CN110847846A - 一种洗井保护一体化封隔器及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种洗井保护一体化封隔器及方法，其技术方案是包括上接头、开启剪钉、外筒、中心管、挡环、关闭剪钉、锁环、关闭套、固定球座、钢球、浮动球座、弹簧、支撑环、下接头，上接头下端与中间接头上端活动连接，压差滑套上端置于上接头下端内部，压差滑套下端穿过中间接头与进液接头，且压差滑套与中间接头和进液接头通过密封圈形成密封，并通过多个进液通道连通到胶筒，有益效果是：通过油管打压在压差的作用下打开压差滑套，坐封封隔器胶筒，封隔套管，检泵作业之前洗井作业时，洗井液无法进入地层，从而保护地层不受污染，简化施工操作，节约成本，缩短施工周期。

Description

一种洗井保护一体化封隔器及方法

技术领域

本发明涉及一种油田开采用封隔器，特别涉及一种洗井保护一体化封隔器及方法。

背景技术

封隔器是具有弹性的密封元件，并借此封隔各种尺寸管柱与井眼之间以及管柱之间环形空间，并隔绝产层，以控制产（注）液，保护套管的井下工具。另外，在油井开采过程中，检泵作业是最频繁的工作之一，但是在检泵之前需要先进行洗压井作业，目前现场应用的多为油管直接带泵生产，洗井的过程中，洗井液进入地层，造成地层的污染，影响油井产量。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种洗井保护一体化封隔器及方法，本发明实现了无污染作业，保护地层不被洗井液污染，简化了施工操作，缩短了施工周期，节约了作业费用。

本发明提到的一种洗井保护一体化封隔器，其技术方案是：包括上接头（1）、剪切销钉（3）、压差滑套（4）、中间接头（6）、进液接头（8）、解封接头（11）、针阀（14）、阀座（15）、固定销钉（16）、固定挡板（17）、外筒（18）、连接套（19）、上胶筒座（21）、胶筒（22）、中心管（23）、下胶筒座（24）、下接头（27）、复位弹簧（28），上接头（1）上端设有管螺纹，上接头（1）下端与中间接头（6）上端活动连接，压差滑套（4）上端置于上接头（1）下端内部，压差滑套（4）下端穿过中间接头（6）与进液接头（8），且压差滑套（4）与中间接头（6）和进液接头（8）通过密封圈（7）形成密封，压差滑套（4）中间位置设有第一进液通道（111），中间接头（6）下端与进液接头（8）上端螺纹连接，中间接头（6）与进液接头（8）中间设有第二进液通道（222），进液接头（8）内部设有第三进液通道（333），进液接头（8）下端外部与解封接头（11）密封连接，进液接头（8）下端内部与阀座（15）上端活动连接，解封接头（11）内部设有第四进液通道（444），解封接头（11）下端与外筒（18）上端活动连接，阀座（15）置于外筒（18）内部，阀座（15）内加工有第五进液通道（555），第五进液通道（555）为台阶孔结构，阀座（15）下端与连接套（19）上端螺纹连接，连接套（19）下端与中心管（23）上端螺纹连接，外筒（18）下端与上胶筒座（21）上端螺纹连接，外筒（18）与连接套（19）之间设有第六进液通道（666），上胶筒座（21）下端与胶筒（22）螺纹连接并形成端面密封，胶筒（22）下端与下胶筒座（24）螺纹连接并形成端面密封，下胶筒座（24）下端与下接头（27）上端外部通过密封圈（25）形成密封，胶筒（22）与中心管（23）之间设有第七进液通道（777），中心管（23）下端与下接头（27）上端内部螺纹连接并通过密封圈（26）形成密封，下接头（27）下端设有管螺纹。

优选的，上述的第五进液通道（555）的台阶孔过渡处为锥形光滑密封面（88）。

优选的，上述的针阀（14）和复位弹簧（28）置于阀座（15）的第五进液通道（555）内部并通过固定挡板（17）限位，固定挡板（17）通过固定销钉（16）与阀座（15）连接，针阀（14）与阀座（15）的锥形光滑密封面（88）形成密封。

优选的，上述压差滑套（4）的上端设有外凸的台阶，在压差滑套（4）向下移动时，与中间接头（6）的上端配合。

优选的，上述中间接头（6）的内腔下侧设有内凸起结构，与压差滑套（4）的下端配合起限位作用。

优选的，上述压差滑套（4）中间位置设有水平方向的一个或一个以上的第一进液通道（111），且压差滑套（4）下移后，第一进液通道（111）与纵向的第二进液通道（222）连通。

本发明提到的一种洗井保护一体化封隔器的使用方法，其技术方案是：包括以下过程：

一是封隔器下井坐封，将洗井保护一体化封隔器连接到抽油管柱的下部，并下入到设计位置，然后下入抽油泵泵杆和抽油杆柱，固定井口，从油管打压5~20MPa，在油压的作用下，压差滑套（4）上产生一个与油压成正比的下行推力，该推力作用在剪切销钉（3）上，当该力超过剪切销钉（3）剪切强度时，剪切销钉（3）被剪断，压差滑套（4）向下移动，压差滑套（4）中间的第一进液通道（111）与第二进液通道（222）对应，高压液体经过第一进液通道（111）进入第二进液通道（222），然后进入进液接头（8）内部的第三进液通道（333），再进入第四进液通道（444），高压液体到达第五进液通道（555）的锥形光滑密封面（88）处，对针阀（14）产生向下的推力，推动针阀（14）下行并压缩复位弹簧（28），开启第五进液通道（555），高压液体进入第六进液通道（666），最后进入胶筒（22）与中心管（23）之间的第七进液通道（777），在内部高压液体的作用下，封隔器胶筒（22）向外涨封到套管内壁上，实现封隔；

当油管泄压后，在复位弹簧（28）的作用下，针阀（14）复位与阀座（15）内部第五进液通道（555）的锥形光滑密封面（88）形成密封，保持封隔器胶筒（22）内部的压力不泄压，封隔器胶筒（22）一直处于坐封状态；

二是洗井作业，继续打压至20~30MPa，打开压差滑套（4），建立洗井通道，之后进行洗井作业；

三是装置解封，当洗井完成后，上提油管柱，由于封隔器胶筒（22）处于坐封状态，上接头（1）带动中间接头（6）、压差滑套（4）、进液接头（8）、中心管（23）以及下接头（27）上行，解封接头（11）、外筒（18）、上胶筒座（21）、胶筒（22）以及下胶筒座（24）处于相对下行状态，解封接头（11）下端与针阀（14）上端接触，并推动针阀（14）下行和压缩复位弹簧（28），针阀（14）与阀座（15）内部第五进液通道（555）的锥形光滑密封面（88）密封解除，胶筒（22）内部的液压释放，胶筒（22）在自身回缩力的作用下自行回缩，实现解封，然后上提管柱起出整个管柱。

本发明的有益效果是：本发明的上端连接油管，下端连接抽油泵，通过油管打压在压差的作用下打开压差滑套，坐封封隔器胶筒，封隔套管，检泵作业之前洗井作业时，洗井液无法进入地层，从而保护地层不受污染，简化施工操作，节约成本，缩短施工周期。

附图说明

图1 为本发明的一种整体结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图；

图4为图2的C局部放大图；

图5为图1的D局部放大图；

上图中：上接头（1）、密封圈（2）、密封圈（5）、密封圈（7）、密封圈（9）、密封圈（10）、密封圈（12）、密封圈（13）、密封圈（20）、密封圈（25）、密封圈（26）、剪切销钉（3）、压差滑套（4）、中间接头（6）、进液接头（8）、解封接头（11）、针阀（14）、阀座（15）、固定销钉（16）、固定挡板（17）、外筒（18）、连接套（19）、上胶筒座（21）、胶筒（22）、中心管（23）、下胶筒座（24）、下接头（27）、复位弹簧（28）、锥形光滑密封面（88）；

第一进液通道（111）、第二进液通道（222）、第三进液通道（333）、第四进液通道（444）、第五进液通道（555）、第六进液通道（666）、第七进液通道（777）。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

参照附图1-4，本发明提到的一种洗井保护一体化封隔器，包括上接头1、剪切销钉3、压差滑套4、中间接头6、进液接头8、解封接头11、针阀14、阀座15、固定销钉16、固定挡板17、外筒18、连接套19、上胶筒座21、胶筒22、中心管23、下胶筒座24、下接头27、复位弹簧28，上接头1上端设有管螺纹，上接头1下端与中间接头6上端活动连接，压差滑套4上端置于上接头1下端内部，压差滑套4下端穿过中间接头6与进液接头8，且压差滑套4与中间接头6和进液接头8通过密封圈7形成密封，压差滑套4中间位置设有第一进液通道111，中间接头6下端与进液接头8上端螺纹连接，中间接头6与进液接头8中间设有第二进液通道222，进液接头8内部设有第三进液通道333，进液接头8下端外部与解封接头11密封连接，进液接头8下端内部与阀座15上端活动连接，解封接头11内部设有第四进液通道444，解封接头11下端与外筒18上端活动连接，阀座15置于外筒18内部，阀座15内加工有第五进液通道555，第五进液通道555为台阶孔结构，阀座15下端与连接套19上端螺纹连接，连接套19下端与中心管23上端螺纹连接，外筒18下端与上胶筒座21上端螺纹连接，外筒18与连接套19之间设有第六进液通道666，上胶筒座21下端与胶筒22螺纹连接并形成端面密封，胶筒22下端与下胶筒座24螺纹连接并形成端面密封，下胶筒座24下端与下接头27上端外部通过密封圈25形成密封，胶筒22与中心管23之间设有第七进液通道777，中心管23下端与下接头27上端内部螺纹连接并通过密封圈26形成密封，下接头27下端设有管螺纹。

其中，第五进液通道555的台阶孔过渡处为锥形光滑密封面88。

针阀14和复位弹簧28置于阀座15的第五进液通道555内部并通过固定挡板17限位，固定挡板17通过固定销钉16与阀座15连接，针阀14与阀座15的锥形光滑密封面88形成密封。

优选的，上述压差滑套4的上端设有外凸的台阶，在压差滑套4向下移动时，与中间接头6的上端配合。

优选的，上述中间接头6的内腔下侧设有内凸起结构，与压差滑套4的下端配合起限位作用。

优选的，上述压差滑套4中间位置设有水平方向的一个或一个以上的第一进液通道111，且压差滑套4下移后，第一进液通道111与纵向的第二进液通道222连通。

本发明提到的一种洗井保护一体化封隔器的使用方法，包括以下过程：

一是封隔器下井坐封，将洗井保护一体化封隔器连接到抽油管柱的下部，并下入到设计位置，然后下入抽油泵泵杆和抽油杆柱，固定井口，从油管打压5~20MPa，在油压的作用下，压差滑套4上产生一个与油压成正比的下行推力，该推力作用在剪切销钉3上，当该力超过剪切销钉3剪切强度时，剪切销钉3被剪断，压差滑套4向下移动，压差滑套4中间的第一进液通道111与第二进液通道222对应，高压液体经过第一进液通道111进入第二进液通道222，然后进入进液接头8内部的第三进液通道333，再进入第四进液通道444，高压液体到达第五进液通道555的锥形光滑密封面88处，对针阀14产生向下的推力，推动针阀14下行并压缩复位弹簧28，开启第五进液通道555，高压液体进入第六进液通道666，最后进入胶筒22与中心管23之间的第七进液通道777，在内部高压液体的作用下，封隔器胶筒22向外涨封到套管内壁上，实现封隔；

当油管泄压后，在复位弹簧28的作用下，针阀14复位与阀座15内部第五进液通道555的锥形光滑密封面88形成密封，保持封隔器胶筒22内部的压力不泄压，封隔器胶筒22一直处于坐封状态；

二是洗井作业，继续打压至20~30MPa，打开压差滑套4，建立洗井通道，之后进行洗井作业；

三是装置解封，当洗井完成后，上提油管柱，由于封隔器胶筒22处于坐封状态，上接头1带动中间接头6、压差滑套4、进液接头8、中心管23以及下接头27上行，解封接头11、外筒18、上胶筒座21、胶筒22以及下胶筒座24处于相对下行状态，解封接头11下端与针阀14上端接触，并推动针阀14下行和压缩复位弹簧28，针阀14与阀座15内部第五进液通道555的锥形光滑密封面88密封解除，胶筒22内部的液压释放，胶筒22在自身回缩力的作用下自行回缩，实现解封，然后上提管柱起出整个管柱。

其中，所述洗井保护一体化封隔器通过油管打压在压差的作用下，剪断剪切销钉3开启压差滑套4；所述洗井保护一体化封隔器压差滑套4中间位置设有8条第一进液通道111，第一进液通道111的宽度为0.2mm；所述洗井保护一体化封隔器通过上提上部油管，解封接头11与针阀14上端接触，解除针阀14与阀座15的密封，胶筒22在自身作用下自行回缩，实现解封。

本发明与现有技术相比具有以下优点。

1、工艺简单，施工方便，缩短施工周期，减少施工成本；

2、可以保护地层，防止洗井液污染地层；

3、液压压差开启，开启可控。

以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，都属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种洗井保护一体化封隔器，其特征是：包括上接头（1）、剪切销钉（3）、压差滑套（4）、中间接头（6）、进液接头（8）、解封接头（11）、针阀（14）、阀座（15）、固定销钉（16）、固定挡板（17）、外筒（18）、连接套（19）、上胶筒座（21）、胶筒（22）、中心管（23）、下胶筒座（24）、下接头（27）、复位弹簧（28），上接头（1）上端设有管螺纹，上接头（1）下端与中间接头（6）上端活动连接，压差滑套（4）上端置于上接头（1）下端内部，压差滑套（4）下端穿过中间接头（6）与进液接头（8），且压差滑套（4）与中间接头（6）和进液接头（8）通过密封圈（7）形成密封，压差滑套（4）中间位置设有第一进液通道（111），中间接头（6）下端与进液接头（8）上端螺纹连接，中间接头（6）与进液接头（8）中间设有第二进液通道（222），进液接头（8）内部设有第三进液通道（333），进液接头（8）下端外部与解封接头（11）密封连接，进液接头（8）下端内部与阀座（15）上端活动连接，解封接头（11）内部设有第四进液通道（444），解封接头（11）下端与外筒（18）上端活动连接，阀座（15）置于外筒（18）内部，阀座（15）内加工有第五进液通道（555），第五进液通道（555）为台阶孔结构，阀座（15）下端与连接套（19）上端螺纹连接，连接套（19）下端与中心管（23）上端螺纹连接，外筒（18）下端与上胶筒座（21）上端螺纹连接，外筒（18）与连接套（19）之间设有第六进液通道（666），上胶筒座（21）下端与胶筒（22）螺纹连接并形成端面密封，胶筒（22）下端与下胶筒座（24）螺纹连接并形成端面密封，下胶筒座（24）下端与下接头（27）上端外部通过密封圈（25）形成密封，胶筒（22）与中心管（23）之间设有第七进液通道（777），中心管（23）下端与下接头（27）上端内部螺纹连接并通过密封圈（26）形成密封，下接头（27）下端设有管螺纹。

2.根据权利要求1所述的洗井保护一体化封隔器，其特征是：所述的第五进液通道（555）的台阶孔过渡处为锥形光滑密封面（88）。

3.根据权利要求1所述的洗井保护一体化封隔器，其特征是：所述的针阀（14）和复位弹簧（28）置于阀座（15）的第五进液通道（555）内部并通过固定挡板（17）限位，固定挡板（17）通过固定销钉（16）与阀座（15）连接，针阀（14）与阀座（15）的锥形光滑密封面（88）形成密封。

4.根据权利要求1所述的洗井保护一体化封隔器，其特征是：所述压差滑套（4）的上端设有外凸的台阶，在压差滑套（4）向下移动时，与中间接头（6）的上端配合。

5.根据权利要求4所述的洗井保护一体化封隔器，其特征是：所述中间接头（6）的内腔下侧设有内凸起结构，与压差滑套（4）的下端配合起限位作用。

6.根据权利要求1所述的洗井保护一体化封隔器，其特征是：所述压差滑套（4）中间位置设有水平方向的一个或一个以上的第一进液通道（111），且压差滑套（4）下移后，第一进液通道（111）与纵向的第二进液通道（222）连通。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的洗井保护一体化封隔器的使用方法，其特征是：包括以下过程：

一是封隔器下井坐封，将洗井保护一体化封隔器连接到抽油管柱的下部，并下入到设计位置，然后下入抽油泵泵杆和抽油杆柱，固定井口，从油管打压5~20MPa，在油压的作用下，压差滑套（4）上产生一个与油压成正比的下行推力，该推力作用在剪切销钉（3）上，当该力超过剪切销钉（3）剪切强度时，剪切销钉（3）被剪断，压差滑套（4）向下移动，压差滑套（4）中间的第一进液通道（111）与第二进液通道（222）对应，高压液体经过第一进液通道（111）进入第二进液通道（222），然后进入进液接头（8）内部的第三进液通道（333），再进入第四进液通道（444），高压液体到达第五进液通道（555）的锥形光滑密封面（88）处，对针阀（14）产生向下的推力，推动针阀（14）下行并压缩复位弹簧（28），开启第五进液通道（555），高压液体进入第六进液通道（666），最后进入胶筒（22）与中心管（23）之间的第七进液通道（777），在内部高压液体的作用下，封隔器胶筒（22）向外涨封到套管内壁上，实现封隔；

当油管泄压后，在复位弹簧（28）的作用下，针阀（14）复位与阀座（15）内部第五进液通道（555）的锥形光滑密封面（88）形成密封，保持封隔器胶筒（22）内部的压力不泄压，封隔器胶筒（22）一直处于坐封状态；

二是洗井作业，继续打压至20~30MPa，打开压差滑套（4），建立洗井通道，之后进行洗井作业；

三是装置解封，当洗井完成后，上提油管柱，由于封隔器胶筒（22）处于坐封状态，上接头（1）带动中间接头（6）、压差滑套（4）、进液接头（8）、中心管（23）以及下接头（27）上行，解封接头（11）、外筒（18）、上胶筒座（21）、胶筒（22）以及下胶筒座（24）处于相对下行状态，解封接头（11）下端与针阀（14）上端接触，并推动针阀（14）下行和压缩复位弹簧（28），针阀（14）与阀座（15）内部第五进液通道（555）的锥形光滑密封面（88）密封解除，胶筒（22）内部的液压释放，胶筒（22）在自身回缩力的作用下自行回缩，实现解封，然后上提管柱起出整个管柱。

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