[发明专利]一种无限压液力膨胀式套管外封隔器总成

说明书

技术领域

本发明属于油田井下工具技术领域，尤其涉及一种无限压液力膨胀式套管外封隔器总成。

背景技术

套管外封隔器是一种用于石油工业油气井固井或完井工具，是采用机械方式制止或控制油、气、水互窜的重要手段，它主要由膨胀筒、中间连接管及阀系等组成，下井时将其接于套管管柱的适当位置，靠套管内液压力的升高使膨胀筒膨胀，以达到控制管外环空的目的。目前现场使用的套管外封隔器的阀系结构复杂，并且这种阀系安装采用横向安置，即阀的轴线方向于管外封隔器的轴向方向垂直，因此加工制造难度大，耗时长，加工成本很高。另外，这种阀系在制造过程中必须采用焊接工艺，不但对工艺水平的要求高，而且阀系的整体承压能力会因此受到限制。

发明内容

本发明通过改变阀系的布置方式，提供一种无限压液力膨胀式套管外封隔器总成，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本发明提供了一种无限压液力膨胀式套管外封隔器总成，包括连接单元、膨胀单元和控制单元，所述的连接单元主要由上连接管、阀体、中间连接管、接头和下连接管通过螺纹依次连接而成；

所述的膨胀单元套在中间连接管的外侧，膨胀单元包括膨胀筒护环、膨胀筒胀环、膨胀筒组件和膨胀筒连接环，所述的膨胀筒组件由两个膨胀筒接头和膨胀筒组成，膨胀筒的两端硫化在两个膨胀筒接头上，靠近阀体的膨胀筒接头通过连接螺丝与阀体相连，另一个膨胀筒接头通过螺纹与膨胀筒连接环相连，膨胀筒护环和膨胀筒胀环套装在膨胀筒组件的外侧，所述的接头的外侧设置有台肩，所述的膨胀筒连接环从接头一侧套入并靠在所述的台肩上，膨胀筒组件与中间连接管之间设置有用于容纳液体的环形空间；

所述的控制单元主要由打开阀、关闭阀和单向阀组成，阀体上设置有两个轴线与中间连接管的轴线平行的贯通孔，两个贯通孔均将中间连接管与膨胀单元之间的环形空间与本发明的外部连通，打开阀和关闭阀安装在一个贯通孔内，单向阀安装在另一个贯通孔内，打开阀和关闭阀通过压帽封装在阀体内，打开阀包括打开阀芯、打开阀套和打开销，打开阀芯通过打开销与打开阀套连接，关闭阀包括关闭阀芯、关闭弹簧和安全销，关闭阀芯的尾部设置有滑杆，滑杆穿过压帽中心的圆孔并通过安全销安装在压帽上，所述的关闭弹簧套在滑杆上且位于压帽与关闭阀芯的头部之间；

所述的阀体的内侧通过螺纹安装有充液销，充液销的轴线垂直于打开阀或关闭阀的轴线，充液销上设置有凸出于阀体内壁的悬出段，充液销的中心设置有盲孔，盲孔与打开阀和关闭阀之间的空间连通，盲孔的最深处与阀体的中轴线之间的距离小于阀体的最小内径；

阀体的端部、上连接管的外侧设置有一压环，压环通过螺栓安装在阀体的端部，压环上与关闭阀和单向阀对应的位置分别设置有过液孔。

与阀体相邻的膨胀筒接头点焊在中间连接管上。所述的打开阀芯与打开阀套之间设置有密封件，所述的关闭阀芯所在的贯通孔的内壁与所述的关闭阀芯之间设置有密封件。所述的单向阀的过液方向为由本发明的外部至内部。所述的关闭阀芯的头部与所述的打开阀芯的尾部相抵。所述的膨胀筒由橡胶材料制成，膨胀筒的内部设置有耐高压加强骨架。所述的耐高压加强骨架由钢丝或尼龙材料制成。

本发明的有益效果为：

1、本发明将阀系中的各阀的轴线均与封隔器轴线平行，通过常规的及加工技术即可实现加工，且耗时短，对工人的技术水平要求也大大降低。

2、本发明所采用的耐高压膨胀筒以及无焊接工艺的高承压阀系，可满足油气井固井施工作业的极限压力标准，故对施工中的压力大小不做特别限制。而在现有技术中，由于同类装置的承压能力有限，通常需要在施工时采用限压阀限压。

3、由单向阀、打开阀、关闭阀构成的阀系，具有对环境压力自动补偿和平衡的功能，所以本发明对钻井液、固井水泥浆顶替液的密度不做特殊要求。而在现有技术中，要求介质由密度引起的管内外压差一般不大于5MPa，这很难满足现场要求。

4、现有技术中的同类产品在装配时，需要在装置内填充油或其它液体，否则打开阀会提前打开。而本发明设置的单向阀连通了套管外的环空和封隔器的内部，可在封隔器随套管下入井内的同时，将环空内的液体引入膨胀筒内，从而保持膨胀筒内外的压力平衡，这一结构改进，不但避免了现有的套管外封隔器在组装时由阀腔及膨胀筒内充液引起的不确定性，而且避免产生打开阀提前打开的问题。

5、本发明的阀系由两组相互独立的阀组成，结构简单，加工方便且无焊接工艺，因此对材料的可焊接性能无要求，而且承压强度大。

附图说明