本發(fā)明屬于油氣田采油、采氣、完井增產(chǎn)或修井應(yīng)用，尤其涉及一種摩阻式裸眼懸掛封隔器及其坐封方法。

背景技術(shù)：

1、在油氣田采油、采氣、完井增產(chǎn)、修井的開發(fā)過(guò)程中，封隔器是一種必不可少的井下工具，封隔器通過(guò)膠筒的向外擴(kuò)張封隔油管與套管之間的環(huán)形空間，起到坐封控制，允許氣體或者液體通過(guò)中心通道，控制流體的流動(dòng)。國(guó)內(nèi)外各個(gè)油田都有大量的裸眼完井的生產(chǎn)油氣井。在裸眼段實(shí)現(xiàn)措施或生產(chǎn)管柱的錨定、丟手等施工時(shí)，需要下入懸掛密封的封隔器，目前，還沒有相應(yīng)的懸掛器可以錨定在裸眼段。主要原因是，裸眼完鉆后，井筒為巖石，金屬卡瓦無(wú)法與巖石嚙合錨定，無(wú)法實(shí)現(xiàn)封隔器懸掛在裸眼段。裸眼段措施施工，如卡水等，一般采用擴(kuò)張式封隔器或遇有遇水膨脹封隔器，其缺點(diǎn)是存在有效期短以及封隔器長(zhǎng)度很長(zhǎng)，施工難度大等不足。

2、基于以上問(wèn)題，設(shè)計(jì)出一種能夠適用于在裸眼段坐封的裸眼懸掛封隔器及坐封方法，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供了一種摩阻式裸眼懸掛封隔器及其坐封方法。

2、所述技術(shù)方案如下：

3、一種摩阻式裸眼懸掛封隔器，包括中心管，所述中心管上套裝設(shè)置有密封膠筒機(jī)構(gòu)、活塞機(jī)構(gòu)以及摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)，各個(gè)機(jī)構(gòu)按次序套裝在中心管上，所述中心管上相鄰的各個(gè)機(jī)構(gòu)/結(jié)構(gòu)之間相互抵接或嵌接，其中：

4、密封膠筒機(jī)構(gòu)，其包括密封中膠筒結(jié)構(gòu)及設(shè)置于密封結(jié)構(gòu)兩側(cè)的密封邊膠筒結(jié)構(gòu)；

5、活塞機(jī)構(gòu)，其包括活塞結(jié)構(gòu)和活塞筒結(jié)構(gòu)，通過(guò)活塞機(jī)構(gòu)位置的鎖定，可保持密封膠筒機(jī)構(gòu)維持在坐封狀態(tài)；

6、摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)，其數(shù)量不少于三組，分別設(shè)置在密封膠筒機(jī)構(gòu)的兩側(cè)，所述摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)包括摩阻式卡瓦結(jié)構(gòu)和設(shè)置于摩阻式卡瓦結(jié)構(gòu)兩側(cè)的錐體結(jié)構(gòu)，所述摩阻式卡瓦結(jié)構(gòu)的外表面設(shè)置有錨定溝槽結(jié)構(gòu)。

7、在上述技術(shù)方案中，所述密封膠筒機(jī)構(gòu)和活塞機(jī)構(gòu)之間的中心管上依次連續(xù)套裝有至少兩組摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)，所述密封膠筒機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)離活塞機(jī)構(gòu)一側(cè)的中心管上依次連續(xù)套裝有至少一組摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)。

8、在上述技術(shù)方案中，所述密封中膠筒結(jié)構(gòu)包括套裝在中心管外側(cè)的中膠筒、成型在中膠筒內(nèi)部的內(nèi)密封環(huán)以及套裝在中心管外側(cè)并位于內(nèi)密封環(huán)以內(nèi)的密封圈。

9、在上述技術(shù)方案中，所述密封邊膠筒結(jié)構(gòu)包括套裝在中心管外側(cè)的邊膠筒，所述邊膠筒面向中膠筒的一端成型有與中膠筒的圓臺(tái)面相互配合的內(nèi)圓臺(tái)面，使所述中膠筒容置于由兩個(gè)邊膠筒圍合的環(huán)形空間內(nèi)；所述邊膠筒背向中膠筒的一端凸起成型有圓臺(tái)面并且其上壓裝有與之形狀適配的膠筒保護(hù)環(huán)。

10、在上述技術(shù)方案中，所述摩阻式卡瓦結(jié)構(gòu)包括套裝在中心管外側(cè)的摩阻式卡瓦；所述錐體結(jié)構(gòu)包括套裝在中心管外側(cè)的錐體，所述摩阻式卡瓦的兩端內(nèi)壁分別成型有與錐體的錐面相互配合的內(nèi)錐面，使摩阻式卡瓦容置于由兩個(gè)錐體圍合的環(huán)形空間內(nèi)。

11、在上述技術(shù)方案中，所述摩阻式卡瓦為采用具有一定硬度的軟金屬材料制得的筒型結(jié)構(gòu)，所述錨定溝槽結(jié)構(gòu)包括若干條設(shè)置在摩阻式卡瓦外表面的環(huán)形溝槽。

12、在上述技術(shù)方案中，位于所述密封膠筒機(jī)構(gòu)和活塞機(jī)構(gòu)之間的中心管上還套設(shè)有定位套筒，位于所述密封膠筒機(jī)構(gòu)和活塞機(jī)構(gòu)之間的摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)套裝在定位套筒的外側(cè)。

13、在上述技術(shù)方案中，所述活塞結(jié)構(gòu)包括鎖緊套、鎖緊環(huán)以及防轉(zhuǎn)銷，所述鎖緊套通過(guò)鎖緊環(huán)套裝在中心管的外側(cè)，通過(guò)防轉(zhuǎn)銷與中心管相固定。

14、在上述技術(shù)方案中，所述活塞筒結(jié)構(gòu)包括成型在中心管外側(cè)的活塞筒，所述活塞筒和中心管之間圍合成半包圍式環(huán)形空間，所述鎖緊套面向活塞筒的一端凸起成型有適配嵌裝在半包圍式環(huán)形空間內(nèi)的長(zhǎng)邊環(huán)形凸起，所述鎖緊套的長(zhǎng)邊環(huán)形凸起通過(guò)密封圈與活塞筒、中心管密封連接，通過(guò)安全銷釘與活塞筒相固定。

15、在上述技術(shù)方案中，所述中心管與位于最外側(cè)的摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有臺(tái)階支撐結(jié)構(gòu)，所述臺(tái)階支撐結(jié)構(gòu)包括至少兩級(jí)成型在中心管外壁上并且直徑逐級(jí)減小的中心管臺(tái)階，此摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)的一個(gè)錐體的內(nèi)壁向內(nèi)凹陷形成有與中心管臺(tái)階相互配合的內(nèi)臺(tái)階面，另一個(gè)錐體通過(guò)定位銷與中心管相固定。

16、在上述技術(shù)方案中，所述鎖緊套與位于最里側(cè)的摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有卡合結(jié)構(gòu)。

17、在上述技術(shù)方案中，所述卡合結(jié)構(gòu)包括：

18、凸起成型在所述鎖緊套面向摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)的一端的短邊環(huán)形凸起；

19、內(nèi)凹成型在與所述鎖緊套相靠近的錐體上的內(nèi)環(huán)柱面，使鎖緊套的短邊環(huán)形凸起容置于錐體的內(nèi)環(huán)柱面內(nèi)。

20、在上述技術(shù)方案中，除位于最外側(cè)和最內(nèi)側(cè)的摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)之外的摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)中，其中的兩個(gè)錐體分別通過(guò)定位銷與中心管相固定。

21、在上述技術(shù)方案中，位于最外側(cè)的摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)中，一個(gè)錐體通過(guò)臺(tái)階支撐結(jié)構(gòu)與中心管相抵接，另一個(gè)錐體通過(guò)定位銷與中心管相固定。

22、在上述技術(shù)方案中，位于最里側(cè)的摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)中，一個(gè)錐體通過(guò)卡合結(jié)構(gòu)與鎖緊套相卡合并且通過(guò)釋放銷釘與定位套筒相固定，另一個(gè)錐體通過(guò)定位銷與定位套筒相固定。

23、在上述技術(shù)方案中，相鄰設(shè)置的兩個(gè)所述摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)中，相互靠近的兩個(gè)錐體采用一體成型設(shè)計(jì)，共用一個(gè)定位銷與中心管相固定。

24、本發(fā)明的第二個(gè)發(fā)明目的在于：提供了一種摩阻式裸眼懸掛封隔器的坐封方法，包括以下步驟：

25、s1、封隔器與其它管柱及工具入井，到達(dá)設(shè)計(jì)位置后，油管內(nèi)打壓，當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)計(jì)的啟動(dòng)壓力時(shí)，安全銷釘在活塞結(jié)構(gòu)的液壓作用下剪斷，活塞結(jié)構(gòu)朝向摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)和密封膠筒機(jī)構(gòu)移動(dòng)；

26、s2、首先剪斷最靠近密封膠筒機(jī)構(gòu)里側(cè)的定位銷，最靠近密封膠筒機(jī)構(gòu)里側(cè)的錐體推動(dòng)密封膠筒機(jī)構(gòu)中的膠筒保護(hù)環(huán)、邊膠筒、中膠筒、內(nèi)密封環(huán)以及密封圈移動(dòng)，再剪斷最靠近密封膠筒機(jī)構(gòu)外側(cè)的定位銷，最靠近密封膠筒機(jī)構(gòu)外側(cè)的錐體推動(dòng)最外側(cè)的第一個(gè)摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)張開，與裸眼段接觸并錨定；

27、s3、繼續(xù)打壓，密封膠筒機(jī)構(gòu)中的各膠筒與裸眼段接觸，實(shí)現(xiàn)環(huán)空密封；

28、s4、繼續(xù)提高壓力打壓，由外側(cè)向里側(cè)布置的第二個(gè)摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)張開，與裸眼段錨定，繼續(xù)打壓，第三個(gè)摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)張開，錨定，以此類推，經(jīng)過(guò)多次打壓，直至最后一個(gè)摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)張開，錨定；

29、s5、到達(dá)設(shè)計(jì)壓力后，密封結(jié)構(gòu)中的鎖緊套、鎖緊環(huán)和與中心管依靠棘刺鎖定，實(shí)現(xiàn)密封、錨定環(huán)空。

30、結(jié)合上述的所有技術(shù)方案，本發(fā)明所具備的優(yōu)點(diǎn)及積極效果為：

31、1.本發(fā)明采用摩擦力大于作用在封隔器上的壓力所產(chǎn)生的作用力，摩阻式卡瓦，其原理是，摩阻式卡瓦與裸眼段的巖石接觸，在錐體向外的徑向力的作用下，產(chǎn)生向上、向下的摩擦力，實(shí)現(xiàn)封隔器與裸眼段之間的錨定。

32、2.本發(fā)明中，摩阻式卡瓦采用有一定硬度的軟金屬材料，其硬度與巖石相近，卡瓦在活塞力的作用下，產(chǎn)生徑向力，與裸眼段的地層巖石相互作用，產(chǎn)生摩擦力，實(shí)現(xiàn)錨定?？ㄍ弑砻嬗袦喜墼O(shè)計(jì)，與地層巖石相互進(jìn)入，產(chǎn)生更大的摩擦阻力，筒型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在徑向力的作用下，與巖石360度全接觸。

33、3.本發(fā)明中，三組以上摩阻式卡瓦，從左到右依次張開。遞進(jìn)式設(shè)計(jì)，極大的減少了卡瓦在移動(dòng)過(guò)程中的阻力。

34、另外，作為本發(fā)明的創(chuàng)造性輔助證據(jù)，還體現(xiàn)在：本發(fā)明中的摩阻式裸眼懸掛封隔器，在活塞機(jī)構(gòu)、密封膠筒機(jī)構(gòu)以及摩阻式卡瓦機(jī)構(gòu)三者的配合下可以錨定在裸眼段，采用遞進(jìn)式張開方式，極大的減少了卡瓦在移動(dòng)過(guò)程中的阻力，摩阻式卡瓦可與巖石360度全接觸，與地層巖石相互進(jìn)入，產(chǎn)生更大的摩擦阻力，實(shí)現(xiàn)封隔器與裸眼段之間的錨定，封隔器懸掛在裸眼段，長(zhǎng)期有效，便于施工，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外業(yè)內(nèi)在裸眼懸掛封隔器領(lǐng)域的技術(shù)空白。