一种卡瓦结构和应用其的封隔器的制作方法

1.本实用新型涉及封隔器技术领域，具体涉及一种卡瓦结构和应用其的封隔器。


背景技术：

2.封隔器是一种用于封隔管柱与井眼之间、以及管柱与管柱之间的环形空间的井下工具，封隔器的卡瓦机构起到将封隔器固定于套管的管壁上的作用，其主要包括依次相连的上锥体、卡瓦和下锥体，封隔器在坐封时，上锥体在液压作用下下行使得上锥体和下锥体之间的间距逐渐减小，从而使得卡瓦径向向外张开，以使卡瓦锚定在套管的管壁上；而在封隔器解封时，上锥体与下锥体之间恢复初始的间距，从而使卡瓦径向回弹收回，以使卡瓦与管壁相脱离。卡瓦的张开性能和回弹收缩性能的好坏直接影响到油井的产量和生产安全。
3.然而，现有的封隔器的卡瓦通常为沿封隔器的周向分布的多个片状的锚固结构，这样的卡瓦一方面与管壁的咬合效果不好，导致卡瓦经常不能完全锚定在套管的管壁上；另一方面需要对其施加较大的液压力才可使其张开，且卡瓦在回弹时也容易出现回弹不顺畅的问题；此外，现有的这种片状的卡瓦在安装和拆卸时也较为不便。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足之处，本实用新型提出了一种具有更好的张开性能和回弹收缩性能的卡瓦结构和应用其的封隔器。
5.根据本实用新型的卡瓦结构，包括：圆筒本体，圆筒本体的第一端形成有第一锚固螺纹段，圆筒本体的第二端形成有第二锚固螺纹段，圆筒本体的第一端沿圆周方向间隔开设有多个第一轴向条形槽，圆筒本体的第二端沿圆周方向间隔开设有多个第二轴向条形槽，其中，各第一轴向条形槽与各第二轴向条形槽均平行设置，且任一第一轴向条形槽位于相邻的两个第二轴向条形槽之间。
6.进一步地，第一锚固螺纹段包括第一自由端和与第一自由端相对的第一内端，第二锚固螺纹段包括第二自由端和与第二自由端相对的第二内端，其中，各第一轴向条形槽分别轴向延伸至第二内端，各第二轴向条形槽分别轴向延伸至第一内端。
7.进一步地，各第一轴向条形槽的与第二内端相接触的一端，以及各第二轴向条形槽的与第一内端相接触的一端均构造为圆弧形。
8.进一步地，各第一轴向条形槽与各第二轴向条形槽的宽度均相等。
9.进一步地，任意相邻的第一轴向条形槽与第二轴向条形槽之间的间隔相等。
10.进一步地，第一锚固螺纹段与第二锚固螺纹段的结构相同。
11.进一步地，圆筒本体的位于第一锚固螺纹段与第二锚固螺纹段之间的区域的内壁上开设有环形槽。
12.根据本实用新型的封隔器，包括：芯轴和套设在芯轴上的卡瓦机构，卡瓦机构包括上述卡瓦结构，与卡瓦结构的第一锚固螺纹段的内壁相连的上锥体和与卡瓦结构的第二锚固螺纹段的内壁相连的下锥体。
13.进一步地，封隔器还包括与芯轴同轴相连的上短节和套设在芯轴上的胶筒组件，胶筒组件位于上短节与上锥体之间，胶筒组件包括胶筒，与胶筒的一端相连的胶筒上座和与胶筒的另一端相连的胶筒下座，胶筒下座与上锥体相连，胶筒上座与上短节相连。
14.进一步地，胶筒由氟橡胶材料制成。
15.与现有技术相比，本实用新型的卡瓦结构具有更好的张开性能和回弹收缩性能，在实现同样的与管壁锚定的作用下，本实用新型的卡瓦结构可采用更小的轴向液压力来推动圆筒本体的径向张开，这就降低了作业成本。另外，第一轴向条形槽和第二轴向条形槽的设置也更有益于降低圆筒本体的重量，从而有助于使卡瓦结构更为轻量化，更为经济。此外，本实用新型的卡瓦结构为整体结构，一方面使得卡瓦结构与管壁的咬合效果更好，另一方面还使得其在安装和拆卸时更为方便。
附图说明
16.图1为根据本实用新型实施例的卡瓦结构的立体结构示意图；
17.图2为根据本实用新型实施例的卡瓦结构的主视剖面示意图；
18.图3为根据本实用新型实施例的卡瓦结构的主视示意图；
19.图4为根据本实用新型实施例的封隔器的结构示意图。
具体实施方式
20.为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型做进一步详细的描述。
21.图1至图3示出了根据本实用新型实施例的卡瓦结构100的结构。结合图1至图3所示，该卡瓦结构100可包括：圆筒本体1，圆筒本体1的第一端形成有第一锚固螺纹段2，圆筒本体1的第二端形成有第二锚固螺纹段3，圆筒本体1的第一端沿圆周方向间隔开设有多个第一轴向条形槽4，圆筒本体1的第二端沿圆周方向间隔开设有多个第二轴向条形槽5，其中，各第一轴向条形槽4与各第二轴向条形槽5均平行设置，且任一第一轴向条形槽4位于相邻的两个第二轴向条形槽5之间。
22.本实用新型的卡瓦结构100通过在圆筒本体1的两端分别开设沿其周向间隔平行布置的第一轴向条形槽4和第二轴向条形槽5，且任一第一轴向条形槽4位于相邻的两个第二轴向条形槽5之间，使得圆筒本体1在轴向上的刚度降低，在圆筒本体1承受轴向压力时具有在径向上更好的弹性，从而使得圆筒本体1在承受轴向压力时更容易径向张开，在张开过程中第一锚固螺纹段2和第二锚固螺纹段3与管壁锚定，同时在轴向压力消失时也更容易在径向上发生回弹，在回弹过程中第一锚固螺纹段2和第二锚固螺纹段3与管壁脱离。与现有技术中的卡瓦结构相比，在实现同样的与管壁锚定的作用下，本实用新型的卡瓦结构100可采用更小的轴向液压力来推动圆筒本体1的径向张开，这就降低了作业成本。另外，第一轴向条形槽4和第二轴向条形槽5的设置也更有益于降低圆筒本体1的重量，从而有助于使卡瓦结构100更为轻量化，更为经济。此外，本实用新型的卡瓦结构100为整体结构，一方面使得卡瓦结构100与管壁的咬合效果更好，另一方面还使得其在安装和拆卸时更为方便。
23.在如图1所示的优选的实施例中，第一锚固螺纹段2可包括第一自由端21和与第一自由端21相对的第一内端22，第二锚固螺纹段3可包括第二自由端31和与第二自由端31相
对的第二内端32，其中，各第一轴向条形槽4分别轴向延伸至第二内端32，各第二轴向条形槽5分别轴向延伸至第一内端22。该设置使得第一轴向条形槽4和第二轴向条形槽5均具有轴向上的最大长度，从而使得圆筒本体1具有更好的张开性能和回弹收缩性能，同时也使圆筒本体1的重量更轻，更为经济。
24.进一步地，如图1和图3所示，各第一轴向条形槽4的与第二内端32相接触的一端，以及各第二轴向条形槽5的与第一内端22相接触的一端均构造为圆弧形7。该圆弧形的设置可降低第一轴向条形槽4的与第二内端32相接触的一端，以及各第二轴向条形槽5的与第一内端22相接触的一端的应力集中，从而可防止圆筒本体1在承受较大的瞬时轴向压力时在第一锚固螺纹段2的第一内端22和第二锚固螺纹段3的第二内端32处发生断裂。
25.在如图1所示的优选的实施例中，各第一轴向条形槽4与各第二轴向条形槽5的宽度均相等。该设置提高了圆筒本体1在周向上的各个区域的径向张开和回弹的均匀性。
26.进一步地，为了进一步提高了圆筒本体1在周向上的各个区域的径向张开和回弹的均匀性，可将任意相邻的第一轴向条形槽4与第二轴向条形槽5之间的间隔设置成相等。
27.在如图1至图3所示的优选的实施例中，第一锚固螺纹段2与第二锚固螺纹段3的结构可完全相同，以便圆筒本体1的两端在与管壁锚定后受力更为平衡，从而有助于提高锚定的稳定性。
28.根据本实用新型，如图2所示，圆筒本体1的位于第一锚固螺纹段2与第二锚固螺纹段3之间的区域的内壁上可开设有环形槽6。该环形槽6的设置可降低圆筒本体1的位于第一锚固螺纹段2与第二锚固螺纹段3之间的区域的厚度，从而使得圆筒本体1在径向上的弹性更佳，进而有助于进一步提高圆筒本体1在径向上更好的张开性能和回弹收缩性能。
29.图4示出了根据本实用新型实施例的封隔器200的结构。如图4所示，该封隔器200可包括：芯轴10和套设在芯轴10上的卡瓦机构，卡瓦机构包括上述卡瓦结构100，与卡瓦结构100的第一锚固螺纹段2的内壁相连的上锥体202和与卡瓦结构100的第二锚固螺纹段3的内壁相连的下锥体203。
30.本实用新型的封隔器200在工作时，在轴向液压力的推动作用下，上锥体202下行，使得上锥体202和下锥体203之间的间距逐渐减小，迫使卡瓦结构100径向向外张开，从而使得卡瓦结构100锚定在管壁上。在封隔器100解封时，上锥体202与下锥体203之间恢复初始的间距，从而使卡瓦结构100径向回弹收回，以使卡瓦结构100与管壁相脱离。
31.由于本实用新型的封隔器200的卡瓦机构采用了上述卡瓦结构100，该卡瓦结构100具有更好的张开性能和回弹收缩性能，不仅有利于提高油井的产量和生产安全，还可使提供给卡瓦结构100以推动圆筒本体1径向张开的轴向液压力更小，这就降低了作业成本。另外，由于卡瓦结构100更为轻量化，更为经济，使得封隔器200的成本也有所降低。此外，由于卡瓦结构100为整体结构，一方面使得卡瓦结构100与管壁的咬合效果更好，另一方面还使得其在安装和拆卸时更为方便，从而提高了封隔器200的使用性能和拆装性能。
32.在如图4所示的优选的实施例中，封隔器200还可包括与芯轴10同轴相连的上短节40和套设在芯轴10上的胶筒组件，胶筒组件位于上短节40与上锥体之间，胶筒组件可包括胶筒301，与胶筒301的一端相连的胶筒上座302和与胶筒301的另一端相连的胶筒下座303，胶筒下座303与上锥体202相连，胶筒上座302与上短节40相连。在轴向液压力的作用下，上短节40推动胶筒上座302下行，使得胶筒上座302与胶筒下座303之间的间距减小，迫使胶筒
301发生径向向外的形变，从而使得胶筒301与管壁密封接触以实现胶筒组件对管壁的封堵作用。
33.在一个优选的实施例中，胶筒301可由氟橡胶材料制成。与现有技术中的胶筒301的材质相比，本实用新型的封隔器200的胶筒301的氟橡胶材质具有更优异的耐热性、抗氧化性、耐油性、耐腐蚀性和耐大气老化性，从而使得胶筒301的使用寿命更长。
34.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。
35.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”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。
36.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。
37.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

技术特征：
1.一种卡瓦结构，其特征在于，包括：圆筒本体，所述圆筒本体的第一端形成有第一锚固螺纹段，所述圆筒本体的第二端形成有第二锚固螺纹段，所述圆筒本体的第一端沿圆周方向间隔开设有多个第一轴向条形槽，所述圆筒本体的第二端沿圆周方向间隔开设有多个第二轴向条形槽，其中，各所述第一轴向条形槽与各所述第二轴向条形槽均平行设置，且任一所述第一轴向条形槽位于相邻的两个所述第二轴向条形槽之间。2.根据权利要求1所述的卡瓦结构，其特征在于，所述第一锚固螺纹段包括第一自由端和与所述第一自由端相对的第一内端，所述第二锚固螺纹段包括第二自由端和与所述第二自由端相对的第二内端，其中，各所述第一轴向条形槽分别轴向延伸至所述第二内端，各所述第二轴向条形槽分别轴向延伸至所述第一内端。3.根据权利要求2所述的卡瓦结构，其特征在于，各所述第一轴向条形槽的与所述第二内端相接触的一端，以及各所述第二轴向条形槽的与所述第一内端相接触的一端均构造为圆弧形。4.根据权利要求1至3中任一项所述的卡瓦结构，其特征在于，各所述第一轴向条形槽与各所述第二轴向条形槽的宽度均相等。5.根据权利要求1至3中任一项所述的卡瓦结构，其特征在于，任意相邻的所述第一轴向条形槽与所述第二轴向条形槽之间的间隔相等。6.根据权利要求1至3中任一项所述的卡瓦结构，其特征在于，所述第一锚固螺纹段与所述第二锚固螺纹段的结构相同。7.根据权利要求1至3中任一项所述的卡瓦结构，其特征在于，所述圆筒本体的位于所述第一锚固螺纹段与所述第二锚固螺纹段之间的区域的内壁上开设有环形槽。8.一种封隔器，其特征在于，包括：芯轴和套设在所述芯轴上的卡瓦机构，所述卡瓦机构包括根据权利要求1至7中任一项所述的卡瓦结构，与所述卡瓦结构的第一锚固螺纹段的内壁相连的上锥体和与所述卡瓦结构的第二锚固螺纹段的内壁相连的下锥体。9.根据权利要求8所述的封隔器，其特征在于，所述封隔器还包括与芯轴同轴相连的上短节和套设在所述芯轴上的胶筒组件，所述胶筒组件位于所述上短节与所述上锥体之间，所述胶筒组件包括胶筒，与所述胶筒的一端相连的胶筒上座和与所述胶筒的另一端相连的胶筒下座，所述胶筒下座与所述上锥体相连，所述胶筒上座与所述上短节相连。10.根据权利要求9所述的封隔器，其特征在于，所述胶筒由氟橡胶材料制成。

技术总结
本实用新型属于封隔器技术领域，公开了一种卡瓦结构和应用其的封隔器。该卡瓦结构包括：圆筒本体，圆筒本体的第一端形成有第一锚固螺纹段，圆筒本体的第二端形成有第二锚固螺纹段，圆筒本体的第一端沿圆周方向间隔开设有多个第一轴向条形槽，圆筒本体的第二端沿圆周方向间隔开设有多个第二轴向条形槽，其中，各第一轴向条形槽与各第二轴向条形槽均平行设置，且任一第一轴向条形槽位于相邻的两个第二轴向条形槽之间。本实用新型的卡瓦结构具有更好的张开性能和回弹收缩性能。好的张开性能和回弹收缩性能。好的张开性能和回弹收缩性能。


技术研发人员：徐凤祥 倪涛 张伦 张文博
受保护的技术使用者：中海油田服务股份有限公司
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/8/19