专利名称：轴向自锁式封隔器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田井下封隔器技术领域，特别是一种自锁式封隔器。其功能是利用液压方式推动阀芯自动打开进液通道，为封隔器胶筒内充液并坐封；当封隔器胶筒内压力达到要求后，阀芯自动关闭并自锁，实现憋压。本实用新型为小井眼特殊井筒作业设计，具有较好的实用性和创造性。
背景技术：
井下封隔器的种类很多。按其应用范围，大体分为试油、采油、注水封隔器和完井封隔器两大类。试油、采油、注水封隔器等需要有坐封和解封功能，解封后以便从油井中将封隔器取出。而完井封隔器不需要从井中取出，则需要有坐封和自锁憋压功能。
目前，现场应用的完井封隔器主要是由上接头、中心管、胶筒接头、内、外胶筒、下接头和进液控制阀所组成。进液控制阀是完井封隔器中重要组成部分。液压方式推动阀芯自动打开进液通道，为封隔器胶筒内充液并坐封；当封隔器胶筒内压力达到要求后，阀芯自动关闭并自锁，实现憋压。实现完井封隔器在井下坐封和自锁，保持封隔器胶筒在水力扩张后胶筒内部压力。中国专利公告号为2532232公开了一种平衡压差式套管外封隔器，其主要内容是解决进液控制阀的问题。所采取的主要技术方案是在阀环上部壁上开三个孔，孔内分别安装施工阀、锁紧阀和限压阀。其中施工阀的结构是弹簧套内装平衡弹簧，上部有弹簧座。阀芯下端顶在弹簧座上，阀芯的两个密封圈之间开有流道。滑套下部装有卡簧，上部用销钉与阀芯连接。另外，锁紧阀的结构是阀芯装入滑套内。阀芯和滑套装入锁紧阀孔内。阀芯下部与流道连通，在阀芯两道密封圈之间开有流道。丝堵与压帽上部穿入销钉。在此实用新型中，施工阀和锁紧阀各自独立，分别执行施工进液任务和锁紧关闭任务。此实用新型设计能完成固井完井任务，能防止固井后层间串槽的要求，对提高固井质量很有好处。但是，此申请中的施工阀和限压阀两阀各自独立，使得整个进液控制阀结构复杂。阀环上的液体通道多、打孔多，加工难度大。阀与阀之间的通道加工困难。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述平衡压差式套管外封隔器施工阀和限压阀两阀各自独立，使进液控制阀结构复杂化的不足，克服阀环上的液体通道多、打孔多，加工难度大，阀与阀之间的通道加工困难的不足。提供一种轴向自锁式封隔器，以实现封隔器坐封和自锁憋压功能，并且使进液控制阀结构更简单，加工制作更容易。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是由上接头、中心管、叠片、胶筒、隔环、阀接头、下接头等组成。阀接头内有轴向自锁阀，所述的轴向自锁阀的结构是在阀接头上有三个轴向孔，三个轴向孔横向连通，孔的直径在4-10毫米之间。限压阀孔为轴向通孔，自锁阀孔与阀接头内壁连通。限压阀孔内有限压阀芯。限压阀芯的形状是为圆柱体，圆柱体上有两个柱塞，两柱塞之间部分的直径小于柱塞直径，给液体留有通道。限压阀芯一端有孔，孔内有剪销穿过。剪销并穿过限压阀帽，将限压阀芯与限压阀帽连接在一起。限压阀帽为圆柱套，其外壁有螺纹，限压阀帽采用螺纹与阀接头连接。限压阀帽与限压阀芯之间为滑动配合。阀接头的自锁阀孔内有自锁阀芯，自锁阀芯为圆柱体，自锁阀芯与轴向孔之间为滑动配合。孔内还有自锁阀顶锥，自锁阀顶锥一端部为近似球面体，另一端为圆柱体。自锁阀顶锥球面体顶在自锁阀芯端部，自锁阀顶锥圆柱体端与自锁阀套内孔之间为滑动配合。自锁阀套与自锁阀顶锥球面体之间有弹簧。自锁阀套与自锁帽之间为滑动配合，自锁阀套与自锁阀帽之间有剪销。自锁阀帽为圆柱套，其外壁有螺纹，自锁阀帽采用螺纹与阀接头连接。
为了使阀芯与孔之间密封，所述的限压阀芯的两个柱塞和自锁阀芯上有密封圈。
为了保障自锁阀顶锥动作灵活性，所述的弹簧为压缩弹簧。
简述本实用新型的轴向自锁阀动作过程，能更清楚地理解本实用新型的技术内容和效果。高压液体从阀接头内壁通过自锁阀孔进入，推动自锁阀芯滑动，并推动自锁阀顶锥、弹簧和自锁阀套滑动，并剪断自锁阀剪销。液体通过横向孔进入限压阀孔，并通过横向孔流入充液孔，为封隔器胶筒充液。当封隔器胶筒压力达到足够高时，高压液体从限压阀孔流入并推动限压阀芯滑动，剪断限压阀剪销，同时关闭充液孔入口。这时进入自锁阀孔的高压液体不能流出，自锁阀孔内的压力处于平衡状态。弹簧可以推动自锁阀顶锥和自锁阀芯，关闭自锁阀孔。自锁阀顶锥被弹簧推出自锁阀套，弹簧推力不均匀，使自锁阀顶锥球面体倾斜，自锁阀顶锥不能再次进入自锁阀套内孔。自锁阀被限制滑动，进入自锁阀孔的液体不能推动自锁阀芯，形成自锁。
本实用新型的有益效果是本轴向自锁式封隔器具有坐封和自锁憋压功能，使进液控制阀结构更简单，加工制作更容易。克服了平衡压差式套管外封隔器施工阀和限压阀两阀各自独立，使进液控制阀结构复杂化的缺点，克服了阀接头上的液体通道多、打孔多，加工难度大，阀与阀之间的通道加工困难的缺点。本实用新型收到了意想不到的效果在阀接头上不开槽，仅打少量的孔，使得阀接头的强度提高了30％。使封隔器的整体安全有了可靠保障。
图1是本实用新型轴向自锁式封隔器的轴向自锁阀剖面结构示意图，是本实用新型的一个实施例。
图2是图1的A-A转折剖面图。表示充液孔(15)、限压阀孔(14)和自锁阀孔(13)之间的位置关系。同时也表示自锁阀孔(13)与阀接头(1)内壁连通。
具体实施方式
实施例1见附图1、附图2。以一个外径为142毫米的轴向自锁式封隔器为例，结合附图进一步说明。上接头、中心管、叠片、胶筒、隔环、阀接头、下接头等采用原有技术，不详细叙述。阀接头(1)内有两个轴向自锁阀。轴向自锁阀的结构是本实用新型的创新点。其结构特点是在阀接头(1)上有三个轴向孔，自锁阀孔(13)、限压阀孔(14)和充液孔(15)。三个轴向孔横向连通，轴向孔和连通孔的直径为6毫米。自锁阀孔(13)、限压阀孔(14)在安装有限压阀芯(2)和自锁阀芯(11)的一端，轴向孔的直径为8毫米。充液孔(15)和限压阀孔(14)在阀接头(1)的同一端开口。自锁阀孔(13)与阀接头(1)内壁有一个横向的进液孔。横向连通孔采用先钻工艺孔，再钻横向连通孔；完成连通孔后将工艺孔用堵塞(12)焊接封堵。
在限压阀孔(14)内有一个限压阀芯(2)。限压阀芯(2)为圆柱体形，长度62毫米，最大直径8毫米。限压阀芯(2)圆柱体上有两个柱塞(最大直径部分)，两柱塞之间部分直径为5毫米。两个柱塞上有3道密封圈(3)。限压阀芯(2)外端部有1毫米的通孔，孔内有一个1毫米剪销(5)穿过。剪销(5)同时并穿过限压阀帽(4)，将限压阀芯(2)与限压阀帽(4)连接在一起。限压阀帽(4)为圆柱套，有M8的外螺纹，采用螺纹固定在阀接头(1)上。限压阀帽(4)与限压阀芯(2)之间滑动配合，液体压力大时，推动限压阀芯(2)滑动。
在阀接头(1)的自锁阀孔内(13)有一个自锁阀芯(11)，自锁阀芯(11)为圆柱体，直径8毫米，长度17毫米。自锁阀芯(11)上有2道密封圈。自锁阀芯(11)与轴向孔(13)之间为滑动配合。孔内还有自锁阀顶锥(9)，自锁阀顶锥(9)一端部为近似球面体，另一端为直径3毫米的圆柱体。自锁阀顶锥(9)球面体顶在自锁阀芯(11)端部，自锁阀顶锥(9)圆柱体端与自锁阀套(8)内孔之间为滑动配合。自锁阀套(8)与自锁阀顶锥(9)球面体之间有压缩弹簧(10)。自锁阀套(8)与自锁阀帽(6)之间为滑动配合，自锁阀套(8)与自锁阀帽(6)之间有直径1毫米的剪销(7)。自锁阀帽(6)外壁有螺纹，采用螺纹与阀接头(1)连接。
权利要求1.一种轴向自锁式封隔器，由上接头、中心管、叠片、胶筒、隔环、阀接头、下接头等组成，阀接头(1)内有轴向自锁阀，其特征在于轴向自锁阀的结构是在阀接头(1)上有三个轴向孔，三个轴向孔横向连通，孔的直径在4-10毫米之间，限压阀孔(14)为轴向通孔，自锁阀孔(13)与阀接头(1)内壁连通，限压阀孔(14)内有限压阀芯(2)，限压阀芯(2)的形状是为圆柱体，圆柱体上有两个柱塞，两柱塞之间部分的直径小于柱塞直径，限压阀芯(2)一端有通孔，孔内有剪销(5)，剪销(5)并穿过限压阀帽(4)，将限压阀芯(2)与限压阀帽(4)连接在一起，限压阀帽(4)为圆柱套，其外壁有螺纹，限压阀帽(4)采用螺纹与阀接头(1)连接，限压阀帽(4)与限压阀芯(2)之间为滑动配合，自锁阀孔(13)内有自锁阀芯(11)，自锁阀芯(11)为圆柱体，自锁阀芯(11)与自锁阀孔(13)之间为滑动配合，孔内还有自锁阀顶锥(9)，自锁阀顶锥(9)一端部为近似球面体，自锁阀顶锥(9)球面体顶在自锁阀芯(11)端部，自锁阀顶锥(9)圆柱体端与自锁阀套(8)内孔之间为滑动配合，自锁阀套(8)与自锁阀顶锥(9)球面体之间有弹簧(10)，自锁阀套(8)与自锁阀帽(6)之间为滑动配合，自锁阀套(8)与自锁阀帽(6)之间有剪销(7)，自锁阀帽(6)为圆柱套，其外壁有螺纹，自锁阀帽(6)采用螺纹与阀接头(1)连接。
2.如权利要求书1所述的轴向自锁式封隔器，其特征在于阀接头(1)内有两个轴向自锁阀。
3.如权利要求书1所述的轴向自锁式封隔器，其特征在于所述的限压阀芯(2)的两个柱塞和自锁阀芯(11)上有密封圈(3)。
4.如权利要求书1、或2、或3所述的轴向自锁式封隔器，其特征在于所述的弹簧(10)是压缩弹簧。
专利摘要本实用新型涉及一种轴向自锁式封隔器由上接头、中心管、叠片、胶筒、隔环、阀接头、下接头等组成。阀接头内有轴向自锁阀，轴向自锁阀的结构是阀接头上有三个轴向孔。限压阀孔内有限压阀芯。剪销将限压阀芯与限压阀帽连接在一起。限压阀帽采用螺纹与阀接头连接。在阀接头的自锁阀孔内有自锁阀芯，有自锁阀顶锥。自锁阀顶锥半圆体顶在自锁阀芯端部。自锁阀套与自锁阀顶锥半圆体之间有弹簧。自锁阀套与自锁阀帽之间有剪销。自锁阀帽采用螺纹与阀接头连接。本轴向自锁式封隔器具有坐封和自锁憋压功能，使进液控制阀结构更简单，加工制作更容易。使得阀接头的强度提高了30％。使封隔器的整体安全有了可靠保障。
文档编号E21B33/12GK2816343SQ20052011027
公开日2006年9月13日 申请日期2005年6月20日 优先权日2005年6月20日
发明者王东营, 贺春艳, 杜志刚, 蒋海涛, 王益山 申请人:中国石油天然气集团公司, 华北石油管理局