一种多功能封隔器.pdf

本实用新型涉及油田用井下作业封隔工具，具体地说是一种同时具有压裂、测试和抽汲的多功能封隔器，包括上、下接头及心轴，心轴的两端分别与上、下接头连接成管状结构；在上、下接头之间的心轴上，自上而下依次套接有旁通机构、密封机构及换位机构，心轴在旁通机构、密封机构及换位机构内可上下往复移动，通过心轴的移动密封旁通孔及坐封。本实用新型借助钻杆或油管的上、下运动来操作和控制封隔器的开关，具有操作方便、动作灵活可靠的优点；结合了多种封隔器的综合特点，可同时具有压裂、测试、抽汲功能，省去更换功能单一封隔器的时间，提高了工作效率，降低了工作人员的劳动强度，大大提高了井下作业对工具的多功能需要。

1.  一种多功能封隔器，其特征在于：包括上、下接头(1、24)及心轴(3)，心轴(3)的两端分别与上、下接头(1、24)连接成管状结构；在上、下接头(1、24)之间的心轴(3)上，自上而下依次套接有旁通机构、密封机构及换位机构，心轴(3)在旁通机构、密封机构及换位机构内可上下往复移动，通过心轴(3)的移动密封旁通孔及坐封。

2.  按权利要求1所述的多功能封隔器，其特征在于：所述旁通机构包括旁通外筒(7)及密封唇接头(8)，旁通外筒(7)套接在心轴(3)上，其上开有旁通孔(2 5)，密封唇接头(8)位于旁通外筒(7)的下方；在心轴(3)与旁通外筒(7)之间设有密封件。

3.  按权利要求2所述的多功能封隔器，其特征在于：所述密封件由平衡活塞(4)、密封接头(5)及密封环(6)组成，密封环(6)螺纹连接于密封接头(5)的外表面，带有密封环(6)的密封接头(5)螺纹连接于心轴(3)、与其连动，密封环(6)的外表面抵接于旁通外筒(7)的内壁；平衡活塞(4)位于旁通外筒(7)与密封接头(5)和密封环(6)之间。

4.  按权利要求1所述的多功能封隔器，其特征在于：所述密封机构包括胶筒心轴(10)、下卡瓦筒(14)、紧固套(15)、卡瓦(16)及摩擦块外筒总成(19)，胶筒心轴(10)的一端与旁通机构中的密封唇接头(8)螺纹连接，外侧套有上通径规环(9)，另一端通过下卡瓦筒(14)与紧固套(15)相连，在胶筒心轴(10)与下卡瓦筒(14)的连接处外侧套有下通径规环(13)；在上、下通径规环(9、13)之间的胶筒心轴(10)上设有受压可撑于套管内壁的弹性部件；紧固套(15)外表面套设有卡瓦(16)，紧固套(15)的另一端与摩擦块外筒总成(19)螺纹连接。

5.  按权利要求4所述的多功能封隔器，其特征在于：所述弹性部件由多个隔环(11)及胶筒(12)组成，两者交替套设在胶筒心轴(10)上，两端通过胶筒(12)与上、下通径规环(9、13)抵接。

6.  按权利要求4所述的多功能封隔器，其特征在于：在摩擦块外筒总成(19)上固接有卡瓦弹簧(17)，其另一端连接卡瓦(16)，将卡瓦(16)固定；摩擦块外筒总成(19)的外部还设有摩擦块(20)，两者之间抵接有摩擦块弹簧(21)。

7.  按权利要求1所述的多功能封隔器，其特征在于：所述换位机构由换位外筒总成(23)与下接头(24)连接组成，换位外筒总成(23)的一端与密封机构中的摩擦块外筒总成(19)螺纹连接，另一端与下接头(24)螺纹连接。

8.  按权利要求1、2、3、4或7所述的多功能封隔器，其特征在于：在上接头(1)与心轴(3)之间、平衡活塞(4)与心轴(3)之间、平衡活塞(4)与旁通外筒(7)之间、密封环(6)与旁通外筒(7)之间，密封唇接头(8)与心轴(3)之间、密封唇接头(8)与胶筒心轴(10)之间及下接头(24)与心轴(3)之间均设有O形密封圈(2)。

一种多功能封隔器
技术领域
本实用新型涉及油田用井下作业封隔工具，具体地说是一种同时具有压裂、测试和抽汲的多功能封隔器。
背景技术
在油田井下作业时，会经常用到封隔器。现有的封隔器大多功能单一，不能同时具备压裂、测试、抽汲功能，例如卡瓦封隔器只适用于测试，水力锚封隔器又不能完成抽汲工作。如果遇到需要不断变换井下作业的情况，只能更换封隔器，这样一来，既增加了工作强度，又降低了工作效率。因此，如何解决封隔器功能单一以适应井下不同作业是一个亟待解决的问题。
实用新型内容
为了解决现有封隔器功能单一的问题，本实用新型的目的在于提供一种同时具有压裂、测试、抽汲的多功能封隔器。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
本实用新型包括上、下接头及心轴，心轴的两端分别与上、下接头连接成管状结构；在上、下接头之间的心轴上，自上而下依次套接有旁通机构、密封机构及换位机构，心轴在旁通机构、密封机构及换位机构内可上下往复移动，通过心轴的移动密封旁通孔及坐封。
其中：所述旁通机构包括旁通外筒及密封唇接头，旁通外筒套接在心轴上，其上开有旁通孔，密封唇接头位于旁通外筒的下方；在心轴与旁通外筒之间设有密封件；所述密封件由平衡活塞、密封接头及密封环组成，密封环螺纹连接于密封接头的外表面，带有密封环的密封接头螺纹连接于心轴、与其连动，密封环的外表面抵接于旁通外筒的内壁；平衡活塞位于旁通外筒与密封接头和密封环之间；所述密封机构包括胶筒心轴、下卡瓦筒、紧固套、卡瓦及摩擦块外筒总成，胶筒心轴的一端与旁通机构中的密封唇接头螺纹连接，外侧套有上通径规环，另一端通过下卡瓦筒与紧固套相连，在胶筒心轴与下卡瓦筒的连接处外侧套有下通径规环；在上、下通径规环之间的胶筒心轴上设有受压可撑于套管内壁的弹性部件；紧固套外表面套设有卡瓦，紧固套的另一端与摩擦块外筒总成螺纹连接；所述弹性部件由多个隔环及胶筒组成，两者交替套设在胶筒心轴上，两端通过胶筒与上、下通径规环抵接；在摩擦块外筒总成上固接有卡瓦弹簧，其另一端连接卡瓦，将卡瓦固定；摩擦块外筒总成的外部还设有摩擦块，两者之间抵接有摩擦块弹簧；所述换位机构由换位外筒总成与下接头连接组成，换位外筒总成的一端与密封机构中的摩擦块外筒总成螺纹连接，另一端与下接头螺纹连接；在上接头与心轴之间、平衡活塞与心轴之间、平衡活塞与旁通外筒之间、密封环与旁通外筒之间，密封唇接头与心轴之间、密封唇接头与胶筒心轴之间及下接头与心轴之间均设有O形密封圈。
本实用新型的优点与积极效果为：
本实用新型借助钻杆或油管的上、下运动来操作和控制封隔器的开关，具有操作方便、动作灵活可靠的优点；结合了多种封隔器的综合特点，可同时具有压裂、测试、抽汲功能，省去更换功能单一封隔器的时间，提高了工作效率，降低了工作人员的劳动强度，大大提高了井下作业对工具的多功能需要。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
其中：1为上接头，2为O形密封圈，3为心轴，4为平衡活塞，5为密封接头，6为密封环，7为旁通外筒，8为密封唇接头，9为上通径规环，10为胶筒心轴，11为隔环，12为胶筒，13为下通径规环，14为下卡瓦筒，15为紧固套，16为卡瓦，17为卡瓦弹簧，18为开槽圆柱头螺钉，19为摩擦块外筒总成，20为摩擦块，21为摩擦块弹簧，22为紧定螺钉，23为换位外筒总成，24为下接头，25为旁通孔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详述。
如图1所示，本实用新型包括上、下接头1、24及心轴3，心轴3的两端分别与上、下接头1、24连接成管状结构。在上、下接头1、24之间的心轴3上，自上而下依次套接有旁通机构、密封机构及换位机构，心轴3在旁通机构、密封机构及换位机构内可上下往复移动，通过心轴3的移动密封旁通孔及坐封。
旁通机构包括旁通外筒7及密封唇接头8，旁通外筒7套接在心轴3上，其上开有旁通孔25，密封唇接头8位于旁通外筒7的下方，两者螺纹连接，为井下测试提供旁通功能。在心轴3与旁通外筒7之间设有平衡活塞4、密封接头5及密封环6，密封环6螺纹连接于密封接头5的外表面，带有密封环6的密封接头5螺纹连接于心轴3、与其连动，密封环6的外表面抵接于旁通外筒7的内壁。平衡活塞4位于旁通外筒7与密封接头5和密封环6之间。
密封机构包括胶筒心轴10、下卡瓦筒14、紧固套15、卡瓦16及摩擦块外筒总成19，胶筒心轴10的一端与旁通机构中的密封唇接头8螺纹连接，外侧套有上通径规环9，另一端通过下卡瓦筒14与紧固套15相连，在胶筒心轴10与下卡瓦筒14的连接处外侧套有下通径规环13，与下卡瓦筒14螺纹连接。在上、下通径规环9、13之间的胶筒心轴10上设有多个隔环11及胶筒12，两者交替套设在胶筒心轴10上，两端通过胶筒12与上、下通径规环9、13抵接。紧固套15外表面套设有卡瓦16，紧固套15的另一端与摩擦块外筒总成19螺纹连接。在摩擦块外筒总成19上固接有卡瓦弹簧17，其另一端连接卡瓦16，将卡瓦16固定。摩擦块外筒总成19的外部还设有摩擦块20，两者之间抵接有摩擦块弹簧21，适用于井下压裂抽汲功能。
换位机构由换位外筒总成23与下接头24连接组成，换位外筒总成23的一端与密封机构中的摩擦块外筒总成19螺纹连接，另一端与下接头24螺纹连接，实现心轴3上下运动控制坐封与解封。
在上接头1与心轴3之间、平衡活塞4与心轴3之间、平衡活塞4与旁通外筒7之间、密封环6与旁通外筒7之间，密封唇接头8与心轴3之间、密封唇接头8与胶筒心轴10之间及下接头24与心轴3之间均设有O形密封圈2，保证各自的密封。
本实用新型的安装过程为：
首先将密封环6螺纹连接于密封接头5，再将两者一并套入心轴3，通过密封接头5与心轴3螺纹连接。将平衡活塞4和旁通外筒7依次套入心轴3，并向下推旁通外筒7，将平衡活塞4推靠到密封接头5与密封环6，使平衡活塞4、密封接头5和密封环6容置于旁通外筒7内。然后套入密封唇接头8，与旁通外筒7螺纹连接。套入胶筒心轴10，其一端与密封唇接头8螺纹连接，并在外侧套入上通径规环9，与密封唇接头8螺纹连接。依次套入90°胶筒12、隔环11、70°胶筒12、隔环11、90°胶筒12，再套入下卡瓦筒14，其一端与胶筒心轴10螺纹连接，并在外侧套下通径规环13，与下卡瓦筒14的该端螺纹连接；下卡瓦筒14的另一端螺纹连接紧固套15的一端。紧固套15与摩擦块外筒总成19用螺纹连接，并在紧固套15外侧装入卡瓦16，用卡瓦弹簧17固定，再将卡瓦弹簧17用开槽圆柱头螺钉18固定在摩擦块外筒总成19上。然后在摩擦块外筒总成19外侧装入摩擦块20和摩擦块弹簧21，摩擦块弹簧21抵接在摩擦块外筒总成19和摩擦块20上。套入换位外筒总成23及下接头24，下接头24螺纹连接于心轴3。换位外筒总成23的一端与摩擦块外筒总成19螺纹连接，并用紧定螺钉22固定，另一端与下接头24螺纹连接。最后，将上接头1与心轴3螺纹连接。
本实用新型与井下钻杆或油管连接后，利用摩擦块弹簧21将摩擦块20撑于套管内壁，下到井下。工作时，钻杆或油管对心轴3向下施压，使心轴3向下移动，利用下卡瓦筒14将卡瓦16张开，支撑住套管内壁。继续下压，与心轴3连动的密封接头5及密封环6在心轴3的带动下向下移动，利用密封接头5、密封环6与密封唇接头8之间对密封橡胶的压缩，将旁通孔25密封，实现密封旁通的目的。再继续下压，因卡瓦16已经支撑住套管内壁，因此胶筒12膨胀，撑于套管内壁，达到坐封的目的。解封时，上提钻杆或油管，旁通孔25开启，平衡压差。继续上提，胶筒12收缩，再继续上提，卡瓦16收回，工具解封。
本实用新型上、下端均采用油管扣螺纹。
本实用新型适用于井下油层、水层、天然气等多种介质，在地层测试时提供了压裂、测试、抽汲等功能。