一种扩张式封隔器

技术领域

本发明涉及石油机械技术领域，具体为一种扩张式封隔器。

背景技术

当需要封隔油管与油气井套管或裸眼井壁环形空间时，连接封隔器于井下管柱之上，下到设计深度后，通过液压驱动等方式使封隔器上的封隔件发生膨胀封隔油套环空。不同形式的封隔器，其启动方式和解封方式有所不同。液力扩张式封隔器下到设计深度后，从油管内加压，高压液体通过封隔器内部的传压孔隙作用于胶筒内腔，节流压差作用下，胶筒发生膨胀封隔油套环空。当油压释放，油套压力平衡后，胶筒靠自身的回弹力收缩回原状实现解封。压缩式封隔器下到设计深度后，从油管内加压，高压液体通过封隔器内部的传压孔隙作用于活塞机构，节流压差作用下，压缩胶筒发生膨胀封隔油套环空。当油压释放，油套压力平衡后，胶筒靠自身的回弹力恢复原状实现解封。

目前市场上最常用到的是扩张式封隔器，应用于油田的分层注水、分层酸化、分层挤堵、分层压裂等施工工艺，但是市场上常见的扩张式封隔器依然存在着一定的不足，首先常见的扩张式封隔器在下降至指定位置时往往无法及时扩张固定，导致封隔位置存在一定的误差，其次常见的扩张式封隔器拆卸取出时往往外部会附着大量的杂物，不便清理，为此我们设计了一种扩张式封隔器来解决上述问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种扩张式封隔器，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种扩张式封隔器，包括上层管和下层管以及固定框，所述上层管的左侧固定套装有上接头，且上层管和下层管的外部均固定套装有固定环，两个固定环之间活动连接有扩张弹簧和扩张板，且两个固定环之间固定套装有一个气囊，所述下层管的内部固定套装有限位管，所述限位管的左侧固定安装有接触头，且限位管的右侧固定套装有探测头，所述限位管的内部固定套装有熔断底座，且限位管的内部滑动套接有位于熔断底座上下两侧的限位块，所述熔断底座和限位块之间固定连接有熔断丝，且熔断底座和限位块之间焊接有限位弹簧，所述固定框的左右两侧均活动套装有两个导向柱，且固定框的外部螺纹套接位于两个导向柱之间的紧固螺栓，两个所述导向柱的末端固定安装有一个夹板，所述固定框的外部焊接有两个固定板。

优选的，所述扩张板和扩张弹簧与固定环之间活动套装有扩张底座，且扩张板和扩张弹簧均匀分布在两个固定环之间。

优选的，所述气囊的底部设置有与接触头相匹配的接触板，且气囊的高度值大于扩张板的高度值。

优选的，所述探测头一端延伸至限位管的内部并与熔断底座相关联。

优选的，所述下层管的长度值与接触头和限位管的长度值之和相同，且下层管的外部开设有与限位块相匹配的贯通凹槽。

优选的，所述熔断丝均匀分布在熔断底座和熔断丝之间，所述限位弹簧与熔断丝一一对应，且限位弹簧套装在熔断丝外部。

优选的，所述紧固螺栓的末端通过轴承与夹板的外部固定连接，所述夹板内侧设置有与上层管相匹配弧形开口。

本发明提供了一种扩张式封隔器，具备以下有益效果：

1、该扩张式封隔器，通过探测头和熔断底座以及熔断丝和限位弹簧的配合使用，使得该扩张式封隔器能够通过接触头来检测封隔器的位置，当封隔器运动到对应的位置时探测头能够向熔断底座发送信号，使得熔断底座对熔断丝通电，使得熔断丝熔断，之后限位块在限位弹簧的作用下从限位管和下层管的内部弹出与油井的井壁相接触，使得该扩张式封隔器能精准定位并及时立即展开扩张封隔工作。

2、该扩张式封隔器，通过扩张板以及气囊和接触头的配合使用使得该扩张式封隔器在限位块弹出后上层管与下层管之间发生挤压，从而使得扩张板向外扩张，当扩张板被挤压至与井壁贴合时，扩张板锁死，同时气囊的底部与接触头接触，气囊启动，填满扩张板之间的缝隙，使得该扩张式封隔器拥有更强的封隔效果。

3、该扩张式封隔器，通过紧固螺栓和导向柱以及夹板的配合使用，使得该扩张式封隔器在完成被拆卸取下时，工作人员能够通过旋转紧固螺栓使得夹板沿着导向柱的导向滑动，从而使得两个夹板夹持相互接触，当封隔器取出时，上层管和下层管以及扩张板的外部与夹板相接触，从而将封隔器外部的杂物清理，便于操作人员回收封隔器。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明气囊的结构示意图；

图3为本发明扩张板盒固定环的结构示意图；

图4为本发明限位管内部的结构示意图；

图5为本发明夹板盒固定框的结构示意图；

图6为本发明上层管和下层管外部的结构示意图。

图中：1、上层管；2、下层管；3、接触头；4、限位块；5、探测头；6、限位管；7、扩张板；8、上接头；9、导向柱；10、夹板；11、固定框；12、紧固螺栓；13、固定板；14、气囊；15、扩张底座；16、固定环；17、扩张弹簧；18、熔断底座；19、熔断丝；20、限位弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种扩张式封隔器，包括上层管1和下层管2以及固定框11，上层管1的左侧固定套装有上接头8，且上层管1和下层管2的外部均固定套装有固定环16，两个固定环16之间活动连接有扩张弹簧17和扩张板7，且两个固定环16之间固定套装有一个气囊14，扩张板7和扩张弹簧17与固定环16之间活动套装有扩张底座15，且扩张板7和扩张弹簧17均匀分布在两个固定环16之间，扩张底座15能够在扩张弹簧17和扩张板7第一次被挤压扩张到最大位置时锁死，使得扩张弹簧17和扩张板7进行封隔器的封隔工作，再次挤压时扩张底座15便会解除锁定，使得扩张弹簧17和扩张板7放松，扩张板7和扩张弹簧17均匀分布在两个固定环16之间能够保证扩张弹簧17和扩张底座15以及扩张板7受力的均匀，提高装置工作的稳定性，本扩张底座15的原理及使用过程均与现有技术相同，在此不再赘述，气囊14的底部设置有与接触头3相匹配的接触板，且气囊14的高度值大于扩张板7的高度值，气囊14底部的接触板在与接触头3接触后会使得气囊14膨胀，由于气囊14的高度值大于扩张板7的高度值，因此气囊14在膨胀后能够完全的填满扩张板7之间的空隙，从而使得封隔器的封隔效果得到保证，下层管2的内部固定套装有限位管6，限位管6的左侧固定安装有接触头3，且限位管6的右侧固定套装有探测头5，下层管2的长度值与接触头3和限位管6的长度值之和相同，且下层管2的外部开设有与限位块4相匹配的贯通凹槽，接触头3和限位管6以及下层管2的长度值关系使得接触头3的末端能够接近到气囊14底部的接触板板，从而使得扩张板7在扩张后，接触头3能够及时与气囊14底部的接触板接触，从而使得气囊14快速膨胀，下层管2的外部开设的与限位块4相匹配的贯通凹槽使得限位块4能够从限位管6和下层管2的内部滑出，与井壁相接触，进行限位工作，限位管6的内部固定套装有熔断底座18，且限位管6的内部滑动套接有位于熔断底座18上下两侧的限位块4，限位管6采用隔热材料制成，保证其内部装置在进行工作时不会对外界环境产生影响，探测头5一端延伸至限位管6的内部并与熔断底座18相关联，探测头5的一端与熔断底座18相关联可以使得探测头5在检测到封隔器运动至合适位置后能向熔断底座18发生工作信号，使得熔断底座18进行工作，辅助封隔器及开展封隔工作，保证封隔位置的准确性，熔断底座18和限位块4之间固定连接有熔断丝19，且熔断底座18和限位块4之间焊接有限位弹簧20，熔断丝19均匀分布在熔断底座18和熔断丝19之间，限位弹簧20与熔断丝19一一对应，且限位弹簧20套装在熔断丝19外部，熔断丝19用于连接限位块4和熔断底座18，为了保持正常情况下连接的稳定，因此熔断丝19需要均匀分布在熔断底座18和限位块4之间，熔断丝19在熔断底座18通电后会被熔断，此时限位块4便会在限位弹簧20的作用下从限位管6的内部弹出，对装置整体进行限位，因此限位弹簧20套接在熔断丝19的外部为限位块4提供足够的弹力，固定框11的左右两侧均活动套装有两个导向柱9，且固定框11的外部螺纹套接位于两个导向柱9之间的紧固螺栓12，两个导向柱9的末端固定安装有一个夹板10，固定框11的外部焊接有两个固定板13，固定板13用于辅助固定框11在井口位置的固定，紧固螺栓12的末端通过轴承与夹板10的外部固定连接，夹板10内侧设置有与上层管1相匹配弧形开口，紧固螺栓12的末端通过轴承与夹板10固定连接使得紧固螺栓12在转动时只会带动夹板10在固定框11的内部沿着导向柱9的导向进行运动，而不会跟随紧固螺栓12发生偏转，夹板10的内侧开设的弧形开口使得夹板10能够更紧密的与上层管1的外表面相接触，从而更好的完成杂物清理工作。

综上，该扩张式封隔器，使用时，将封隔器插入油井，并使得封隔器在油井内部滑动，当探测头5检测到封隔器来到指定位置时，熔断底座18启动对熔断丝19通电，使得熔断丝19熔断，从而使得限位块4在限位弹簧20弹力的作用下从限位管6的内部弹出，使得封隔器及时停止运动，继续推动封隔器运动，上层管1便会挤压位于上层管1和下层管2之间的扩张板7从而使得扩张板7发生扩张，当扩张板7的外壁扩张至与井壁相接触时，扩张板7被锁死，同时接触头3与气囊14的底部相接触，从而使得气囊14膨胀并填满扩张板7之间的空隙，当需要对封隔器进行回收时，旋转紧固螺栓12使得两个夹板10沿着导向柱9的导向相互夹紧，再次推动上层管1使得扩张板7解除自身的锁定，向上拉动封隔器，封隔器运动时由于限位管6的外部设置有斜面，使得封隔器运动过程中不会受到阻碍，当封隔器运动至井口时，上层管1和下层管2以及扩张板7的外部与夹板10相接触并将杂物刮下，便于操作人员回收封隔器，完成整个扩张式封隔器的封隔和回收清理操作步骤，即可。