[发明专利]用于机械座封可收回的封隔器的弹簧激励碎屑屏障

说明书

技术领域

本发明的领域是用于可收回的井下工具的碎屑屏障，特别是用于 机械座封封隔器的碎屑屏障。

背景技术

封隔器用于在井下隔离不同区域。一些封隔器制成为在座封于井 中之后在以后的某个时间取出，该时间可以是相当长的时间段。这些 封隔器称为可收回的。它们通常的特征是由锥体促动的滑动件，该锥 体在滑动件下面运动，以便使它们沿径向移动出去以对封隔器支承。 密封元件组件处于上部和底部滑动件之间。为了收回该封隔器，楔入 滑动组件中的锥体必须从滑动件下面退回，该锥体在以前抵靠管形件 楔入。通常，在机械座封封隔器上，心轴通过油管柱的旋转来操作， 这样，它将锥体从上部滑动组件的下面拉出，以便能够在封隔器伸出 时使密封元件放松，这样，它能够被拉出。

可收回的封隔器可以通过施加使活塞运动的压力而进行压力座 封，该活塞使得滑动件的锥体一起向外运动，同时压缩密封元件。机 械座封封隔器通常具有摩擦块，该摩擦块是弹簧激励部件，以便当与 心轴连接的油管柱被操纵旋转时暂时对封隔器外壳体支承。一种类型 使用j形狭槽，这样，当外壳体支承在摩擦块上时，油管可以转动和 向下设置，且施加在心轴上的油管柱重量座封封隔器。

过去，已经认识到压力座封可收回的封隔器需要在上部滑动件上 面的碎屑屏障。在USP6302217和6112811中提出的方案包括在滑动 斜面上的橡胶环，这样，当增压活塞使得封隔器部件运动时，靠在相 应斜面上的上部滑动件将橡胶环向外推动，并抵靠周围的管使它楔入 间隙中(在它到达滑动斜面顶部之后)。在一种变化形式中，碎屑屏障 首先保持在滑动组件上面和下面的槽中，并设置滑动件，且增压活塞 将迫使碎屑屏障环离开它在槽中的操作，并沿滑动斜面向上，在该滑 动斜面处，希望它抵靠周围的管形件楔入。

尽管该设计看起来在书面上解决了问题，但是它有很多实际限制。 直接压迫环以便使它扩大直径和向上运动至倾斜斜面上将遇到多个问 题。环在它的直径扩大时可能绕它的周边中心线滚转。当发生这种情 况时，它将不均匀地沿斜面向上运动，从而留下小于360的保护，还 可能在抵靠周围管形件楔入之前破裂。这种楔入作用的另一问题是碎 屑屏障可能受到足以将它挤出的楔入力，这也可能导致撕裂。当环依 靠滑动运动来使它向外倾斜时，沿斜面的任意故障都可能导致环件起 到滑动组件沿斜面向上运动的制动器的作用。因此，不能获得最佳抓 握，且该座封的封隔器可能失去该抓握。

尽管碎屑屏障被提供在依靠驱动座封活塞(settingpiston)来促 动滑动件和密封元件的压力座封封隔器中，但是这样的屏障不能用于 设计成可收回的机械座封封隔器。本发明通过可以对现有机械座封可 收回的封隔器简单改进的设计来在这种封隔器中解决该需要。该设计 使得碎屑屏障与滑动组件间隔开，并使它在封隔器座封时保持激励。 屏障退回以便插入，并可以在封隔器座封时很容易地伸出以便桥接该 间隙到周围管形件上。本领域技术人员通过阅读对优选实施例的说明 和附图可以更容易地了解本发明的这些和其它特征，从而认识到本发 明的全部范围在附加权利要求中表示。

发明内容

一种用于可收回的机械座封封隔器的碎屑屏障保持退回以便插 入。它保持与上部滑动件间隔开，并使用弹簧偏压，当封隔器座封时， 该弹簧偏压作用在滑动件上以便使它们保持激励，还将屏障激励至伸 出位置，以便将碎屑保持在上部滑动件之外。优选是，碎屑屏障是套 筒，该套筒通过座封过程而轴向压缩，以便增加直径，并横跨在封隔 器心轴和设置的上部滑动件之间的间隙。当上部滑动件通过封隔器心 轴的旋转和拾起力而被破坏时，能够通过使碎屑屏障退回而取回封隔 器。没有碎屑屏障将阻止封隔器在井孔中的取回，在该井孔中存在碎 屑，且碎屑具有环绕上部滑动件沉积的趋势，更重要的是沉积在上部 滑动件的下面的趋势。