CN105317394A - 一种高耐温高承压的石油钻采专用封隔器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高耐温高承压的石油钻采专用封隔器，其包括：上接头、压帽、梯形密封圈、中心管、上胶筒座、上胶筒、隔环、中胶筒、衬套、下胶筒、衬套剪钉、下胶筒座、固定螺钉、调节套、上活塞、上缸套、形密封圈、O型密封圈、下活塞、下缸套、扶正接头。中心管的上端连接反洗阀组件，其上端连接上接头，其中包括反洗阀座和阀体，反洗阀座套设在阀体的外部，且二者之间连接有衬套剪钉，反洗阀座上设有反洗井弓形通道，其中反洗井弓形通道包括压帽、中心管、衬套和下胶筒座。本发明使其坐封时密封油套环形空间，分隔上下层段，反洗井弓形通道使封隔器快速解封，进行反洗井和冲砂等作业。
Description
技术领域
本发明涉及采油工程中用来分层的井下工具，特别涉及一种高耐温高承压的石油钻采专用封隔器。
背景技术
我国大部分油田深层火山岩储层致密，孔隙度(一般为3％～20％)、渗透率极低，非均质性强。大多数井自然产能较低，必须经过压裂才能达到工业产能。但是，由于火山岩气藏埋藏深(一般为3000～4500m)，地温梯度高(一般为4～4.5℃/100m)，岩性复杂坚硬，破裂压力最高达80MPa以上，在火山岩压裂中采用以往的深井压裂管柱会出现很多质量问题，如压裂工具耐温耐压指标低、压裂规模低、不能实施分层改造等问题。已经不能满足我国石油开采行业对于封隔器的需求。
目前，国内产品所占比例较少，通常国内高温高压压裂工具技术指标一般为耐温150℃、最大承受的工作压力为8OMPa，无法满足大多数极端的条件的使用，尤其是在重点探井和生产井上使用的几乎全部是进口产品。国外的产品的技术指标一般为耐温180℃、最大承受的工作压力为10OMPa，但进口产品在国内使用后，由于缺乏相应的技术支持，产品的效能得不到充分发挥，给企业造成不应有的损失。
在油气田水平井数量迅猛增加的形势下，设计出一种能适应国内外油田各种井况下的压裂封隔器具有很好的实用价值。
发明内容
本发明的目的是，提供一种高耐温高承压的石油钻采专用封隔器，该装置实现了封隔密封强度大，性能稳定，易解封，满足国内外油田各种井况下的压裂工艺要求。克服了现有封隔器层间封隔不严，解封困难，无法实现细分层压裂工艺的不足。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：包括上接头、压帽、梯形密封圈、中心管、上胶筒座、上胶筒、隔环、中胶筒、衬套、下胶筒、衬套剪钉、下胶筒座、固定螺钉、调节套、上活塞、上缸套、形密封圈、O形密封圈、下活塞、下缸套、扶正接头。
所述中心管的上端连接反洗阀组件，所述反洗阀组件的上端连接上接头，所述反洗阀组件包括括反洗阀座和阀体，所述反洗阀座套设在阀体的外部，且二者之间连接有衬套剪钉，所述反洗阀座上设有反洗井弓形通道，其中反洗井弓形通道包括压帽、中心管、衬套和下胶筒座。
所述的封隔器采用液压坐封和泄压自动解封，配有专用水力锚和节流启动器作为锚定和辅助坐封机构，主要由坐封、解封、密封和反洗井几部分组成。其中坐封机构包括衬套，梯形密封圈和压帽等。
本发明的有益效果是：设计的封隔器采用液压坐封和泄压自动解封，配有专用水力锚和节流启动器作为锚定和辅助坐封机构，保证封隔器坐封时密封油套环形空间，分隔上下层段；由于封隔器采用了叠层钢片膨胀筒保证了封隔密封强度，结构简单，性能稳定；设计的反洗井弓形通道快速解封封隔器进行反洗井和冲砂等作业，实现了压裂工艺。
附图说明
图1是本发明的结构装配图。
具体实施方式
如附图1所示，一种高耐温高承压的石油钻采专用封隔器包括上接头1、压帽2、梯形密封圈3、中心管4、上胶筒座5、上胶筒6、隔环7、中胶筒8、衬套9、下胶筒10、衬套剪钉11、下胶筒座12、固定螺钉13、调节套14、上活塞15、上缸套16、形密封圈17、O形密封圈18、下活塞19、下缸套20、扶正接头21。中心管4的上端连接反洗阀组件，其上端连接上接头1，其中反洗阀组件包括括反洗阀座和阀体，所述反洗阀座套设在阀体的外部，且二者之间连接有衬套剪钉11，反洗阀座上设有反洗井弓形通道，其中反洗井弓形通道包括压帽2、中心管4、衬套9和下胶筒座12。
作业时，将本发明下入井中设计位置，坐好井口，打开套管阀门，在完成低压替酸后，提高泵注排量至800L/min以上，使接在封隔器下部油管上的节流启动器产生节流压力。节流压力通过封隔器内中心管4的小孔作用于上、下两个活塞15、19上，使其上行推动调节套14、下胶筒座12和衬套9。当上行推力达到11.77kN时，衬套9剪钉被剪断。在液力作用下，活塞15、19、衬套9等继续上行至压缩梯形密封圈3，关闭反洗井弓形通道后，下胶筒座12继续上行压缩胶筒贴紧套管壁，从而密封油套管环形空间，分隔上、下层段，实现封隔器的坐封。
当封隔器坐封完成后，即可从油管通过节流启动器实施压裂作业。此时，应关闭套阀门，使封隔器上下压差一般保持在30～50MPa，胶筒6、8、10便在下部压力的作用下始终保持压缩状态，无法弹回复位，直到施工结束。
当酸化或压裂施工完成，油管泄压后，封隔器上下压力平衡，胶筒6、8、10的弹力，以及活塞15、19、缸套16、20、胶筒座5、12和衬套9等自身的重力，使胶筒弹回复位，于是封隔器自动解封。
在压裂施工中，若出现砂阻需要反洗井冲砂时，可先泄油压，再从油套环空加压，推动胶筒6、8、10和衬套9下行，打开反洗井弓形通道，沟通胶筒上下环空达到压力平衡，从而使封隔器解封，洗井液便可通过封隔器外部至管内的油管返出，实现反洗井冲砂。若封隔器不能自动解封，也可通过此法实现封隔器快速解封。
Claims (5)
1.一种高耐温高承压的石油钻采专用封隔器，其特征在于，所述的封隔器包括上接头、压帽、梯形密封圈、中心管、上胶筒座、上胶筒、隔环、中胶筒、衬套、下胶筒、衬套剪钉、下胶筒座、固定螺钉、调节套、上活塞、上缸套、形密封圈、O形密封圈、下活塞、下缸套、扶正接头。
2.根据权利要求1所述的高耐温高承压的石油钻采专用封隔器，其特征在于，所述中心管的上端连接反洗阀组件，所述反洗阀组件的上端连接上接头，所述反洗阀组件包括括反洗阀座和阀体，所述反洗阀座套设在阀体的外部，且二者之间连接有衬套剪钉。
3.根据权利要求2所述的高耐温高承压的石油钻采专用封隔器，其特征在于，所述反洗阀座上设有反洗井弓形通道，其中反洗井弓形通道包括压帽、中心管、衬套和下胶筒座。
4.根据权利要求1所述的高耐温高承压的石油钻采专用封隔器，其特征在于，所述的封隔器采用液压坐封和泄压自动解封，配有专用水力锚和节流启动器作为锚定和辅助坐封机构，主要由坐封、解封、密封和反洗井几部分组成。其中坐封机构包括衬套，梯形密封圈和压帽等。
5.根据权利要求1所述的高耐温高承压的石油钻采专用封隔器，其特征在于，在压裂施工中，若出现砂阻需要反洗井冲砂时，可先泄油压，再从油套环空加压，推动胶筒和衬套下行，打开反洗井弓形通道，沟通胶筒上下环空达到压力平衡，从而使封隔器解封，洗井液便可通过封隔器外部至管内部的油管返出，实现反洗井冲砂。若封隔器不能自动解封，也可通过此法实现封隔器快速解封。
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