CN110439501B - 小解封力封隔器 - Google Patents
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Abstract
一种小解封力封隔器，包括上接头，中心管，上外管，下外管，洗井活塞座，上活塞，洗井活塞套，胶筒组件，短节，其特征是在位于承压接头的排气孔与下外管之间组装单向排气阀，坐封活塞装在下外管上并通过坐封剪钉固定，解封套装在卡簧挂内并通过钢球与卡簧挂体锁紧，解封剪钉拧紧在卡簧挂上用于固定，卡簧装于卡簧挂上。下接头下部通过强制解封剪钉与短节相连接，下接头下部外侧装有护套并通过护套销钉固定。该封隔器在下部短节处设计有强制解封结构；解封剪钉不承受胶筒回弹力，缩小了解封剪钉尺寸，降低了解封剪钉强度，以极低的解封力即可解封封隔器。坐封后可单向锁死，保证封隔器坐封严密、可靠。
Description
技术领域
本发明属于一种油田用注水井机械，特别是一种小解封力封隔器。通过与其他工具组配后组成管柱，可进行分层注水、分层采油，分层堵水等工艺项目。
背景技术
目前，国内大部分油田现已进入开发中后期，随着开采时间的增长，油层本身能量将不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，油井产量大大减少，为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，实现油田高产稳产，必须对油田进行注水，油田注水是油田开发过程中向地层补充能量、提高油田采收率的重要手段之一，注水井管理技术水平的高低决定着油田开发效果的好坏，同时也决定着油田开发寿命的长短，当进行分层注水时，为解决层间矛盾，调整油层平面上注入水分布不均匀的状况，以控制油井含水上升和油田综合含水率的上升速度，提高油田的开发效果，需在井下配置多层封隔器及配水器进行分层注水。但是由于注水井采用常规压缩式封隔器解封负荷大，当封隔器多级串联分层注水完成后，需解封时上提油管，此时解封力为所有串联的封隔器解封力总和，级数较多时超过作业井架的最大提拉负荷吨位，现有作业井架不能满足多级分注井解封负荷需求，因此目前亟待提供一种小解封力封隔器，已解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对注水井采用常规压缩式封隔器解封负荷大，作业井架不能满足多级分注井解封负荷需求的问题，提供一种小解封力封隔器，具有低力解封特性，解封时可多级串联一并解封，防止出现以往的常规注水封隔器多级串联无法顺利解封的问题，保障多级分层注水井后期解封作业的顺利进行。
本发明提供的技术方案如下：包括上接头，中心管，上外管，下外管，洗井活塞座，上活塞，洗井活塞套，胶筒组件，短节，其特征是：在下外管外部组装承压接头和卡簧套，承压接头和卡簧套通过螺纹连接；卡簧套下部通过螺纹与承压套连接；在位于承压接头的排气孔与下外管之间组装单向排气阀，单向排气阀包括阀体，阀体内依次装有凡尔、弹簧和凡尔堵；阀体通过螺纹与下外管连接；坐封活塞装在下外管上并通过坐封剪钉固定，卡簧挂体上部通过内螺纹与下外管下部连接，解封套装在卡簧挂内并通过钢球与卡簧挂体锁紧，解封剪钉拧紧在卡簧挂上用于固定，卡簧装于卡簧挂上；下接头上部通过螺纹与中心管连接，下接头下部通过强制解封剪钉与短节相连接，下接头下部外侧装有护套并通过护套销钉固定。
本发明的积极效果：
⑴在封隔器坐封活塞上部设置有单向排气阀，封隔器坐封时该单向排气阀可排出空气防止密闭腔影响坐封。
⑵该封隔器在下部短节处设计有强制解封结构，一旦封隔器无法解封，可在短节处进行硬拔管，进行强制解封，防止因封隔器无法解封造成大修。
⑶该封隔器设计了新型解封机构，将原封隔器解封剪钉承受的胶筒回弹力转化到解封钢球上，使解封剪钉不再承受胶筒回弹力，因而缩小了解封剪钉尺寸，降低了解封剪钉强度，最终使解封力由30kN降至3kN，极低的解封力即可解封封隔器。
⑷该封隔器设计有单向锁紧机构（其机构包括有：卡簧挂体，钢球，有单向倒齿形卡牙的卡簧，和有单向的倒齿形卡牙的卡簧套，卡簧的卡牙与卡簧套的卡牙相互啮合，形成单向锁死），坐封后可单向锁死，保证封隔器坐封严密、可靠。
附图说明
图1是本发明封隔器的上段示意图。
图2是本发明封隔器的下段示意图。
图3卡簧结构放大图。
图4是图3的左视图。
图5是图3的I部放大示意图。
图6是封隔器井下安装位置及油套环空示意图。
图中零部件序号：上接头1，背帽2，紧定螺钉3，中心管4，中心管下端开口4-1，洗井活塞套5，上活塞6，保护环7，挡圈8，上外管9，连接头销钉10，边胶筒11，隔环12，连接管13，中胶筒14，凡尔堵15，单向排气阀16，凡尔17，洗井活塞座18，骨架胶圈19，压帽20，连接头21，下外管22，承压接头23，坐封活塞24，坐封剪钉25，钢球26，卡簧套27，卡簧28，卡牙28-1，解封剪钉29，承压套30，下接头31，下接头进液通道31-1，强制解封剪钉32，销钉33，护套34，短节35，卡簧挂体36，卡簧挂37，解封套38。
具体实施方式
见图1-2，小解封力封隔器上端即上接头1加工有与油管连接的内锥管螺纹，上接头1与中心管4通过螺纹连接，上接头1外部装有洗井活塞套5，背帽2通过螺纹连接将洗井活塞套5拧紧在上接头1外部并通过紧定螺钉3紧定，骨架胶圈19与档环8依次装在保护环7内，并通过螺纹连接在上活塞6上，上活塞6组件可在上接头1下部自由滑动，压帽20通过螺纹拧紧在洗井活塞座18上，压帽20内装有T型胶圈，洗井活塞座18螺纹拧紧在上接头1下端，连接管13通过螺纹拧紧在洗井活塞座18上，上外管9上部通过螺纹连接连接头21，洗井活塞座18与连接头21通过连接头销钉10连接在一起；上外管9外部装有中胶筒14、两个边胶筒11和隔环12。下外管22上部通过螺纹与上外管9下部连接。在下外管22外部组装承压接头23和卡簧套27，承压接头23和卡簧套27通过螺纹连接；在位于承压接头23的排气孔与下外管22之间组装单向排气阀16，单向排气阀16的阀体内装有凡尔17，凡尔17一侧依次装有弹簧和凡尔堵15。单向排气阀16的阀体通过螺纹与下外管22连接；坐封活塞24装在下外管22上并通过坐封剪钉25固定，卡簧挂体36上部通过内螺纹与下外管22下部连接，解封套38装在卡簧挂37内并通过钢球26与卡簧挂体36锁紧，解封剪钉29拧紧在卡簧挂37上用于固定，卡簧28装于卡簧挂37上。见图3-5，卡簧28上有单向的倒齿形卡牙28-1，并且开口具有弹性，卡簧套27内部同样设计有单向的倒齿形的卡牙，卡簧28的卡牙与卡簧套27的卡牙相互啮合，形成单向锁死。卡簧套27下部通过螺纹与承压套30连接，下接头31上部通过螺纹与中心管4连接，下接头31下部通过强制解封剪钉32与短节35相连接，下接头31下部外侧装有护套34并通过护套销钉33固定。
工作原理：
坐封时：向中心管4内加压，推动坐封活塞24（其具体结构原理为，向中心管4内加压，液体通过中心管4最下端的两个小开口4-1进入下接头31的进液通道31-1（见图2），通过进液通道31-1进入承压套30与卡簧套27的内腔，推动坐封活塞24向上运动，剪断坐封剪钉25，压缩边胶筒11与中胶筒14，卡簧28卡紧在卡簧套27内，卡簧上有单向的倒齿形的卡牙，并且开口具有弹性，当坐封时，坐封活塞24带动卡簧套27上行，卡簧套27内部同样设计有单向的倒齿形的卡牙，卡簧28的卡牙与卡簧套27的卡牙相互啮合，形成单向锁死），锁死回弹行程，完成坐封。
洗井时：封隔器坐封后，在封隔器上部的外部环空（见图6，封隔器井下安装位置及油套环空示意图所示）打压，推动洗井活塞组件向上（包含上活塞6、保护环7、骨架胶圈19，打开洗井通道（洗井通道线路为：在封隔器上部的外部环空注洗井液，洗井液经过洗井活塞座18的进液孔U进入，通过连接管13与中心管4的环空V向下流动，通过上外管9的出液孔M经过承压接头23的洗井孔N排出，此时封隔器坐封状态，承压接头23通过坐封活塞24的推动运行至上部），进行洗井。
解封时：上提上接头1，剪断胶筒上部连接头销钉10，继续上提上接头1，坐封机构组件继续下行，剪断护套销钉33，继续上提上接头1，坐封机构组件内衬的解封套38接触下接头31上部，让开钢球位置，剪断最后一级解封剪钉29，封隔器完全解封，胶筒回缩，完成解封。
强制解封时：一旦管柱由于其他原因无法解封，可强制上提油管，拔管强制解封，剪断下部护套处强制解封剪钉 32，避免大修。
Claims (1)
1.一种小解封力封隔器，包括上接头，中心管，上外管，下外管，洗井活塞座，上活塞，洗井活塞套，胶筒组件，短节，其特征是：上接头加工有与油管连接的内锥管螺纹，上接头与中心管通过螺纹连接，上接头外部装有洗井活塞套，背帽通过螺纹连接将洗井活塞套拧紧在上接头外部并通过紧定螺钉紧定，骨架胶圈与档环依次装在保护环内，并通过螺纹连接在上活塞上，上活塞组件可在上接头下部自由滑动，压帽通过螺纹拧紧在洗井活塞座上，压帽内装有T型胶圈，洗井活塞座螺纹拧紧在上接头下端，连接管通过螺纹拧紧在洗井活塞座上，上外管上部通过螺纹连接连接头，洗井活塞座与连接头通过连接头销钉连接在一起；上外管外部装有中胶筒、两个边胶筒和隔环，下外管上部通过螺纹与上外管下部连接，在下外管外部组装承压接头和卡簧套，承压接头和卡 簧套通过螺纹连接；卡簧套下部通过螺纹与承压套连接；在位于承压接头的排气孔与下外管之间组装单向排气阀 ，单向排气阀包括阀体，阀体内依次装有凡尔、弹簧和凡尔堵；阀体 通过螺纹与下外管连接；坐封活塞装在下外管上并通过坐封剪钉固定，卡簧挂体上部通过 内螺纹与下外管下部连接，解封套装在卡簧挂内并通过钢球与卡簧挂体锁紧，解封剪钉拧紧在卡簧挂上用于固定，卡簧装于卡簧挂上；下接头上部通过螺纹与中心管连接，下接头下 部通过强制解封剪钉与短节相连接，下接头下部外侧装有护套并通过护套销钉固定；
解封时上提上接头，剪断胶筒上部连接头销钉，继续上提上接头，剪断护套销钉，继续上提上接头，解封套接触下接头上部，让开钢球位置，剪断最后一级解封剪钉，封隔器完全解封，胶筒回缩，完成解 封。
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Non-Patent Citations (1)
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| Y422―117可取式封隔器的结构及应用;程心平等;钻采工艺;22(02);第37-39, 2-3页 * |
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