(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202021002562.7
(22)申请日 2020.06.04
(73)专利权人 中石化石油工程技术服务有限公
司
地址 100101 北京市朝阳区北辰西路8号北
辰世界中心A座703
专利权人 中石化胜利石油工程有限公司
中石化胜利石油工程有限公司井
下作业公司
(72)发明人 刘涛 张昌朝 刘明辉 张迎春
逯玉亮 李勇 张红
公司 37107
代理人 侯玉山
(51)Int.Cl.E21B 33/127(2006.01)
(54)实用新型名称
(57)摘要
本实用新型公开了一种应用于大斜度、复杂
轨迹井测试封隔器，包括芯轴和安装在芯轴上端
构、密封机构、支撑机构和换位机构；换位机构可
以保证封隔器在复杂轨迹井中的正常换位，旁通
机构可以使封隔器在下入、解封和提出过程中压
力迅速平衡。本封隔器可以广泛适用于各种大斜
度、复杂轨迹井及普通井的封隔施工，可以提高
复杂轨迹井测试施工成功率，实现地层测试获取
地层参数。权利要求书1页 说明书9页 附图2页CN 212614626 U 2021.02.26
C N 212614626
U
1.一种应用于大斜度、复杂轨迹井测试封隔器，包括芯轴和安装在芯轴上端的上接头，其特征在于，所述芯轴外侧依次由上至下安装有旁通机构、密封机构、支撑机构和换位机构；其中：
所述旁通机构包括套设在芯轴外侧的中间接头，所述中间接头的外侧螺纹连接有泄压接头，所述中间接头与上接头之间形成活动的与泄压接头内腔连通的泄压通道，所述中间接头与上接头的活动接触部设有密封装置；
所述密封机构包括套设在芯轴上的胶筒芯轴、与中间接头下端外螺纹密封连接的调节环和套设在胶筒芯轴外侧的胶筒，所述胶筒芯轴的上端与中间接头下端内螺纹连接；
所述支撑机构包括卡瓦、与调节环螺纹连接的卡瓦滑套和与卡瓦滑套螺纹连接的卡瓦芯轴，卡瓦环箍套设在卡瓦芯轴上，所述卡瓦安装于卡瓦芯轴、卡瓦环箍和卡瓦滑套形成的卡瓦槽内；所述卡瓦环箍的内壁上设有对卡瓦芯轴进行限位的台阶面，所述卡瓦环箍的下端连接有用于缓冲卡瓦芯轴的缓冲装置；
所述换位机构沿芯轴上的轨道槽移动并与缓冲装置下端活动接触。
2.根据权利要求1所述的一种应用于大斜度、复杂轨迹井测试封隔器，其特征在于：所述换位机构包括套设在芯轴外部的摩擦块套筒，所述摩擦块套筒上安装有摩擦块弹簧和摩擦块，所述摩擦块套筒的上下两端分别螺纹连接有定位环和固定环，所述固定环的下端螺纹连接有挡环，所述摩擦块套筒与挡环之间安装有换位销套，所述换位销套内安装有位于轨道槽内的换位销。
3.根据权利要求2所述的一种应用于大斜度、复杂轨迹井测试封隔器，其特征在于：所述定位环与摩擦块套筒上端通过开槽凹端紧定螺钉限位，所述摩擦块套筒下端与固定环通过开槽凹端紧定螺钉限位。
4.根据权利要求1所述的一种应用于大斜度、复杂轨迹井测试封隔器，其特征在于：所述缓冲装置包括外筒、定位套、弹簧、限位套和钢球，所述定位套套设在芯轴外部，所述外筒套设在定位套外并与定位套和卡瓦环箍形成环形的空间，所述空间内安装有弹簧，所述弹簧的下端连接有限位套，所述限位套通过固定在外筒上的限位螺钉限位，所述外筒和定位套的上端与卡瓦环箍连接在一起，所述定位套下端设有实现外筒转动的钢球。
5.根据权利要求1所述的一种应用于大斜度、复杂轨迹井测试封隔器，其特征在于：所述卡瓦滑套的设有逐渐减少的倾斜面，所述卡瓦从卡瓦滑套下端倾斜面放入卡瓦槽内。
6.根据权利要求1所述的一种应用于大斜度、复杂轨迹井测试封隔器，其特征在于：所述上接头的下端设有倾斜的上接头配合面，所述中间接头的上端设有与上接头配合面相配合的中间接头配合面，所述密封装置安装在中间接头配合面上。
7.根据权利要求6所述的一种应用于大斜度、复杂轨迹井测试封隔器，其特征在于：所述密封装置为密封圈。
8.根据权利要求1所述的一种应用于大斜度、复杂轨迹井测试封隔器，其特征在于：所述胶筒包括相互并排的两个，相邻两个胶筒之间设有隔环。
9.根据权利要求1所述的一种应用于大斜度、复杂轨迹井测试封隔器，其特征在于：所述上接头内壁上、中间接头内壁上分别设有密封圈。
10.根据权利要求1所述的一种应用于大斜度、复杂轨迹井测试封隔器，其特征在于：所述轨道槽为之形槽。
权 利 要 求 书1/1页CN 212614626 U
一种应用于大斜度、复杂轨迹井测试封隔器
技术领域
[0001]本实用新型涉及油田地层测试时，需要封隔油套环形空间的测试封隔器，特别是一种应用于大斜度、复杂轨迹井测试封隔器。
背景技术
[0002]为了适应城市建设的需要，油田在勘探开发时，只能从外围打水平井或者大斜度井，钻至目的层位进行勘探，这样就造成了大部分井斜度大、轨迹复杂，由于目前油田使用的测试封隔器是旋转座封，这种封隔器在大斜度、复杂轨迹井中，往往因为管柱旋转扭矩无法传递至测试封隔器而不能实现有效座封，导致无法进行地层测试施工，不能取得地层参数进而不能对下步勘探提出数据依据。
[0003]其中，中国专利109372464A公开了一种封隔器，其涉及油气开发技术领域，包括：沿轴线延伸的本体、胶筒机构、活塞轴、缸套轴、缸套外筒、止退件、固定套；本体的侧壁上套设有能沿径向膨胀的胶筒机构、活塞轴、缸套轴、缸套外筒、固定套，本体的侧壁上开设有贯穿孔，缸套外筒套设在活塞轴、缸套轴外，贯穿孔位于活塞轴与缸套轴之间，活塞轴与缸套外筒相固定连接，止退件位于缸套轴和缸套外筒之间，止退件与缸套外筒之间相固定连接，缸套轴的外侧壁上具有齿尖朝上的齿，止退件的内侧壁具有齿尖朝下的齿，固定套固定在本体上以抵住缸套外筒和缸套轴。这种封隔器能够解决现有封隔器结构复杂、加工成本高、操作工艺复杂和坐封可靠性差等问题中的至少一个问题。
[0004]中国专CN209129577U公开了一种7″有限次非旋转重力坐封封隔器，包括上扶正接头、水力锚本体、固定夹板、水力锚镶齿卡瓦、容积管、胶筒心轴、顶鞋、端面胶筒、中间胶筒、底鞋、过渡套、卡瓦滑套、上心轴、机械镶齿卡瓦、开口环箍、摩擦块、摩擦块套筒、上换位心轴、油室外筒、换位套、浮动活塞、换位外筒、下换位心轴、换位凸耳、护套、锁定臂、破裂盘外筒、连接心轴、剪销护套、剪切短节、下扶正接头、压板压紧螺钉、水力锚卡瓦弹簧、直螺旋压缩弹簧、卡瓦止动销、开口环紧固螺
钉、摩擦块弹簧、压板、钢球、加油塞、卡环、破裂盘、剪销。本实用新型能满足只通过长提下放来操作，下井前具有锁定功能，有限定坐封次数，且到达坐封次数后可以再次锁定。
[0005]中国专利CN104863540B公开了一种液压坐封旋转解封的卡瓦封隔器，属油气井井下作业工具领域。该封隔器包括中心管、上接头、下接头、卡瓦、活塞套和释放套；中心管的一端装有上接头，另一端装有C型环；上接头一侧的中心管上装有内套；内套上通过锥体释放轴和键块A卡装有卡瓦上锥体和卡瓦下锥体；卡瓦上锥体和卡瓦下锥体之间装有卡瓦。该封隔器结构紧凑；坐封、锚定，解封机构设计精巧；坐封安全，可防止提前坐封，在多个封隔器同时使用时可轻松实现逐级解封；解决了以往多级解封难的问题。该封隔器同时能承受来自封隔器上方和下方的双向压力。特别适用于直井与小斜度井中进行注水(气)、层间封隔、分注分采、多层测试、增产措施作业使用。
[0006]中国专利CN204266980U公开了一种油田开采用的水平井、大斜度深井卡封封隔器 ，它包括：上接头，与上接头通过分瓣锁块相连的中心管，与中心管相连的下接头，中心管外
部设有外中心管，外中心管上套有二个胶筒，二个胶筒之间设有隔环，且胶筒的上、下端分别安装有胶筒护碗；外中心管下端与胶筒座螺纹连接，且胶筒座通过锁块锁定在中心管上，锁套的上端螺纹连接在胶筒座上，且锁套套在下接头上，并通过剪钉固定，安全活塞通过剪钉固定在下接头上；所述的上接头上通过销钉固定有解封套，解封套与上椎体螺纹连接。它能有效的实现层间封隔同时锚定管柱，并且在
下入管柱时有效地防止封隔器受撞击、泥浆淤阻、套管卡顿而在下井途中提前座卡座封，保证施工安全，降低事故风险。
[0007]上述封隔器虽然都有自身的优点，但有的封隔器是旋转座封，这种封隔器在大斜度、复杂轨迹井中，往往因为管柱旋转扭矩无法传递至测试封隔器而不能实现有效座封，导致无法进行地层测试施工，不能取得地层参数进而不能对下步勘探提出数据依据。而有的虽然是通过上提下放涉嫌坐封，在但耐高压及大斜度复杂轨迹井的底层测试施工方面难以实现。
发明内容
[0008]本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种应用于大斜度、复杂轨迹井测试封隔器，克服现有测试封隔器的缺陷，解决大斜度复杂轨迹井测试封隔器无法座封问题，扩大测试施工领域，可以实现无障碍座封，保障环形空间的密闭，实现地层测试获取地层参数。
[0009]本实用新型的技术方案是：一种应用于大斜度、复杂轨迹井测试封隔器，包括芯轴和安装在芯轴上端的上接头，所述芯轴外侧依次由上至下安装有旁通机构、密封机构、支撑机构和换位机构；其中：
[0010]所述旁通机构包括套设在芯轴外侧的中间接头，所述中间接头的外侧螺纹连接有泄压接头，所述中间接头与上接头之间形成活动的与泄压接头内腔连通的泄压通道，所述中间接头与上接头的活动接触部设有密封装置；
[0011]所述密封机构包括套设在芯轴上的胶筒芯轴、与中间接头下端外螺纹密封连接的调节环和套设在胶筒芯轴外侧的胶筒，所述胶筒芯轴的上端与中间接头下端内螺纹连接；[0012]所述支撑机构包括卡瓦、与调节环螺纹连接的卡瓦滑套和与卡瓦滑套螺纹连接的卡瓦芯轴，所述卡瓦环箍套设在卡瓦芯轴上，所述卡瓦安装于卡瓦芯轴、卡瓦环箍和卡瓦滑套形成的卡瓦槽内；所述卡瓦环箍的内壁上设有对卡瓦芯轴进行限位的台阶面，所述卡瓦环箍的下端连接有用于缓冲卡瓦芯轴的缓冲装置；
[0013]所述换位机构沿芯轴上的轨道槽移动并与缓冲装置下端活动接触。
[0014]优选的，所述换位机构包括套设在芯轴外部的摩擦块套筒，所述摩擦块套筒上安装有摩擦块弹簧和摩擦块，所述摩擦块套筒的上下两端分别螺纹连接有定位环和固定环，所述固定环的下端螺纹连接有挡环，所述摩擦块套筒与挡环之间安装有换位销套，所述换位销套内安装有位于轨道槽内的换位销。
[0015]优选的，所述定位环与摩擦块套筒上端通过开槽凹端紧定螺钉限位，所述摩擦块套筒下端与固定环通过开槽凹端紧定螺钉限位。
[0016]优选的，所述缓冲装置包括外筒、定位套、弹簧、限位套和钢球，所述定位套套设在芯轴外部，所述外筒套设在定位套外并与定位套和卡瓦环箍形成环形的空间，所述空间内安装有弹簧，所述弹簧的下端连接有限位套，所述限位套通过固定在外筒上的限位螺钉限
位，所述外筒和定位套的上端与卡瓦环箍连接在一起，所述定位套下端设有实现外筒转动的钢球。
[0017]优选的，所述卡瓦滑套的设有逐渐减少的倾斜面，所述卡瓦从卡瓦滑套下端倾斜面放入卡瓦槽内。
[0018]优选的，所述上接头的下端设有倾斜的上接头配合面，所述中间接头的上端设有与上接头配合面相配合的中间接头配合面，所述密封装置安装在中间接头配合面上。[0019]优选的，所述密封装置为密封圈。
[0020]优选的，所述胶筒包括相互并排的两个，相邻两个胶筒之间设有隔环。
[0021]优选的，所述上接头内壁上、中间接头内壁上分别设有密封圈。
[0022]优选的，所述轨道槽为之形槽。
[0023]本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：
[0024]1、由于本实用新型设计了新的坐封机构，该机构是通过上提下放使换位销在轨道槽内进行换位，从而使坐封机构换位，使卡瓦牙支撑在套管壁上，进而用管柱重量压缩胶筒，使胶筒膨胀实现胶筒的密封，所以本实用新型可广泛适用于直井、大斜度、复杂轨迹井的测试施工以及验套施工。
[0025]2、本实用新型设计有较大旁通泄压通道，便于解封，机械式上提下压座封，换位可靠，操作简单
、施工方便，需要时可通过入井管柱上提解封。本实用新型可以提高大斜度、复杂轨迹井测试成功率，增加测试施工范围，具有明显的经济效益。
附图说明
[0026]图1为本实用新型的上半部分结构示意图；
[0027]图2为本实用新型的下半部分结构示意图；
[0028]图中：1、上接头；2、泄压接头；3、中间接头；4、调节环；5、胶筒套；6、卡瓦滑套；7、卡瓦；8、卡瓦滑套；9、卡瓦环箍；10、定位套；11、弹簧；12、限位套；13、外筒；14、定位环；15、摩擦块套筒；16、固定环；17、换位销；18、换位销套；19、挡环；20、芯轴；21、泄压通道；22、胶筒；
23、隔环；24、摩擦块；25、摩擦块弹簧；27、密封圈；29、钢球；32、限位顶丝；34、上扣工装。
具体实施方式
[0029]下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0030]实施例一
[0031]图1和图2连接在一起。参照图1和图2所示，一种应用于大斜度、复杂轨迹井测试封隔器，包括芯轴20、安装在芯轴20上端的上接头1，在芯轴20外侧依次由上至下安装有旁通机构、密封机构、支撑机构和换位机构。其中：
[0032]上述的旁通机构包括包括泄压接头2和中间接头3。上接头1内壁上、中间接头3内壁上分别设有密封圈。中间接头3套设在芯轴20外侧，且中间接头3上部通过螺纹和开槽凹端紧定螺钉与泄压接头2下端连接，泄压接头2上部从上接头1处套入。中间接头3与上接头1之间形成活动的与泄压接头2内腔连通的泄压通道21，中间接头3与上接头1的活动接触部设有密封圈27。通过这种结构，当地层测试作业施工结束后，只需要上提管柱即可对封隔器进行解封，解封时先提开旁通机构，即使上接头1与中间接头3分离，从而使得泄压通道21打
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