一种用于油井的电动封隔器的制作方法

[0001]
本实用新型属于石油天然气探测技术领域，具体涉及一种用于油井的电动封隔器。


背景技术：

[0002]
目前，油田普遍使用的扩张式封隔器，电动封隔器作为封隔器的一种，通过电机实现座封和解封，操作十分便捷，提高了油井作业的工作效率。电动式封隔器是依靠电机带动打压泵工作，打压泵从油囊内吸油向胶筒内打压座封胶筒；在解封时，依靠另一泄压电机带动丝杠将泄压阀打开，实现电动泄压解封。但是，座封的电机和泄压电机均使用电能，在发生电路故障或者电机故障等情况时，泄压电机无法提供泄压扭矩，则无法进行电动解封，从而造成封隔器卡井，影响油井的正常作业；此时，只能通过上提油管或破坏封隔器的方式进行解封，则易造成水平段油管损坏。


技术实现要素：

[0003]
为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种用于油井的电动封隔器。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0004]
一种用于油井的电动封隔器，包括：电动座封组件、电动解封组件、上护管、内管组件、胶筒、机械解封座和泄压油塞；
[0005]
所述电动座封组件，位于上护管内，且与所述内管组件固定连接，所述电动座封组件通过所述内管组件的座封通道与所述胶筒连通；
[0006]
所述电动解封组件，固设于所述内管组件上，所述电动解封组件的泄压阀与所述胶筒连接；
[0007]
所述上护管，位于外部的套管内，上端与外部的油管固定连接，下端与所述机械解封座固定连接，所述上护管在所述油管的带动下可向上运动；
[0008]
所述机械解封座，套设在所述内管组件上，通过剪钉组件与所述内管组件固定连接，所述机械解封座的内壁上具有容纳凹槽，所述机械解封座在所述上护管的带动下可克服所述剪钉组件的连接作用力，相对所述内管组件向上滑动，以使所述容纳凹槽位于所述泄压油塞靠近所述机械解封座的一侧；
[0009]
所述内管组件，与所述胶筒固定连接，所述内管组件上设有泄油通道和油塞通孔；所述泄油通道与所述电动座封组件的油囊连通；
[0010]
所述油塞通孔，轴向与所述上护管的轴向垂直，所述油塞通孔的孔壁与所述泄油通道连通，所述油塞通孔可与所述座封通道连通；
[0011]
所述泄压油塞，位于所述油塞通孔内，一端与所述机械解封座相抵且对所述油塞通孔密封，另一端朝向所述座封通道内延伸且可对所述油塞通孔密封或解除密封，所述泄压油塞的一端可被顶入所述容纳凹槽内，以使所述泄油通道通过所述油塞通孔与所述座封通道连通。
[0012]
在本实用新型的一个实施例中，所述油塞通孔，包括第一通孔和第二通孔；
[0013]
所述第一通孔的最小直径大于所述第二通孔的最大直径，所述泄压油塞靠近所述座封通道的一端通过第一密封件可对所述第二通孔密封；
[0014]
所述第一通孔，靠近所述机械解封座，孔壁与所述泄油通道连通；
[0015]
所述泄压油塞靠近所述机械解封座的一端通过第二密封件对所述第一通孔密封；
[0016]
所述泄压油塞的最大直径小于所述第一通孔的最小直径。
[0017]
在本实用新型的一个实施例中，还包括：限位挡圈；
[0018]
所述限位挡圈，套设在所述内管组件上，与所述内管组件固定连接，且位于所述机械解封座的上方。
[0019]
在本实用新型的一个实施例中，所述机械解封座通过第三密封组件和第四密封组件与所述内管组件密封；
[0020]
所述第三密封组件和所述第四密封组件均套设在所述内管组件的外壁上，且所述第三密封组件和所述第四密封组件位于所述泄压油塞的两侧。
[0021]
在本实用新型的一个实施例中，所述剪钉组件，包括第一剪钉和第二剪钉；
[0022]
所述第一剪钉和所述第二剪钉对称设置。
[0023]
在本实用新型的一个实施例中，所述机械解封座，包括：第一解封套以及与所述第一解封套固定连接的第二解封套；
[0024]
所述第一解封套和所述第二解封套均套设在所述内管组件上；
[0025]
所述第一解封套的上端部插入所述上护管的下端部内；
[0026]
所述第一解封套靠近上端的内壁上设有第一凸台；
[0027]
所述第二解封套的上端部插入第一解封套的下端部内，所述第二解封套的上端与所述第一凸台之间形成所述容纳凹槽；
[0028]
所述剪钉组件位于靠近所述第二解封套的下端处；
[0029]
所述限位挡圈位于所述第一解封套的上方；
[0030]
所述第三密封组件位于所述第一凸台和内管组件之间。
[0031]
在本实用新型的一个实施例中，所述第二解封套靠近上端的内壁上设有第二凸台；
[0032]
所述第四密封组件位于所述第二凸台和内管组件之间。
[0033]
本实用新型的有益效果：
[0034]
本实用新型通过上提油管带动上护管向上移动，然后上护管带动机械解封座向上移动，进而使泄压油塞的一部分解除密封，从而胶筒内的油液油座封通道进入泄油通道，最后进入油囊，以实现胶筒的泄油解封，能够在电动解封失效的情况下通过机械解封的方式完成解封，解决了由于电动解封组件故障或电路故障而无法解封的问题，从而避免电动封隔器卡井而发生施工事故，提高了油井作业的安全性，使油井作业能够正常进行，进一步提高了油井作业的效率。本实用新型结构简单，操作便捷。
[0035]
以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
[0036]
图1是现有技术的电动封隔器结构框图；
[0037]
图2是本实用新型实施例提供的一种用于油井的电动封隔器部分结构示意图；
[0038]
图3是本实用新型实施例提供的一种用于油井的电动封隔器座封状态部分结构示意图；
[0039]
图4是本实用新型实施例提供的一种用于油井的电动封隔器机械解封状态部分结构示意图；
[0040]
图5是本实用新型实施例提供的一种用于油井的电动封隔器油塞通孔结构示意图；
[0041]
图6是本实用新型实施例提供的一种用于油井的电动封隔器机械解封状态的油塞通孔和泄压油塞结构示意图；
[0042]
图7是本实用新型实施例提供的另一种用于油井的电动封隔器机械解封状态的油塞通孔和泄压油塞结构示意图；
[0043]
图8是本实用新型实施例提供的一种用于油井的电动封隔器部分结构示意图。
[0044]
附图标记说明：1-电动座封组件；2-电动解封组件；3-上护管；4-内管组件；5-胶筒；6-座封通道；7-油囊；8-泄压阀；9-座封电机；10-打压泵；11-单向阀；12-压力传感器；13-泄压电机；14-油液；15-机械解封座；16-泄压油塞；17-剪钉组件；18-泄油通道；19-油塞通孔；20-套管；21-容纳凹槽；22-第一通孔；23-第二通孔；24-第一密封件；25-第二密封件；26-密封段；27-末段；28-限位挡圈；29-第三密封组件；30-第四密封组件；31-第一剪钉；32-第二剪钉；33-第一解封套；34-第二解封套；35-第一凸台；36-第二凸台。
具体实施方式
[0045]
下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0046]
实施例一
[0047]
请参见图2、图3和图4所示，一种用于油井的电动封隔器，包括：电动座封组件1、电动解封组件2、上护管3、内管组件4、胶筒5、机械解封座15和泄压油塞16。电动座封组件1位于上护管3内，电动座封组件1与内管组件4固定连接，电动座封组件1通过内管组件4的座封通道6与胶筒5连通。其中，座封通道6为电动座封组件1向胶筒5注入油液的通道，油囊7中的油液可经过座封通道6进入胶筒5。电动解封组件2(图2-图4中未示出)固设于内管组件4上，电动解封组件2的泄压阀8(图2-图4中未示出)与胶筒5连接。本实施例的电动座封组件1和电动解封组件2的相关结构以及电动座封和电动解封的过程与现有技术中相关技术相同。
[0048]
现有技术中，如图1所示，在电动座封组件1和电动解封组件2的结构和工作过程为现有技术，电动座封组件1包括：座封电机9、打压泵10、单向阀11、压力传感器12等，座封电机9的输出轴可以通过联轴器与打压泵10连接，在座封阶段，电动封隔器下到水平井段，然后给座封电机9通电，座封电机9旋转带动打压泵10旋转，打压泵10从油囊7内吸油，通过单向阀11将油液打入胶筒5内；随着胶筒5内油液不断增多，导致胶筒5不断扩张，直至胶筒5贴到外部的套管20内壁上，且胶筒5内部压力传感器12检测到胶筒5内部压力达到预先设定压力值时，座封电机9停止工作，座封完成。电动解封组件2包括：泄压电机13、丝杠、泄压阀8等，电动解封时，泄压电机13带动丝杠将泄压阀8打开，胶筒5中的油液14通过电动泄压通道流至油囊7中，实现电动泄压。在电动座封组件1和电动解封组件2的具体的结构和具体的工
作过程为现有技术，在此不再赘述。
[0049]
本实施例中，上护管3位于外部的套管20内，上护管3的上端与外部的油管固定连接，上护管3的下端与机械解封座15固定连接。机械解封座15套设在内管组件4上，剪钉组件17穿过机械解封座15和内管组件4将机械解封座15和内管组件4固定连接在一起，机械解封座15的内壁上具有容纳凹槽21。内管组件4与胶筒5固定连接，内管组件4上设有泄油通道18和油塞通孔19。油塞通孔19轴向与上护管3的轴向垂直，油塞通孔19的孔壁与泄油通道18连通，油塞通孔19可与座封通道6连通。也即是座封通道6和泄油通道18可以通过油塞通孔19连通。泄油通道18与电动座封组件1的油囊7连通。泄压油塞16位于油塞通孔19内，泄压油塞16的一端与机械解封座15相抵且与油塞通孔19形成密封状态，泄压油塞16的另一端朝向座封通道6内延伸且可与油塞通孔19形成密封或解除密封。泄压油塞16的另一端靠近座封通道6且可以与油塞通孔19形成密封以封堵油塞通孔19，此时，泄油通道18和座封通道6不连通，泄压油塞16进入容纳凹槽21后，泄压油塞16的另一端与油塞通孔19解除密封，则泄油通道18和座封通道6通过油塞通孔19可以连通。泄压油塞16的一端可与油塞通孔19保持密封，以保证在泄油通道18和座封通道6连通时，油液不会从油塞通孔19进入其他元件。在机械解封座15未向上运动时，也即是未机械解封时，容纳凹槽21位于泄压油塞16的下方。本实施例中，在电动封隔器座封后，胶筒5与外部的套管20紧密接触，内管组件4与胶筒5是固定连接的，在需要机械解封时，提拉外部的油管，外部的油管与上护管3固定连接，油管带动上护管3向上运动，上护管3带动机械解封座15向上运动，此时，由于受到剪钉组件17的作用，机械解封座15具有向上运动的趋势，在增大提拉力至外力阈值时，机械解封座15可以克服剪钉组件17的连接作用力，相对内管组件4和胶筒5随外护管向上滑动，滑动的过程中容纳凹槽21运动至泄压油塞16处；由于胶筒5座封后，胶筒5内以及座封通道6内的压力大于电动封隔器外部的压力，泄压油塞16在座封通道6中油液压力作用下被顶入容纳凹槽21内，因此，泄压油塞16靠近座封通道6的一端与油塞通孔19解除密封，泄油通道18通过油塞通孔19与座封通道6连通，在胶筒5内部压力作用下，胶筒5中的油液14依次通过座封通道6、油塞通孔19和泄油通道18进入油囊7中，实现机械解封。本实用新型解决了由于电动解封组件故障或电路故障而无法解封的问题，从而避免电动封隔器卡井而发生施工事故，提高了油井作业的安全性，使油井作业能够正常进行，进一步提高了油井作业的效率。本实用新型结构简单，操作便捷，同时，在更换剪钉后机械解封功能能够重复使用。
[0050]
本实施例中，在机械解封之后，将上护管3拆卸，然后将机械解封座15拆卸，将泄压油塞16塞入油塞通孔19中，更换剪钉组件17，即可重复使用本装置。
[0051]
在一种可行的实现方式中，油塞通孔19位于泄油通道18的下端，泄油通道18的上端与油囊7连通，泄油通道18的下端可通过油塞通孔19与座封通道6连通。其中，泄油通道18与电动泄压通道是两个不同的通道。
[0052]
实施例二
[0053]
请参见图2、图3、图4、图5和图6所示，本实施例是在实施例一的基础上进行改进。本实施例中，油塞通孔19包括第一通孔22和第二通孔23。第一通孔22的最小直径大于第二通孔23的最大直径，泄压油塞16靠近座封通道6的一端通过第一密封件24可与第二通孔23形成密封状态。第一通孔22靠近机械解封座15，第一通孔22的孔壁与泄油通道18连通，第一通孔22和第二通孔23连通且同轴，第二通孔23靠近座封通道6远离机械解封座15；泄压油塞
16靠近机械解封座15的一端通过第二密封件25与第一通孔22形成密封状态。其中，第一密封件24和第二密封件25包括但不限于密封圈。第一密封件24和第二密封件25套设在泄压油塞16上。泄压油塞16的最大直径小于第一通孔22的最小直径，具体的，泄压油塞16靠近座封通道6的一端与第二通孔23形成密封状态，所以，泄压油塞16靠近座封通道6的一端的最大直径小于第二通孔23的最小直径，当泄压油塞16靠近机械解封座15的一端进入容纳凹槽21内时，如图6所示，泄压油塞16靠近座封通道6的一端的部分和第一密封件24位于第一通孔22内，泄压油塞16靠近座封通道6的一端的最大直径小于第二通孔23的最小直径，而第二通孔23的最大直径小于第一通孔22的最小直径，因此，泄压油塞16靠近座封通道6的一端除安装第一密封件24以外的部分与第二通孔23之间具有间隙，泄压油塞16靠近座封通道6的一端与第二通孔23解除密封，此时，座封通道6通过第二通孔23与第一通孔22连通，进而与泄油通道18连通。
[0054]
在一种可行的实现方式中，当泄压油塞16靠近机械解封座15的一端进入容纳凹槽21内时，泄压油塞16靠近座封通道6的一端的全部和第一密封件24位于第一通孔22内，泄压油塞16靠近座封通道6的一端的最大直径小于第二通孔23的最小直径，因此，泄压油塞16靠近座封通道6的一端与第二通孔23解除密封，此时，座封通道6通过第二通孔23与第一通孔22连通，进而与泄油通道18连通。
[0055]
可以理解的，泄压油塞16运动的行程满足使第一密封件24移至第一通孔22内，也即是容纳凹槽21的最小深度等于第一密封件24由第二通孔23移动至第一通孔22内所移动的距离。泄压油塞16靠近机械解封座15的一端与第一通孔22始终保持密封状态。
[0056]
在一种可行的实现方式中，如图7所示，泄压油塞16靠近座封通道6的一端包括密封段26和末段27，密封段26与泄压油塞16靠近机械解封座15的一端固定连接，末段27与密封段26固定连接，末段27的最大直径小于密封段26的最小直径，因此，末段27的外壁与第二通孔23之间具有较大的间隙，增大了油液的流量，以使座封通道6中的油液能够快速流至泄油通道18中，以提高机械解封的效率。
[0057]
进一步地，如图3和图4所示，用于油井的电动封隔器还包括：限位挡圈28。限位挡圈28套设在内管组件4上，限位挡圈28与内管组件4固定连接且位于机械解封座15的上方。限位挡圈28对机械解封座15的向上的运动起到限位作用，当提拉油管一定距离后，机械解封座15向上的运动被限位挡圈28限位，则机械解封座15运动到位，防止过度提拉油管导致的机械解封座15运动行程过大而造成封隔器的损坏，增强了结构的可靠性。
[0058]
在一种可行的实现方式中，限位挡圈28可以为两个半圆形挡圈，在安装限位挡圈28时，将两个半圆形挡圈套在内管组件4上，然后通过螺栓将两个半圆形挡圈连接在一起。
[0059]
进一步地，如图3和图4所示，机械解封座15通过第三密封组件29和第四密封组件30与内管组件4密封。第三密封组件29和第四密封组件30均套设在内管组件4的外壁上，且第三密封组件29和第四密封组件30位于泄压油塞16的两侧。其中，第三密封组件29包括至少一个密封圈；第四密封组件30包括至少一个密封圈。图3和图4中第三密封组件29包括两个密封圈，第四密封组件30包括两个密封圈。
[0060]
进一步地，如图8所示，剪钉组件17包括第一剪钉31和第二剪钉32。第一剪钉31和第二剪钉32对称设置。对称设置的第一剪钉31和第二剪钉32使机械解封座15受力均匀。
[0061]
进一步地，如图2-图8所示，机械解封座15包括：第一解封套33以及与第一解封套
33固定连接的第二解封套34。第一解封套33和第二解封套34为中空套体，第一解封套33和第二解封套34均套设在内管组件4上。第一解封套33的上端部插入上护管3的下端部内，且第一解封套33与上护管3固定连接。第一解封套33靠近上端的内壁上设有第一凸台35，第一凸台35径向凸起。第二解封套34的上端部插入第一解封套33的下端部内，剪钉组件17位于靠近第二解封套34的下端的位置处，剪钉组件17将第二解封套34与内管组件4固定。当机械解封时，第二解封套34可与内管组件4滑动接触，第一解封套33和第二解封套34固定连接，第二解封套34的上端与第一凸台35之间具有一定的距离，形成容纳凹槽21。限位挡圈28位于第一解封套33的上方，第三密封组件29位于第一凸台35和内管组件4之间。本实施例中，机械解封座15包括第一解封套33和第二解封套34两个部分，便于生产时的组装以及后续的维护。同时，第一凸台35能够减小第一解封套33与内管组件4的外壁之间的距离，可以使用厚度较小的第三密封组件29形成密封，因此，除第一凸台35外的第一解封套33的厚度可以较小，使得结构更加紧凑。
[0062]
在一种可行的实现方式中，上护管3与第一解封套33螺纹连接，第一解封套33与第二解封套34螺纹连接，在机械解封之后，将上护管3拧下，将限位挡圈28拆下，然后将第一解封套33拧下，将泄压油塞16塞入油塞通孔19中，更换第一剪钉31和第二剪钉32，下次需要机械解封时即可进行机械解封。
[0063]
进一步地，如图8所示，第二解封套34靠近上端的内壁上设有第二凸台36，第二凸台36径向凸起。第四密封组件30位于第二凸台36和内管组件4之间。第二凸台36能够减小第二解封套34与内管组件4的外壁之间的距离，可以使用较小的第四密封组件30形成密封，因此，除第二凸台36外的第二解封套34的厚度可以较小，使得结构更加紧凑。
[0064]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0065]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0066]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0067]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅
表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0068]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
[0069]
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。