液压坐封下压解封封隔器的制造方法

液压坐封下压解封封隔器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及井下封隔装置【技术领域】，是一种液压坐封下压解封封隔器，其包括芯轴、锁键外筒、解封棘齿、棘齿芯轴、锁键、密封总成、下卡瓦座、卡瓦和活塞总成；芯轴的上部外壁上自上而下一体固定有外径依次减小的上台阶和下台阶，在下台阶的下部有环槽，在环槽上方的下台阶外壁上分布有齿尖朝上的倒齿，锁键外筒的上端内壁上一体固定有与下台阶外壁相配的内凸环。本发明结构合理而紧凑，使用方便，采用液压方式就可以完成坐封作业，不需要动管柱，操作简单，承受压力高，确保油气井在开采过程中的安全，密封和坐封效果好，坐封稳定，能够有效防止砂埋、碎屑沉淀，保证解封顺利进行，能有效保证坐封和解封的可靠性、安全性。
【专利说明】液压坐封下压解封封隔器

【技术领域】
[0001] 本发明涉及井下封隔装置【技术领域】，是一种液压坐封下压解封封隔器。

【背景技术】
[0002] 封隔器是油气田开采过程中非常重要工具，能够为油气井的正常生产和各种工艺 措施提供有效的机械手段。随着石油勘探开发的进展，更多的油气井需要借助井下工艺措 施的实施来提高产量，埋藏深的储层由于上部被巨厚的岩石覆盖挤压，往往很致密，需要进 行增产措施才可以获得稳定的高产和稳产。在对地下岩层进行酸化压裂等措施时，地面上 的低温流体快速的注入到井下管柱中，在被注入的流体降温后，由于热胀冷缩的原因管柱 整体要缩短，相当于将管柱上提。目前，常使用的封隔器解封方式有三种：第一种永久性的， 液压缸挤压橡胶件密封，性能可靠，但解除需要磨铣；第二种旋转坐封加压挤压橡胶件密 封，上提解封的，不能承受管柱向上的拉力，上提即可解封，造成封隔器失效；第三种是液压 缸挤压橡胶件密封，依靠水力锚防止上拉力意外解封，解封依靠向上的拉力，但是水力锚失 效时会使封隔器解封，水力锚在胶筒上部，如果水力锚爪不能顺利收回，也可能造成管柱被 卡。这些都直接影响到油气井的增产措施成功率和开发成本。


【发明内容】

[0003] 本发明提供了一种液压坐封下压解封封隔器，克服了上述现有技术之不足，其能 有效解决现有的封隔器的橡胶密封件需磨铣或意外解封等使用效果不理想的问题。
[0004] 本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种液压坐封下压解封封隔器，包 括芯轴、锁键外筒、解封棘齿、棘齿芯轴、锁键、密封总成、下卡瓦座、卡瓦和活塞总成；芯轴 的上部外壁上自上而下一体固定有外径依次减小的上台阶和下台阶，在下台阶的下部有环 槽，在环槽上方的下台阶外壁上分布有齿尖朝上的倒齿，锁键外筒的上端内壁上一体固定 有与下台阶外壁相配的内凸环，内凸环下方的锁键外筒上分布有齿尖朝上的倒齿，解封棘 齿的内壁上分布有与下台阶外壁上的倒齿相配的齿尖朝下的倒齿，解封棘齿的外壁上分布 有与锁键外筒内壁上的倒齿相配的齿尖朝下的倒齿，解封棘齿通过倒齿安装在内凸环下方 的锁键外筒内并通过倒齿安装在环槽上方的下台阶上，在解封棘齿下方的锁键外筒内壁上 固定安装有限制解封棘齿移动的挡圈，挡圈下方的锁键外筒上有内径依次增大的上安装环 槽和下安装环槽，棘齿芯轴的内壁上部有与下台阶相配的环形的安装通槽，在棘齿芯轴的 上部外壁上一体固定有限位环台，对应安装通槽上部的棘齿芯轴与下台阶的下部通过解封 剪钉固定安装在一起，在棘齿芯轴的上端沿圆周均匀固定安装有至少两个的锁键，锁键为 弧形体，锁键的外侧部呈外窄内宽的锥形，在锁键上有开口朝外的轴向的弹性销安装通槽， 在弹性销安装通槽内安装有弹性销，弹性销的上端与上安装环槽的上端面相抵，弹性销的 下端位于棘齿芯轴的上端内部，密封总成的上部外壁上有密封安装环槽，密封总成套装在 棘齿芯轴上并且密封安装环槽与下安装环槽固定安装在一起，下安装环槽内侧的上端面与 密封总成内侧的上端面之间形成内小外大的与锁键相配的锥形环腔，密封总成的下端固定 安装有上卡瓦座，上卡瓦座的下部外壁上有环形的上卡瓦座安装通槽，上卡瓦座安装通槽 的上端面为上宽下窄的锥形斜面，在上卡瓦座安装通槽上一体固定有上卡瓦座凸耳，上卡 瓦座凸耳呈上大下小的锥台状，下卡瓦座的上部外壁上有环形的下卡瓦座安装通槽，下卡 瓦座安装通槽的下端面为上窄下宽的锥形斜面，在下卡瓦安装通槽上一体固定有下卡瓦座 凸耳，下卡瓦座凸耳为上窄下宽的锥台状，卡瓦为筒状，在卡瓦上有上下相互交错的割缝， 卡瓦的上部内壁和下部内壁上分别有与上卡瓦座凸耳和下卡瓦座凸耳相配的上悬挂槽和 下悬挂槽，上卡瓦座凸耳和下卡瓦座凸耳分别位于上悬挂槽和下悬挂槽内，卡瓦的上端面 和下端面分别为与上卡瓦座安装通槽上端面的锥形斜面和下卡瓦座安装通槽下端面的锥 形斜面相配的斜面，在卡瓦的下部与下卡瓦座的上部之间固定安装有卡瓦剪钉，卡瓦的上 部外壁上分布有齿尖朝下的倒齿，卡瓦的下部外壁上分布有齿尖朝上的倒齿，下卡瓦座的 下部内壁有环形的安装下通槽，安装下通槽的上端面为上窄下宽的锥形面，下卡瓦座的外 壁与活塞总成的上端通过坐封剪钉固定安装在一起，活塞总成包括活塞筒，下卡瓦座的下 端与活塞总成的活塞筒的外壁固定安装在一起，芯轴内部与活塞总成之间有传压通道，上 卡瓦座、下卡瓦座、卡瓦和活塞总成分别套装在棘齿芯轴上，下卡瓦座、活塞筒和棘齿芯轴 之间形成环形的锥形空腔，在活塞筒上端的锥形空腔内套装有弹簧座，在锥形空腔的上部 内套装有与安装下通槽的锥形面相配的棘齿锁块，在棘齿锁块与弹簧座之间的环形空腔内 安装有弹簧，棘齿锁块的内壁上分布有齿尖朝下的倒齿，在棘齿锁块上方的棘齿芯轴上分 布有齿尖朝上的倒齿，在活塞筒的下部内壁上一体固定有内径与棘齿芯轴外径相配的活塞 内环台，在活塞内环台上方的棘齿芯轴外壁上固定安装有C型环，活塞总成的内壁分别和 芯轴的下部外壁、棘齿芯轴的下部外壁固定安装在一起。
[0005] 下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进： 上述密封总成包括胶筒上环、胶筒内套、上胶筒、中胶筒和下胶筒；胶筒上环的上部外 壁上有密封安装环槽，胶筒上环套装在棘齿芯轴上并且密封安装环槽与下安装环槽固定安 装在一起，胶筒上环与棘齿芯轴之间形成滑动环形空腔，下安装环槽内侧的上端面与胶筒 上环内侧的上端面之间形成内小外大的与锁键相配的锥形环腔，在胶筒上环的下端内壁上 一体固定有悬挂内环台，胶筒内套的上端外壁上一体固定有悬挂外环台，胶筒内套的内径 与棘齿芯轴的外径相配，悬挂外环台位于悬挂内环台上方的滑动环形空腔内并座在悬挂内 环台上，胶筒内套的下端外壁与上卡瓦座的上端内壁固定安装在一起，在胶筒上环至上卡 瓦座的胶筒内套上自上而下依次套装有上胶筒、中胶筒和下胶筒，中胶筒为内宽外窄的环 形锥台状，上胶筒的下端面为与中胶筒的上端面相配的斜面，下胶筒的上端面为与中胶筒 的下端面相配的斜面，胶筒上环的下端与上胶筒的上端相抵，上卡瓦座的上端与下胶筒的 下端相抵。
[0006] 上述胶筒内套的上端内壁上固定安装有密封圈，悬挂外环台的外壁上固定安装有 密封圈，胶筒内套的下端与上卡瓦座的上端之间固定安装有密封圈；或/和，密封安装环槽 与下安装环槽通过螺纹固定安装在一起，胶筒内套的下端外壁与上卡瓦座的上端内壁通过 螺纹固定安装在一起。
[0007] 上述活塞总成包括活塞筒、活塞外筒、传压管和活塞下接头；下卡瓦座的外壁与 活塞外筒通过坐封剪钉固定安装在一起，在活塞外筒的下部内壁上一体固定有环形的安装 内环台，安装内环台的内壁与棘齿芯轴的下部外壁固定安装在一起，活塞筒位于安装内环 台上方的活塞外筒与棘齿芯轴形成的环形空腔内，在活塞筒的下部外壁上一体固定有外径 与活塞外筒内径相配的活塞外环台，活塞下接头的上部内壁上有内径依次减小的上台阶安 装孔和下台阶安装孔，棘齿芯轴的下端位于上台阶安装孔内，芯轴的下端位于下台阶安装 孔内并且下台阶安装孔的内壁与芯轴的下部外壁固定安装在一起，在安装内环台内有轴向 的上小下大的上台阶孔，在活塞下接头的上部内有与上台阶孔相对应的上大下小的下台阶 孔，对应下台阶孔的下端有与下台阶孔相通的径向通孔，在上台阶孔的大孔和下台阶孔的 大孔内安装有外径与上台阶孔大孔内径和下台阶孔大孔内径相配的传压管，传压管的内部 有轴向通道，在径向通孔的外端固定安装有堵头，上台阶孔的小孔、轴向通道、下台阶孔的 小孔、径向通孔的内端相连通形成传压通道，活塞内环台的内壁、活塞外环台的外壁上分别 固定安装有密封圈，安装内环台与棘齿芯轴之间固定安装有密封圈，上台阶孔的大孔内壁 和下台阶孔的大孔内壁分别与传压管的外壁之间固定安装有密封圈。
[0008] 上述棘齿芯轴的下端与上台阶安装孔内壁之间固定安装有密封圈，芯轴的下端与 下台阶安装孔内壁之间固定安装有密封圈；或/和，安装内环台的内壁与棘齿芯轴的下部 外壁通过螺纹固定安装在一起，下台阶安装孔的内壁与芯轴的下部外壁通过螺纹固定安装 在一起。
[0009] 上述内凸环下方的锁键外筒与解封棘齿之间固定安装有固定销；或/和，解封棘 齿和棘齿锁块上分别有上下相互交错的割缝；或/和，对应限位环台在安装通槽下方的棘 齿芯轴上有平衡孔。
[0010] 上述下卡瓦座的下端与活塞筒的外壁之间固定安装有密封圈；或/和，下卡瓦座 的下端与活塞筒的外壁通过螺纹固定安装在一起，芯轴的上端有内螺纹，活塞下接头的下 端有外螺纹。
[0011] 本发明结构合理而紧凑，使用方便，采用液压方式就可以完成坐封作业，不需要动 管柱，操作简单，承受压力高，确保油气井在开采过程中的安全，密封和坐封效果好，坐封稳 定，能够有效防止砂埋、碎屑沉淀，保证解封顺利进行，能有效保证坐封和解封的可靠性、安 全性。

【专利附图】

【附图说明】
[0012] 附图1为本发明最佳实施例的上半部分主视半剖视结构示意图。
[0013] 附图2为本发明最佳实施例的下半部分主视半剖视结构示意图。
[0014] 附图3为本发明锁键的主视放大结构示意图。
[0015] 附图4为附图3的俯视结构示意图。
[0016] 附图5为附图3中A-A向剖视结构示意图。
[0017] 附图中的编码分别为：1为芯轴，2为上台阶,3为下台阶,4为环槽,5为锁键外筒， 6为内凸环，7为解封棘齿，8为挡圈，9为棘齿芯轴，10为安装通槽，11为限位环台，12为解 封剪钉，13为锁键，14为弹性销安装通槽，15为弹性销，16为上卡瓦座，17为上卡瓦座安装 通槽，18为上卡瓦座凸耳，19为下卡瓦座，20为下卡瓦安装通槽，21为下卡瓦座凸耳，22为 卡瓦，23为割缝，24为卡瓦剪钉，25为安装下通槽，26为坐封剪钉，27为活塞筒，28为锥形 空腔，29为弹簧座，30为棘齿锁块，31为弹簧，32为活塞内环台，33为C型环，34为胶筒上 环，35为滑动环形空腔，36为悬挂内环台，37为悬挂外环台，38为中胶筒，39为下胶筒，40 为上胶筒，41为胶筒内套，42为密封圈，43为安装内环台，44为活塞外筒，45为活塞外环台， 46为活塞下接头，47为上台阶孔，48为下台阶孔，49为径向通孔，50为传压管，51为轴向通 道，52为堵头，53为固定销，54为平衡孔。

【具体实施方式】
[0018] 本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体 的实施方式。
[0019] 在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1 的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来 确定的。
[0020] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述： 如附图1、2、3、4、5所示，该液压坐封下压解封封隔器包括芯轴1、锁键外筒5、解封棘齿 7、棘齿芯轴9、锁键13、密封总成、下卡瓦座19、卡瓦22和活塞总成；芯轴1的上部外壁上 自上而下一体固定有外径依次减小的上台阶2和下台阶3,在下台阶3的下部有环槽4,在 环槽4上方的下台阶3外壁上分布有齿尖朝上的倒齿，锁键外筒5的上端内壁上一体固定 有与下台阶3外壁相配的内凸环6,内凸环6下方的锁键外筒5上分布有齿尖朝上的倒齿， 解封棘齿7的内壁上分布有与下台阶3外壁上的倒齿相配的齿尖朝下的倒齿，解封棘齿7 的外壁上分布有与锁键外筒5内壁上的倒齿相配的齿尖朝下的倒齿，解封棘齿7通过倒齿 安装在内凸环6下方的锁键外筒5内并通过倒齿安装在环槽4上方的下台阶3上，在解封 棘齿7下方的锁键外筒5内壁上固定安装有限制解封棘齿7移动的挡圈8,挡圈8下方的锁 键外筒5上有内径依次增大的上安装环槽和下安装环槽，棘齿芯轴9的内壁上部有与下台 阶3相配的环形的安装通槽10,在棘齿芯轴9的上部外壁上一体固定有限位环台11，对应 安装通槽10上部的棘齿芯轴9与下台阶3的下部通过解封剪钉12固定安装在一起，在棘 齿芯轴9的上端沿圆周均匀固定安装有至少两个的锁键13,锁键13为弧形体，锁键13的外 侧部呈外窄内宽的锥形，在锁键13上有开口朝外的轴向的弹性销安装通槽14,在弹性销安 装通槽14内安装有弹性销15,弹性销15的上端与上安装环槽的上端面相抵，弹性销15的 下端位于棘齿芯轴9的上端内部，密封总成的上部外壁上有密封安装环槽，密封总成套装 在棘齿芯轴9上并且密封安装环槽与下安装环槽固定安装在一起，下安装环槽内侧的上端 面与密封总成内侧的上端面之间形成内小外大的与锁键13相配的锥形环腔，密封总成的 下端固定安装有上卡瓦座16,上卡瓦座16的下部外壁上有环形的上卡瓦座安装通槽17,上 卡瓦座安装通槽17的上端面为上宽下窄的锥形斜面，在上卡瓦座安装通槽17上一体固定 有上卡瓦座凸耳18,上卡瓦座凸耳18呈上大下小的锥台状，下卡瓦座19的上部外壁上有环 形的下卡瓦座安装通槽20,下卡瓦座安装通槽20的下端面为上窄下宽的锥形斜面，在下卡 瓦安装通槽20上一体固定有下卡瓦座凸耳21，下卡瓦座凸耳21为上窄下宽的锥台状，卡瓦 22为筒状，在卡瓦22上有上下相互交错的割缝23,卡瓦22的上部内壁和下部内壁上分别 有与上卡瓦座凸耳18和下卡瓦座凸耳21相配的上悬挂槽和下悬挂槽，上卡瓦座凸耳18和 下卡瓦座凸耳21分别位于上悬挂槽和下悬挂槽内，卡瓦22的上端面和下端面分别为与上 卡瓦座安装通槽17上端面的锥形斜面和下卡瓦座安装通槽20下端面的锥形斜面相配的斜 面，在卡瓦22的下部与下卡瓦座19的上部之间固定安装有卡瓦剪钉24,卡瓦22的上部外 壁上分布有齿尖朝下的倒齿，卡瓦22的下部外壁上分布有齿尖朝上的倒齿，下卡瓦座19的 下部内壁有环形的安装下通槽25,安装下通槽25的上端面为上窄下宽的锥形面，下卡瓦座 19的外壁与活塞总成的上端通过坐封剪钉26固定安装在一起，活塞总成包括活塞筒27,下 卡瓦座19的下端与活塞总成的活塞筒27的外壁固定安装在一起，芯轴1内部与活塞总成 之间有传压通道，上卡瓦座16、下卡瓦座19、卡瓦22和活塞总成分别套装在棘齿芯轴9上， 下卡瓦座19、活塞筒27和棘齿芯轴9之间形成环形的锥形空腔28,在活塞筒27上端的锥 形空腔28内套装有弹簧座29,在锥形空腔28的上部内套装有与安装下通槽25的锥形面 相配的棘齿锁块30,在棘齿锁块30与弹簧座29之间的空腔内安装有弹簧31，棘齿锁块30 的内壁上分布有齿尖朝下的倒齿，在棘齿锁块30上方的棘齿芯轴9上分布有齿尖朝上的倒 齿，在活塞筒27的下部内壁上一体固定有内径与棘齿芯轴9外径相配的活塞内环台32,在 活塞内环台32上方的棘齿芯轴9外壁上固定安装有C型环33,活塞总成的内壁分别和芯轴 1的下部外壁、棘齿芯轴9的下部外壁固定安装在一起。棘齿芯轴9和解封棘齿7与芯轴1 同为中空管状结构，只因棘齿芯轴9和解封棘齿7上分布有倒齿，因此叫棘齿芯轴9和解封 棘齿7 ;弹性销15为现有公知技术。
[0021] 当需要进行坐封时，先将本发明下端实施暂堵，对芯轴1内腔进行打压，压力通过 传压通道推动活塞总成的活塞筒27向上顶出，压力足够大时，剪断坐封剪钉26,带动弹簧 座29、弹簧31、下卡瓦座19、卡瓦22、上卡瓦座16向上移动挤压密封总成使之膨胀，当密封 总成膨胀到与外围的套管内壁紧密接触时，向上移动的下卡瓦座19把卡瓦剪钉24剪断，并 继续向上移动，由于上卡瓦座16的下端面和下卡瓦座19的上端面均为与卡瓦22上端面和 下端面相配的斜面，因此，剪断卡瓦剪钉24后，上卡瓦座16和下卡瓦座19能够顺利的滑入 卡瓦22内部将卡瓦22撑开，卡瓦22上的割缝23更有利于卡瓦22的撑开，卡瓦22撑开后， 卡瓦22外壁上的倒齿能够较牢靠的咬合到套管的内壁上，棘齿锁块30在向上运动的过程 中，棘齿锁块30内壁上的倒齿与棘齿芯轴9外壁上的倒齿相配合，当卡瓦22咬合到位后， 棘齿锁块30上的倒齿此时与棘齿芯轴9上的倒齿也相互咬合，这样，卡瓦22的坐封位置即 被锁定，有效防止坐封失效，密封总成在解封前永远处于压缩状态，密封总成实现上下封隔 的目的。
[0022] 当需要进行解封时，下压管柱，即芯轴1向下移动，此时，棘齿芯轴9通过棘齿锁块 30、上卡瓦座16、下卡瓦座19和卡瓦22咬合在套管上，不能移动，芯轴1相对棘齿芯轴9向 下移动，此时剪断解封剪钉12,当芯轴1移动至锁键13位于环槽4时，锁键13从锥形环腔 脱出径向收缩进入环槽4,密封总成失去支撑，在密封总成的弹性作用下密封总成上移，密 封总成直径变小，套管环空密封失效，芯轴1继续下移，当芯轴1下移至下台阶3的下端与 安装通槽10的上端相抵后，芯轴1带动棘齿芯轴9随同芯轴1 一同下移，当芯轴1和棘齿 芯轴9下移至C型环33与活塞内环台32的上端面相抵时，在C型环33的作用下，芯轴1 和棘齿芯轴9带动活塞筒27、下卡瓦座19、卡瓦22、上卡瓦座16、棘齿锁块30 -同下移，卡 瓦22失去支撑进行回弹，上卡瓦座凸耳18和下卡瓦座凸耳21分别回位于上悬挂槽和下悬 挂槽内，卡瓦22被迫继续收缩、向下移动，实现解封。
[0023] 可根据实际需要，对上述液压坐封下压解封封隔器作进一步优化或/和改进： 如附图1、2所示，密封总成包括胶筒上环34、中胶筒38、下胶筒39、上胶筒40和胶筒 内套41 ;胶筒上环34的上部外壁上有密封安装环槽，胶筒上环34套装在棘齿芯轴9上并 且密封安装环槽与下安装环槽固定安装在一起，胶筒上环34与棘齿芯轴9之间形成滑动环 形空腔35,下安装环槽内侧的上端面与胶筒上环34内侧的上端面之间形成内小外大的与 锁键13相配的锥形环腔，在胶筒上环34的下端内壁上一体固定有悬挂内环台36,胶筒内 套41的上端外壁上一体固定有悬挂外环台37,胶筒内套41的内径与棘齿芯轴9的外径相 配，悬挂外环台37位于悬挂内环台36上方的滑动环形空腔35内并座在悬挂内环台36上， 胶筒内套41的下端外壁与上卡瓦座16的上端内壁固定安装在一起，在胶筒上环34至上卡 瓦座16的胶筒内套41上自上而下依次套装有上胶筒40、中胶筒38和下胶筒39,中胶筒38 为内宽外窄的环形锥台状，上胶筒40的下端面为与中胶筒38的上端面相配的斜面，下胶筒 39的上端面为与中胶筒38的下端面相配的斜面，胶筒上环34的下端与上胶筒40的上端 相抵，上卡瓦座16的上端与下胶筒39的下端相抵。当坐封时，压力推动活塞总成的活塞筒 27向上顶出剪断坐封剪钉26,带动弹簧座29、弹簧31、下卡瓦座19、卡瓦22、上卡瓦座16 向上移动，因为胶筒上环34与锁键外筒5固定安装在一起，因此胶筒上环34不能移动，此 时胶筒内套41上移，进而上卡瓦座16挤压下胶筒39,进而挤压中胶筒38和上胶筒40膨 胀，因为中胶筒38为内宽外窄的环形锥台状，上胶筒40的下端面为与中胶筒38的上端面 相配的斜面，因此在挤压的过程中即能够很好的保证传递挤压力，又能保证上胶筒40、中胶 筒38和下胶筒39膨胀过程中不会发生中胶筒38脱出的情况，当上胶筒40、中胶筒38和 下胶筒40膨胀到与外围的套管内壁紧密接触时，向上移动的下卡瓦座19把卡瓦剪钉24剪 断，上胶筒40和下胶筒39的硬度相同，上胶筒40和下胶筒39与中胶筒38的硬度不同，因 此挤压变形不同，上胶筒40、中胶筒38和下胶筒39相互配合能够很好的密封环空套管；解 封时，上胶筒40、中胶筒38和下胶筒39失去支撑，在上胶筒40、中胶筒38和下胶筒39的 弹性作用下进行回弹，套管环空的密封失效。
[0024] 如附图1、2所示，胶筒内套41的上端内壁上固定安装有密封圈42,悬挂外环台37 的外壁上固定安装有密封圈42,胶筒内套41的下端与上卡瓦座16的上端之间固定安装有 密封圈42;或/和，密封安装环槽与下安装环槽通过螺纹固定安装在一起，胶筒内套41的 下端外壁与上卡瓦座16的上端内壁通过螺纹固定安装在一起。密封圈42能够保证较好的 密封作用，螺纹连接方便安装于拆卸。
[0025] 如附图1、2所示，活塞总成包括活塞筒27、活塞外筒44、活塞下接头46和传压管 50 ;下卡瓦座19的外壁与活塞外筒27通过坐封剪钉26固定安装在一起，在活塞外筒27的 下部内壁上一体固定有环形的安装内环台43,安装内环台43的内壁与棘齿芯轴9的下部外 壁固定安装在一起，活塞筒27位于安装内环台43上方的活塞外筒44与棘齿芯轴9形成的 环形空腔内，在活塞筒27的下部外壁上一体固定有外径与活塞外筒44内径相配的活塞外 环台45,活塞下接头46的上部内壁上有内径依次减小的上台阶安装孔和下台阶安装孔，棘 齿芯轴9的下端位于上台阶安装孔内，芯轴1的下端位于下台阶安装孔内并且下台阶安装 孔的内壁与芯轴1的下部外壁固定安装在一起，在安装内环台43内有轴向的上小下大的上 台阶孔47,在活塞下接头46的上部内有与上台阶孔47相对应的上大下小的下台阶孔48， 对应下台阶孔48的下端有与下台阶孔相通的径向通孔49,在上台阶孔47的大孔和下台阶 孔48的大孔内安装有外径与上台阶孔47大孔内径和下台阶孔48大孔内径相配的传压管 50,传压管50的内部有轴向通道51，在径向通孔49的外端固定安装有堵头52,上台阶孔47 的小孔、轴向通道51、下台阶孔48的小孔、径向通孔49的内端相连通形成传压通道，活塞 内环台32的内壁、活塞外环台45的外壁上分别固定安装有密封圈42,安装内环台43与棘 齿芯轴9之间固定安装有密封圈42,上台阶孔47的大孔内壁和下台阶孔48的大孔内壁分 别与传压管50的外壁之间固定安装有密封圈42。当进行坐封时，对芯轴1内腔进行打压， 压力通过传压通道推动活塞筒27向上顶出，活塞内环台32、活塞外环台45上的密封圈42、 安装内环台43与棘齿芯轴9之间的密封圈、上台阶孔47和下台阶孔48与传压管50之间 的密封圈42能够在打压的过程中起到较好的密封作用，保证活塞筒27上移的顺利实施；活 塞筒27与通常的动力设备中的活塞杆的作用原理相同；在上台阶孔47和下台阶孔48内也 可以不安装传压管50,可以直接将径向通孔49、下台阶孔48和上台阶孔47作为传压通道， 但是这样需要在活塞外筒44、安装内环台43与活塞下接头46相接触的端面之间安装密封 圈，保证较好密封效果即可；径向通孔49不仅参与形成了传压通道，并且径向通孔49为内 外贯穿的通孔更为方便加工，加工完成后，在径向通孔49的外端固定安装堵头52即可。
[0026] 如附图1、2所示，棘齿芯轴9的下端与上台阶安装孔内壁之间固定安装有密封圈 42,芯轴1的下端与下台阶安装孔内壁之间固定安装有密封圈42;或/和，安装内环台43的 内壁与棘齿芯轴9的下部外壁通过螺纹固定安装在一起，下台阶安装孔的内壁与芯轴1的 下部外壁通过螺纹固定安装在一起。密封圈42能够保证较好的密封作用，螺纹连接方便安 装于拆卸。
[0027] 如附图1、2所示，内凸环6下方的锁键外筒5与解封棘齿之7间固定安装有固定 销53 ;或/和，解封棘齿7和棘齿锁块30上分别有上下相互交错的割缝；或/和，对应限位 环台11在安装通槽10下方的棘齿芯轴9上有平衡孔54。固定销53可以防止解封棘齿7 与锁键外筒5之间发生相对的径向移动；解封棘齿7上的割缝和棘齿锁块30上的割缝可以 保证在解封过程中解封棘齿7相对芯轴1更加顺利的上移、棘齿锁块30相对棘齿芯轴9更 加顺利的上移；平衡孔54方便在坐封过程中，当胶筒内套41上移时，保证内外压力平衡，进 而保证工作的顺利实施。
[0028] 如附图1、2所示，下卡瓦座19的下端与活塞筒27的外壁之间固定安装有密封圈 42 ;或/和，下卡瓦座19的下端与活塞筒27的外壁通过螺纹固定安装在一起，芯轴1的上 端有内螺纹，活塞下接头46的下端有外螺纹。密封圈42能够保证较好的密封作用，螺纹连 接方便安装于拆卸。
[0029] 本发明采用液压方式就可以完成坐封作业，不需要动管柱，操作简单，密封总成采 用3个胶筒组合结构，可承受高压，确保油气井在开采过程中的安全，卡瓦22位于密封总成 下方，有效防止砂埋、碎屑沉淀，保证解封时顺利，并且卡瓦22采用整体式，咬合力大，保证 坐封位置不动，加强密封效果，同时，即使井下管柱温度下降，管柱长度缩短时，芯轴1和棘 齿芯轴9也会一同缩短，没有相对运动，确保坐封稳定，解封时，下压管柱，芯轴1和棘齿芯 轴9有相对运动，解封剪钉12剪切，锁键13收缩，密封总成伸长，卡瓦22回收，这样便可顺 利解除密封和解除坐封，不需要磨铣密封件，并且能有效保证坐封和解封的可靠性。
[0030] 以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效 果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
【权利要求】
1. 一种液压坐封下压解封封隔器，其特征在于包括芯轴、锁键外筒、解封棘齿、棘齿芯 轴、锁键、密封总成、下卡瓦座、卡瓦和活塞总成；芯轴的上部外壁上自上而下一体固定有 外径依次减小的上台阶和下台阶，在下台阶的下部有环槽，在环槽上方的下台阶外壁上分 布有齿尖朝上的倒齿，锁键外筒的上端内壁上一体固定有与下台阶外壁相配的内凸环，内 凸环下方的锁键外筒上分布有齿尖朝上的倒齿，解封棘齿的内壁上分布有与下台阶外壁上 的倒齿相配的齿尖朝下的倒齿，解封棘齿的外壁上分布有与锁键外筒内壁上的倒齿相配的 齿尖朝下的倒齿，解封棘齿通过倒齿安装在内凸环下方的锁键外筒内并通过倒齿安装在环 槽上方的下台阶上，在解封棘齿下方的锁键外筒内壁上固定安装有限制解封棘齿移动的挡 圈，挡圈下方的锁键外筒上有内径依次增大的上安装环槽和下安装环槽，棘齿芯轴的内壁 上部有与下台阶相配的环形的安装通槽，在棘齿芯轴的上部外壁上一体固定有限位环台， 对应安装通槽上部的棘齿芯轴与下台阶的下部通过解封剪钉固定安装在一起，在棘齿芯轴 的上端沿圆周均匀固定安装有至少两个的锁键，锁键为弧形体，锁键的外侧部呈外窄内宽 的锥形，在锁键上有开口朝外的轴向的弹性销安装通槽，在弹性销安装通槽内安装有弹性 销，弹性销的上端与上安装环槽的上端面相抵，弹性销的下端位于棘齿芯轴的上端内部，密 封总成的上部外壁上有密封安装环槽，密封总成套装在棘齿芯轴上并且密封安装环槽与下 安装环槽固定安装在一起，下安装环槽内侧的上端面与密封总成内侧的上端面之间形成内 小外大的与锁键相配的锥形环腔，密封总成的下端固定安装有上卡瓦座，上卡瓦座的下部 外壁上有环形的上卡瓦座安装通槽，上卡瓦座安装通槽的上端面为上宽下窄的锥形斜面， 在上卡瓦座安装通槽上一体固定有上卡瓦座凸耳，上卡瓦座凸耳呈上大下小的锥台状，下 卡瓦座的上部外壁上有环形的下卡瓦座安装通槽，下卡瓦座安装通槽的下端面为上窄下宽 的锥形斜面，在下卡瓦安装通槽上一体固定有下卡瓦座凸耳，下卡瓦座凸耳为上窄下宽的 锥台状，卡瓦为筒状，在卡瓦上有上下相互交错的割缝，卡瓦的上部内壁和下部内壁上分别 有与上卡瓦座凸耳和下卡瓦座凸耳相配的上悬挂槽和下悬挂槽，上卡瓦座凸耳和下卡瓦座 凸耳分别位于上悬挂槽和下悬挂槽内，卡瓦的上端面和下端面分别为与上卡瓦座安装通槽 上端面的锥形斜面和下卡瓦座安装通槽下端面的锥形斜面相配的斜面，在卡瓦的下部与下 卡瓦座的上部之间固定安装有卡瓦剪钉，卡瓦的上部外壁上分布有齿尖朝下的倒齿，卡瓦 的下部外壁上分布有齿尖朝上的倒齿，下卡瓦座的下部内壁有环形的安装下通槽，安装下 通槽的上端面为上窄下宽的锥形面，下卡瓦座的外壁与活塞总成的上端通过坐封剪钉固定 安装在一起，活塞总成包括活塞筒，下卡瓦座的下端与活塞总成的活塞筒的外壁固定安装 在一起，芯轴内部与活塞总成之间有传压通道，上卡瓦座、下卡瓦座、卡瓦和活塞总成分别 套装在棘齿芯轴上，下卡瓦座、活塞筒和棘齿芯轴之间形成环形的锥形空腔，在活塞筒上端 的锥形空腔内套装有弹簧座，在锥形空腔的上部内套装有与安装下通槽的锥形面相配的棘 齿锁块，在棘齿锁块与弹簧座之间的环形空腔内安装有弹簧，棘齿锁块的内壁上分布有齿 尖朝下的倒齿，在棘齿锁块上方的棘齿芯轴上分布有齿尖朝上的倒齿，在活塞筒的下部内 壁上一体固定有内径与棘齿芯轴外径相配的活塞内环台，在活塞内环台上方的棘齿芯轴外 壁上固定安装有C型环，活塞总成的内壁分别和芯轴的下部外壁、棘齿芯轴的下部外壁固 定安装在一起。
2. 根据权利要求1所述的液压坐封下压解封封隔器，其特征在于密封总成包括胶筒上 环、胶筒内套、上胶筒、中胶筒和下胶筒；胶筒上环的上部外壁上有密封安装环槽，胶筒上环 套装在棘齿芯轴上并且密封安装环槽与下安装环槽固定安装在一起，胶筒上环与棘齿芯轴 之间形成滑动环形空腔，下安装环槽内侧的上端面与胶筒上环内侧的上端面之间形成内小 外大的与锁键相配的锥形环腔，在胶筒上环的下端内壁上一体固定有悬挂内环台，胶筒内 套的上端外壁上一体固定有悬挂外环台，胶筒内套的内径与棘齿芯轴的外径相配，悬挂外 环台位于悬挂内环台上方的滑动环形空腔内并座在悬挂内环台上，胶筒内套的下端外壁与 上卡瓦座的上端内壁固定安装在一起，在胶筒上环至上卡瓦座的胶筒内套上自上而下依次 套装有上胶筒、中胶筒和下胶筒，中胶筒为内宽外窄的环形锥台状，上胶筒的下端面为与中 胶筒的上端面相配的斜面，下胶筒的上端面为与中胶筒的下端面相配的斜面，胶筒上环的 下端与上胶筒的上端相抵，上卡瓦座的上端与下胶筒的下端相抵。
3. 根据权利要求2所述的液压坐封下压解封封隔器，其特征在于胶筒内套的上端内壁 上固定安装有密封圈，悬挂外环台的外壁上固定安装有密封圈，胶筒内套的下端与上卡瓦 座的上端之间固定安装有密封圈；或/和，密封安装环槽与下安装环槽通过螺纹固定安装 在一起，胶筒内套的下端外壁与上卡瓦座的上端内壁通过螺纹固定安装在一起。
4. 根据权利要求1或2或3所述的液压坐封下压解封封隔器，其特征在于活塞总成包 括活塞筒、活塞外筒、传压管和活塞下接头；下卡瓦座的外壁与活塞外筒通过坐封剪钉固定 安装在一起，在活塞外筒的下部内壁上一体固定有环形的安装内环台，安装内环台的内壁 与棘齿芯轴的下部外壁固定安装在一起，活塞筒位于安装内环台上方的活塞外筒与棘齿芯 轴形成的环形空腔内，在活塞筒的下部外壁上一体固定有外径与活塞外筒内径相配的活塞 外环台，活塞下接头的上部内壁上有内径依次减小的上台阶安装孔和下台阶安装孔，棘齿 芯轴的下端位于上台阶安装孔内，芯轴的下端位于下台阶安装孔内并且下台阶安装孔的内 壁与芯轴的下部外壁固定安装在一起，在安装内环台内有轴向的上小下大的上台阶孔，在 活塞下接头的上部内有与上台阶孔相对应的上大下小的下台阶孔，对应下台阶孔的下端有 与下台阶孔相通的径向通孔，在上台阶孔的大孔和下台阶孔的大孔内安装有外径与上台阶 孔大孔内径和下台阶孔大孔内径相配的传压管，传压管的内部有轴向通道，在径向通孔的 外端固定安装有堵头，上台阶孔的小孔、轴向通道、下台阶孔的小孔、径向通孔的内端相连 通形成传压通道，活塞内环台的内壁、活塞外环台的外壁上分别固定安装有密封圈，安装内 环台与棘齿芯轴之间固定安装有密封圈，上台阶孔的大孔内壁和下台阶孔的大孔内壁分别 与传压管的外壁之间固定安装有密封圈。
5. 根据权利要求4所述的液压坐封下压解封封隔器，其特征在于棘齿芯轴的下端与上 台阶安装孔内壁之间固定安装有密封圈，芯轴的下端与下台阶安装孔内壁之间固定安装有 密封圈；或/和，安装内环台的内壁与棘齿芯轴的下部外壁通过螺纹固定安装在一起，下台 阶安装孔的内壁与芯轴的下部外壁通过螺纹固定安装在一起。
6. 根据权利要求1或2或3所述的液压坐封下压解封封隔器，其特征在于内凸环下方 的锁键外筒与解封棘齿之间固定安装有固定销；或/和，解封棘齿和棘齿锁块上分别有上 下相互交错的割缝；或/和，对应限位环台在安装通槽下方的棘齿芯轴上有平衡孔。
7. 根据权利要求4所述的液压坐封下压解封封隔器，其特征在于内凸环下方的锁键外 筒与解封棘齿之间固定安装有固定销；或/和，解封棘齿和棘齿锁块上分别有上下相互交 错的割缝；或/和，对应限位环台在安装通槽下方的棘齿芯轴上有平衡孔。
8. 根据权利要求5所述的液压坐封下压解封封隔器，其特征在于内凸环下方的锁键外 筒与解封棘齿之间固定安装有固定销；或/和，解封棘齿和棘齿锁块上分别有上下相互交 错的割缝；或/和，对应限位环台在安装通槽下方的棘齿芯轴上有平衡孔。
9. 根据权利要求4所述的液压坐封下压解封封隔器，其特征在于下卡瓦座的下端与活 塞筒的外壁之间固定安装有密封圈；或/和，下卡瓦座的下端与活塞筒的外壁通过螺纹固 定安装在一起，芯轴的上端有内螺纹，活塞下接头的下端有外螺纹。
10. 根据权利要求5或6或7所述的液压坐封下压解封封隔器，其特征在于下卡瓦座的 下端与活塞筒的外壁之间固定安装有密封圈；或/和，下卡瓦座的下端与活塞筒的外壁通 过螺纹固定安装在一起，芯轴的上端有内螺纹，活塞下接头的下端有外螺纹。
【文档编号】E21B33/127GK104047563SQ201410297238
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月28日 优先权日:2014年6月28日
【发明者】朱进府, 张福祥, 王群琪, 李志国, 彭建新, 路尧, 高文祥, 李超 申请人:新疆华油油气工程有限公司