一种内嵌式密封装置及其安装工具的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种内嵌式密封装置，包括中心管，卡瓦，锥形体，隔环和锁紧套；所述中心管的左端连接堵头或固井附件功能单元，其右端通过外螺纹与锁紧套连接；所述卡瓦为开口的锥形结构，所述锥形体为锥形管状结构，两个所述锥形体通过各自的内孔相向套在中心管的中部，两个锥形体之间设有套在中心管上的隔环；每个锥形的外锥面配合设有卡瓦；所述锁紧套开有卡簧槽，用来安装卡簧。相对于现有技术，本发明所述的内嵌式密封装置具有以下优势：所述2组加工了应力槽的卡瓦将固井附件更容易坐封在套管内壁上且可承受双向载荷，带有卡簧的锁紧套使工具更为安全。
【专利说明】
一种内嵌式密封装置及其安装工具
技术领域
[0001 ]本发明属于固井作业工具技术领域，尤其是涉及一种内嵌式密封装置及其安装工具。
【背景技术】
[0002]固井是钻井工程的最后一个环节，套管附件(浮箍、浮鞋、球座等)对钻井工程质量及经济效益有直接的影响。目前深井、超深井、储气库井、海上油田等使用的套管含有越来越多的特殊螺纹，套管之间的连接密封性要求越来越高，由于与之配套的固井附件需要加工相应的套管螺纹，因加工厂家少、加工难度大，由此产生的费用很高并且螺纹加工质量也不易保证，增加了套管管串的失封风险。
[0003]为了解决上述问题，目前发展出了内嵌式固井附件，由密封单元和功能单元组成。密封单元有卡瓦和密封圈，可以直接坐封在套管中；密封单元可以和不同的功能单元连接，组成内嵌式浮箍、内嵌式浮鞋、内嵌式球座等。
[0004]但是，目前已知的关于内嵌式固井附件的工具和专利，均没有控制措施以应对在应用过程中出现的内嵌式固井附件坐封不住或滑动的情况。
[0005]因此，固井现场需要一种结构合理、价格便宜、操作方便又安全可靠的内嵌式固井附件。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明旨在提出一种内嵌式密封装置，以解决内嵌式固井附件与套管坐封不住或滑动的问题。
[0007]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0008]—种内嵌式密封装置，包括中心管，卡瓦，锥形体，隔环和锁紧套;所述中心管为管状结构，其左端连接堵头或固井附件功能单元，其右端通过外螺纹与锁紧套连接；
[0009]所述卡瓦为开口的锥形结构，其外圆加工有防滑齿，所述锥形体为锥形管状结构，两个所述锥形体通过各自的内孔相向套在中心管的中部，两个锥形体之间设有套在中心管上的隔环;每个锥形的外锥面配合设有卡瓦，锥形体的外锥面与卡瓦的内锥面配合并具有自锁功能；
[0010]所述中心管的左端外圆周设有限位凸出部，限位凸出部的右端面对与其相邻的卡瓦进行限位;所述锁紧套开有卡簧槽，用来安装卡簧。
[0011]进一步的，每个所述锥形体与隔环端面之间依次设有套在中心管上的挡圈和V型密封圈。
[0012]进一步的，所述锁紧套开有解卡槽。
[0013]进一步的，所述中心管的右端还设有内螺纹。
[0014]进一步的，所述防滑齿上均匀分布加工了个应力槽。
[0015]进一步的，所述堵头与中心管接触的外圆周上设有密封槽，所述密封槽内安装O型密封圈。
[0016]相对于现有技术，本发明所述的内嵌式密封装置具有以下优势:
[0017]所述2组加工了应力槽的卡瓦将固井附件更容易坐封在套管内壁上且可承受双向载荷，带有卡簧的锁紧套使工具更为安全。
[0018]本发明的另一目的在于提出一种用于安装上述内嵌式密封装置的安装工具，以便于上述内嵌式密封装置的安装和维护。
[0019]为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:
[0020]—种用于安装上述内嵌式密封装置的安装工具，包括推筒，拉拔接头，心轴，缸套，前端盖，活塞，复位弹簧，稳定轴，液压孔，液压接头，液压管线，液压栗，锁紧套销；
[0021]所述拉拔接头的左端设有螺纹，可通过螺纹与中心管右端连接，拉拔接头的右端通过销钉与心轴的左端连接;所述缸套的剖面为阶梯型，其中部的阶梯拐角与套在心轴左边的前端盖右上方的企口配合，且前端盖与缸套通过螺纹连接，缸套的右端套在心轴上；心轴上前端盖和缸套右端之间依次设有活塞和复位弹簧，
[0022]所述稳定轴的左端面与缸套连接，所述缸套内设有液压孔，所述液压孔的左端连通前端盖与活塞之间的腔室，右端通过液压接头连接液压管线，液压管线的另一端连接液压栗;液压栗上设有液压表。
[0023]上述专有的安装工具更容易量化固井附件的坐封力，能实现在作业现场安装内嵌式密封装置，且结构合理，操作简便，功能可靠，降低了固井成本。
【附图说明】
[0024]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0025]图1为本发明实施例所述内嵌式密封装置的剖视图；
[0026]图2为本发明实施例所述内嵌式密封装置(不装锁紧套且无套管)的剖视图；
[0027]图3为本发明实施例所述卡瓦的主视图；
[0028]图4为本发明实施例所述卡瓦的左视图；
[0029]图5为本发明实施例所述锁紧套的主视图；
[0030]图6为本发明实施例所述锁紧套左视图；
[0031]图7为本发明实施例所述内嵌式密封装置和安装工具的整体结构原理图；
[0032]图8为本发明实施例所述锁紧套销剖面图；
[0033]图9为本发明实施例所述锁紧套销的左视图。
[0034]其中:
[0035]1.堵头，2 ?中心管，3.0型密封圈，4-1、4-2.卡瓦，5-1、5-2.锥形体，6-1、6_2 ?挡圈，7-1、7-2.V型密封圈，8.隔环，9.锁紧套，10.卡簧，11.套管，15.推筒，16.拉拔接头，17.销钉，18.心轴，19.缸套，20.前端盖，21.密封圈，22.活塞，23.复位弹簧，24.螺栓，25.稳定轴，26.液压孔，27.液压接头，28.液压管线，29.液压栗，30.压力表，31.锁紧套销，32.卡簧槽，33.解卡槽，34.应力槽。
【具体实施方式】
[0036]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0037]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0038]一种内嵌式密封装置，如图1、2所示，包括堵头I，中心管2，两个卡瓦4-1、4_2，两个锥形体5-1、5-2，隔环8和锁紧套9;
[0039]所述中心管2为管状结构，其左端通过内螺纹与堵头I连接，其右端通过外螺纹与锁紧套9连接;还可以将堵头I替换为需要的固井附件功能单元，形成内嵌式浮箍、内嵌式浮鞋、内嵌式坐落接头、内嵌式盲板等，形成内嵌式固井附件；
[0040]如图3、4所示，两个所述卡瓦4-1、4_2结构相同，为开口的锥形结构，其外圆加工有防滑齿，
[0041 ]两个所述锥形体5-1、5-2为锥形管状结构，两个所述锥形体5-1、5-2通过各自的内孔相向套在中心管2的中部，锥形体5-1和锥形体5-2中间设有套在中心管2上的隔环8;
[0042]锥形体5-1、5-2的外锥面分别配合设有卡瓦4-1、4-2，锥形体5-1、5-2的外锥面与卡瓦4-1、4-2的内锥面配合并具有自锁功能，卡瓦4-1、4-2轴向受力时与其配合的锥形体5-
1、5-2发生相对移动，可使卡瓦4-1、4-2外径增大，坐封在套管11上；
[0043]所述中心管2的左端外圆周设有限位凸出部，限位凸出部的右端面对与其相邻的卡瓦4-1进行限位;锁紧套9对与其相邻的卡瓦4-2进行轴向位置调节和限位；
[0044]如图5、6所示，所述锁紧套9开有卡簧槽32，可以安装卡簧10，当内嵌式密封装置意外坐封不稳或出现滑动时，卡簧10可以卡在两个套管接头之间的间隙以免伤害该内嵌式固井附件上下的其他固井附件。
[0045]所述锥形体5-1与隔环8端面之间分别依次设有套在中心管2上的挡圈6-1和V型密封圈7-1;所述锥形体5-2与隔环8端面之间分别依次设有套在中心管2上的挡圈6-2和V型密封圈7-2。
[0046]如图5、6所示，所述锁紧套9开有解卡槽33，与安装工具配合使用，可以旋转锁紧套9，控制其轴向运动，压紧卡瓦4-2，以防止卡瓦4-2松动。
[0047]所述中心管2的右端还设有内螺纹，通过内螺纹可以与安装工具配合使用，以控制中心管2的轴向移动。
[0048]所述防滑齿上均匀分布加工了4个应力槽34以利于防滑齿吃入套管11。
[0049]所述堵头I与中心管2接触的外圆周上设有密封槽，所述密封槽内安装O型密封圈3。
[0050]上述内嵌式密封装置的安装工具，如图7所示，包括推筒15，拉拔接头16，心轴18，缸套19，前端盖20，活塞22，复位弹簧23，稳定轴25，液压孔26，液压接头27，液压管线28，液压栗29，锁紧套销31;
[0051]所述拉拔接头16的左端设有外螺纹，可通过螺纹与中心管2右端连接，拉拔接头16的右端通过销钉17与心轴18的左端连接；
[0052]所述缸套19的剖面为阶梯型，其中部的阶梯拐角与套在心轴18左边的前端盖20右上方的企口配合，且前端盖20与缸套19通过螺纹连接，缸套19的右端套在心轴18上；心轴18上前端盖20和缸套19右端之间依次设有活塞22和复位弹簧23，
[0053]所述活塞22与缸套19之间，前端盖20与缸套19之间均由密封圈21密封。
[0054]所述前端盖20与心轴18之间由密封圈21密封。
[0055]所述稳定轴25的左端面与缸套19由螺栓24连接，稳定轴25对心轴18有保护作用，可以用链钳固定以稳定安装工具。
[0056]所述缸套19内设有液压孔26，所述液压孔26的左端连通前端盖20与活塞22之间的腔室，右端通过液压接头27连接液压管线28，液压管线28的另一端连接液压栗29;液压栗29上设有液压表30。
[0057]应用所述安装工具安装内嵌式密封装置的方法包括如下步骤:
[0058]I)将O型密封圈3安装于堵头I;
[0059]2)将堵头I与中心管2连接；
[0060]3)将卡瓦4-1、锥形体5-1、挡圈6-1、V型密封圈7-1、隔环8、V型密封圈7-2、挡圈6-
2、锥形体5-2、卡瓦4-2依次安装于中心管2上，如图9所示；
[0061 ] 4)将密封圈21安装于活塞22上；
[0062]5)将活塞22安装于心轴18上；
[0063]6)将复位弹簧安装于心轴18上；
[0064]7)将心轴18安装于缸套19上；
[0065]8)将密封圈21安装于前端盖20上；
[0066]9)将前端盖20安装于缸套19上；
[0067]10)将稳定轴25通过螺栓24安装于缸套19上；
[0068]11)将液压接头27—端连接液压孔26，另一端连接液压管线28;
[0069]12)将安装有液压表30的液压栗29与液压管线28连接；
[0070]13)将拉拔接头16与中心管2通过螺纹连接，不需要扭紧；
[0071]14)将推筒15安装于拉拔接头16上，并与卡瓦4-2接触；
[0072 ] 15)将拉拔接头16与心轴18通过销钉17连接；
[0073]16)将内嵌式密封装置和其安装工具送入套管11，如图2所示；
[0074]17)启动液压栗29，推动活塞22轴向移动，从而带动拉拔接头16、中心管2依次移动，将两个卡瓦坐封在套管11内；
[0075]18)关闭液压栗29泄压，活塞22在复位弹簧23的作用下恢复原位；
[0076]19)卸下螺栓24，卸下稳定轴25，转动心轴18，将拉拔接头16与中心管2松开；
[0077]20)取出安装工具；
[0078]21)将卡簧10安装于锁紧套9的卡簧槽32上，用胶带将卡簧10的开口粘住以利于锁紧套9放入套管11内；
[0079]22)将锁紧套9放入套管11后，用锁紧套销31转动锁紧套9直至贴紧卡瓦4-2，如图1所示；
[0080]23)用刀具通过解卡槽33割断粘住卡簧10的胶带，至此，内嵌式密封装置安装完毕。
[0081]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种内嵌式密封装置，其特征在于:包括中心管，卡瓦，锥形体，隔环和锁紧套； 所述中心管为管状结构，其左端连接堵头或固井附件功能单元，其右端通过外螺纹与锁紧套连接； 所述卡瓦为开口的锥形结构，其外圆加工有防滑齿，所述锥形体为锥形管状结构，两个所述锥形体通过各自的内孔相向套在中心管的中部，两个锥形体之间设有套在中心管上的隔环； 每个锥形体的外锥面配合设有卡瓦，锥形体的外锥面与卡瓦的内锥面配合并具有自锁功能； 所述中心管的左端外圆周设有限位凸出部，限位凸出部的右端面对与其相邻的卡瓦进行限位； 所述锁紧套开有卡簧槽，用来安装卡簧。2.根据权利要求1所述的内嵌式密封装置，其特征在于:每个所述锥形体与隔环端面之间依次设有套在中心管上的挡圈和V型密封圈。3.根据权利要求1所述的内嵌式密封装置，其特征在于:所述锁紧套开有解卡槽。4.根据权利要求1所述的内嵌式密封装置，其特征在于:所述中心管的右端还设有内螺纹。5.根据权利要求1所述的内嵌式密封装置，其特征在于:所述防滑齿上均匀分布加工了4个应力槽。6.根据权利要求1所述的内嵌式密封装置，其特征在于:所述堵头与中心管接触的外圆周上设有密封槽，所述密封槽内安装O型密封圈。7.用于安装权I至权6任一所述内嵌式密封装置的安装工具，其特征在于:包括推筒，拉拔接头，心轴，缸套，前端盖，活塞，复位弹簧，稳定轴，液压孔，液压接头，液压管线，液压栗，锁紧套销； 所述拉拔接头的左端设有螺纹，可通过螺纹与中心管右端连接，拉拔接头的右端通过销钉与心轴的左端连接;所述缸套的剖面为阶梯型，其中部的阶梯拐角与套在心轴左边的前端盖右上方的企口配合，且前端盖与缸套通过螺纹连接，缸套的右端套在心轴上；心轴上前端盖和缸套右端之间依次设有活塞和复位弹簧， 所述稳定轴的左端面与缸套连接，所述缸套内设有液压孔，所述液压孔的左端连通前端盖与活塞之间的腔室，右端通过液压接头连接液压管线，液压管线的另一端连接液压栗；液压栗上设有液压表。
【文档编号】E21B23/08GK105971549SQ201610124711
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月4日
【发明人】范永涛, 赵鹏, 王益山, 刘永峰, 周俊然, 邱晓宁, 张京华, 高森, 张耕培, 杨晓勇
【申请人】中国石油集团渤海钻探工程有限公司