CN105672934B - 液缸式密闭防蠕动封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了液缸式密闭防蠕动封隔器，包括下中心管以及套在下中心管外壁的坐封胶筒，所述坐封胶筒上端设置有同样套在下中心管上的解封装置，还包括上中心管、锚定胶筒、液压锚定装置，所述上中心管通过承载短节与下中心管轴向连接，所述锚定胶筒套在上中心管外壁，所述液压锚定装置位于锚定胶筒下端且同样套在上中心管上。本发明一方面可以有效提高封隔器的防蠕动性能，延长封隔器使用寿命；另一方面减轻对套管的损害，降低大修风险。

Description

液缸式密闭防蠕动封隔器

技术领域

本发明涉及油田注水井分层注水开发用封隔器，具体地说是液缸式密闭防蠕动封隔器。

背景技术

注水是保持油层压力，实现油田稳产、提高油田开发效果的重要措施。对于多油层油田，为调整层间矛盾，控制原油含水的上升和提高原油采收率，需实施分层注水。封隔器作为分层注水工艺管柱的关键工具，其使用寿命是影响注水管柱的分层效果和管柱有效期的主要因素。

注水管柱在井内受温度和压力效应的影响，当注水井工作状态发生变化时，管柱在压力效应或温度效应作用下蠕动，严重影响了封隔器的密封效果，缩短了其使用寿命，甚至造成胶筒撕裂导致管柱失效。

为了降低管柱蠕动对封隔器的影响，目前通过配套水力锚、水力卡瓦等工具实现管柱的锚定，从而解决管柱蠕动问题。但这种方法容易损伤套管，且受高温、腐蚀、结垢的影响，后期检管作业存在大修风险，造成巨大的经济损失。

发明内容

本发明的目的在于提供液缸式密闭防蠕动封隔器，一方面可以有效提高封隔器的防蠕动性能，延长封隔器使用寿命；另一方面减轻对套管的损害，降低大修风险。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，液缸式密闭防蠕动封隔器，包括下中心管以及套在下中心管外壁的坐封胶筒，所述坐封胶筒上端设置有同样套在下中心管上的解封装置，还包括上中心管、锚定胶筒、液压锚定装置，所述上中心管通过承载短节与下中心管轴向连接，所述锚定胶筒套在上中心管外壁，所述液压锚定装置位于锚定胶筒下端且同样套在上中心管上。

所述坐封胶筒两端设置挡碗，所述液压锚定装置包括液缸套、液缸活塞，所述液缸套上端与锚定胶筒下端的挡碗连接，下端则通过连接件与承载短节连接，所述液缸套内部形成密闭的活塞腔，活塞腔内设置液缸活塞。

所述锚定胶筒上端的挡碗通过滑套与上接头连接，所述上中心管的上端也与上接头连接。

所述解封装置包括洗井套、解封活塞、密封接头、密闭环、弹簧，所述密封接头套在下中心管外壁，在密封接头中部设置一圈圆环凸台，该凸台的上下端分别用滑动密封方式连接洗井套和密封挡套，所述洗井套内部设置解封活塞，所述密封挡套内部设置密封环，所述密封环下端通过弹簧连接坐封胶筒的上端。

所述坐封胶筒下端且下中心管外壁连接有下接头，下接头外壁设置挡套，挡套下端设置挡环。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：

该封隔器主要由软锚定机构、解封机构及坐封机构三部分构成。注水时，高压流体经过上中心管液压孔推动液缸活塞上行，压缩液缸内的液压油使锚定胶筒发生径向鼓胀紧贴套管，从而锚定管柱；同时高压流体经过下中心管液压孔使坐封胶筒发生径向鼓胀，密封油套环空。

停注时，锚定胶筒回收，解除锚定状态；密闭机构在弹簧的推动下与密封接头接触密封，将压力液锁住，密封胶筒不回收，仍处于密封状态。反洗井时，解封活塞在液压作用下，推动压环下行，压缩弹簧，开启进液通道，锁住的压力液流出，坐封胶筒解封。

封隔器上设置有软锚定机构，提高了封隔器的防蠕动性能，防止了管柱蠕动，减轻了对套管的损坏，延长了封隔器的使用寿命；软锚定机构的液缸内部灌满液压油，减少了地层流体的腐蚀结垢影响，提高解卡的可靠性，有效避免了大修的风险；同时，独特的液缸设计使得即使锚定胶筒损坏，液压油漏失，仍不影响封隔器的分层效果；坐封机构为密闭机构，停注时不解封，有效避免了层间窜的发生。

附图说明

图1为本发明的液缸式密闭防蠕动封隔器的结构示意图。

图中：1—上接头；2—滑套；3—挡碗；4—上中心管；5—锚定胶筒；6—液缸套；7—液缸活塞；8—连接件；9—承载短节；10—洗井套；11—解封活塞；12—密封接头；13—密闭环；14—弹簧；15—下中心管；16—坐封胶筒；17—挡套；18—挡环；19—下接头。

具体实施方式

有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

如图1所示，液缸式密闭防蠕动封隔器，包括下中心管15以及套在下中心管外壁的坐封胶筒16，所述坐封胶筒上端设置有同样套在下中心管上的解封装置，还包括上中心管4、锚定胶筒5、液压锚定装置，所述上中心管通过承载短节9与下中心管轴向连接，所述锚定胶筒套在上中心管外壁，所述液压锚定装置位于锚定胶筒下端且同样套在上中心管上。所述坐封胶筒两端设置挡碗3，所述液压锚定装置包括液缸套6、液缸活塞7，所述液缸套上端与锚定胶筒下端的挡碗连接，下端则通过连接件8与承载短节连接，所述液缸套内部形成密闭的活塞腔，活塞腔内设置液缸活塞。所述锚定胶筒上端的挡碗通过滑套2与上接头1连接，所述上中心管的上端也与上接头连接。

所述解封装置包括洗井套10、解封活塞11、密封接头12、密闭环13、弹簧14，所述密封接头套在下中心管外壁，在密封接头中部设置一圈圆环凸台，该凸台的上下端分别用滑动密封方式连接洗井套和密封挡套，所述洗井套内部设置解封活塞11，所述密封挡套内部设置密封环13，所述密封环下端通过弹簧连接坐封胶筒的上端。所述坐封胶筒下端且下中心管外壁连接有下接头19，下接头外壁设置挡套17，挡套下端设置挡环18。

工作过程：上接头1与滑套2、上中心管4连接；挡碗3与锚定胶筒5连接；液缸活塞6安装于液缸套7及上中心管4形成的环形空间内；连接件8与洗井套10由承载短节9连接；解封活塞11安装于洗井活塞10与下中心管15之间的环形空间内；密闭环13安装于密封接头12与弹簧14之间；坐封胶筒16安装于下中心管15外；挡套17、挡环18与下接头19通过螺纹连接。连接油管，下至设计深度。注水时，油管液压经上中心管液压孔推动液缸活塞上行压缩液压油，使锚定胶筒紧贴套管，锚定管柱；同时油管液压经下中心管液压孔使坐封胶筒坐封。停注时，锚定胶筒在自身弹性力作用下，回收解除锚定状态；在液压及弹簧力的作用下，密封机构(密封接头、密闭环、弹簧)关闭进液通道，坐封胶筒始终处于膨胀密封状态，不会收回。反洗井时，解封活塞在液压作用下，推动密闭环下行，压缩弹簧，打开进液通道，使封隔器胶筒解封。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，非用以限定本发明的专利范围，其他运用本发明的专利精神的等效变化，均应俱属本发明的专利范围。

Claims (4)

1.液缸式密闭防蠕动封隔器，包括下中心管以及套在下中心管外壁的坐封胶筒，所述坐封胶筒上端设置有同样套在下中心管上的解封装置，其特征在于，还包括上中心管、锚定胶筒、液压锚定装置，所述上中心管通过承载短节与下中心管轴向连接，所述锚定胶筒套在上中心管外壁，所述液压锚定装置位于锚定胶筒下端且同样套在上中心管上，液压锚定装置包括液缸套、液缸活塞，所述液缸套上端与锚定胶筒下端的挡碗连接，下端则通过连接件与承载短节连接，所述液缸套内部形成密闭的活塞腔，活塞腔内设置液缸活塞；

所述解封装置包括洗井套、解封活塞、密封接头、密闭环、弹簧，所述密封接头套在下中心管外壁，在密封接头中部设置一圈圆环凸台，该凸台的上下端分别用滑动密封方式连接洗井套和密封挡套，所述洗井套内部设置解封活塞，所述密封挡套内部设置密封环，密封环下端通过弹簧连接坐封胶筒的上端；注水时，油管液压经上中心管液压孔推动液缸活塞上行压缩液压油，使锚定胶筒紧贴套管，锚定管柱；同时油管液压经下中心管液压孔使坐封胶筒坐封；停注时，锚定胶筒在自身弹性力作用下，回收解除锚定状态；在液压及弹簧力的作用下，密封接头、密闭环、弹簧关闭进液通道，坐封胶筒始终处于膨胀密封状态，不会收回；反洗井时，解封活塞在液压作用下，推动密闭环下行，压缩弹簧，打开进液通道，使封隔器胶筒解封。

2.根据权利要求1所述的液缸式密闭防蠕动封隔器，其特征在于，所述坐封胶筒两端设置挡碗。

3.根据权利要求1所述的液缸式密闭防蠕动封隔器，其特征在于，所述锚定胶筒上端的挡碗通过滑套与上接头连接，所述上中心管的上端也与上接头连接。

4.根据权利要求1所述的液缸式密闭防蠕动封隔器，其特征在于，所述坐封胶筒下端且下中心管外壁连接有下接头，下接头外壁设置挡套，挡套下端设置挡环。