CN107023273A - 地面液控气囊式全金属密封封隔器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了地面液控气囊式全金属密封封隔器，包括中心管以及套在中心管上的坐封气囊，所述坐封气囊内部为一个环柱形腔，并且坐封气囊在自身两轴端面开设轴向的均连通至环柱形腔的液流通道，液流通道外端口设置液控管线接头。所述坐封气囊采用3D一体打印加工，坐封气囊本身采用延展伸缩性能良好的316不锈钢金属材质，同时坐封气囊内外壁镀着密封贴附性良好的金属材料层。所述中心管上下端分别连接上接头和下接头，所述上接头和下接头均开设连通至液流通道的液控管线通道。本发明采用液控式全金属密封的方式实现油层封隔，为高温高压油水井长期有效分层开采提供保障。
Description
技术领域
本发明涉及油水井完井施工井下工具；具体地说是地面液控气囊式全金属密封封隔器。
背景技术
封隔器是油田分采分注完井工艺必不可少的井下工具，而目前广泛应用的封隔器采用金属件间橡胶胶圈密封和起封隔作用的胶筒组合的机械设计。而此类封隔器在井下工况工作时，受井液、温度、压力、受力状态和套管质量等环境因素的制约，易出现密封胶圈老化断裂和胶筒磨损破坏，最终导致封隔器整体密封失效，从而失去油层分层开采的作用。由此，需采用全金属密封的封隔器设计，避免常规封隔器橡胶件在井下环境容易失效的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供地面液控气囊式全金属密封封隔器，采用液控式全金属密封的方式实现油层封隔，为高温高压油水井长期有效分层开采提供保障。
为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，地面液控气囊式全金属密封封隔器，包括中心管以及套在中心管上的坐封气囊，所述坐封气囊内部为一个环柱形腔，并且坐封气囊在自身两轴端面开设轴向的均连通至环柱形腔的液流通道，液流通道外端口设置液控管线接头。
所述坐封气囊采用3D一体打印加工，坐封气囊本身采用延展伸缩性能良好的316不锈钢金属材质，同时坐封气囊内外壁镀着密封贴附性良好的金属材料层。
所述中心管上下端分别连接上接头和下接头，所述上接头和下接头均开设连通至液流通道的液控管线通道，液控管线伸入液控管线通道然后与液控管线接头卡套式连接，所述液控管线在液控管线通道外部卡套式连接有双公接头。
所述上接头下端通过螺纹连接调节环，所述坐封气囊上端顶在调节环上，下端顶在下接头上；所述调节环通过调节螺纹啮合长度调节坐封气囊上下松紧度；所述调节环下端与液控管线接头存在一定间隙，便于调节环调节转动时不受液控管线和液控管线接头的阻挡。
所述上接头下端设有环形空间，便于液控管线接头和液控管线的放置、穿越，同时便于调节环调节转动时不受液控管线和液控管线接头的阻挡；所述上接头最下端与坐封气囊组装时存在间隙，便于工具各部件的组装，同时便于调节环调节坐封气囊上下松紧度。
所述上接头上端通过螺纹方式连接接箍，上接头上端外螺纹为油管扣螺纹，下端内外侧螺纹为梯形螺纹，同时与中心管螺纹连接前涂抹适量厌氧胶；所述下接头下端外螺纹为油管扣螺纹，上端螺纹为梯形螺纹，同时与中心管螺纹连接前涂抹适量厌氧胶。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明采用液控式全金属密封的方式实现油层封隔，坐封气囊整体采用延展伸缩性能良好的不锈钢金属材质本体和内外壁镀着黄铜或银等密封贴附性良好的金属材料组合设计，工具各金属组件不易受损，具有更高的可靠性和适用性，能够满足高温高压等复杂井况的长期有效分层封隔要求，避免了橡胶件在井下环境中容易失效的风险；同时，采用地面液压控制打压坐封的方式实现封隔器坐封，可通过地面压力显示实时监控井下封隔器的工作状态，并随时做出井口压力调整措施；各级封隔器可通过液控管线串联使用，可实现不同层数油层的精细分层开采；此外，引用先进的3D一体打印技术完成坐封气囊的一体加工，促进了新技术在石油行业的推广应用。
附图说明
图1为本发明的地面液控气囊式全金属密封封隔器的结构示意图；
图2为封隔器坐封气囊结构示意图。
图1中：接箍1、上接头2、调节环3、坐封气囊4、中心管5、下接头6、1/4”NPT接头7、1/4”液控管线8、双公接头9。
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。
根据图1-2，地面液控气囊式全金属密封封隔器，所述接箍1与上接头2上端螺纹连接，所述上接头2下端与中心管5螺纹连接，所述调节环3与上接头2下端外螺纹连接，所述坐封气囊4套在中心管5上，同时坐封气囊4上端顶在调节环3上，下端顶在下接头6上，所述下接头6与中心管5螺纹连接，所述1/4”NPT接头7安装在坐封气囊4上端与下端，并为螺纹连接，所述1/4”液控管线8与1/4”NPT接头7和双公接头9均为卡套连接。所述上接头2上端外螺纹为油管扣螺纹，下端内外侧螺纹为梯形螺纹，同时与中心管5螺纹连接前涂抹适量厌氧胶。所述上接头2内设1/4”液控管线8通道，同时下端设有一定尺寸的环形空间，便于1/4”NPT接头7和1/4”液控管线8的放置、穿越，同时便于调节环3调节转动时不受1/4”液控管线8和1/4”NPT接头7的阻挡。所述上接头2最下端与坐封气囊4组装时存在5mm间隙，便于工具各部件的组装，同时便于调节环3调节坐封气囊4上下松紧度。所述调节环3与上接头2螺纹连接，通过调节螺纹啮合长度调节坐封气囊4上下松紧度。所述调节环3下端与1/4”NPT接头7存在2.5mm间隙，便于调节环3调节转动时不受1/4”液控管线8和1/4”NPT接头7的阻挡。
如图2所示，所述坐封气囊4为环柱状空囊，采用3D一体打印加工，其上下端各内设1/4”NPT接头7和油流通道，其本体A为采用延展伸缩性能良好的316不锈钢金属材质，同时其内外壁镀着黄铜或银等密封贴附性良好的金属材料B。所述下接头6内设1/4”液控管线8和1/4”NPT接头7通道，下端外螺纹为油管扣螺纹，上端螺纹为梯形螺纹，同时与中心管5螺纹连接前涂抹适量厌氧胶。所述1/4”液控管线8铺于上接头2、下接头6内设的通道内，并与1/4”NPT接头7卡套连接，且露出上接头2和下接头6的长度为0.3m，以便于与其他段液控管线双公9连接。
本发明的具体使用方法：如图1、图2所示。
作业现场施工时，首先按作业工艺完井管柱设计，将井下工具依次下入井内，最下级该封隔器下接头6处1/4”液控管线8安装1/4”盲堵封闭油路，其他各级封隔器上接头2处和下接头6处的1/4”液控管线8空头均与设计长度的1/4”液控管线用1/4”双公9连接。然后将井下工具用油管下入到设计深度，用保护器将1/4”液控管线固定在每根油管上。安装完井口采油树后，将穿越出的液控管线安装压力表和针阀，后将液压油打压泵与针阀连接，井口打压至设计压力后关闭针阀，该封隔器的坐封气囊4本体A受油压外挤力作用，本体A扩张挤至密封金属B对应长度段全部靠在套管内壁上，同时坐封气囊4外壁的贴附密封金属B紧贴住套管内壁，内壁的贴附密封金属B紧贴住中心管5外壁，起到封隔油套环空的作用，即完成该封隔器的坐封工序，实现油层分层开采的目的。当打开针阀，卸掉液控管线内井口油压，坐封气囊4本体A收缩回原状态，即完成该封隔器解封工序。
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 (6)
1.地面液控气囊式全金属密封封隔器，其特征在于，包括中心管以及套在中心管上的坐封气囊，所述坐封气囊内部为一个环柱形腔，并且坐封气囊在自身两轴端面开设轴向的均连通至环柱形腔的液流通道，液流通道外端口设置液控管线接头。
2.根据权利要求1所述的地面液控气囊式全金属密封封隔器，其特征在于，所述坐封气囊采用3D一体打印加工，坐封气囊本身采用延展伸缩性能良好的316不锈钢金属材质，同时坐封气囊内外壁镀着密封贴附性良好的金属材料层。
3.根据权利要求1所述的地面液控气囊式全金属密封封隔器，其特征在于，所述中心管上下端分别连接上接头和下接头，所述上接头和下接头均开设连通至液流通道的液控管线通道，液控管线伸入液控管线通道然后与液控管线接头卡套式连接，所述液控管线在液控管线通道外部卡套式连接有双公接头。
4.根据权利要求3所述的地面液控气囊式全金属密封封隔器，其特征在于，所述上接头下端通过螺纹连接调节环，所述坐封气囊上端顶在调节环上，下端顶在下接头上；所述调节环通过调节螺纹啮合长度调节坐封气囊上下松紧度；所述调节环下端与液控管线接头存在一定间隙，便于调节环调节转动时不受液控管线和液控管线接头的阻挡。
5.根据权利要求4所述的地面液控气囊式全金属密封封隔器，其特征在于，所述上接头下端设有环形空间，便于液控管线接头和液控管线的放置、穿越，同时便于调节环调节转动时不受液控管线和液控管线接头的阻挡；所述上接头最下端与坐封气囊组装时存在间隙，便于工具各部件的组装，同时便于调节环调节坐封气囊上下松紧度。
6.根据权利要求3所述的地面液控气囊式全金属密封封隔器，其特征在于，所述上接头上端通过螺纹方式连接接箍，上接头上端外螺纹为油管扣螺纹，下端内外侧螺纹为梯形螺纹，同时与中心管螺纹连接前涂抹适量厌氧胶；所述下接头下端外螺纹为油管扣螺纹，上端螺纹为梯形螺纹，同时与中心管螺纹连接前涂抹适量厌氧胶。
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