CN107013180A - 井筒可溶膨胀封堵装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及井筒封堵装置技术领域，是一种井筒可溶膨胀封堵装置，其包括提拉筒总成、膨胀锥体、密封底座和可溶性膨胀套管，可溶性膨胀套管包括由上至下依次连接并相通的小径筒总成、锥筒和大径筒，锥筒内套装有与其内侧壁相匹配的膨胀锥体，大径筒底端固定安装有能对其内部进行密封的密封底座，膨胀锥体的顶端固定安装有提拉筒总成，小径筒顶端固定安装有能对环形空腔进行密封的限位密封环，小径筒总成的外侧固定安装有密封胶筒。本发明结构简单、生产成本低，使用本发明对井筒进行封堵作业后，对井筒直径没有影响，不会阻碍封堵层和其以下层段的施工及生产；而且封堵作业施工具有周期短、作业成本低、操作简单和安全性高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及井筒封堵装置技术领域，是一种井筒可溶膨胀封堵装置。
背景技术
在油气田开发中，伴随着精细调整开发的需要，目前在常规的油气水井维修作业、老井复产、直井或水平井多级储层改造、注水井注水调整、试油等作业施工中，为满足施工要求，需要对某一个或者多个目标层段实施暂时封堵。现场处理此类问题时，通常采用桥塞、组合式封隔器、多级滑套等机具对井筒进行轴向封堵来实现，此类轴向封堵的方法直接封堵全井筒通道或一定程度上缩小了有效井筒通径，阻碍了对封堵层以下层段的施工及生产。此外，以上处理方法所使用的机具还存在结构复杂、设计制作费用高、施工风险大、工期长、作业成本高等不足。
发明内容
本发明提供了一种井筒可溶膨胀封堵装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有井筒封堵装置存在的造成井筒通道直径的缩小，阻碍施工和生产，结构复杂，成本高，施工效率较低、存在安全隐患的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种井筒可溶膨胀封堵装置，包括提拉筒总成、膨胀锥体、密封底座和可溶性膨胀套管，可溶性膨胀套管包括由上至下依次连接并相通的小径筒总成、锥筒和大径筒，小径筒总成和大径筒均呈圆柱状，且小径筒总成的内径小于大径筒的内径，锥筒呈上窄下宽的锥台状，锥筒内套装有与其内侧壁相匹配的膨胀锥体，大径筒底端固定安装有能对其内部进行密封的密封底座，密封底座和膨胀锥体之间设有密封膨胀腔，膨胀锥体的顶端固定安装有位于小径筒总成内侧的提拉筒总成，且提拉筒总成的上端伸出小径筒总成上方，在提拉筒总成和膨胀锥体中部分别设有沿轴线方向分布并与密封膨胀腔相通的第一注液孔和第二注液孔；提拉筒总成外侧和小径筒总成之间设有环形空腔，小径筒顶端固定安装有能对环形空腔进行密封的限位密封环，小径筒总成的外侧固定安装有密封胶筒。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述小径筒总成可包括至少两个的小径短节，每两个相邻的小径短节均通过螺纹连接固定安装在一起；提拉筒总成包括至少两个提拉短节，每两个相邻的提拉短节均通过螺纹连接固定安装在一起。
上述位于顶部的小径短节上部外侧可设有至少两个呈上下间隔分布的安装环槽，每个安装环槽内均固定安装有密封胶筒；位于底部的小径短节下部外侧设有至少两个呈上下间隔分布的安装环槽，每个安装环槽内均固定安装有密封胶筒。
上述可溶性膨胀套管可为铝镁合金套管；密封胶筒为可溶性胶筒。
上述膨胀锥体的下端可固定有套装在大径筒上部内侧的碾展柱体，碾展柱体的直径与大径筒内侧壁相匹配，膨胀锥体和碾展柱体之间的连接处呈平滑过渡，密封膨胀腔位于碾展柱体和膨胀锥体之间。
上述限位密封环底部可固定有下限位环台，下限位环台外侧通过螺纹连接固定安装在小径筒总成上端内侧，限位密封环座于小径筒总成上。
上述密封底座外侧可通过螺纹连接固定安装在大径筒下端内侧。
本发明结构简单、生产成本低，使用本发明对井筒进行封堵作业后，对井筒直径没有影响，不会阻碍封堵层和其以下层段的施工及生产；而且应用其进行的封堵作业施工具有周期短、作业成本低、操作简单和安全性高的优点。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例使用状态的主视剖视结构示意图。
附图中的编码分别为：1为膨胀锥体，2为密封底座，3为锥筒，4为大径筒，5为密封膨胀腔，6为第一注液孔，7为第二注液孔，8为环形空腔，9为限位密封环，10为密封胶筒，11为油套管，12为小径短节，13为提拉短节，14为碾展柱体，15为下限位环台。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1所示，该井筒可溶膨胀封堵装置包括提拉筒总成、膨胀锥体1、密封底座2和可溶性膨胀套管，可溶性膨胀套管包括由上至下依次连接并相通的小径筒总成、锥筒3和大径筒4，小径筒总成和大径筒4均呈圆柱状，且小径筒总成的内径小于大径筒4的内径，锥筒3呈上窄下宽的锥台状，锥筒3内套装有与其内侧壁相匹配的膨胀锥体1，大径筒4底端固定安装有能对其内部进行密封的密封底座2，密封底座2和膨胀锥体1之间设有密封膨胀腔5，膨胀锥体1的顶端固定安装有位于小径筒总成内侧的提拉筒总成，且提拉筒总成的上端伸出小径筒总成上方，在提拉筒总成和膨胀锥体1中部分别设有沿轴线方向分布并与密封膨胀腔5相通的第一注液孔6和第二注液孔7；提拉筒总成外侧和小径筒总成之间设有环形空腔8，小径筒顶端固定安装有能对环形空腔8进行密封的限位密封环9，小径筒总成的外侧固定安装有密封胶筒10。锥筒3和大径筒4可通过焊接等现有公知的技术进行固定，也可以一体设置。
使用时，先将提拉总成和可溶性膨胀套管分别组装好，然后将提拉总成由上至下穿入可溶性膨胀套管内，并使提拉总成的底端穿出，在提拉总成的底端安装膨胀锥体1，然后上提提拉总成使膨胀锥体1与锥筒3靠紧，接着将密封底座2装入大径段底端，从上方小径筒总成外侧套装限位密封环9，在小径筒总成顶端通过油管短节安装连续油管，然后将连续油管吊起，放入井筒的油套管11内，向环形空腔8内注入润滑液，将限位密封环9固定安装在小径筒总成顶端，下放连续油管，并将本发明下入井筒预定位置后，通过连续油管泵入高压流体，高压流体依次流经第一注液孔6和第二注液孔7后，进入密封膨胀腔5，推动膨胀锥体1上移，锥筒3和小径筒总成在膨胀锥体1的冷压加工作用下膨胀变形，密封胶筒10在小径筒总成的作用下与油套管11密封接触，起到高压封堵的作用，继续泵入高压流体，待地面环空排出液量与泵入液量相当时，或泵压、悬重有波动时停止泵入高压流体，提出管柱完成膨胀封堵作业；待需要解除封堵时，将连续油管下入本发明位置，泵入相应的溶解液，对可溶性膨胀套管进行溶解，解除封堵。当水平井及直井进行多级逐层分段储层改造时，本发明可用于对已完成改造层段逐层实施暂时膨胀贴合封堵的作用、待施工完成后溶解本发明，对可溶性膨胀套管进行溶解，解除封堵；当油气田注水井中需要对某一层段进行针对性的注水时，本发明可用于对无需注水层段进行膨胀贴合封堵，需解除封堵时，对其对可溶性膨胀套管进行溶解，解除封堵；当进行油气井试油作业，需对某一层段进行针对性试油时，本发明可用于对无需试油层段进行膨胀贴合封堵，需解除封堵时，对可溶性膨胀套管进行溶解，解除封堵；当进行井下作业施工，可利用本发明对影响作业施工的原有油气层进行膨胀贴合，待施工完成后，对可溶性膨胀套管进行溶解，解除封堵。
本发明结构简单、生产和设计成本低，使用本发明对井筒进行封堵作业后，对井筒直径没有影响，不会阻碍封堵层和其以下层段的施工及生产；而且应用其进行的封堵作业时，施工周期短、作业成本低、操作简单、安全性高。
可根据实际需要，对上述井筒可溶膨胀封堵装置作进一步优化或/和改进：
如附图1所示，小径筒总成包括至少两个的小径短节12，每两个相邻的小径短节12均通过螺纹连接固定安装在一起；提拉筒总成包括至少两个提拉短节13，每两个相邻的提拉短节13均通过螺纹连接固定安装在一起。锥筒3和最下方的小径短节12二者之间可通过焊接等现有公知的技术进行固定，也可以一体设置。上述设置，可以调节本发明的整体长度，进而调节对封堵层井筒的封堵长度，提高本发明的实用性。
如附图1所示，位于顶部的小径短节12上部外侧设有至少两个呈上下间隔分布的安装环槽，每个安装环槽内均固定安装有密封胶筒10；位于底部的小径短节12下部外侧设有至少两个呈上下间隔分布的安装环槽，每个安装环槽内均固定安装有密封胶筒10。上述设置，保证了本发明对封堵层的油套管11之间的密封性，提高本发明的可靠性。
如附图1所示，可溶性膨胀套管为铝镁合金套管；密封胶筒10为可溶性胶筒。铝镁合金具有密度低、质量轻和强度高的优点，可利用质量分数为2%的氯化钾溶液作为铝镁合金套管和可溶性胶筒的溶解液，对二者进行溶解。
如附图1所示，膨胀锥体1的下端固定有套装在大径筒4上部内侧的碾展柱体14，碾展柱体14的直径与大径筒4内侧壁相匹配，膨胀锥体1和碾展柱体14之间的连接处呈平滑过渡，密封膨胀腔5位于碾展柱体14和膨胀锥体1之间。碾展柱体14可与膨胀锥体1一体设置或通过焊接进行固定，在高压流体的推动下，碾展柱体14与膨胀锥体1相互配合，保证了对可溶性膨胀套管受力的均匀性，使得可溶性膨胀套管的膨胀变形更均匀舒展，进一步保证了对井筒密封的可靠性。
如附图1所示，限位密封环9底部固定有下限位环台15，下限位环台15外侧通过螺纹连接固定安装在小径筒总成上端内侧，限位密封环9座于小径筒总成上。其通过螺纹连接与小径筒总成顶部固定安装在一起，操作简单、方便，而且保证了本发明整体的密封性。
如附图1所示，密封底座2外侧通过螺纹连接固定安装在大径筒4下端内侧。密封底座2通过螺纹连接与大径筒4固定安装在一起，操作简单、方便，进一步保证了本发明整体的密封性。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (10)
1.一种井筒可溶膨胀封堵装置，其特征在于包括提拉筒总成、膨胀锥体、密封底座和可溶性膨胀套管，可溶性膨胀套管包括由上至下依次连接并相通的小径筒总成、锥筒和大径筒，小径筒总成和大径筒均呈圆柱状，且小径筒总成的内径小于大径筒的内径，锥筒呈上窄下宽的锥台状，锥筒内套装有与其内侧壁相匹配的膨胀锥体，大径筒底端固定安装有能对其内部进行密封的密封底座，密封底座和膨胀锥体之间设有密封膨胀腔，膨胀锥体的顶端固定安装有位于小径筒总成内侧的提拉筒总成，且提拉筒总成的上端伸出小径筒总成上方，在提拉筒总成和膨胀锥体中部分别设有沿轴线方向分布并与密封膨胀腔相通的第一注液孔和第二注液孔；提拉筒总成外侧和小径筒总成之间设有环形空腔，小径筒顶端固定安装有能对环形空腔进行密封的限位密封环，小径筒总成的外侧固定安装有密封胶筒。
2.根据权利要求1所述的井筒可溶膨胀封堵装置，其特征在于小径筒总成包括至少两个的小径短节，每两个相邻的小径短节均通过螺纹连接固定安装在一起；提拉筒总成包括至少两个提拉短节，每两个相邻的提拉短节均通过螺纹连接固定安装在一起。
3.根据权利要求2所述的井筒可溶膨胀封堵装置，其特征在于位于顶部的小径短节上部外侧设有至少两个呈上下间隔分布的安装环槽，每个安装环槽内均固定安装有密封胶筒；位于底部的小径短节下部外侧设有至少两个呈上下间隔分布的安装环槽，每个安装环槽内均固定安装有密封胶筒。
4.根据权利要求1或2或3所述的井筒可溶膨胀封堵装置，其特征在于可溶性膨胀套管为铝镁合金套管；密封胶筒为可溶性胶筒。
5.根据权利要求1或2或3所述的井筒可溶膨胀封堵装置，其特征在于膨胀锥体的下端固定有套装在大径筒上部内侧的碾展柱体，碾展柱体的直径与大径筒内侧壁相匹配，膨胀锥体和碾展柱体之间的连接处呈平滑过渡，密封膨胀腔位于碾展柱体和膨胀锥体之间。
6.根据权利要求4所述的井筒可溶膨胀封堵装置，其特征在于膨胀锥体的下端固定有套装在大径筒上部内侧的碾展柱体，碾展柱体的直径与大径筒内侧壁相匹配，膨胀锥体和碾展柱体之间的连接处呈平滑过渡，密封膨胀腔位于碾展柱体和膨胀锥体之间。
7.根据权利要求1或2或3所述的井筒可溶膨胀封堵装置，其特征在于限位密封环底部固定有下限位环台，下限位环台外侧通过螺纹连接固定安装在小径筒总成上端内侧，限位密封环座于小径筒总成上；
或/和,密封底座外侧通过螺纹连接固定安装在大径筒下端内侧。
8.根据权利要求4所述的井筒可溶膨胀封堵装置，其特征在于限位密封环底部固定有下限位环台，下限位环台外侧通过螺纹连接固定安装在小径筒总成上端内侧，限位密封环座于小径筒总成上；
或/和,密封底座外侧通过螺纹连接固定安装在大径筒下端内侧。
9.根据权利要求5所述的井筒可溶膨胀封堵装置，其特征在于限位密封环底部固定有下限位环台，下限位环台外侧通过螺纹连接固定安装在小径筒总成上端内侧，限位密封环座于小径筒总成上；或/和,密封底座外侧通过螺纹连接固定安装在大径筒下端内侧。
10.根据权利要求6所述的井筒可溶膨胀封堵装置，其特征在于限位密封环底部固定有下限位环台，下限位环台外侧通过螺纹连接固定安装在小径筒总成上端内侧，限位密封环座于小径筒总成上；或/和,密封底座外侧通过螺纹连接固定安装在大径筒下端内侧。
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