CN107842346A - 一种油水井复合式插管内密封式工作筒 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油水井复合式插管内密封式工作筒，包括内管、密封中心管、坐封中心管、缸体、活塞、胶筒总成，所述内管上端与密封中心管连接，所述坐封中心管套在内管外壁，且与缸体间隙配合，所述缸体套在密封中心管、内管、坐封中心管外侧且相互之间均形成环空，该环空作为液压通道和活塞腔，其中缸体和内管之间的环空为活塞腔，所述活塞安装在活塞腔内，且活塞上端抵接密封中心管下端面，活塞下端抵接坐封中心管上端面，所述缸体、坐封中心管、内管下端面均抵接胶筒总成。采用工作筒内异形盘根与密封插管过盈配合形成首道内密封，基于首道密封引用液压力推动异形胶筒自锁内坐封，以完成与密封插管的二次密封，为油田高效分层注采提供保障。
Description
技术领域
本发明涉及油水井作业施工井下工具，具体地说是一种油水井复合式插管内密封式工作筒。
背景技术
随着各油田注采工艺的提升和精细管理的要求，双管分层注水工艺更能适用于井斜及层间压差大的两层分注井，解决分注井测调难度大、分注率及层段合格率低等问题。同时，同井采注工艺利用同一井筒完成分层采油分层注水，实现低成本合理开采储层能量。而这两种注采工艺管柱的匹配，需要更加可靠稳定的工作筒完成内管通道和内外管环空通道的封隔，以保证管柱的有效性并延长其使用周期。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油水井复合式插管内密封式工作筒，采用工作筒内异形盘根与密封插管过盈配合形成首道内密封，基于首道密封引用液压力推动异形胶筒自锁内坐封，以完成与密封插管的二次密封，通过复合式插管内密封的方式，避免外密插下井过程中易磨损失效的情况，同时提高工作筒长效密封的可靠性及稳定性，为油田高效分层注采提供保障。
为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种油水井复合式插管内密封式工作筒，包括内管、密封中心管、坐封中心管、缸体、活塞、胶筒总成，所述内管上端与密封中心管连接，所述坐封中心管套在内管外壁，且与缸体间隙配合，所述缸体套在密封中心管、内管、坐封中心管外侧且相互之间均形成环空，该环空作为液压通道和活塞腔，其中缸体和内管之间的环空为活塞腔，所述活塞安装在活塞腔内，且活塞上端抵接密封中心管下端面，活塞下端抵接坐封中心管上端面，所述缸体、坐封中心管、内管下端面均抵接胶筒总成。
所述密封中心管、缸体分别与上接头螺纹连接，所述上接头开设与液压通道连通的径向的通水孔。
所述上接头上端外壁设置有轴向均布的敞口通道；所述上接头上端内螺纹为油管扣螺纹，下端内侧与外侧公螺纹均为梯形螺纹，分别与密封中心管计缸体螺纹连接前涂抹厌氧胶；所述上接头下端内侧及外侧公螺纹上方各设有胶圈槽，上接头内侧胶圈与密封中心管内壁过盈密封配合，外侧胶圈与缸体内壁过盈密封配合。
所述密封中心管内侧套有盘根总成，所述盘根总成包括异形盘根、盘根隔环、盘根压环，异形盘根至少设置两个，异形盘根两两之间设置有盘根隔环，所述异形盘根内压有盘根压环；所述盘根总成紧密置于上接头下端与内管上端的空间内，即上端抵接上接头下端面，下端抵接内管上端面。
所述活塞内侧及外侧部分各设有胶圈槽并安装胶圈，活塞内侧胶圈与内管外壁过盈密封配合，活塞外侧胶圈与缸体内壁过盈密封配合。
所述密封中心管下端外侧设有单向螺纹，螺纹外侧卡有锁环，所述锁环置于缸体与锁环压帽之间的空间内；所述锁环压帽套在密封中心管上，且上端与缸体螺纹连接。
所述胶筒总成包括胶筒外套、胶筒压帽、异形胶筒、胶筒隔环，所述胶筒外套与下接头螺纹连接；所述胶筒外套内侧套有胶筒压帽、异形胶筒、胶筒隔环，所述异形胶筒至少设置两个，胶筒隔环置于异形胶筒两两之间，胶筒压帽置于异形胶筒上端，所述胶筒压帽、异形胶筒、胶筒隔环紧密置于内管下端与下接头上端的空间内。
所述下接头下端外螺纹为油管扣螺纹，上端外侧螺纹为梯形螺纹且螺纹上方设有胶圈槽，与胶筒外套内壁过盈密封配合；所述下接头上端外壁设置有轴向均布的敞口通道。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明采用复合式插管内密封的方式完成双管管柱在工作筒内的有效封隔，实现各油层分层注采，其中设置异形盘根组合与插管形成首道内密封，并利用该密封打液压完成胶筒与插管的内坐封，形成二次内密封，其中异形盘根组合与异形胶筒组合各自本身就具有更强的内密封力和长久寿命周期。复合内密封方式避免了外密插下井过程中易磨损失效的情况，同时提高了工作筒长效密封的可靠性及稳定性。
附图说明
图1为本发明的油水井复合式插管内密封工作筒的结构示意图；
图2密封插管的结构示意图；
图3为双管注水工艺管柱示意图；
图4为同井采注工艺管柱示意图。
图1中：上接头1、缸体2、密封中心管3、异形盘根4、盘根压环5、盘根隔环6、内管7、活塞8、坐封中心管9、胶筒外套10、锁环压帽11、锁环12、胶筒压帽13、异形胶筒14、胶筒隔环15、下接头16。
图2中：接箍17、插管18。
图3中：套管19、外管20、内管21、液控压缩封隔器22、定压筛管23、密封插管24、工作筒25、液控压缩封隔器26、筛管27、丝堵28、液控管线29。
图4中：套管30、外管31、内管32、液控过电缆封隔器33、定压筛管34、密封插管35、工作筒36、液控过电缆封隔器37、电潜泵38、电缆39、液控管线40。
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1-2，一种油水井复合式插管内密封式工作筒，包括内管7、密封中心管3、坐封中心管9、缸体2、胶筒外套10、活塞8，所述内管7与密封中心管3螺纹连接且公螺纹上方设有胶圈槽，所述坐封中心管9套在内管7上，且与缸体2间隙配合，所述缸体2与胶筒外套10螺纹连接且公螺纹上方设有胶圈槽，所述缸体2套在密封中心管3、内管7、坐封中心管9外侧且内外之间形成的环空作为液压通道和活塞腔，所述活塞8安装在缸体2与内管7之间的活塞腔内，且置于坐封中心管9与密封中心管3之间。
所述密封中心管3、缸体2分别与上接头1螺纹连接。所述上接头1上端内螺纹为油管扣螺纹，下端内侧与外侧公螺纹均为梯形螺纹，分别与密封中心管3与缸体2螺纹连接前涂抹厌氧胶；所述上接头1下端内侧及外侧公螺纹上方各设有胶圈槽，上接头1内侧胶圈与密封中心管3内壁过盈密封配合，外侧胶圈与缸体2内壁过盈密封配合。所述上接头1下端开设与液压通道连通的径向的通水孔，所述上接头1上端外壁设置有轴向均布的敞口通道，可供液控管线或电缆等在通道内铺设穿过。
所述密封中心管3内侧套有异形盘根4、盘根隔环6，所述异形盘根4内压有盘根压环5。所述异形盘根4、盘根隔环6、盘根压环5紧密置于上接头1下端与内管7上端的空间内。
所述活塞8内侧及外侧部分各设有胶圈槽并安装胶圈，活塞8内侧胶圈与内管7外壁过盈密封配合，活塞8外侧胶圈与缸体2内壁过盈密封配合。
所述坐封中心管9下端外侧设有单向螺纹，螺纹外侧卡有锁环12，所述锁环12置于缸体2与锁环压帽11之间的空间内。所述锁环压帽11套在密封中心管3上，且上端与缸体2螺纹连接。
所述胶筒外套10与下接头16螺纹连接。所述下接头16下端外螺纹为油管扣螺纹，上端外侧螺纹为梯形螺纹且螺纹上方设有胶圈槽，与胶筒外套10内壁过盈密封配合。所述下接头16上端外壁设置有轴向均布的敞口通道，可供液控管线或电缆等在通道内铺设穿过。
所述胶筒外套10内侧套有胶筒压帽13、异形胶筒14、胶筒隔环15，所述胶筒压帽13、异形胶筒14、胶筒隔环15紧密置于内管7下端与下接头16上端的空间内。所述胶筒隔环15外侧中心处设有胶圈槽，内置有胶圈。
图2所示，密封插管包括相互连接的接箍17和插管18.
本发明的具体使用方法：
实施例一：双管分层注水工艺管柱，如图1、图2、图3所示。
作业现场施工时，首先按作业工艺双管完井管柱设计，在套管19内，依次下入带有丝堵28、筛管27、液控压缩封隔器26、工作筒25、定压筛管23、液控压缩封隔器25的外管管柱20，同时液控压缩封隔器26、22用独立液控管线29连接至井口地面，再用内管管柱21将密封插管24下入到工作筒25内，完成插管24与工作筒25液流通道的首道封隔。在井口将液控管线29打压至10MPa完成液控压缩封隔器26、22的坐封。再在井口外管20与内管21环空通道内打液压至10MPa并稳压5min，完成工作筒25内胶筒与插管24的自锁坐封，完成内管21与外管20的二次封隔。继续打压至15MPa开启定压筛管23，即可根据注水井配注要求，通过井口流程流量计调节内外管21、20环空通道对应的上油层注水量及内管21通道对应的下油层注水量，实现各油层精细高效注水。
实施例二：同井采注工艺管柱，如图1、图2、图4所示。
作业现场施工时，首先按作业同井采注完井管柱设计，在套管30内，依次下入带有电潜泵38、电缆39、液控过电缆封隔器37、工作筒36、定压筛管34、液控过电缆封隔器33的外管管柱31，同时液控过电缆封隔器37、33用独立液控管线40连接至井口地面，再用内管管柱32将密封插管35下入到工作筒36内，完成插管35与工作筒36液流通道的首道封隔。在井口将液控管线40打压至10MPa完成液控过电缆封隔器37、33的坐封。再在井口外管31与内管32环空通道内打液压至10MPa并稳压5min，完成工作筒36内胶筒与插管24的自锁坐封，完成内管21与外管20的二次封隔。继续打压至15MPa开启定压筛管34，即可根据注水井配注要求，通过井口流程流量计调节内外管32、31环空通道对应的上油层注水量；同时可利用电潜泵38开采下油层油液，实现同一井筒分层注水分层采油。
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 (8)
1.一种油水井复合式插管内密封式工作筒，其特征在于，包括内管、密封中心管、坐封中心管、缸体、活塞、胶筒总成，所述内管上端与密封中心管连接，所述坐封中心管套在内管外壁，且与缸体间隙配合，所述缸体套在密封中心管、内管、坐封中心管外侧且相互之间均形成环空，该环空作为液压通道和活塞腔，其中缸体和内管之间的环空为活塞腔，所述活塞安装在活塞腔内，且活塞上端抵接密封中心管下端面，活塞下端抵接坐封中心管上端面，所述缸体、坐封中心管、内管下端面均抵接胶筒总成。
2.根据权利要求1所述的一种油水井复合式插管内密封式工作筒，其特征在于，所述密封中心管、缸体分别与上接头螺纹连接，所述上接头开设与液压通道连通的径向的通水孔。
3.根据权利要求2所述的一种油水井复合式插管内密封式工作筒，其特征在于，所述上接头上端外壁设置有轴向均布的敞口通道；所述上接头上端内螺纹为油管扣螺纹，下端内侧与外侧公螺纹均为梯形螺纹，分别与密封中心管计缸体螺纹连接前涂抹厌氧胶；所述上接头下端内侧及外侧公螺纹上方各设有胶圈槽，上接头内侧胶圈与密封中心管内壁过盈密封配合，外侧胶圈与缸体内壁过盈密封配合。
4.根据权利要求2所述的一种油水井复合式插管内密封式工作筒，其特征在于，所述密封中心管内侧套有盘根总成，所述盘根总成包括异形盘根、盘根隔环、盘根压环，异形盘根至少设置两个，异形盘根两两之间设置有盘根隔环，所述异形盘根内压有盘根压环；所述盘根总成紧密置于上接头下端与内管上端的空间内，即上端抵接上接头下端面，下端抵接内管上端面。
5.根据权利要求1所述的一种油水井复合式插管内密封式工作筒，其特征在于，所述活塞内侧及外侧部分各设有胶圈槽并安装胶圈，活塞内侧胶圈与内管外壁过盈密封配合，活塞外侧胶圈与缸体内壁过盈密封配合。
6.根据权利要求1所述的一种油水井复合式插管内密封式工作筒，其特征在于，所述密封中心管下端外侧设有单向螺纹，螺纹外侧卡有锁环，所述锁环置于缸体与锁环压帽之间的空间内；所述锁环压帽套在密封中心管上，且上端与缸体螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的一种油水井复合式插管内密封式工作筒，其特征在于，所述胶筒总成包括胶筒外套、胶筒压帽、异形胶筒、胶筒隔环，所述胶筒外套与下接头螺纹连接；所述胶筒外套内侧套有胶筒压帽、异形胶筒、胶筒隔环，所述异形胶筒至少设置两个，胶筒隔环置于异形胶筒两两之间，胶筒压帽置于异形胶筒上端，所述胶筒压帽、异形胶筒、胶筒隔环紧密置于内管下端与下接头上端的空间内。
8.根据权利要求7所述的一种油水井复合式插管内密封式工作筒，其特征在于，所述下接头下端外螺纹为油管扣螺纹，上端外侧螺纹为梯形螺纹且螺纹上方设有胶圈槽，与胶筒外套内壁过盈密封配合；所述下接头上端外壁设置有轴向均布的敞口通道。
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