CN101864922B - 压缩式双密封裸眼封隔器 - Google Patents

Abstract

一种压缩式双密封裸眼封隔器，涉及水平裸眼完井的井下工具制造技术领域，由上接头、中心管、密封胶筒、胶筒座、锁套、缸套、锁环、活塞、密封圈、平衡缸套、剪切环、和下接头组成，本发明设有两个密封胶筒，一个坐封液缸和一个平衡液缸，采用分段封隔的设计理念，提供了一种对各产层进行增产改造作业的压缩式双密封裸眼封隔器，能解决现有技术不能满足水平裸眼完井施工需要的问题，能有效提高裸眼水平井的增产改造效果。

Description

压缩式双密封裸眼封隔器

技术领域：一种压缩式双密封裸眼封隔器，用于油气田水平裸眼完井分段增产改造，属于石油天然气工业水平裸眼完井的井下工具制造技术领域。

背景技术：目前，水平井钻完井技术是提高单井产量和高效开发低渗油气田的先进技术，由于水平井裸眼储层段长、非均质性强，采用笼统改造针对性不强，效果差，因此有必要采用封隔器管柱对水平裸眼段机械封隔、实施分段改造，对于采用裸眼完井方式的水平井来说，采用裸眼封隔器分段改造是解决水平井各层段均能得到充分增产最为有效的一种措施，现有裸眼封隔器大都采用膨胀式密封元件，主要有两种结构类型，一种是管内打压，胶筒扩张实现坐封的密封，这种类型的封隔器承压差的能力较低，在下钻的中途坐封后，需要解封起出较困难，因此，这种类型主要应用于套管外的固井作业的封隔；作为增产改造的封隔，由于胶筒座封的内径相对较小，封隔的层段较少，因此不能满足分多段增产改造的要求；另一种是胶筒通过油等介质浸泡后自膨胀实现坐封密封，这种方式的施工工艺较为复杂，而且操作时间长，因此也不能满足施工的需要。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，采用分段封隔的设计理念，提供了一种将水平油气井裸眼段各产层分隔开，并实现分别对各产层进行增产改造作业的压缩式双密封裸眼封隔器。

本发明是这样实现的：

本发明包括中心管结构和外管结构，其特征在于：

中心管结构由中心管2构成，中心管2的上端连接上接头1，下端连接下接头20，在中心管2的下端和中段设置有传压孔21和22，在中心管2与缸套7之间设置有活塞9，中心管2设置在外管结构内；外管结构包括密封胶筒3和13、胶筒座4、座封剪钉5、锁套6、缸套7、锁环8、活塞9、密封圈10、11、12、14和16、平衡缸套15、剪切环17、解封剪钉18、承载环19组成，密封胶筒3设置在上接头1与胶筒座4之间，密封胶筒13设置在缸套7与平衡缸套15之间；平衡缸套15的下端与剪切环17连接，承载环19安装在下接头20的外圆上，剪切环17设置在承载环20的上端；

所述剪切环17由解封剪钉18与下接头20的上端固定连接；

所述胶筒座4与锁套6之间由坐封剪钉5固定连接，

本发明的优点和有益效果是：设计的带有锁环的机构，能够保证密封胶筒在压缩坐封后不回缩，平衡液缸的设计机构，能够确保上下的压力平衡，保证在不需要解封时，防止向下的推动力剪断解封剪钉；通过安装或者不安装设置的承载环，能保证工具在施工的中途实施坐封，或者根据工艺需要的解封起钻，具有设计结构简单的特点，经过试验，裸眼水平井各储层井段均得到有效改善，大幅提高了裸眼水平井的增产改造效果。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图给出本发明的实施例：

实施例1：本发明包括中心管结构和外管结构，其特征在于：中心管结构由中心管2构成，中心管2的上端连接上接头1，下端连接下接头20，在中心管2的下端设置有传压孔21，中心管2的中段设置有中间传压孔22，中心管2设置在外管结构内；外管结构包括密封胶筒3和13、胶筒座4、座封剪钉5、锁套6、缸套7、锁环8、活塞9、密封圈10、11、12、14和16、平衡缸套15、剪切环17、解封剪钉18、承载环19组成，密封胶筒3设置在上接头1与胶筒座4之间，密封胶筒13设置在缸套7与平衡缸套15之间；平衡缸套15的下端与剪切环17连接，承载环19旋套安装在下接头20的外圆上，剪切环17设置在承载环19的上端，并由解封剪钉18与下接头20的上端固定连接；胶筒座4与锁套6之间由坐封剪钉5固定连接，在中心管2与缸套7之间设置有活塞9。

实施例2：

本发明的安装顺序是：中心管2上端与上接头1通过螺纹连接，中心管2外部由上向下依次套装密封胶筒3、胶筒座4、锁套6、锁环8、活塞9、缸套7、密封胶筒13和平衡缸套15；锁套6安装在胶筒座4外部，锁套6通过坐封剪钉5轴向固定在胶筒座4的剪钉槽内；胶筒座4下端通过螺纹与活塞9连接，锁套6与缸套7由螺纹连接；为了密封的目的，密封圈10、11、12、14和16分别安装在活塞9的内圆和外圆、缸套7下端的内圆、平衡液缸15上端的密封槽内，以及下接头20上端的外圆；中心管2下端通过螺纹与下接头20的上端连接；剪切环17安装在承载环19的上端，通过解封剪钉18固定在下接头20的剪钉槽内；剪切环17上端与平衡缸套15下端的螺纹连接；本发明可以使用在不需要解封的井内，也可以使用在需要解封的井内，当使用在不需要解封的井内时，下井之前，在下接头20的外部设置承载环19，承载环19与下接头20通过螺纹连接，当使用在需要解封的井内时，下井之前，不安装承载环19。

实施例3：

需要解封的实施例：施工时，不安装承载环19，将下接头20的下端通过油管连接在专用坐封球座上，上接头1上端连接钻杆或者油管，下入井内以后，从井口油管或钻杆内投坐封球到专用坐封球座上，然后往油管内打压，压力受到座封球的阻挡，压力就传到中心管2内，并通过中心管2上的传压孔22传递到装有活塞9的缸套7内，活塞9和缸套7在压力的作用下，活塞9推动锁环8向上运动，因为缸套7是与锁套6丝扣连接在一起的，所以，缸套7带动锁套6向下运动，向上和向下的运动会剪断座封剪钉5，剪断座封剪钉5后，在压力作用下，活塞9推动锁环8继续向上运动，缸套7带动锁套6继续向下运动，分别压缩密封胶筒3和13，使密封胶筒3和13彭胀贴紧井眼内壁，形成密封；在向上和向下的运动中，锁环8到达锁套6的上端面，并卡在锁套6上，形成止退的结果，起到防止压缩后的密封胶筒3和13回弹的目的；在缸套7带动锁套6向下运动，压缩密封胶筒13上端的同时，压力还通过中心管2下部的传压孔21传递到平衡缸套15内，产生向上的推力，使平衡缸套15不能向下移动，因此，这个向上的推力，可在缸套7向下推动时起到平衡压力的作用，防止向下的推动力将解封剪钉18剪断；当压力达到设定值时，本发明就完成坐封；需要解封时，启动钻机，上提上接头1，带动中心管2和下接头20上行，由于密封胶筒3和13是座封在井壁上的，所以不能继续向上移动，在拉力作用下，解封剪钉18被剪断，剪切环17与下接头20解除固定，由于下井前没有安装承载环19，所以，使平衡缸套15失去支撑向下移动，造成密封胶筒3和13的回缩，离开井壁，解除对井眼的封隔，然后，上接头1带动中心管2和下接头20继续上行，将本发明提出井内，本发明完成解封的任务。

实施例4：

不需要解封的实施例：施工时，在下接头20的上端安装承载环19，将下接头20的下端通过油管连接在专用坐封球座上，上接头1上端连接钻杆或者油管，下入井内以后，从井口油管或钻杆内投坐封球到专用坐封球座上，然后往油管内打压，压力受到座封球的阻挡，压力就传到中心管2内，并通过中心管2上的传压孔22传递到装有活塞9的缸套7内，活塞9和缸套7在压力的作用下，活塞9推动锁环8向上运动，缸套7是与锁套6丝扣连接在一起的，所以，缸套7带动锁套6向下运动，向上和向下的运动会剪断座封剪钉5，剪断座封剪钉5后，在压力下，活塞9推动锁环8继续向上运动，缸套7带动锁套6继续向下运动，分别压缩密封胶筒3和13，使密封胶筒3和13彭胀贴紧井眼内壁，形成密封；在向上和向下的运动中，锁环8进入锁套6，卡在锁套6内，形成止退的结果，起到防止压缩后的密封胶筒3和13回弹的目的；在缸套7带动锁套6向下运动，压缩密封胶筒13上端的同时，压力还通过中心管2下部的传压孔21传递到平衡缸套15内，产生向上的推力，这个向上的推力，可实现当缸套7向下推动时的平衡作用，防止向下的推动力将解封剪钉18剪断；当压力达到设定值时，本发明就完成了坐封的任务；由于不需要解封，所以启动钻机，实施丢手机构的作业，将本发明留在井下，将丢手以上的钻具起出井内，完成封隔的作业；上提钻具时，由于承载环19的阻挡，解封剪钉18不能剪断，因此，密封胶筒3和13也就不能回缩，保持对井眼的封隔。

Claims (3)

1.一种压缩式双密封裸眼封隔器，包括中心管结构和外管结构，其特征在于：中心管结构由中心管构成，中心管的上端连接上接头，下端连接下接头，在中心管的下端和中段设置有传压孔；中心管(2)设置在外管结构内；外管结构包括胶筒座、锁套、缸套、锁环、活塞、平衡缸套、剪切环、承载环、两个密封胶筒，锁套(6)安装在胶筒座(4)外部，胶筒座与锁套之间由坐封剪钉固定连接，在中心管(2)与缸套(7)之间设置有所述活塞(9)，胶筒座(4)下端通过螺纹与活塞(9)连接，锁套(6)与缸套(7)由螺纹连接，所述两个密封胶筒分别设置在上接头与胶筒座、缸套与平衡缸套之间，锁环位于活塞上方，并能被活塞推动而向上运动，当锁环到达锁套的上端面时卡在锁套上形成止退的结果，平衡缸套的下端与剪切环连接，剪切环设置在承载环的上端。

2.根据权利要求1所述的压缩式双密封裸眼封隔器，其特征在于：所述剪切环由解封剪钉与下接头的上端固定连接。

3.根据权利要求1所述的压缩式双密封裸眼封隔器，其特征在于：所述承载环安装在下接头的外圆上。

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