CN107420066A - 一种可溶拉伸式封隔器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可溶拉伸式封隔器，属于油田井下工具。其上接头、上护筒、导向套I、胶筒螺纹连接；活塞、间隔环、单向阀I、单向阀II、弹簧、胶筒套装在中心管上，中心管与上接头间隙配合；活塞与上护筒间隙配合，与中心管螺纹连接；单向阀II与中心管以间隙配合；上护筒和活塞的管壁上对应开有通孔和凹槽，以解封销钉定位；上护筒与弹簧对应处开有卸压孔，以密封塞封堵；中心管与下接头螺纹连接；下护筒、导向套II、胶筒螺纹连接；下护筒上装有定位销钉；间隔环、单向阀II、导向套为可溶性合金材料制成。优点是解封时，间隔环、单向阀II、导向套的溶解为封隔器解封打通通道，管柱也对封隔器产生向下拉伸力，有助于封隔器解封完全，解决上下管柱卡井问题。
Description
技术领域
本发明属于油田井下作业工具，涉及一种可溶拉伸式封隔器。
背景技术
封隔器是油田采油工程中广泛使用的井下工具，用来封隔油、套管间的环形空间，达到分隔油层进行试采、注水、压裂目的。其中，扩张式封隔器是一定压力的液体作用于封隔器的胶筒，使胶筒径向变大与套管内表面紧紧贴紧，实现胀封密封。由于以胶筒为密封件，封隔器的结构复杂，部件数量多，增加生产成本，安装、检修复杂，而且在解封过程中，由于井下有砂沉积在胶筒内，使胶筒回缩不到位，导致上提管柱时出现卡井现象。
发明目的
本发明的目的是提供一种可溶拉伸式封隔器，简化封隔器的结构，通过解封时剪断解封销钉，管柱对封隔器胶筒产生向下拉伸作用，辅助封隔器胶筒收缩，提高封隔器解封效果，尤其是利用新型可溶性合金材料制作封隔器的组成部件，可有效地打通封隔器的解封通道，使封隔器解封更加到位，解决封隔器因解封不到位而出现的上提管柱卡井等问题。
本发明的技术方案是：一种可溶拉伸式封隔器，主要由上接头、上护筒、活塞、单向阀、弹簧、导向套I、导向套II、中心管、胶筒、下护筒、下接头、解封销钉、密封塞、定位销钉组成；上接头、上护筒、导向套I、胶筒螺纹连接；活塞、单向阀、弹簧、胶筒套装在中心管上，中心管与上接头的下端以间隙配合，以密封圈密封；活塞位于上接头下方，活塞的上部外侧与上护筒间隙配合，以密封圈密封，活塞的下部内侧与中心管以内螺纹连接；单向阀、弹簧档台限位，单向阀与中心管以间隙配合，以密封圈密封；上护筒和活塞的管壁上对应开有通孔和凹槽，解封销钉安装在通孔和凹槽内，且上护筒与活塞以解封销钉定位；上护筒与弹簧对应处的管壁上开有卸压孔，以螺纹连接密封塞封堵；中心管与下接头螺纹连接；下护筒、导向套II、胶筒通过螺纹连接；下接头与下护筒以间隙配合，以密封圈密封；下护筒开有通孔并装有定位销钉；中心管开有进液缝；胶筒的两端外衬导向套I和导向套II，起扶正作用，导向套 I和导向套II外壁上均匀分布四个导流槽。
所述的中心管的进液缝的宽度应小于0.2mm。
所述的单向阀为单向阀I和可溶性合金材料的单向阀II组成的单向阀组；所述的活塞与单向阀I之间装有可溶性合金材料的间隔环，间隔环中间开有助溶孔；所述的导向套I、导向套II为可溶性合金材料的导向套I、可溶性合金材料的导向套II；所述的间隔环、单向阀II、导向套I、导向套II由同一性能的可溶性合金材料加工制成。
附图说明
图1为本发明一种可溶拉伸式封隔器的结构图。
具体实施方式
参见附图，一种可溶拉伸式封隔器，主要由上接头1、上护筒2、活塞3、单向阀19、弹簧9、导向套I 10、导向套II 20、中心管11、胶筒12、下护筒13、下接头15、解封销钉4、密封塞8、定位销钉14组成；上接头1、上护筒2、导向套I 10、胶筒12螺纹连接；活塞3、单向阀19、弹簧9、胶筒12套装在中心管11上，中心管11与上接头1的下端以间隙配合，以密封圈密封；活塞3位于上接头下方，活塞3的上部外侧与上护筒2间隙配合，以密封圈密封，活塞3 的下部内侧与中心管11以内螺纹连接；单向阀19、弹簧9被档台限位，单向阀19与中心管11以间隙配合，以密封圈密封；上护筒2和活塞3的管壁上对应开有通孔和凹槽，解封销钉4安装在通孔和凹槽内，且上护筒2与活塞3以解封销钉4定位；上护筒2与弹簧9对应处的管壁上开有卸压孔18，以螺纹连接密封塞8封堵；中心管11与下接头15螺纹连接；下护筒13、导向套II 20、胶筒 12通过螺纹连接；下接头15与下护筒13以间隙配合，以密封圈密封；下护筒 13上开有通孔并装有定位销钉14；中心管11上开有进液缝17；胶筒12的两端外衬导向套I 10和导向套II 20，起扶正作用，导向套I 10和导向套II 20外壁上均匀分布四个导流槽。
中心管11上开有的进液缝17的宽度应小于0.2mm，目的是保证压裂砂不进入胶筒12的内部。
压裂液通过中心管11的进液缝17进入活塞3、单向阀19内环形空间，并作用于单向阀19；当压裂液压力增大到一定值时，弹簧9被压缩，单向阀19被打开，压裂液进入胶筒12的内环形空间，使胶筒12承受由内向外的径向张力而径向直径变大，胶筒12开始胀封。
经过一定胀封时间，压裂施工完工后，上提管柱，剪断解封销钉4；在工艺管柱重力作用下，下接头15带动中心管11和活塞3下行；当中心管11的进液缝17下行至单向阀19下端的弹簧8处时，中心管11与胶筒12的内侧联通，胶筒12内的压裂液压力释放，胶筒12径向收缩解封；而且，在下行过程中，下接头15带动定位销钉14、下护筒13同时下行，由于胶筒12的上端与上护筒 2螺纹连接固定，使胶筒12收到轴向向下的拉伸力，使胶筒12被动径向收缩，增强胶筒12收缩效果；当封隔器内外压力平衡时，解封过程结束，胶筒12被拉伸、收缩，其外径变小，便于工艺管柱上提。导向套I 10和导向套II 20外壁上均匀分布的四个导流槽可以有效增加过液面积，防止下井和上提管柱时过液面不够，出现淤阻。
上护筒2与弹簧9对应处的管壁上开有卸压孔18，并安装密封塞8，以螺纹连接，一种可溶拉伸式封隔器作压力试验前，将密封塞8以螺纹连接安装在卸压孔18上，保证工具密封性，然后作压力试验；工具作完压力试验后，打开密封塞8，使工具卸压、排液；压力试验合格后，再重新将密封塞8安装在卸压孔18上。
近年来，我国科研机构在可溶性合金材料研发上取得重大进步，如中国科学院金属研究所研发出在纯水中即可溶解的可溶性合金材料，并且可调控该合金与水反应的起始温度和在水中的溶解速率，使部件的溶解时间可控。该院与有关企业合作研发的压裂球、球座和桥塞等多个产品已在大庆和长庆等油田获得应用。可溶性合金材料制成的结构件，除了具备良好的溶解性能外，还兼备高强度和一定的塑性，成本低，适合大规模应用和推广。
本发明充分利用现有可溶性合金材料研发的最新成果，进一步优化本发明一种可溶拉伸式封隔器的结构，利用可溶性合金材料的特性所赋予的部件的功能，进一步打通本发明一种可溶拉伸式封隔器的解封通道，进一步提升本发明一种可溶拉伸式封隔器的解封效果。所述的单向阀19为单向阀I 6和可溶性合金材料的单向阀II 7组成的单向阀组；所述的活塞3与单向阀I 6之间装有可溶性合金材料的间隔环5，间隔环5中间开有助溶孔16；所述的导向套I 10、导向套II 20为可溶性合金材料的导向套I 10、可溶性合金材料的导向套II 20；所述的间隔环5、单向阀II 7、导向套I 10、导向套II 20由同一性能的可溶性合金材料加工制成，保证各部件的溶解速率基本相同。
由于可溶性合金材料的溶解时间是可控的，根据具体油井压裂需要，设定加工制作单向阀II 7、间隔环5、导向套I 10、导向套II 20的可溶性合金材料的溶解时间为压裂结束后开始。间隔环5中间开有助溶孔16，增大间隔环5与水的接触面积，保证间隔环5溶解彻底。在活塞3与单向阀I 6之间安装可溶性合金材料的间隔环5的好处是：当设定的解封时间未到时，解封销钉4即使因误操作或其他原因造成部件发生蠕动，由于可溶性合金材料的间隔环5的存在，可阻碍其他部件发生位移，不会达到解封条件解封，保证封隔器胀封稳定；解封时，由于各可溶部件到了设定的溶解时间，可溶性合金材料的间隔环5溶解，为活塞3下行提供移动空间，活塞3和中心管11下移，再加上可溶性合金材料的单向阀II 7也溶解，单向阀组的逆向阻止过液保压功能失效，胶筒12的内部、单向阀I 6、中心管11的过液缝17形成打开的通道，解封通道畅通，胶筒12 内的液体回流，胶筒12径向收缩，解封完全；而且，可溶性合金材料的导向套 I 10、可溶性合金材料的导向套II 20也溶解，外径变小，使封隔器外径同上护筒2、下护筒13外径一致，便于工艺管柱上提，不易出现卡井现象。
本发明利用可溶性合金材料制作封隔器的组成部件，合理优化一种可溶拉伸式封隔器的结构设计，使封隔器由常规的三十多个部件简化成十几个，不但节约制作成本，提高解封效果，也简化了井上安装、组装和检修等工艺成本。
Claims (3)
1.一种可溶拉伸式封隔器，其特征在于：主要由上接头(1)、上护筒(2)、活塞(3)、单向阀(19)、弹簧(9)、导向套I(10)、导向套II(20)、中心管(11)、胶筒(12)、下护筒(13)、下接头(15)、解封销钉(4)、密封塞(8)、定位销钉(14)组成；上接头(1)、上护筒(2)、导向套I(10)、胶筒(12)螺纹连接；活塞(3)、单向阀(19)、弹簧(9)、胶筒(12)套装在中心管(11)上，中心管(11)与上接头(1)的下端以间隙配合，以密封圈密封；活塞(3)位于上接头下方，活塞(3)的上部外侧与上护筒(2)间隙配合，以密封圈密封，活塞(3)的下部内侧与中心管(11)以内螺纹连接；单向阀(19)、弹簧(9)被档台限位，单向阀(19)与中心管(11)以间隙配合，以密封圈密封；上护筒(2)和活塞(3)的管壁上对应开有通孔和凹槽，解封销钉(4)安装在通孔和凹槽内，上护筒(2)与活塞(3)以解封销钉(4)定位；上护筒(2)与弹簧(9)对应处的管壁上开有卸压孔(18)，以螺纹连接密封塞(8)封堵卸压孔(18)；中心管(11)与下接头(15)螺纹连接；下护筒(13)、导向套II(20)、胶筒(12)通过螺纹连接；下接头(15)与下护筒(13)以间隙配合，以密封圈密封；下护筒(13)上开有通孔并装有定位销钉(14)；中心管(11)上开有进液缝(17)；导向套I(10)和导向套II(20)外壁上均匀分布四个导流槽。
2.如权利要求1所述的一种可溶拉伸式封隔器，其特征在于：所述的单向阀(19)为单向阀I(6)和可溶性合金材料的单向阀II(7)组成的单向阀组；所述的活塞(3)与单向阀I(6)之间安装可溶性合金材料的间隔环(5)，间隔环(5)中间开有助溶孔(16)；所述的导向套I(10)、导向套II(20)为可溶性合金材料的导向套I(10)、可溶性合金材料的导向套II(20)；单向阀II(7)、间隔环(5)、导向套I(10)、导向套II(20)由同一性能的可溶性合金材料加工制作。
3.如权利要求1或权利要求2所述的一种可溶拉伸式封隔器，其特征在于：所述的中心管(11)上开有的进液缝(17)的宽度应小于0.2mm。
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| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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