接头8的上端、弹簧座10的下端和复位活塞13的上端均螺纹连接有护套5，护套5紧靠对应的扩张胶筒6的外侧面，扩张胶筒6采用橡胶材料制成，扩张胶筒6采用钢管与橡胶整体硫化方式，钢管上有内外沟通的进液孔19，橡胶有足够厚度满足扩张密封套管并填充封隔器与套管的环形间隙一定距离，且封隔器胶筒可以适应套管内壁的粗糙起伏。
34.扩张胶筒6与中心管12、桥接头8、弹簧座10的交界处均设置密封圈，上接头1和中心管12、桥接头8和验封滑套7、验封滑套7与弹簧座10、复位活塞13和下接头14、复位活塞13和中心管12之间均设置密封圈。
35.中心管12与扩张胶筒6、桥接头8、弹簧座10之间均设置有缝隙，桥接头8上开设有与中心管12外侧的缝隙相互连通的通口，桥接头8的通口与验封滑套7的左侧面连通，中心管12的侧壁开设有两个进液孔19，上侧进液孔19与中心管12外侧的缝隙相互连通，且固定连接有单流环11，下侧进液孔19与复位活塞13、下接头14之间形成的腔室连通。
36.工作原理：
37.结构：上接头1、中心管12、下接头14经螺纹刚性连接；其余件环于中心管12外为螺纹刚性连接，并通过定位钢球15限制其与中心管12的轴向相对位置。
38.坐封：下井时，定位钢球15位于坐封槽16内，外层刚性连接组件(除上接头1、中心管12、下接头14以外的所有配件)处于坐封待命状态；工具下到设计位置后，油管(中心管12)打压，中心管12高压经单流环11进入中心管12外侧，进一步进入两级扩张式胶筒内腔，驱动扩张胶筒6贴合套管形成密封。
39.自验封：当中心管12、扩张胶筒6内腔坐封压力进一步升高达到验封滑套7开启压力时，验封滑套7在内压作用下克服验封弹簧9弹力向下滑行开启，则中心管12、扩张胶筒6内腔坐封压力依次经单流环11、验封滑套7向工具外泄流；若两级扩张胶筒6密封良好(封隔器密封良好)，则验封滑套7内外瞬间压力平衡稳定，中心管12可以稳压；任意一级扩张胶筒6密封不良(封隔器密封不好或封位错误)，则验封滑套7内高压将持续向外泄流，中心管12将无法稳压，则可判定封隔器密封不良或封位错误。
40.解封:上提管柱带动上接头1、中心管12、下接头14上行克服定位钢球15的锁定力，外层所有刚性连接件(扩张胶筒6、护套5、锁定头4、桥接头8、验封滑套7、弹簧座10、验封弹簧9、复位活塞13)相对下行，直到定位钢球15滑进中心管12外的解封槽17，封隔器处于解封状态；单流环11被弹簧座10内壁挤压封堵中心管12进液孔19，同时扩张胶筒6上下密封圈滑行到中心管12上的泄压槽18，扩张胶筒6内腔高压经泄压槽18向套管泄流，扩张胶筒6内外压力平衡而回收，封隔器解封。
41.复位:提放管柱更换新坐封位置后，中心管12升压，由于中心管12的进液孔19被单流环11挤压封闭，中心管12高压经底部进液孔19进入复位活塞13下端面，推动复位活塞13
及与之刚性连接的所有外层配件向上滑行，直到定位钢球15滑进中心管12外的坐封槽16，封隔器处于切换到坐封待命状态，继续升压，坐封过程与上述坐封过程完全一致。
42.相关术语：
43.1.坐封：封隔器类工具由待命状态向密封状态转变的过程(可以是液压、机械、或其它方式驱动)
44.2.解封：封隔器类工具解除密封锚定状态的过程，使之能够自由起下。
45.3.管柱：油田术语，泛指下入井筒的管材及与之相连的工具、配件的总和。
46.4.刚性连接：以螺纹或其它方式连接后，配件之间不发生轴向或径向相对运动的连接方式。比如轴向螺纹连接的多个配件，其轴向无法发生相对位移变化，这多个螺纹连接的配件则为刚性连接，可以视为一个整体。
47.上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

技术特征：

1.一种自验封的扩张式隔采封隔器，其特征在于，包括：中心管(12)，所述中心管(12)的上端螺纹连接有上接头(1)，所述中心管(12)的下端螺纹连接有下接头(14)；所述中心管(12)的外部套设有锁定头(4)，所述锁定头(4)位于上接头(1)的下侧，所述锁定头(4)的外侧壁开设有凹槽，所述锁定头(4)的凹槽的内侧面且位于边缘处固定连接有张力调节环(2)，所述锁定头(4)的凹槽且朝向中心管(12)的一侧开设有坐封槽(16)，所述坐封槽(16)的内部设置有定位钢球(15)，所述定位钢球(15)与张力调节环(2)之间设置有张力弹簧(3)；所述中心管(12)的外侧壁开设有容纳定位钢球(15)的解封槽(17)，所述解封槽(17)位于锁定头(4)的内腔内，所述中心管(12)的外侧壁开设有泄压槽(18)，所述泄压槽(18)位于与锁定头(4)相连的护套(5)处；所述锁定头(4)的下侧设置有桥接头(8)，所述桥接头(8)的下端螺纹连接有弹簧座(10)，所述弹簧座(10)和桥接头(8)的外部凹陷部分之间设置有验封滑套(7)和验封弹簧(9)，所述验封滑套(7)与桥接头(8)、弹簧座(10)滑动连接，所述验封弹簧(9)的一端与弹簧座(10)固定连接，所述验封弹簧(9)的另一端与验封滑套(7)固定连接，所述弹簧座(10)的下侧设置有复位活塞(13)；所述锁定头(4)和桥接头(8)、弹簧座(10)和复位活塞(13)之间均设置有扩张胶筒(6)，且扩张胶筒(6)的两端分别插入对应的内腔内；所述中心管(12)与扩张胶筒(6)、桥接头(8)、弹簧座(10)之间均设置有缝隙，所述桥接头(8)上开设有与中心管(12)外侧的缝隙相互连通的通口，所述桥接头(8)的通口与验封滑套(7)的左侧面连通，所述中心管(12)的侧壁开设有两个进液孔(19)，上侧所述进液孔(19)与中心管(12)外侧的缝隙相互连通，且固定连接有单流环(11)，下侧所述进液孔(19)与复位活塞(13)、下接头(14)之间形成的腔室连通。2.根据权利要求1所述的一种自验封的扩张式隔采封隔器，其特征在于，所述锁定头(4)的下端、桥接头(8)的上端、弹簧座(10)的下端和复位活塞(13)的上端均螺纹连接有护套(5)，所述护套(5)紧靠对应的扩张胶筒(6)的外侧面。3.根据权利要求1所述的一种自验封的扩张式隔采封隔器，其特征在于，所述扩张胶筒(6)的横截面呈凸字形。4.根据权利要求1所述的一种自验封的扩张式隔采封隔器，其特征在于，所述桥接头(8)、弹簧座(10)和复位活塞(13)均套设于中心管(12)的外部。5.根据权利要求1所述的一种自验封的扩张式隔采封隔器，其特征在于，所述扩张胶筒(6)与中心管(12)、桥接头(8)、弹簧座(10)的交界处均设置密封圈，所述上接头(1)和中心管(12)、桥接头(8)和验封滑套(7)、验封滑套(7)与弹簧座(10)、复位活塞(13)和下接头(14)、复位活塞(13)和中心管(12)之间均设置密封圈。6.根据权利要求1所述的一种自验封的扩张式隔采封隔器，其特征在于，所述扩张胶筒(6)采用橡胶材料制成。

技术总结

本实用新型公开了一种自验封的扩张式隔采封隔器，包括中心管，所述中心管的上端螺纹连接有上接头，所述中心管的下端螺纹连接有下接头，所述中心管的外部套设有锁定头，所述锁定头位于上接头的下侧，所述锁定头的外侧壁开设有凹槽，所述锁定头的凹槽的内侧面且位于边缘处固定连接有张力调节环。通过上述结构，扩张胶筒以足够的厚度和弹性贴合套管，对套管内壁的粗糙适应性更强，有效期更长，在坐封过程中即可自动验证封隔器与套管的密封性，从而可以确定封位是否正确，兼备反复坐封解封功能，一旦坐封失败，可以更换位置重新坐封，避免了现场重新起下钻的麻烦。现场重新起下钻的麻烦。现场重新起下钻的麻烦。