一种超大型空气能悬挂封隔器的制作方法

本发明涉及空气储能井注采作业，具体地，涉及一种超大型空气能悬挂封隔器。

背景技术：

1、随着当前能源需求的持续增长和可再生能源的不断推广，储能技术成为解决能源波动和平衡能源供应与需求之间矛盾的重要途径，而空气储能发电技术因其高效、环保、灵活性等优势，日益成为储能行业的关键技术之一。

2、空气储能发电技术的核心概念是利用电力过剩时将空气压缩储存，当能源需求增加时，释放储存的压缩空气并通过膨胀驱动涡轮机发电。这种储能方式具有很高的功率密度和较长的储存周期，可以在电力系统需求峰值时提供持续的电力输出，有效解决了可再生能源发电的间歇性和波动性问题。

3、现有技术中，常规悬挂封隔器外径尺寸一般设计在4.173-12.13英寸，应用套管为5 1/2-13 3/8英寸之间，封隔器尺寸小，无法应用于大的井下套管或井筒中储存更多的空气，若采用尺寸更大的封隔器，则需要增大封隔器的密封面积，更大的密封面积则导致封隔器坐封压力增高，较高的坐封压力增加了对井口坐封设备的要求，进而增加整口井的作业成本。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本申请提供一种超大型空气能悬挂封隔器。

2、本申请公开的一种超大型空气能悬挂封隔器包括：上接头、中心管、卡瓦机构、胶筒组件、活塞组件、解封组件及下接头，上接头、中心管、解封组件及下接头依次连通，中心管具有大外径部及小外径部，小外径部具有传压孔，活塞组件设于小外径部，并位于传压孔处，活塞组件与解封组件抵接，卡瓦机构包括外卡瓦组件及内卡瓦组件，外卡瓦组件设于大外径部，内卡瓦组件设于活塞组件与复位组件之间，并与活塞组件连接，胶筒组件设于外卡瓦组件及活塞组件之间。

3、优选地，外卡瓦组件包括上锥体、第一卡瓦、下锥体及连接件，上锥体、第一卡瓦、下锥体及连接件自上而下依次套设于大外径部，连接件与胶筒组件抵接，第一卡瓦具有第一固定齿及第二固定齿，第一固定齿位于第一卡瓦面向上锥体的一端，第二固定齿位于第一卡瓦面向下锥体的一端。

4、优选地，第一卡瓦具有多个第一开口槽及多个第二开口槽，第一开口槽与第二开口槽等距间隔交错分布，第一开口槽由第一卡瓦靠近下锥体的一端朝向远离下锥体的一端延伸，第一开口槽穿过第一固定齿，且与第二固定齿具有间距，第二开口槽由第一卡瓦靠近上锥体的一端朝向远离上锥体的一端延伸，第二开口槽穿过第二固定齿，且与第一固定齿具有间距。

5、优选地，活塞组件包括活塞缸、第一活塞件、第二活塞件、剪切套及防转件，活塞缸套设于小外径部，第一活塞件位于传压孔靠近胶筒组件的一侧，第一活塞件具有挤压部及第一密封部，挤压部一端与活塞缸卡接，另一端与胶筒组件抵接，第一密封部密封于活塞缸与小外径部之间，第二活塞件位于传压孔背向胶筒组件的一侧，其自上而下依次具有第二密封部、限位部及固定部，第二密封部密封于活塞缸与小外径部之间，限位部设有第一限位齿，固定部设有第一剪切鞘钉；内卡瓦组件包括内卡瓦套及第二卡瓦，内卡瓦套套设于第二活塞件，其一端与活塞缸卡接，另一端与剪切套卡接，第二卡瓦位于限位部与内卡瓦套之间，其与内卡瓦套卡接，第二卡瓦具有第二限位齿，第二限位齿与第一限位齿形成单向移动配合，剪切套与第一剪切鞘钉连接，并与内卡瓦套卡接，防转件套设于小外径部，其一端与固定部抵接，另一端与解封组件连接。

6、优选地，解封组件包括解封套、第一解封件及第二解封件，中心管、解封套及下接头依次连通，解封套一端与防转件卡接，另一端与下接头卡接，第一解封件设于小外径部与解封套之间，其与小外径部卡接，并与防转件卡接，第一解封件面向解封套的一面具有第一凸台及第一凹槽，第二解封件具有连接部及解封部，连接部与解封套卡接，其一端密封于解封套与下接头之间，另一端密封于解封套与小外径部之间，解封部位于解封套与第一解封件之间，解封部面向第一解封件的一面具有第二凸台及第二凹槽，第二凸台与第一凸台相对并抵接，第二凹槽与第一凹槽分别位于第一凸台两侧。

7、优选地，第一解封件具有弹性，且第一解封件与小外径部螺纹连接。

8、优选地，小外径部具有沿中心管长度方向开设的滑槽，防转件包括防转卡块及防转环，防转卡块滑动设于滑槽内，防转环套设于小外径部，并与防转卡块固定连接，剪切套及固定部均与防转环抵接，解封组件与防转环卡接。

9、优选地，活塞组件还包括分隔环，分隔环与小外径部固定连接，且位于活塞缸与小外径部之间，第一活塞件与第二活塞件分别位于分隔环两侧。

10、优选地，连接部背向解封套的一面具有限位凸起，限位凸起位于中心管与下接头之间。

11、优选地，胶筒组件包括一中胶筒、两端胶筒及两挡圈，胶筒、端胶筒及挡圈均套设于大外径部，其中一挡圈与外卡瓦组件抵接，另一挡圈与活塞组件抵接，端胶筒位于两挡圈之间，中胶筒位于两端胶筒之间。

12、本申请的有益效果在于：本申请中超大型空气能悬挂封隔器采用台阶式大外径部、小外径部设计，其活塞组件位置处于小外径部，可增大坐封活塞面积，活塞面积的增大，可有效地降低其坐封压力，只需要较小的坐封压力输出，即可完成封隔器坐封，本例中超大型空气能悬挂封隔器在坐封压力输出2000-2500psi时，封隔器即可完成坐封，而同规格的常规封隔器，也即中心管采用外径一致设计的封隔器，对坐封压力输出，通常需要达到4000-5500psi，其对井口泵压设备要求高，低的坐封压力，降低了井口坐封设备的要求，从而降低了整口井的作业成本。

技术特征：

1.一种超大型空气能悬挂封隔器，其特征在于，包括：上接头(1)、中心管(2)、卡瓦机构(3)、胶筒组件(4)、活塞组件(5)、解封组件(6)及下接头(7)，所述上接头(1)、所述中心管(2)、所述解封组件(6)及所述下接头(7)依次连通，所述中心管(2)具有大外径部(21)及小外径部(22)，所述小外径部(22)具有传压孔(222)，所述活塞组件(5)设于所述小外径部(22)，并位于所述传压孔(222)处，所述活塞组件(5)与所述解封组件(6)抵接，所述卡瓦机构(3)包括外卡瓦组件(31)及内卡瓦组件(32)，所述外卡瓦组件(31)设于所述大外径部(21)，所述内卡瓦组件(32)设于所述活塞组件(5)与所述复位组件之间，并与所述活塞组件(5)连接，所述胶筒组件(4)设于所述外卡瓦组件(31)及所述活塞组件(5)之间。

2.根据权利要求1所述的超大型空气能悬挂封隔器，其特征在于，所述外卡瓦组件(31)包括上锥体(311)、第一卡瓦(312)、下锥体(313)及连接件(314)，所述上锥体(311)、所述第一卡瓦(312)、所述下锥体(313)及所述连接件(314)自上而下依次套设于所述大外径部(21)，所述连接件(314)与所述胶筒组件(4)抵接，所述第一卡瓦(312)具有第一固定齿(3121)及第二固定齿(3122)，所述第一固定齿(3121)位于所述第一卡瓦(312)面向所述上锥体(311)的一端，所述第二固定齿(3122)位于所述第一卡瓦(312)面向所述下锥体(313)的一端。

3.根据权利要求2所述的超大型空气能悬挂封隔器，其特征在于，所述第一卡瓦(312)具有多个第一开口槽(3123)及多个第二开口槽(3124)，所述第一开口槽(3123)与所述第二开口槽(3124)等距间隔交错分布，所述第一开口槽(3123)由所述第一卡瓦(312)靠近所述下锥体(313)的一端朝向远离所述下锥体(313)的一端延伸，所述第一开口槽(3123)穿过所述第一固定齿(3121)，且与所述第二固定齿(3122)具有间距，所述第二开口槽(3124)由所述第一卡瓦(312)靠近所述上锥体(311)的一端朝向远离所述上锥体(311)的一端延伸，所述第二开口槽(3124)穿过所述第二固定齿(3122)，且与所述第一固定齿(3121)具有间距。

4.根据权利要求2所述的超大型空气能悬挂封隔器，其特征在于，所述活塞组件(5)包括活塞缸(51)、第一活塞件(52)、第二活塞件(53)、剪切套(54)及防转件(55)，所述活塞缸(51)套设于所述小外径部(22)，所述第一活塞件(52)位于所述传压孔(222)靠近所述胶筒组件(4)的一侧，所述第一活塞件(52)具有挤压部(521)及第一密封部(522)，所述挤压部(521)一端与所述活塞缸(51)卡接，另一端与所述胶筒组件(4)抵接，所述第一密封部(522)密封于所述活塞缸(51)与所述小外径部(22)之间，所述第二活塞件(53)位于所述传压孔(222)背向所述胶筒组件(4)的一侧，其自上而下依次具有第二密封部(531)、限位部(532)及固定部(533)，所述第二密封部(531)密封于所述活塞缸(51)与所述小外径部(22)之间，所述限位部(532)设有第一限位齿(5321)，所述固定部(533)设有第一剪切鞘钉(81)；所述内卡瓦组件(32)包括内卡瓦套(321)及第二卡瓦(322)，所述内卡瓦套(321)套设于于所述第二活塞件(53)，其一端与所述活塞缸(51)卡接，另一端与所述剪切套(54)卡接，所述第二卡瓦(322)位于所述限位部(532)与所述内卡瓦套(321)之间，其与所述内卡瓦套(321)卡接，所述第二卡瓦(322)具有第二限位齿(3221)，所述第二限位齿(3221)与所述第一限位齿(5321)形成单向移动配合，所述剪切套(54)与所述第一剪切鞘钉(81)连接，并与所述内卡瓦套(321)卡接，所述防转件(55)套设于所述小外径部(22)，其一端与所述固定部(533)抵接，另一端与所述解封组件(6)连接。

5.根据权利要求4所述的超大型空气能悬挂封隔器，其特征在于，所述解封组件(6)包括解封套(61)、第一解封件(62)及第二解封件(63)，所述中心管(2)、所述解封套(61)及所述下接头(7)依次连通，所述解封套(61)一端与所述防转件(55)卡接，另一端与所述下接头(7)卡接，所述第一解封件(62)设于所述小外径部(22)与所述解封套(61)之间，其与所述小外径部(22)卡接，并与所述防转件(55)抵接，所述第一解封件(62)面向所述解封套(61)的一面具有第一凸台(621)及第一凹槽(622)，所述第二解封件(63)具有连接部(631)及解封部(632)，所述连接部(631)与所述解封套(61)卡接，其一端密封于所述解封套(61)与所述下接头(7)之间，另一端密封于所述解封套(61)与所述小外径部(22)之间，所述解封部(632)位于所述解封套(61)与所述第一解封件(62)之间，所述解封部(632)面向所述第一解封件(62)的一面具有第二凸台(6321)及第二凹槽(6322)，所述第二凸台(6321)与所述第一凸台(621)相对并抵接，所述第二凹槽(6322)与所述第一凹槽(622)分别位于所述第一凸台(621)两侧。

6.根据权利要求5所述的超大型空气能悬挂封隔器，其特征在于，所述第一解封件(62)具有弹性，且所述第一解封件(62)与所述小外径部(22)螺纹连接。

7.根据权利要求4所述的超大型空气能悬挂封隔器，其特征在于，所述小外径部(22)具有沿所述中心管(2)长度方向开设的滑槽(221)，所述防转件(55)包括防转卡块(551)及防转环(552)，所述防转卡块(551)滑动设于所述滑槽(221)内，所述防转环(552)套设于所述小外径部(22)，并与所述防转卡块(551)固定连接，所述剪切套(54)及所述固定部(533)均与所述防转环(552)抵接，所述解封组件(6)与所述防转环(552)卡接。

8.根据权利要求4所述的超大型空气能悬挂封隔器，其特征在于，所述活塞组件(5)还包括分隔环(56)，所述分隔环(56)与所述小外径部(22)固定连接，且位于所述活塞缸(51)与所述小外径部(22)之间，所述第一活塞件(52)与所述第二活塞件(53)分别位于所述分隔环(56)两侧。

9.根据权利要求5所述的超大型空气能悬挂封隔器，其特征在于，所述连接部(631)背向所述解封套(61)的一面具有限位凸起(6311)，所述限位凸起(6311)位于所述中心管(2)与所述下接头(7)之间。

10.根据权利要求1-9任一所述的超大型空气能悬挂封隔器，其特征在于，所述胶筒组件(4)包括一中胶筒(41)、两端胶筒(42)及两挡圈(43)，所述胶筒、所述端胶筒(42)及所述挡圈(43)均套设于所述大外径部(21)，其中一所述挡圈(43)与所述外卡瓦组件(31)抵接，另一所述挡圈(43)与所述活塞组件(5)抵接，所述端胶筒(42)位于两所述挡圈(43)之间，所述中胶筒(41)位于两所述端胶筒(42)之间。

技术总结本申请提供一种超大型空气能悬挂封隔器，包括上接头、中心管、卡瓦机构、胶筒组件、活塞组件、解封组件及下接头，中心管具有大外径部及小外径部，活塞组件设于小外径部，卡瓦机构包括外卡瓦组件及内卡瓦组件，外卡瓦组件设于大外径部，本申请中超大型空气能悬挂封隔器采用台阶式大外径部、小外径部设计，其活塞组件位置处于小外径部，可增大坐封活塞面积，活塞面积的增大，可有效地降低其坐封压力，只需要较小的坐封压力输出，即可完成封隔器坐封，低的坐封压力，降低了井口坐封设备的要求，从而降低了整口井的作业成本。技术研发人员：王金龙,李良辉,赖伟华,庞瑞杰,李江平,刘建锋,童飞,庞富增,蒋砚受保护的技术使用者：百勤能源科技（惠州）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4