CN103206188B - 隔离封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种隔离封隔器，包括坐封机构、锁定机构和密封机构，特征是：封隔器通过中心管上部左旋偏梯形螺纹和下部套管螺纹连接在防砂管柱中；坐封机构的活塞套内部通过密封圈与中心管密封螺纹连接、定位销连接定位，活塞内、外与活塞套和中心管轴向密封，并与活塞套轴向定位；锁定机构还包括防转销钉；密封机构的胶筒组件两侧均装有铜环，一侧铜环外装归环，调节套通过调节螺纹、定位销定与中心管固接，归环和调节套与中心管轴向密封。优点是：保证其在入井过程中的工作可靠性，提高胶筒封隔套管内相邻油层段的密封有效性，避免密封机构提前失效的作业风险；为后续修井作业起出防砂管柱提供可正转脱手的连接节点，实现防砂管柱的可分段打捞回收。

Description

隔离封隔器

技术领域

本发明属于油田开发生产技术领域，特别是涉及一种用于砾石充填完井防砂作业中的隔离封隔器。

背景技术

目前，在公知的油田开发中，随着深井、复杂井钻采开发的增多，尤其是完井工艺的不断革新改进，对完井工具的各项功能及使用提出了更高的要求。隔离封隔器是砾石充填防砂作业中封隔套管井内相邻油层段的必要防砂工具，油田开发中使用的封隔器虽然多种多样，但经过长期的调研发现，它们均存在各自不同的技术瓶颈，如我公司前期研制的隔离封隔器存在如下不足：其一，在封隔器下入过程中易发生归环断裂或变形落井，胶筒下入时易刮损而造成密封失效。其二，难以保证胶筒封隔套管内相邻油层段的密封有效性，以及密封机构的有效密封压力不稳定等，进而对油田现场作业带来很大的作业风险。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种隔离封隔器，本隔离封隔器不仅可保证了其在入井过程中的工作可靠性，而且还可提高了胶筒封隔套管内相邻油层段的密封有效性，避免了密封机构提前失效的作业风险。通过本工具顶部的左旋偏梯形螺纹结构设计，为后续修井作业起出防砂管柱提供了一处可正转脱手的连接节点，实现了防砂管柱砂卡等原因遇阻后的可分段打捞回收。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

隔离封隔器，包括坐封机构、锁定机构和位于中心管外部锁定机构之上的密封机构，所述坐封机构包括中心管、套装在中心管上的活塞套、活塞和密封圈；所述锁定机构包括位于活塞内且与中心管连接的锁环；所述密封机构包括自上而下依次套装在中心管上的调节套、胶筒组件和密封圈，所述隔离封隔器通过中心管上部的左旋偏梯形螺纹和中心管下部的套管螺纹连接在防砂管柱中；

所述坐封机构的活塞套内部通过O形密封圈与中心管密封，并与中心管螺纹连接、通过定位销连接定位，所述活塞内部、外部通过O形密封圈与活塞套和中心管轴向密封，并通过剪切销钉与活塞套轴向定位；

所述锁定机构还包括穿过活塞且可限制锁环的防转销钉；

所述密封机构还包括：在胶筒组件两侧均装有可避免胶筒组件下入时磨损和提高胶筒组件承受压力的铜环，位于胶筒组件一侧铜环的外侧装有归环，所述调节套上制有可调节与中心管间隙的调节螺纹，并通过定位销钉与中心管固定，所述归环和调节套通过第一密封圈与中心管轴向密封。

本发明还可以采用如下技术方案：

所述胶筒组件包括中间胶筒和位于其两边且对称设置的边胶筒，所述中间胶筒和两个边胶筒的轴向接触面为等腰三角形的挤压面。

所述铜环采用皮碗式铜环，所述铜环与边胶筒接触的内侧面制有过渡圆角。

所述中心管一端内口制有便于回接管柱的倒角坡口。

所述中心管上部制有左旋偏梯形螺纹，且螺纹小径设有1:16的锥度。所述锁环通过锯齿形螺纹与中心管连接。

本发明具有的优点和积极效果是：本隔离封隔器与防砂管柱同时下入，下入到位后使用服务工具对隔离封隔器中心管内部打压，可实现隔离封隔器的坐封，后续可直接上提防砂管柱回收隔离封隔器，或定点与防砂工具断开，以供后续专用工具对接回收或使用打捞工具回收。通过对本封隔器的胶筒组件设计结构，防止了封隔器下入过程中易发生归环断裂或变形落井的隐患，不仅可保证其在入井过程中的工作可靠性，而且还可提高了胶筒封隔套管内相邻油层段的密封有效性，避免了密封机构提前失效的作业风险。顶部的左旋偏梯形螺纹结构设计，为后续修井作业起出防砂管柱提供了一处可正转脱手的连接节点，实现了防砂管柱砂卡等原因遇阻后的可分段打捞回收。此外，本隔离封隔器结构简单、操作简便且安全可靠。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、中心管；1-1、坡口；2、调节套；3、定位销钉；4、O形密封圈；5、铜环；6、边胶筒；7、中间胶筒；8、归环；9、活塞；10、防转销钉；11、剪切销钉；12、锁环；13、活塞套；14、定位销。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1，隔离封隔器，包括坐封机构、锁定机构和位于中心管外部锁定机构之上的密封机构。所述坐封机构包括中心管1、套装在中心管上的活塞套13、活塞9和O形密封圈4；所述锁定机构包括位于活塞内且与中心管连接的锁环12；所述密封机构包括自上而下依次套装在中心管上的调节套2、胶筒组件和O形密封圈4，所述隔离封隔器通过中心管上部的左旋偏梯形螺纹和中心管下部的套管螺纹连接在防砂管柱中。

本实施例中，所述锁环通过锯齿形螺纹与中心管连接。

所述坐封机构的活塞套内部通过O形密封圈与中心管密封，并与中心管螺纹连接、通过定位销14连接定位，所述活塞内部、外部通过O形密封圈4与活塞套和中心管轴向密封，并通过剪切销钉11与活塞套轴向定位。

所述锁定机构还包括穿过活塞9且可防止锁环12与活塞相互转动的防转销钉10。

所述密封机构的胶筒组件两侧均装有可避免胶筒组件下入时磨损和提高胶筒组件承受压力的铜环5，位于胶筒组件一侧铜环的外侧装有归环8，通过归环可传递坐封力，同时还可保护胶筒在下入时免受套管的磨损。本实施例中，所述调节套2上制有可调节与中心管间隙的调节螺纹，并通过定位销钉3与中心管固定，所述归环和调节套通过O形密封圈4与中心管轴向密封。

所述胶筒组件包括中间胶筒7和位于其两边且对称设置的边胶筒6，所述中间胶筒和两个边胶筒的轴向接触面为等腰三角形的挤压面。

本实施例中，所述铜环5采用皮碗式铜环，所述铜环与边胶筒接触的内侧面制有过渡圆角。

在油气田开采的后续整个过程中边胶筒6和中间胶筒7上下能承受较高的工作压差，本隔离封隔器会随着边胶筒6和中间胶筒7上、下部压差越大，其挤压边胶筒、中间胶筒和铜环5的坐封推力就愈大，即承受的密封压差的能力愈大，但不能超过隔离封隔器的极限工况。

本实施例中，所述中心管一端内口制有便于回接管柱的坡口1-1，所述中心管上部制有左旋偏梯形螺纹，且螺纹小径设有1:16的锥度。

本隔离封隔器上部通过可正转脱手的左旋偏梯形螺纹与其它防砂工具连接，器下部通过API标准的套管扣连接其它防砂工具管柱。

本发明的工作原理为：按实际作业工况分为如下三个步骤，

坐封作业：将本隔离封隔器下到设定位置，通过服务工具供液对隔离封隔器中心管内部加压，推动活塞9上行，首先剪断剪切销钉11，进而推动归环8、铜环5、边胶筒6和中间胶筒7向上运动，当坐封压力增加到17mpa时，归环8和调节套2挤压边胶筒6和中间胶筒7，使其直径双向膨胀变形至有效密封位置，使得边胶筒6和中间胶筒7紧贴套管内壁，实现套管环空上、下的高压有效密封。

验封作业：隔离封隔器坐封到位后，通过环空打压至2000psi×15min时，检验边胶筒6和中间胶筒7与中心管密封的工作压差。

回收作业：直接上提防砂管柱即可回收隔离封隔器，或正转防砂管柱在隔离封隔器顶部的左旋偏梯形螺纹处断开，以供后续专用工具对接回收或使用打捞工具分段回收。

Claims (6)

1.一种隔离封隔器，包括坐封机构、锁定机构和位于中心管外部锁定机构之上的密封机构，所述坐封机构包括中心管、套装在中心管上的活塞套、活塞和密封圈；所述锁定机构包括位于活塞内且与中心管连接的锁环；所述密封机构包括自上而下依次套装在中心管上的调节套、胶筒组件和密封圈，其特征在于：所述隔离封隔器通过中心管上部的左旋偏梯形螺纹和中心管下部的套管螺纹连接在防砂管柱中；

所述坐封机构的活塞套内部通过O形密封圈与中心管密封，并与中心管螺纹连接、通过定位销连接定位，所述活塞内部、外部通过O形密封圈与活塞套和中心管轴向密封，并通过剪切销钉与活塞套轴向定位；

所述锁定机构还包括：穿过活塞且可限制锁环的防转销钉；

所述密封机构还包括：在胶筒组件两侧均装有可避免胶筒组件下入时磨损和提高胶筒组件承受压力的铜环，位于胶筒组件一侧铜环的外侧装有归环，所述调节套上制有可调节与中心管间隙的调节螺纹，并通过定位销定与中心管固定，所述归环和调节套通过第一密封圈与中心管轴向密封。

2.根据权利要求1所述的隔离封隔器，其特征在于：所述胶筒组件包括中间胶筒和位于其两边且对称设置的边胶筒，所述中间胶筒和两个边胶筒的轴向接触面为等腰三角形的挤压面。

3.根据权利要求1所述的隔离封隔器，其特征在于：所述铜环采用皮碗式铜环，所述铜环与边胶筒接触的内侧面制有过渡圆角。

4.根据权利要求1所述的隔离封隔器，其特征在于：所述中心管一端内口制有便于回接管柱的坡口。

5.根据权利要求4所述的隔离封隔器，其特征在于：所述中心管上部制有左旋偏梯形螺纹，且螺纹小径设有1:16的锥度。

6.根据权利要求1所述的隔离封隔器，其特征在于：所述锁环通过锯齿形螺纹与中心管连接。