水力扩张自锁式封隔器的制作方法

本发明涉及油田固井设备，具体涉及水力扩张自锁式封隔器。

背景技术：

1、水力扩张式封隔器是采用水力膨胀式结构，主要由阀系总成、胶筒总成、中心管、短接等组成，常被用于较复杂油、汽、水井完井工程中，以实现各种目的井下封隔与桥堵，对改善和提高油、气、水井的固井完井质量有显著作用，经实践应用证明该工具操作简便、适应性广，是一种重要的完井工具。

2、现有技术中，例如公开号为cn114909104a的中国专利申请，提出了一种可永久关闭的水力扩张式裸眼封隔器，包括：中心管，在中心管的侧壁上设有注液孔；套设在中心管上的外壳，在外壳与中心管之间形成有进液腔，进液腔通过注液孔与中心管的内部流道连通；设置在进液腔内的注液阀装置；锁定装置；设置在外壳的下端的胶筒总成，在胶筒总成与中心管之间形成有充液腔；其中，注液阀装置初始处于关闭状态而封堵充液腔与进液腔的连通，在第一状态下，通过中心管内憋压能够打开注液阀装置，从而向充液腔内注液以使胶筒总成胀封，在第二状态下，胶筒总成达到胀封压力，注液阀装置能够自动实现永久关闭。

3、上述技术方案虽然可以实现封隔器的胀封和自锁，但是胶套总成完成自锁后难以再解除封隔器的胀封状态，因此难以将胀封自锁的封隔器从钻孔内取出，因此亟需一种不仅能够实现胀封自锁，且能进一步解除胀封状态的封隔器装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供水力扩张自锁式封隔器，以解决现有技术中的胶套总成完成自锁后难以再解除胀封状态问题。

2、为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

3、水力扩张自锁式封隔器，包括中心管，所述中心管的顶端通过螺纹连接有上接头，所述中心管的外侧自上至下依次套接有外套管和胶筒管，所述胶筒管底端设有包覆所述中心管底端的胶套总成；

4、所述外套管的内侧与所述中心管的外侧之间形成进液腔，所述中心管上开设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔用于连通所述进液腔，所述胶筒管的内侧和所述中心管的外侧之间形成充液腔并与所述进液腔连通，所述中心管的外侧套接有位于所述进液腔内的注液阀门组件，开启所述注液阀门组件用于连通所述进液腔，所述中心管通过憋压开启所述注液阀门组件；

5、所述外套管的内部开设有备用腔，所述第二通孔用于连通所述备用腔，所述备用腔的内侧连接有备用阀门组件，开启所述备用阀门组件用于连通所述备用腔，所述外套管位移配合所述中心管增压开启所述备用阀门组件。

6、作为本发明的一种优选方案，所述外套管的内部设有多个沿所述中心管长度方向分布的胀封槽，所述胀封槽的顶端出口和底端出口均延伸至所述外套管的内侧并与所述进液腔连通；

7、所述备用腔的底端通过设有泄压孔延伸至所述胀封槽内。

8、作为本发明的一种优选方案，所述注液阀门组件包括内阀管和第一弹簧，所述内阀管的外侧设有自上至下分布的第二剪钉、第二密封圈和注液槽，所述内阀管通过所述第二剪钉与所述外套管连接以固定所述内阀管的初始位置，所述第二密封圈环绕所述内阀管的外圆周面分布，所述注液槽沿所述内阀管的长度方向设置，并且所述注液槽的底端延伸出所述内阀管的底端面；

9、在所述内阀管处于初始位置时，所述第二密封圈位于所述胀封槽顶端出口的上方，处于初始位置的所述内阀管外侧覆盖所述胀封槽的顶端出口；

10、所述第一弹簧用于弹性支撑所述内阀管的底端，所述第一弹簧对所述内阀管的支撑力小于所述第二剪钉的抗剪断力。

11、作为本发明的一种优选方案，所述外套管的底端设有滑动套接在所述胶筒管内侧的内连管，所述内连管的外侧自上至下依次设有第一剪钉、单向卡齿槽和第一密封圈，所述第一剪钉通过与所述胶筒管的内侧连接用于锁定所述内连管与所述胶筒管的连接状态，所述单向卡齿槽和所述第一密封圈均环绕所述内连管的外圆周面分布，所述外套管的顶端通过设有外连管与所述上接头螺纹连接；

12、所述内连管的内侧开设有用于放置所述第一弹簧的弹簧内槽，所述弹簧内槽的顶端连通至所述进液腔内，所述弹簧内槽的底端形成用于支撑所述第一弹簧底端的台肩结构，所述内连管的底端与所述中心管的外圆周面之间存在空隙。

13、作为本发明的一种优选方案，所述胶筒管的内侧设有单向卡环，所述单向卡环能够在所述单向卡齿槽内单向滑动，并且所述单向卡环能够在所述单向卡齿槽内的任意位置反向卡合。

14、作为本发明的一种优选方案，所述备用腔的顶端通过设有对接孔延伸至所述外套管的内侧面并与所述第二通孔连通，所述备用腔的底端设有沿所述外套管长度方向穿过所述外套管的杆孔，所述杆孔的内侧设有环绕所述杆孔内圆周面的第四密封圈，所述备用腔的内侧设有沿所述备用腔长度方向开设的泄压槽。

15、作为本发明的一种优选方案，所述备用阀门组件包括第一塞体和第二塞体，所述第一塞体穿过所述杆孔与所述胶筒管固定连接，所述外套管通过相对所述胶筒管发生位移能够打开所述第一塞体，所述第二塞体上通过设有第三剪钉锁定位于所述备用腔内的初始位置；

16、在所述第一塞体处于开启状态时，所述第二塞体通过所述中心管内增压开启。

17、作为本发明的一种优选方案，所述第一塞体靠近所述胶筒管的一端设有卡杆，所述卡杆的一端设有穿过所述杆孔并与所述胶筒管固定连接的连杆，所述卡杆的直径大于所述连杆的直径，所述第一塞体的另一端设有用于支撑所述第二塞体的顶杆；

18、在所述第一塞体处于初始位置时，所述第一塞体覆盖所述泄压孔。

19、作为本发明的一种优选方案，所述第二塞体上通过设有第三剪钉固定在所述备用腔内的初始位置，所述第二塞体远离所述第一塞体的一端设有用于弹性支撑所述第二塞体的第二弹簧，所述第二塞体的外侧设有环绕所述第二塞体外圆周面的第三密封圈；

20、在所述第二塞体处于初始位置时所述第三密封圈位于所述泄压槽的上方；

21、在所述第二塞体受力剪断所述第三剪钉时，所述第二弹簧释放能够使所述第二塞体滑动至所述第二塞体的顶端低于所述泄压槽的顶端。

22、本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

23、（1）本发明通过上接头对接的上部管柱向中心管内憋压即可使内阀管发生位移从而解除分隔进液腔的分隔状态，从而对胶筒管上连接的胶套总成胀封固定，之后通过取消中心管憋压即可使内阀管回移堵塞中心管上的第一通孔，从而完成胶套总成的胀封自锁。

24、（2）本发明通过在外套管的内部开设备用腔，并在备用腔内设置第一塞体和第二塞体，在需要解除胀封自锁的胶套总成时，依次进行回拉和增压操作解除第一塞体和第二塞体分隔备用腔的状态，从而解除胶套总成的胀封自锁状态，也防止了因误操作破坏胶套总成的胀封自锁的效果。

技术特征：

1.水力扩张自锁式封隔器，包括中心管（1），所述中心管（1）的顶端通过螺纹连接有上接头（2），其特征在于：所述中心管（1）的外侧自上至下依次套接有外套管（3）和胶筒管（4），所述胶筒管（4）底端设有包覆所述中心管（1）底端的胶套总成；

2.根据权利要求1所述的水力扩张自锁式封隔器，其特征在于，所述外套管（3）的内部设有多个沿所述中心管（1）长度方向分布的胀封槽（301），所述胀封槽（301）的顶端出口和底端出口均延伸至所述外套管（3）的内侧并与所述进液腔（10）连通；

3.根据权利要求2所述的水力扩张自锁式封隔器，其特征在于，所述注液阀门组件包括内阀管（5）和第一弹簧（6），所述内阀管（5）的外侧设有自上至下分布的第二剪钉（501）、第二密封圈（502）和注液槽（503），所述内阀管（5）通过所述第二剪钉（501）与所述外套管（3）连接以固定所述内阀管（5）的初始位置，所述第二密封圈（502）环绕所述内阀管（5）的外圆周面分布，所述注液槽（503）沿所述内阀管（5）的长度方向设置，并且所述注液槽（503）的底端延伸出所述内阀管（5）的底端面；

4.根据权利要求3所述的水力扩张自锁式封隔器，其特征在于，所述外套管（3）的底端设有滑动套接在所述胶筒管（4）内侧的内连管（302），所述内连管（302）的外侧自上至下依次设有第一剪钉（303）、单向卡齿槽（304）和第一密封圈（305），所述第一剪钉（303）通过与所述胶筒管（4）的内侧连接用于锁定所述内连管（302）与所述胶筒管（4）的连接状态，所述单向卡齿槽（304）和所述第一密封圈（305）均环绕所述内连管（302）的外圆周面分布，所述外套管（3）的顶端通过设有外连管（306）与所述上接头（2）螺纹连接；

5.根据权利要求4所述的水力扩张自锁式封隔器，其特征在于，所述胶筒管（4）的内侧设有单向卡环（401），所述单向卡环（401）能够在所述单向卡齿槽（304）内单向滑动，并且所述单向卡环（401）能够在所述单向卡齿槽（304）内的任意位置反向卡合。

6.根据权利要求2所述的水力扩张自锁式封隔器，其特征在于，所述备用腔（9）的顶端通过设有对接孔（902）延伸至所述外套管（3）的内侧面并与所述第二通孔（102）连通，所述备用腔（9）的底端设有沿所述外套管（3）长度方向穿过所述外套管（3）的杆孔（903），所述杆孔（903）的内侧设有环绕所述杆孔（903）内圆周面的第四密封圈（904），所述备用腔（9）的内侧设有沿所述备用腔（9）长度方向开设的泄压槽（905）。

7.根据权利要求6所述的水力扩张自锁式封隔器，其特征在于，所述备用阀门组件包括第一塞体（7）和第二塞体（8），所述第一塞体（7）穿过所述杆孔（903）与所述胶筒管（4）固定连接，所述外套管（3）通过相对所述胶筒管（4）发生位移能够打开所述第一塞体（7），所述第二塞体（8）上通过设有第三剪钉（801）锁定位于所述备用腔（9）内的初始位置；

8.根据权利要求7所述的水力扩张自锁式封隔器，其特征在于，所述第一塞体（7）靠近所述胶筒管（4）的一端设有卡杆（701），所述卡杆（701）的一端设有穿过所述杆孔（903）并与所述胶筒管（4）固定连接的连杆（702），所述卡杆（701）的直径大于所述连杆（702）的直径，所述第一塞体（7）的另一端设有用于支撑所述第二塞体（8）的顶杆（703）；

9.根据权利要求7所述的水力扩张自锁式封隔器，其特征在于，所述第二塞体（8）上通过设有第三剪钉（801）固定在所述备用腔（9）内的初始位置，所述第二塞体（8）远离所述第一塞体（7）的一端设有用于弹性支撑所述第二塞体（8）的第二弹簧（802），所述第二塞体（8）的外侧设有环绕所述第二塞体（8）外圆周面的第三密封圈（803）；

技术总结本发明涉及油田固井设备技术领域，公开了水力扩张自锁式封隔器，包括中心管、上接头、外套管和胶筒管，胶筒管底端设有包覆所述中心管底端的胶套总成；外套管的内侧与所述中心管的外侧之间形成进液腔，中心管的外侧套接有位于所述进液腔内的注液阀门组件；外套管的内部开设有备用腔，备用腔的内侧连接有备用阀门组件。本发明通过在外套管的内部开设备用腔，并在备用腔内设置第一塞体和第二塞体，在需要解除胀封自锁的胶套总成时，需要依次进行回拉和增压操作解除第一塞体和第二塞体分隔备用腔的状态，从而解除胶套总成的胀封自锁状态。技术研发人员：黄新献,刘永春,秦河,薛学朝,陈丽杰受保护的技术使用者：山东华冠能源技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4