CN109281636A - 机械坐解卡封堵装置及其坐卡方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械坐解卡封堵装置及其坐卡方法，该装置包括：坐解卡机构、密封机构、双向锚定机构，坐解卡机构包括：中心管，套设在中心管外的外中心管，连接在中心管下端的下接头，自上而下套设在外中心管外的摩擦块和销钉套，销钉套上设置有控制销钉，下接头上设置有与控制销钉相配合的轨迹槽；双向锚定机构包括：套设在中心管外的上卡瓦座、上卡瓦、上锥体构成的上锚定机构，套设在外中心管外的下锥体、下卡瓦和下卡瓦座构成的下锚定机构；密封机构设置在包括：设置在上锚定机构和下锚定机构之间的上垫、内密封件、下垫和石墨胶筒。本发明提供的机械坐解卡封堵装置坐封时可靠高效，较佳地满足了火驱开发的需要。

Description

机械坐解卡封堵装置及其坐卡方法

技术领域

本发明涉及稠油热采技术领域，特别涉及一种机械坐解卡封堵装置及其坐卡方法。

背景技术

稠油的高效低耗开采一直是一个客观难题。随着稠油油田开发进入后期阶段，对于地层中位置较深、粘度较大的油藏，由于其粘度高、油块流动性差，井底压力高等原因，采用蒸汽驱、吞吐、注水等方式已无法有效地驱动该部分油藏。目前，针对上述开采难度较大的稠油油藏可以采用火驱方式进行开发。

火驱主要是通过化学点火或电火花点火方式点燃油层，并通过对油层不断地注入空气或者助燃剂保证原油持续燃烧并向油层内部蔓延。当油层被点燃后，油层中的重质及胶质部分经过燃烧能产生热量和推力，从而将油层温度加热至拐点温度(拐点温度是指稠油粘度大幅度下降的临界温度)以上，进而驱动该油层中的轻质组分和水一起流向周围的生产井，提高生产井油水产出比。

在火驱开采的过程中，当近油层点火完成后，火线会逐渐向地层内部推进。但前期阶段井筒附近燃烧温度仍然很高，套管极易在高温和氧气的共同作用下缩短寿命，形成套变、裂缝；甚至当温度超过管柱的耐温极限时，导致管件报废。为了保证火驱管柱使用时具有较佳的可靠性和使用寿命，一般需要设置火驱用的封堵装置进行坐封(坐卡)，以对火驱管柱实现有效封堵。

现有的封堵装置可以包括液压坐封和机械坐封等。对于火驱开发而言，特别是对于已经进行点火的井组，其在地下已经建立温度场，液压坐封的封堵装置在坐封时注入的压力液会进入地层中，从而破坏现有的温度场，降低油层温度，增大后续空气注入的难度和点火难度，延长点火周期，不利于火驱开发的进行。

此外，现有的火驱开发方式主要采用分层点火的方式进行火驱开发。当以分层点火的方式进行火驱开发时，火驱管柱中一般会设置开关滑套以控制与油层之间的连通关系，从而控制点火的顺序。然而上述开关滑套通常也是以液压方式控制开闭。封堵装置和开关滑套处于同一压力***下，当打开封堵装置、开关滑套中的任意一个后，油管与套管相连通，油管内的带压液体流向套管，进而进入地层中，导致无法再次建立压力场。由上可见仅仅液压坐封方式的封堵装置无法满足更复杂的管柱结构的需求，尤其是不能满足火驱开发的需要。

对于一般的机械坐封封堵装置而言，其采用上提下放的方式进行坐封。然而实践中发现：现有的封堵装置在下入过程中，在一些情况下，例如当套管出现变形，或者管柱受到撞击等，容易出现中途坐封的情况。对于火驱开发的封堵装置，其使用的耐高温坐封胶筒一般不可以重复坐封。当胶筒中途坐封时，则需要将管柱整体提出后，将胶筒替换或修复后重新下入，这就大大降低了坐封的可靠性和效率。

此外，一般的机械坐封封堵装置均为单向锚定的结构。在火驱开发的点火阶段及后续燃烧阶段，都需要对油层不断注入助燃气体，同时要保证气体入口压力大于地层压力。这就要求封堵装置不仅需要具备承受上压能力，还需要具备承受下压能力，从而一方面保证封堵装置的密封性，另一方面保证上部套管的安全性。但是目前的机械坐封封堵装置也并不能满足火驱开发的需要。

综上所述，非常有必要针对火驱开发提供一种机械坐解卡封堵技术，从而克服现有技术中的缺陷，满足火驱开发的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于火驱开发的机械坐解卡封堵装置及其坐卡方法，能够克服现有技术中的缺陷，坐封时可靠高效，较佳地满足了火驱开发的需要。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种机械坐解卡封堵装置，其包括：坐解卡机构、密封机构、双向锚定机构，其中，

所述坐解卡机构包括：中心管，套设在所述中心管外的外中心管，连接在所述中心管下端的下接头，自上而下套设在所述外中心管外的摩擦块和销钉套，所述销钉套上设置有控制销钉，所述下接头上设置有与所述控制销钉相配合的轨迹槽；

所述双向锚定机构包括：套设在所述中心管外的上卡瓦座、上卡瓦、上锥体构成的上锚定机构，套设在所述外中心管外的下锥体、下卡瓦和下卡瓦座构成的下锚定机构；

所述密封机构包括：设置在所述上锚定机构和下锚定机构之间的上垫、内密封件、下垫和石墨胶筒；

坐封时，上提管柱并将其旋转，所述控制销钉能从所述轨迹槽中转出，下放管柱，所述下锚定机构、上锚定机构依次撑开。

在一个优选的实施方式中，所述中心管包括相连接的上中心管和下中心管，其中，所述上中心管的上端连接有上接头；所述上中心管的下端靠近所述下中心管的外侧形成有限位台阶，当所述机械坐解卡封堵装置坐封后，所述限位台阶能与所述内密封件相卡合。

在一个优选的实施方式中，所述上锥体上开设有第一通孔，所述下锥体上开设有第二通孔，所述外中心管与所述下中心管之间间隔预定间隙，所述第一通孔和第二通孔之间通过所述预定间隙能形成压力平衡通道；

在坐封状态下，所述内密封件与所述上中心管的限位台阶相卡合所述形成***式密封机构，封堵所述压力平衡通道；

在解封状态下，所述内密封件与所述上中心管的限位台阶分离，连通所述压力平衡通道。

在一个优选的实施方式中，所述外中心管的上端连接有盘根盒，所述盘根盒内设置有内密封件，所述盘根盒的上端连接有所述上锥体，所述盘根盒的下端通过调节环与所述石墨胶筒相抵靠，所述石墨胶筒的下端设置有锥体帽，所述锥体帽的下端连接有所述下锥体。

在一个优选的实施方式中，所述外中心管的上端与所述盘根盒相连接，其下端在所述上锥体与所述上中心管相脱离时，能和所述下接头相接触，后续由所述下接头带动所述外中心管向上移动。

在一个优选的实施方式中，所述下接头的外侧设置有保护环，在坐封前，所述销钉套抵靠在所述保护环上。

在一个优选的实施方式中，所述轨迹槽包括：沿着所述机械坐解卡封堵装置轴线方向的直轨道和与所述直轨道的下端相连通的螺旋轨道，当上提管柱时，所述控制销钉从所述直轨道的上端运动到下端，当旋转管柱时，所述控制销钉从所述直轨道进入所述螺旋轨道。

在一个优选的实施方式中，还包括：套设在所述上中心管外的弹簧套，所述弹簧套的上端能悬挂在所述上接头上，所述上卡瓦座连接在所述弹簧套的下端，所述弹簧套与所述上中心管之间设置有大弹簧，所述上接头、弹簧套、大弹簧与所述上卡瓦座形成上卡瓦补偿机构，当所述上卡瓦坐卡时，所述上锥体能推动上卡瓦带动所述大弹簧压缩，使得所述弹簧套相对所述上接头上移。

在一个优选的实施方式中，所述上卡瓦为三相不对称结构，其包括第一卡瓦、第二卡瓦、第三卡瓦，其中至少第一卡瓦与其他两个卡瓦的截面位置不同。

一种基于上述机械坐解卡封堵装置的坐卡方法，包括：

上提管柱，将管柱沿着预定方向旋转，然后下放管柱；

判断悬重变化，当悬重第一次减小时，表示控制销钉已经从下接头的轨迹槽中转出，下卡瓦撑住了下锥体；

继续下放管柱，判断悬重变化，当悬重第二次减小时，并且管柱位移量减小，表面胶筒已经被压缩；此时继续下放管柱，上锥体将上卡瓦撑开，完成坐卡。

本发明的特点和优点是：本申请所提供的机械坐解卡封堵装置及其坐卡方法，使用时，由于本申请采用的是机械坐解卡封堵装置，无需注入压力液。相对于现有的液压型封堵装置而言，不会破坏油层中建立的温度场，能够满足火驱开发的需要。特别是当进行分层点火时，其也能可靠地实现坐卡，不会与滑套开关相互干扰。

此外，相对于现有的机械式封堵装置而言，其设置了双向锚定机构，并且形成了分步坐封机构，具体的在下接头上设置了轨迹槽，并设置了与该轨迹槽相匹配的控制销钉和销钉套，其与双向锚定机构相配合，通过上提和旋转管柱，可以实现自下而上分步坐卡，有效避免了现有的机械式封堵装置中途坐封的问题。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

图1是本申请实施方式中一种机械坐解卡封堵装置整体结构示意图；

图2是本申请实施方式中一种包含上卡瓦补偿机构的机械坐解卡封堵装置的局部结构示意图；

图3是本申请实施方式中一种包含下接头的机械坐解卡封堵装置的局部结构示意图；

图4是本申请实施方式中一种包含压力平衡通道的机械坐解卡封堵装置的局部结构示意图；

图5是本申请实施方式中一种机械坐解卡封堵装置的分步坐卡的结构示意图；

图6是本申请实施方式中一种机械坐解卡封堵装置坐卡的步骤流程图。

附图标记说明：

1-上接头；2-弹簧套；3-大弹簧；4-上卡瓦座；5-箍簧；6-上卡瓦；60-第一卡瓦；7-上中心管；8-上锥体；9-上垫；10-内密封件；11-下垫；12-盘根盒；13-调节环；14-O圈；15-石墨胶筒；16-锥体帽；17-剪切销钉；18-定位销钉；19-下锥体；20-外中心管；21-下中心管；22-下卡瓦；23-下卡瓦座；24-箍环；25-摩擦块；26-弹簧；27-内卡簧；28-销钉套；29-控制销钉；30-保护环；31-下接头；80-第一通孔；190-第二通孔；200-第三通孔。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围内。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本发明提供一种适用于火驱开发的机械坐解卡封堵装置及其坐卡方法，能够克服现有技术中的缺陷，坐封时可靠高效，满足了火驱开发的需要。

请参阅图1至图5，本申请实施方式中提供一种用于火驱开发的机械坐解卡封堵装置，其可以包括：坐解卡机构、密封机构、双向锚定机构。其中，所述坐解卡机构包括：中心管，套设在所述中心管外的外中心管20，连接在所述中心管下端的下接头31，自上而下套设在所述外中心管20外的摩擦块25和销钉套28，所述销钉套28上设置有控制销钉29，所述下接头31上设置有与所述控制销钉29相配合的轨迹槽；所述双向锚定机构包括：套设在所述中心管外的上卡瓦座4、上卡瓦6、上锥体8构成的上锚定机构，套设在所述外中心管20外的下锥体19、下卡瓦22和下卡瓦座23构成的下锚定机构；所述密封机构包括：设置在所述上锚定机构和下锚定机构之间的上垫9、内密封件10、下垫11和石墨胶筒15；坐封时，上提管柱并将其旋转，所述控制销钉29能从所述轨迹槽中转出，下放管柱，所述下锚定机构、上锚定机构依次撑开。

在本实施方式中，采用上下分离的上锚定机构及下锚定机构的双向锚定机构设计，可以有效防止封堵装置的上顶下滑，提高封堵装置的承压性能。

请结合参阅图3，所述坐解卡机构中的控制销钉29与所述下接头31的轨迹槽相配合，在坐封时，采用上提顺时针旋转管柱方式，所述控制销钉29能从所述轨迹槽中转出；下放管柱，所述下锚定机构、上锚定机构依次撑开，在坐封过程中可以结合悬重变化可以精确控制坐卡步骤，保证下卡瓦22、上卡瓦6的先后坐卡，从而可以避免现有技术中出现的中途坐封问题。

在一个实施方式中，所述轨迹槽可以包括：沿着所述机械坐解卡封堵装置轴线方向的直轨道和与所述直轨道的下端相连通的螺旋轨道。当上提管柱时，所述控制销钉29从所述直轨道的上端运动到下端；当旋转管柱时，所述控制销钉29从所述直轨道进入所述螺旋轨道。当控制销钉29进入所述螺旋轨道后，所述销钉套28脱离了下接头31的约束，能够向上移动。具体的，所述螺旋轨道可以为在销钉套28的表面上形成与解扣方向相反的螺旋坡度或螺旋棱边等，当整体旋转管柱时，可以将控制销钉29从螺旋轨道中释放出，而不影响管柱中其他的丝扣连接。

请结合参阅图4，在一个实施方式中，所述中心管包括相连接的上中心管7和下中心管21。其中，所述上中心管7的上端连接有上接头1；所述上中心管7的下端靠近所述下中心管21的外侧形成有限位台阶，当所述机械坐解卡封堵装置坐封后，所述限位台阶能与所述内密封件10相卡合。

具体的，如图4所示，所述上锥体8上开设有第一通孔80，所述下锥体19上开设有第二通孔190。所述外中心管20的上部与所述下中心管21之间间隔预定间隙形成有环形空间，所述外中心管20上设置有与该环形空间和第二通孔190相连通的第三通孔200。所述第一通孔80和第二通孔190之间通过所述环形空间、第三通孔200能形成压力平衡通道。

所述外中心管20的上端连接有盘根盒12，所述盘根盒12的上端连接有所述上锥体8，所述盘根盒12的下端通过调节环13与所述石墨胶筒15相抵靠，所述内密封件10部分位于所述盘根盒12中。在坐封状态下，所述内密封件10与所述上中心管7的限位台阶相卡合所述形成***式密封机构，封堵所述压力平衡通道；在解封状态下，所述内密封件10与所述上中心管7的限位台阶分离，连通所述压力平衡通道。

为了防止下锥体19在下入管柱的过程中对石墨胶筒15产生作用力，可以在所述外中心管20外设置有悬挂部。所述悬挂部悬挂有锥体帽16，所述锥体帽16与所述外中心管20在位于所述悬挂部以下设置有剪切销钉17。当外界传递给锥体帽16的力大于所述剪切销钉17的剪切力，使得剪切销钉17被剪断后，该锥体帽16才会带动其下部的下锥体19相对所述石墨胶筒15移动。

在本实施方式中，所述第一通孔80、第二通孔190和第三通孔200的个数可以为多个，沿着圆周方向均匀分布。所述锥体帽16上还可以设置有定位销钉18。该定位销钉18可以便于所述锥体帽16与所述下锥体19在安装时，其上的第三通孔200与所述第二通孔190相对应。

整体上，本申请所提供的机械坐解卡封堵装置采用先上后下的分步解卡技术，并配合压力平衡通道的启闭及外中心管20与下接头31的联动带动密封机构中的石墨胶筒15解体，便于石墨胶筒15与套管内壁分离。

请结合参阅图2，在一个实施方式中，该机械坐解卡封堵装置还可以包括：套设在所述上中心管7外的弹簧套2，所述弹簧套2的上端能悬挂在所述上接头1上，所述上卡瓦座4连接在所述弹簧套2的下端，所述弹簧套2与所述上中心管7之间设置有大弹簧3，所述上接头1、弹簧套2、大弹簧3与所述上卡瓦座4形成上卡瓦6补偿机构，当所述上卡瓦6坐卡时，所述上锥体8能推动上卡瓦6带动所述大弹簧3压缩，使得所述弹簧套2相对所述上接头1上移，弹簧套2和上接头1相分离。

当设置上述上卡瓦6补偿机构后，在上卡瓦6坐卡的时候，上锥体8会推动卡瓦带动大弹簧3压缩，使弹簧套2与上接头1分离，大弹簧3积蓄一定能量。当管柱在冷热状态交替下产生蠕动时，弹簧26可以有效补偿上卡瓦6的位置，保证机械坐解卡封堵装置的密封性。

此外，对于机械坐解卡封堵装置坐卡后，如果受到来自下方的压力，中心管将受到向上的推力。但是由于弹簧套2和上接头1处于分离状态，该向上的作用力无法通过上接头1传递给上卡瓦6，这样就可以有效地保护管柱不会解卡，从而提高了该封堵装置的安全性和稳定性。

在一个实施方式中，所述上卡瓦6为三相不对称结构，其包括第一卡瓦60、第二卡瓦、第三卡瓦，其中至少第一卡瓦60与其他两个卡瓦的截面位置不同。

在本实施方式中，所述上卡瓦6可以为呈三相不对称的上卡瓦结构，即三个卡瓦中一个和另外两个不处于同一截面位置。具体的，所述第一卡瓦60的截面位置可以更接近于所述上中心管7。当上接头1带动上卡瓦6解卡时，可以使第一卡瓦60先动作产生解体。该结构可以减少拆卸上卡瓦6时的拉力，使其中一个卡瓦优先位移而使剩余的卡瓦自动解卡。

在一个实施方式中，所述外中心管20的上端与所述盘根盒12相连接，其下端在所述上锥体8与所述上中心管7相脱离时，能和所述下接头31相接触，后续由所述下接头31带动所述外中心管20向上移动。解卡时，管柱受到上提作用力，当所述外中心管20由下接头31带动上移时，在下接头31的作用下，可以实现下锥体19和下卡瓦22解体，顺利实现解卡。

在一个实施方式中，所述下接头31的外侧设置有保护环30。所述保护环30可以通过螺纹连接等方式固定在所述下接头31的外侧，所述保护环30能够为上部部件提供必要的悬挂力。在坐封前，所述销钉套28抵靠在所述保护环30上。此外，也可以在保护环30上部的部件发生意外脱落时，能够悬挂在保护环30上，防止其落入井底。

下面结合具体的实施方式，进一步阐述本申请。

在一个具体的实施方式中，所述机械坐解卡封堵装置可以包括：上接头1、弹簧套2、大弹簧3、上卡瓦座4、箍簧5、上卡瓦6、上中心管7、上锥体8、上垫9、内密封件10、下垫11、盘根盒12、调节环13、石墨胶筒15、锥体帽16、剪切销钉17、定位销钉18、下锥体19、外中心管20、下中心管21、下卡瓦22、下卡瓦座23、箍环24、摩擦块25、弹簧26、内卡簧27、销钉套28、控制销钉29、保护环30、下接头31。

整体上，中部形成有贯通的通道，该贯通的通道通过：依次连接的上接头1、上中心管7、下中心管21、下接头31形成。所述上接头1上悬挂有弹簧套2。所述上中心管7外设置还有所述大弹簧3、上卡瓦座4、箍簧5、上卡瓦6和上锥体8。所述下中心管21外设置有上垫9、内密封件10、下垫11、盘根盒12、外中心管20。所述外中心管20外设置有与所述盘根盒12相配合的调节环13，设置在所述外中心管20与所述调节环13之间的O圈14，石墨胶筒15、锥体帽16、剪切销钉17、定位销钉18、下锥体19、所述锥体帽16与所述外中心管20之间也设置有O圈14，从而保证石墨胶筒15上下位置的密封性。所述外中心管20的下端设置有下卡瓦22、下卡瓦座23、箍环24、摩擦块25、弹簧26、内卡簧27。所述设置有轨迹槽的下接头31外设置有控制销钉29和保护环30。下面结合上述机械坐解卡封堵装置说明下其工作过程。

坐卡：当机械坐解卡封堵装置下到指定位置后，上提管柱顺时针旋转数周，保证控制销钉29从下接头31的轨迹槽中转出，然后继续缓慢下放管柱，管柱悬重第一次减少，说明下卡瓦22撑开支撑住了下锥体19；继续下放管柱，管柱悬重再次明显下降，并且管柱位移较小，说明现在石墨胶筒15已经开始压缩，压重由分瓣式上锥体8和上中心管7决定；继续下放管柱，当上锥体8爬到上中心管7上部时，上卡瓦6撑开，管柱坐卡完成。

请结合图5，整体上，本申请所提供的机械坐解卡封堵装置实现了分步坐卡，坐卡前当管柱下放时，上锥体8首先挂在上中心管7的A处；当下卡瓦22撑住下锥体19时，下锥体19带动整体外管将上锥体8顶在上中心管7的B处；当石墨胶筒15压缩完成后，继续下放管柱，最后上锥体8将处于中心管7的C处。整个机械坐解卡封堵装置通过分瓣式的上锥体8与上中心管7的配合实现分步式坐卡。

承压：当机械坐解卡封堵装置处于承压的工作状态下，在石墨胶筒15上下压力不同时会将产生不同的压力。当石墨胶筒15上压较大时，压力将会通过该机械坐解卡封堵装置的外部元件传递到下锥体19，由下卡瓦22进行支撑；当石墨胶筒15下压较大时，压力会通过外部元件传递到上锥体8，由上卡瓦6进行支撑。由于该装置的上部形成了上卡瓦6补偿机构，当内部管柱受到压力后，由于上接头1和弹簧套2处于分离状态，并不会对上卡瓦6产生拉力，管柱没有解卡风险，保证了管柱的稳定性。

解卡：上提油管管柱，由于上卡瓦6和下卡瓦22都锚定在套管上不动，当上接头1碰到弹簧套2后，继续上提拉动上卡瓦6解体，卸下上卡瓦6。一旦上卡瓦6收回，继续上提中心管将带着上锥体8及外部元件一起上移，同时石墨胶筒15压力平衡，实现解卡。当下锥体19和下卡瓦22松开后，保护环30将带动下卡瓦22总成一起上移，最终随下接头31被一起提出，自此该机械坐解卡封堵装置就被全部取出。

请参阅图6，针对上述实施方式提供的机械坐解卡封堵装置，本申请实施方式中还相应提供一种坐卡方法，该方法可以包括如下步骤：

步骤S10：上提管柱，将管柱沿着预定方向旋转，然后下放管柱；

步骤S12：判断悬重变化，当悬重第一次减小时，表示控制销钉29已经从下接头31的轨迹槽中转出，下卡瓦22撑住了下锥体19；

步骤S14：继续下放管柱，判断悬重变化，当悬重第二次减小时，并且管柱位移量减小，表面胶筒已经被压缩；此时继续下放管柱，上锥体8将上卡瓦6撑开，完成坐卡。

此外，当需要解卡时，上提油管管柱可以刻实现解卡。

本申请基于上述实施方式中所提供的机械坐解卡封堵装置，提供了一种坐卡方法，使用时，由于本申请采用的是机械坐解卡封堵装置，无需注入压力液。相对于现有的液压型封堵装置而言，不会破坏油层中建立的温度场，能够满足火驱开发的需要。特别是当进行分层点火时，其也能可靠地实现坐卡，不会与滑套开关相互干扰。

此外，相对于现有的机械式封堵装置而言，其设置了双向锚定机构，并且形成了分步坐封机构，具体的在下接头31上设置了轨迹槽，并设置了与该轨迹槽相匹配的控制销钉29和销钉套28，其与双向锚定机构相配合，通过上提和旋转管柱，可以实现自下而上分步坐卡，有效避免了现有的机械式封堵装置中途坐封的问题。

本文引用的任何数字值都包括从下限值到上限值之间以一个单位递增的下值和上值的所有值，在任何下值和任何更高值之间存在至少两个单位的间隔即可。举例来说，如果阐述了一个部件的数量或过程变量(例如温度、压力、时间等)的值是从1到90，优选从20到80，更优选从30到70，则目的是为了说明该说明书中也明确地列举了诸如15到85、22到68、43到51、30到32等值。对于小于1的值，适当地认为一个单位是0.0001、0.001、0.01、0.1。这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

除非另有说明，所有范围都包括端点以及端点之间的所有数字。与范围一起使用的“大约”或“近似”适合于该范围的两个端点。因而，“大约20到30”旨在覆盖“大约20到大约30”，至少包括指明的端点。

本文披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的上述各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似部分相互参照即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式不同之处。

以上所述仅为本发明的几个实施方式，虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施方式的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种机械坐解卡封堵装置，其特征在于，其包括：坐解卡机构、密封机构、双向锚定机构，其中，

所述坐解卡机构包括：中心管，套设在所述中心管外的外中心管，连接在所述中心管下端的下接头，自上而下套设在所述外中心管外的摩擦块和销钉套，所述销钉套上设置有控制销钉，所述下接头上设置有与所述控制销钉相配合的轨迹槽；

所述双向锚定机构包括：套设在所述中心管外的上卡瓦座、上卡瓦、上锥体构成的上锚定机构，套设在所述外中心管外的下锥体、下卡瓦和下卡瓦座构成的下锚定机构；

所述密封机构包括：设置在所述上锚定机构和下锚定机构之间的上垫、内密封件、下垫和石墨胶筒；

坐封时，上提管柱并将其旋转，所述控制销钉能从所述轨迹槽中转出，下放管柱，所述下锚定机构、上锚定机构依次撑开。

2.如权利要求1所述的机械坐解卡封堵装置，其特征在于，所述中心管包括相连接的上中心管和下中心管，其中，所述上中心管的上端连接有上接头；所述上中心管的下端靠近所述下中心管的外侧形成有限位台阶，当所述机械坐解卡封堵装置坐封后，所述限位台阶能与所述内密封件相卡合。

3.如权利要求2所述的机械坐解卡封堵装置，其特征在于，

所述上锥体上开设有第一通孔，所述下锥体上开设有第二通孔，所述外中心管与所述下中心管之间间隔预定间隙，所述第一通孔和第二通孔之间通过所述预定间隙能形成压力平衡通道；

在坐封状态下，所述内密封件与所述上中心管的限位台阶相卡合所述形成***式密封机构，封堵所述压力平衡通道；

在解封状态下，所述内密封件与所述上中心管的限位台阶分离，连通所述压力平衡通道。

4.如权利要求3所述的机械坐解卡封堵装置，其特征在于，所述外中心管的上端连接有盘根盒，所述盘根盒内设置有内密封件，所述盘根盒的上端连接有所述上锥体，所述盘根盒的下端通过调节环与所述石墨胶筒相抵靠，所述石墨胶筒的下端设置有锥体帽，所述锥体帽的下端连接有所述下锥体。

5.如权利要求4所述的机械坐解卡封堵装置，其特征在于，所述外中心管的上端与所述盘根盒相连接，其下端在所述上锥体与所述上中心管相脱离时，能和所述下接头相接触，后续由所述下接头带动所述外中心管向上移动。

6.如权利要求5所述的机械坐解卡封堵装置，其特征在于，所述下接头的外侧设置有保护环，在坐封前，所述销钉套抵靠在所述保护环上。

7.如权利要求1所述的机械坐解卡封堵装置，其特征在于，所述轨迹槽包括：沿着所述机械坐解卡封堵装置轴线方向的直轨道和与所述直轨道的下端相连通的螺旋轨道，当上提管柱时，所述控制销钉从所述直轨道的上端运动到下端，当旋转管柱时，所述控制销钉从所述直轨道进入所述螺旋轨道。

8.如权利要求2所述的机械坐解卡封堵装置，其特征在于，还包括：套设在所述上中心管外的弹簧套，所述弹簧套的上端能悬挂在所述上接头上，所述上卡瓦座连接在所述弹簧套的下端，所述弹簧套与所述上中心管之间设置有大弹簧，所述上接头、弹簧套、大弹簧与所述上卡瓦座形成上卡瓦补偿机构，当所述上卡瓦坐卡时，所述上锥体能推动上卡瓦带动所述大弹簧压缩，使得所述弹簧套相对所述上接头上移。

9.如权利要求1所述的机械坐解卡封堵装置，其特征在于，所述上卡瓦为三相不对称结构，其包括第一卡瓦、第二卡瓦、第三卡瓦，其中至少第一卡瓦与其他两个卡瓦的截面位置不同。

10.一种基于权利要求1所述的机械坐解卡封堵装置的坐卡方法，其特征在于，包括：

上提管柱，将管柱沿着预定方向旋转，然后下放管柱；

判断悬重变化，当悬重第一次减小时，表示控制销钉已经从下接头的轨迹槽中转出，下卡瓦撑住了下锥体；

继续下放管柱，判断悬重变化，当悬重第二次减小时，并且管柱位移量减小，表面胶筒已经被压缩；此时继续下放管柱，上锥体将上卡瓦撑开，完成坐卡。