CN103806861B - 冷热双作用封隔器 - Google Patents

Abstract

一种冷热双作用封隔器，包括：内中心管上开设有多个出液孔，其上套设有外中心管，外中心管上开设有进液孔；活塞套设在外中心管上，其上端连接有钢套，钢套的上端与上接头相连，在钢套与外中心管之间夹设有锁块套和卡簧套；多个胶筒套设在外中心管上并位于活塞的下端，两两胶筒之间夹设有隔环；膨胀锥体套设在外中心管上并位于多个胶筒的下端，膨胀锥体的下端连接有缸体，缸体、膨胀锥体与外中心管之间形成有容纳腔，容纳腔内容设有膨胀液；在多个胶筒与膨胀锥体之间夹设有密封胶筒。本发明的冷热双作用封隔器，能够在常温下依靠地面打压坐封，在注蒸汽的高温下通过液体遇热膨胀实现二次密封，其封隔油套环空可靠性高，增加了油藏动用程度。

Description

冷热双作用封隔器

技术领域

本发明有关于一种封隔器，尤其有关于一种采油工程领域中的冷热双作用封隔器。

背景技术

目前，稠油注空气催化氧化采油技术在辽河油田应用取得了较理想的开采效果，注空气催化氧化采油技术是对层能量不足的重要补充方式。现有注空气采油主要采用笼统的注气方式，不同的油层吸气能力不同，导致油藏的动用程度不均，影响原油的开采效果。

现有的分层注空气催化氧化采油，由于没有专用的封隔器，使得各个目的层的注入空气量与设计量有很大差距，导致开采效果不是很理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷热双作用封隔器，能够在常温下依靠地面打压坐封，在注蒸汽的高温下通过液体遇热膨胀从而实现二次密封，其封隔油套环空可靠性高，增加了油藏动用程度。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种冷热双作用封隔器，所述冷热双作用封隔器包括：

内中心管，其上端连接有上接头，其下端连接有下接头，所述内中心管上开设有多个出液孔，所述内中心管上套设有外中心管，所述外中心管上开设有进液孔，所述进液孔与所述多个出液孔相连通；

活塞，其套设在所述外中心管上，所述活塞位于所述进液孔的下端，所述活塞的上端连接有钢套，所述钢套的上端与所述上接头相连，在所述钢套与所述外中心管之间夹设有锁块套和卡簧套，所述锁块套连接在所述卡簧套的上端；

多个胶筒，其套设在所述外中心管上并位于所述活塞的下端，两两所述胶筒之间夹设有隔环；

膨胀锥体，其套设在所述外中心管上并位于所述多个胶筒的下端，所述膨胀锥体的下端连接有缸体，所述缸体、所述膨胀锥体与所述外中心管之间形成有容纳腔，所述容纳腔内容设有膨胀液；

密封胶筒，其套设在所述外中心管上，所述密封胶筒夹设在所述多个胶筒与所述膨胀锥体之间。

在优选的实施方式中，所述内中心管的上端套设有上限位环，所述外中心管的上端顶抵在所述上限位环上。

在优选的实施方式中，所述外中心管上开设有通孔，所述通孔内设有锁块，所述锁块套卡设在所述锁块的上端。

在优选的实施方式中，所述钢套的上端内侧壁设有多个倒齿，所述卡簧套的外侧壁设有多个卡簧，所述钢套的上端通过剪切销钉连接在所述上接头上，在所述剪切销钉被剪断且所述钢套的多个倒齿下移至所述卡簧位置处的状态下，所述卡簧与所述倒齿相卡接。

在优选的实施方式中，所述外中心管上套设有钢套隔环，所述钢套隔环夹设在所述密封胶筒与所述多个胶筒之间。

在优选的实施方式中，所述膨胀锥体的下端连接有位移限位环，所述外中心管上套设有固定限位环，所述位移限位环位于所述固定限位环的下端，所述位移限位环、所述固定限位环分别位于所述容纳腔内。

在优选的实施方式中，所述外中心管的下端套设有下限位环，所述缸体的下端顶抵在所述下限位环上。

本发明的冷热双作用封隔器的特点及优点是：能够在常温下依靠地面打压坐封，在注蒸汽的高温下通过膨胀液遇热膨胀，从而实现对油套环空的二次密封，其密封效果好，有效提高稠油分层注气的效果，达到低成本产出的目的，同时实现了节能减排的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的冷热双作用封隔器的主视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供一种冷热双作用封隔器，其包括内中心管1、活塞2、胶筒3、膨胀锥体4和密封胶筒5。其中：内中心管1的上端连接有上接头11，其下端连接有下接头12，所述内中心管1上开设有多个出液孔13，所述内中心管1上套设有外中心管6，所述外中心管6上开设有进液孔61，所述进液孔61与所述多个出液孔13相连通；活塞2套设在所述外中心管6上，所述活塞2位于所述进液孔61的下端，所述活塞2的上端连接有钢套21，所述钢套21的上端与所述上接头11相连，在所述钢套21与所述外中心管6之间夹设有锁块套22和卡簧套23，所述锁块套22连接在所述卡簧套23的上端；多个胶筒3套设在所述外中心管6上并位于所述活塞2的下端，两两所述胶筒3之间夹设有隔环31；膨胀锥体4套设在所述外中心管6上并位于所述多个胶筒3的下端，所述膨胀锥体4的下端连接有缸体41，所述缸体41、所述膨胀锥体4与所述外中心管6之间形成有容纳腔42，所述容纳腔42内容设有膨胀液；密封胶筒5套设在所述外中心管6上，所述密封胶筒5夹设在所述多个胶筒3与所述膨胀锥体4之间。

具体是，内中心管1大体呈圆柱筒形，其上端外侧螺纹连接上接头11，其下端外侧螺纹连接下接头12，多个出液孔13开设在内中心管1的上端侧壁上，在本发明中，内中心管1的上端侧壁上轴向开设有两个出液孔13，当然，在其它的实施方式中，出液孔13也可设有一个、三个或更多个，在此不作限制。

外中心管6大体呈圆柱筒形，其套设在内中心管1上，外中心管6的内侧壁贴设在内中心管1的外侧壁上；进液孔61开设在外中心管6的上端侧壁上，在本发明中，内中心管1上开设有出液孔13的位置处稍径向向内凹陷，从而在内中心管1的外侧壁处形成一凹槽，使得外中心管6套设在内中心管1上后，外中心管6上的进液孔61能够与内中心管1上的多个出液孔13相连通。在一实施例中，内中心管1的上端套设有上限位环14，外中心管6的上端顶抵在上限位环14上，上限位环14用于限制外中心管6的位置，防止外中心管6在内中心管1上轴向移动。

活塞2套设在外中心管6上，其上端位于外中心管6的进液孔61的下端，活塞2的上端外侧螺纹连接有钢套21，钢套21的上端连接在上接头11上，在本发明中，上接头11的下端外侧壁上开设有凹槽111，钢套21的上端通过剪切销钉211连接在上接头11的凹槽111中。

锁块套22和卡簧套23分别套设在外中心管6上，锁块套22的下端内侧螺纹连接在卡簧套23的上端外侧，二者共同夹设在钢套21和外中心管6之间形成的环形腔中。在本发明中，外中心管6的上端侧壁上开设有通孔62，通孔62位于进液孔61的上端，通孔62内设有锁块621，锁块套22的下端卡设在锁块621的上端，锁块621用于将相连接的锁块套22和卡簧套23锁定在外中心管6上。

多个胶筒3套设在外中心管6的中部，其位于活塞2的下端，在本发明中，外中心管6上套设有三个胶筒3，两两胶筒3之间夹设有隔环31，胶筒3可在轴向挤压力的作用下径向向外膨胀，从而实现密封油套环空的目的。

膨胀锥体4套设在外中心管6的下端外侧，其位于多个胶筒3的下端，密封胶筒5套设在外中心管6上，其夹设在多个胶筒3与膨胀锥体4之间，密封胶筒5起到二次密封油套环空的作用。进一步的，密封胶筒5的上端还设有套设在外中心管6上的钢套隔环7，钢套隔环7通过剪切销钉71连接在外中心管6上，其上端顶抵在多个胶筒3的下端。膨胀锥体4的上端紧密贴设在外中心管6的外侧壁上，其下端连接有一位移限位环43，缸体41的上端套设在膨胀锥体4的下端外侧，其下端贴设在外中心管6上，从而膨胀锥体4、缸体41与外中心管6之间形成一容纳腔42，该容纳腔42中容设有膨胀液。

进一步的，在膨胀锥体4的下端与外中心管6之间形成的环形空间44内设有一固定套接在外中心管6上的固定限位环45，固定限位环45位于位移限位环43的上端，当膨胀锥体4轴向上移，且位移限位环43随膨胀锥体4上移至顶抵在固定限位环45的下端时，固定限位环45用于限制膨胀锥体4继续上移。另外，外中心管6的下端还套设有下限位环15，缸体41的下端顶抵在下限位环15上，下限位环15用于限制缸体41的位置，防止缸体41在外中心管6上轴向移动。

该冷热双作用封隔器封隔油套环空的过程如下：当该封隔器下井完井后，从地面打入液体，当液体流入内中心管1时，液体从内中心管1上的多个出液孔13流出，并从外中心管6的进液孔61流入钢套21和外中心管6之间形成的环形腔中，在液体压力的作用下，活塞2带动钢套21向下移动，进而带动连接在钢套21上端的剪切销钉211向下移动，剪切销钉211在上接头11的凹槽111内下移，当剪切销钉211移动至上接头11的凹槽111下边缘时，随着注入液体压力的进一步增大，剪切销钉211被剪断；此时，由于设置在外中心管6上的锁块621的作用，锁块套22和卡簧套23固定不动，而活塞2将推动多个胶筒3向下移动，设置在多个胶筒3下端的钢套隔环7将限制多个胶筒3下移，由此，在活塞2向下推动的作用力下，多个胶筒3径向向外膨胀而实现密封油套环空的目的。

在本发明中，钢套21的上端内侧壁设有多个倒齿212，卡簧套23的外侧壁连接有多个卡簧231，当液体压力达到坐封结束压力时，停止打压，当钢套21设有多个倒齿212的部分下移至卡簧231位置处时，卡簧231与倒齿212相卡接，此时在卡簧231的作用下，钢套21停止上移，封隔器保持坐封状态。

当注蒸汽时，蒸汽逐渐加热井筒内的管柱，此时位于膨胀锥体4、缸体41与外中心管6之间的容纳腔42中的膨胀液开始膨胀，膨胀液推动膨胀锥体4向上运动，从而推动密封胶筒5径向向外膨胀以进一步密封油套环空，当膨胀液推动膨胀锥体4向上的推力达到剪切销钉71的剪断压力时，剪切销钉71被剪断，此时钢套隔环7随膨胀锥体4一同上移以进一步推动多个胶筒3径向向外膨胀，以密封油套环空，从而增加冷热双作用封隔器封隔油套环空的可靠性。为防止密封胶筒5及多个胶筒3过度径向向外膨胀，当连接在膨胀锥体4下端的位移限位环43移动至固定限位环45的位置处时，此时膨胀锥体4停止上移。

当需要解封时，停止向油井注入蒸汽，当温度下降到80度左右时，膨胀锥体4将在密封胶筒5的推动下移动到初始位置，此时上提管柱，使上接头11与内中心管1向上运动，由于多个胶筒3的作用，外中心管6不会相对内中心管1移动，当内中心管1上设有多个出液孔13处的凹槽移动至外中心管6设有锁块621的位置处时，锁块621将进入凹槽中，锁块621失去锁紧作用，在多个胶筒3的弹性回复力的作用下，活塞2和钢套21向上移动，封隔器完成解封。

本发明的冷热双作用封隔器，能够在常温下依靠地面打压坐封，在注蒸汽的高温下通过膨胀液遇热膨胀，从而实现对油套环空的二次密封，其密封效果好，有效提高稠油分层注气的效果，达到低成本产出的目的，同时实现了节能减排的目的。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种冷热双作用封隔器，其特征在于，所述冷热双作用封隔器包括：

内中心管，其上端连接有上接头，其下端连接有下接头，所述内中心管上开设有多个出液孔，所述内中心管上套设有外中心管，所述外中心管上开设有进液孔，所述进液孔与所述多个出液孔相连通；

活塞，其套设在所述外中心管上，所述活塞位于所述进液孔的下端，所述活塞的上端连接有钢套，所述钢套的上端与所述上接头相连，在所述钢套与所述外中心管之间夹设有锁块套和卡簧套，所述锁块套连接在所述卡簧套的上端；

多个胶筒，其套设在所述外中心管上并位于所述活塞的下端，两两所述胶筒之间夹设有隔环；

膨胀锥体，其套设在所述外中心管上并位于所述多个胶筒的下端，所述膨胀锥体的下端连接有缸体，所述缸体、所述膨胀锥体与所述外中心管之间形成有容纳腔，所述容纳腔内容设有膨胀液；

密封胶筒，其套设在所述外中心管上，所述密封胶筒夹设在所述多个胶筒与所述膨胀锥体之间。

2.如权利要求1所述的冷热双作用封隔器，其特征在于，所述内中心管的上端套设有上限位环，所述外中心管的上端顶抵在所述上限位环上。

3.如权利要求1所述的冷热双作用封隔器，其特征在于，所述外中心管上开设有通孔，所述通孔内设有锁块，所述锁块套卡设在所述锁块的上端。

4.如权利要求1所述的冷热双作用封隔器，其特征在于，所述钢套的上端内侧壁设有多个倒齿，所述卡簧套的外侧壁设有多个卡簧，所述钢套的上端通过剪切销钉连接在所述上接头上，在所述剪切销钉被剪断且所述钢套的多个倒齿下移至所述卡簧位置处的状态下，所述卡簧与所述倒齿相卡接。

5.如权利要求1所述的冷热双作用封隔器，其特征在于，所述外中心管上套设有钢套隔环，所述钢套隔环夹设在所述密封胶筒与所述多个胶筒之间。

6.如权利要求1所述的冷热双作用封隔器，其特征在于，所述膨胀锥体的下端连接有位移限位环，所述外中心管上套设有固定限位环，所述位移限位环位于所述固定限位环的下端，所述位移限位环、所述固定限位环分别位于所述容纳腔内。

7.如权利要求1所述的冷热双作用封隔器，其特征在于，所述外中心管的下端套设有下限位环，所述缸体的下端顶抵在所述下限位环上。