申请/专利权人：中国石油天然气集团有限公司;中国石油集团川庆钻探工程有限公司

申请日：2022-06-23

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN115142811B

主分类号：E21B33/128

分类号：E21B33/128;E21B33/129;E21B23/06;E21B23/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.10.25#实质审查的生效;2022.10.04#公开

摘要：本发明提供了一种非旋转式可重复坐封封隔器以及其坐封、解封方法，所述封隔器包括依次同轴连接的上锁定机构总成、胶筒密封总成、防中途坐封弹爪、换位机构总成、下锁定机构总成和下接头，其中，换位机构总成包括换位芯轴、换位轨道槽和外筒，换位芯轴分别和胶筒总成、下游设备固定；换位轨道槽分布在换位芯轴的外壁上；外筒套设在换位芯轴上且与换位芯轴固定；换位芯轴上还设置有凸台结构；防中途坐封弹爪套设在换位芯轴上且其一端与外筒固定连接，另一端作用在凸台结构上；下锁定机构总成套设在换位芯轴上且能够与井筒锁定；换位凸耳固定设置下锁定机构总成上并进入换位轨道槽中。本发明具备机械坐封和液压坐封的优点、能够多次重复坐封和解封。

主权项：1.一种非旋转式可重复坐封封隔器，其特征在于，所述封隔器包括依次同轴连接的上锁定机构总成、胶筒密封总成、防中途坐封弹爪、卡瓦滑套、换位机构总成和下锁定机构总成，其中，上锁定机构总成能够与上游管柱固定连接，并且能够在管柱内加压的情况下与套管锁定；胶筒密封总成能够在受到挤压时变形使封隔器坐封、并在挤压消失后恢复原状使封隔器解封；换位机构总成包括换位芯轴、换位轨道槽和外筒，其中，换位芯轴的上端和胶筒总成的下端固定连接，换位芯轴的下端与下游设备固定连接；换位轨道槽周向分布在换位芯轴的外壁上；外筒套设在换位芯轴上且通过剪销与换位芯轴固定，外筒的上端作用在胶筒总成上，在外筒内壁和换位芯轴外壁之间形成有开口朝下的第一腔体；换位芯轴上还设置有非对称的凸台结构；卡瓦滑套套设在所述换位芯轴上且与外筒下端固定连接；防中途坐封弹爪套设在所述换位芯轴上且其一端与外筒或卡瓦滑套固定连接，另一端作用在凸台结构上，防中途坐封弹爪能够在受力达到设计弹开力时弹开越过凸台结构和回程时恢复原状；下锁定机构总成套设在所述换位芯轴上并能被卡瓦滑套撑开与井筒锁定；换位凸耳固定设置下锁定机构总成上并进入所述换位轨道槽中，通过换位凸耳和换位轨道槽的配合来实现换位动作；所述防中途坐封弹爪呈圆筒状，圆筒的一端沿周向均布若干无倒刺的辐条，相邻两个辐条之间间隔一定距离，辐条末端倒特定角度，辐条内侧装有特定的加强筋，辐条表面呈双叶双曲面形状；所述凸台结构的两侧为非对称结构，其中，靠近换位芯轴下端的一侧采用特定的大倾斜角度，以施加足够的阻力防止封隔器中途坐封；靠近接头的一侧采用特定的小倾斜角度，以在解封时减小弹爪阻力使封隔器能够正常解封；所述下锁定机构总成包括支撑套、若干条形镶齿卡瓦、卡瓦压紧板簧、固定螺钉、卡瓦座和档套，其中，所述支撑套套设在所述换位芯轴上，所述卡瓦座套设在所述支撑套上；所述若干条形镶齿卡瓦沿轴向设置且均匀分布在支撑套的圆周上，固定螺钉将所述若干条形镶齿卡瓦的中每条条形镶齿卡瓦的一端与卡瓦座固定；所述卡瓦压紧板簧将所述条形镶齿卡瓦朝中心轴线方向压紧；所述下锁定机构总成还包括摩擦块套筒、摩擦块和摩擦块弹簧，其中，所述摩擦块套筒的一端与所述卡瓦座固定连接，另一端与所述档套固定连接，所述摩擦块套筒的外壁形成有容纳摩擦块的凹陷，所述摩擦块设置在所述凹陷中，所述摩擦块弹簧设置在摩擦块套筒与摩擦块之间；所述换位轨道槽沿轴向和周向分布在换位芯轴外壁上，轨道形态呈人字形，包括至少一道空行程轨道槽和坐封行程轨道槽、以及变轨引导槽和定位点，其中，每道坐封行程轨道槽间隔若干道空行程轨道槽且坐封行程轨道槽比空行程轨道槽长；所述定位点包括上止点、下止点以及换位点，定位点的深度比轨道槽略深一定距离以帮助凸耳自动定位；所述胶筒总成包括胶筒芯轴、顶鞋、胶筒和底鞋，其中，所述胶筒芯轴上端与上锁定机构总成下端固定连接，下端与换位机构总成固定连接；所述顶鞋、胶筒和底鞋均套设在所述胶筒芯轴上，且顶鞋和底鞋分别和胶筒的上下两个端面接触。

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