CN111075387A - 一种胶筒上部带护肩套的扩张式注水封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胶筒上部带护肩套的扩张式注水封隔器，包括中心管以及套装在中心管外壁的胶筒总成，所述中心管开设径向贯通的传压孔，所述胶筒总成包括胶筒上段、胶筒中段、胶筒下段，其中胶筒中段的外径大于胶筒上段的外径，同时胶筒中段的外径大于胶筒下段的外径，所述胶筒中段与胶筒上段连接处形成上肩台，胶筒中段与胶筒下段连接处形成下肩台，所述胶筒上段外壁套装护肩套，护肩套下端顶在上肩台上。本发明增加了胶筒的肩部保护，在扩张式封隔器座封时，护肩套可以从动扩张，降低了胶筒肩部的应力集中，可延长封隔器的使用寿命，增加油田分层注水采油的效益。

Description

一种胶筒上部带护肩套的扩张式注水封隔器

技术领域

本发明涉及油田分层注水用的工具，具体地说是一种胶筒上部带护肩套的扩张式注水封隔器。

背景技术

随着我国油田的持续开发，东部油田均已进入注水开发阶段，由于层系较多，注水井多为多段分层注水。为了达到分段注水的目的，目前油田普遍使用的是扩张式注水封隔器分隔注水层段。注水时，当胶筒内压力高于胶筒外压力时，胶筒向外扩张与套管贴合，实现密封油套管环形空间的目的。

但是扩张式注水封隔器存在着封隔器肩部易撕裂的问题，主要由于封隔器的胶筒座与套管之间有间隙，扩张后的胶筒两端部分被嵌入到胶筒座与套管之间的缝隙中，压力增大时，整体管柱向下伸长，扩张式封隔器受到向下的推力，扩张后胶筒的上端受剪切力，当剪切力大于胶筒的剪切强度时，胶筒损坏，封隔器失效，导致无效注水。

申请号：201420703463.X，公开日2015-04-22公开了一种封隔器，属于油田注水技术领域，包括：护肩、外心管、楔块、密封件、下中心管、活塞、下接头、坐封剪钉、洗井连接套和外筒；护肩、楔块和密封件套接在外心管外侧，护肩包括第一弹性分瓣；楔块上端与第一弹性分瓣下端内侧接触；密封件上端与楔块下端接触，下端与外筒上端接触；下中心管下端外侧与下接头上端内侧静连接，下中心管设置有活塞进液孔；活塞套接在下中心管和下接头上；洗井连接套上端内侧与外心管下端外侧静连接；外筒通过坐封剪钉固定在洗井连接套上。本发明解决了封隔器承受压差的能力较差，且寿命较短的问题，实现了提高封隔器承受压差的能力，且延长封隔器寿命的效果，用于封隔器的坐封。

申请号：201410688087.6，公开日2015-03-04提供了一种带隔环复合弹簧护肩压缩式封隔器胶筒，其胶筒体包括两个边胶筒和位于它们之间的中胶筒，且中胶筒的两端分别与边胶筒之间以隔环相隔并紧密接触；两个边胶筒的肩部处分别设置有当胶筒体受到相向的轴向挤压力时沿胶筒体径向扩张的用于保护边胶筒的肩部的多层螺旋弹簧圆环。本发明的多层螺旋弹簧对胶筒体的肩部有效的起到了保护作用，坐封时，多层螺旋弹簧涨开堵住环空，防止胶筒的挤出，解封回收时，多层螺旋弹簧在弹簧拉力作用下回缩，避免了常规胶筒回缩困难的问题；胶筒体工作时，即使单段密封失效，其余两段也可起到有效地密封作用。本发明具有较高的承压和抗变形能力，可以满足高温、高压、解封可回收的需求。

申请号：201510269127.8，公开日2015-09-16提供一种簧式护肩高温高压扩张式封隔器胶筒，包括上胶筒座和下胶筒座，所述上胶筒座与下胶筒座之间连接有中间胶体，上胶筒座和下胶筒座内侧端部空腔处与中间胶体硫化成一体，中间胶体两端肩部上设置有与中间胶体连成一体的第一弹簧护肩和第二弹簧护肩。肩部采用特殊可回收的保护设计，在胶筒的上、下肩部镶嵌多层螺旋弹簧圆环，同胶筒硫化在一起，此圆环可以随胶筒一起膨胀、收缩，此胶筒具有良好的耐高温、承高压、抗塑性变形能力，同时解封回收效果良好，可以满足油气田压裂施工，深井高温高压工作环境的技术需求。

申请号：201420703463.X，公开日2015-04-22公开了一种封隔器，该封隔器是一种压缩式封隔器，护肩由弹性分瓣和楔块组成，胶筒压缩坐封后护肩向外扩张贴合套管起到保护胶筒上端部的作用，但护肩扩张后，即使胶筒回缩护肩再也不能缩回到原位置。如封隔器内部没有反洗井通道，靠胶筒缩回形成反洗井通道是不能实现反洗井(扩张式封隔器就是靠胶筒缩回形成反洗井通道是实现反洗井)。

申请号：201410688087.6，公开日2015-03-04提供了一种带隔环复合弹簧护肩压缩式封隔器胶筒，申请号：201510269127.8，公开日2015-09-16提供一种簧式护肩高温高压扩张式封隔器胶筒，两种封隔器的护肩中均嵌入了复合弹簧，压缩式封隔器当胶筒坐封时压缩护肩，复合弹簧受挤压易变形失去原来的弹性起不到应有的作用。其次是复合弹簧嵌入在护肩的端面上部，部分复合弹簧外露，如胶筒座和套管之间的距离较大时，复合弹簧和部分护肩变形后被挤压到胶筒座的端部外圆上，胶筒回缩时复合弹簧回缩的拉力作用在胶筒座上，而不是作用在护肩上，严重时会阻碍胶筒的回缩。

本发明的拉簧是嵌入到护肩的内部，护肩上部嵌装在上胶筒座内，防止扩张时护肩整体上移，并且加大了护肩的长度，有效避免了护肩变形后被挤压到胶筒座的端部外圆上，保证了拉簧的拉力作用在护肩和胶筒上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种胶筒上部带护肩套的扩张式注水封隔器，增加了胶筒的肩部保护，在扩张式封隔器座封时，护肩套可以从动扩张，降低了胶筒肩部的应力集中，可延长封隔器的使用寿命，增加油田分层注水采油的效益。

为了达成上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种胶筒上部带护肩套的扩张式注水封隔器，包括中心管以及套装在中心管外壁的胶筒总成，所述中心管开设径向贯通的传压孔，所述胶筒总成包括胶筒上段、胶筒中段、胶筒下段，其中胶筒中段的外径大于胶筒上段的外径，同时胶筒中段的外径大于胶筒下段的外径，所述胶筒中段与胶筒上段连接处形成上肩台，胶筒中段与胶筒下段连接处形成下肩台，所述胶筒上段外壁套装护肩套，护肩套下端顶在上肩台上；所述护肩套包括护肩套本体以及铺设在护肩套本体内的拉簧；所述护肩套本体上端嵌装入上胶筒座内壁。

所述护肩套本体与胶筒总成采用同一种材质。

所述胶筒上段向上伸入上胶筒座内部并通过螺纹方式与上胶筒座连接，所述胶筒下段向下伸入下胶筒座内部并通过螺纹方式与下胶筒座连接。

所述中心管上端螺纹式连接上接头，中心管下端螺纹式连接下接头，所述上接头下端对上胶筒座形成轴向限位，所述下接头上端对下胶筒座形成轴向限位。

所述上接头与上胶筒座之间设置上接头密封圈，所述下接头与下胶筒座之间设置下接头密封圈。

所述上胶筒座上端外壁与连接套丝扣式连接，连接套上端扣压住上接头外壁开设的外卡台上。

所述下胶筒座下端外壁与限位套丝扣式连接，所述上接头外壁与固定套丝扣式连接，所述限位套下端顶在固定套上。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

增加了胶筒护肩套，可以降低胶筒肩部的应力集中，能够有效防止胶筒肩部的撕裂损坏，延长注水管柱的使用寿命，增加有效注水率，提高油田分层注水采油的效益。

申请号：201420703463.X，公开日2015-04-22公开了一种封隔器，该封隔器是一种压缩式封隔器，护肩由弹性分瓣和楔块组成，胶筒压缩坐封后护肩向外扩张贴合套管起到保护胶筒上端部的作用，但护肩扩张后，即使胶筒回缩护肩再也不能缩回到原位置。如封隔器内部没有反洗井通道，靠胶筒缩回形成反洗井通道是不能实现反洗井(扩张式封隔器就是靠胶筒缩回形成反洗井通道是实现反洗井)。

申请号：201410688087.6，公开日2015-03-04提供了一种带隔环复合弹簧护肩压缩式封隔器胶筒，申请号：201510269127.8，公开日2015-09-16提供一种簧式护肩高温高压扩张式封隔器胶筒，两种封隔器的护肩中均嵌入了复合弹簧，压缩式封隔器当胶筒坐封时压缩护肩，复合弹簧受挤压易变形失去原来的弹性起不到应有的作用。其次是复合弹簧嵌入在护肩的端面上部，部分复合弹簧外露，如胶筒座和套管之间的距离较大时，复合弹簧和部分护肩变形后被挤压到胶筒座的端部外圆上，胶筒回缩时复合弹簧回缩的拉力作用在胶筒座上，而不是作用在护肩上，严重时会阻碍胶筒的回缩。

本发明的拉簧是嵌入到护肩的内部，护肩上部嵌装在上胶筒座内，防止扩张时护肩整体上移，并且加大了护肩的长度，有效避免了护肩变形后被挤压到胶筒座的端部外圆上，保证了拉簧的拉力作用在护肩和胶筒上。

附图说明

图1为本发明的一种胶筒上部带护肩套的扩张式注水封隔器的结构剖视图；

图2为护肩套及拉簧的剖面图；

图3为本发明的一种胶筒上部带护肩套的扩张式注水封隔器在坐封后的结构剖视图。

图中：上接头1、连接套2、上接头密封圈3、上胶筒座4、传压孔5、护肩套6、拉簧7、胶筒总成8、中心管9、下胶筒座10、下接头密封圈11、限位套12、固定套13、下接头14。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：一种胶筒上部带护肩套的扩张式注水封隔器，包括中心管9以及套装在中心管外壁的胶筒总成8，所述中心管开设径向贯通的传压孔5，所述胶筒总成包括胶筒上段、胶筒中段、胶筒下段，其中胶筒中段的外径大于胶筒上段的外径，同时胶筒中段的外径大于胶筒下段的外径，所述胶筒中段与胶筒上段连接处形成上肩台，胶筒中段与胶筒下段连接处形成下肩台，所述胶筒上段外壁套装护肩套6，护肩套下端顶在上肩台上。所述护肩套包括护肩套本体以及铺设在护肩套本体内的拉簧，护肩套本体与胶筒总成采用同一种材质。所述胶筒上段向上伸入上胶筒座内部并通过螺纹方式与上胶筒座4连接，所述胶筒下段向下伸入下胶筒座内部并通过螺纹方式与下胶筒座10连接。所述护肩套6上端嵌套进上胶筒座内部。

所述中心管上端螺纹式连接上接头1，中心管下端螺纹式连接下接头14，所述上接头下端对上胶筒座形成轴向限位，所述下接头上端对下胶筒座形成轴向限位。

所述上接头与上胶筒座之间设置上接头密封圈3，所述下接头与下胶筒座之间设置下接头密封圈11。

所述上胶筒座上端外壁与连接套2丝扣式连接，连接套上端扣压住上接头外壁开设的外卡台上。

所述下胶筒座下端外壁与限位套12丝扣式连接，所述上接头外壁与固定套丝扣式连接，所述限位套下端顶在固定套13上。

护肩套6内径为一通孔，外圆为上小下大套装在胶筒总成8的上部，胶筒总成8的上下端各有外螺纹，分别与上胶筒座4和下胶筒座10的内螺纹连接，上胶筒座4的外圆上端有一外螺纹，其内孔为阶梯孔，最小径孔上有一内螺纹，下胶筒座10的外圆下端有一外螺纹，其内孔为阶梯孔，最小径孔上有一内螺纹，上接头1的外圆下部有一凸台阶，台阶下邻一环形槽内装上接头密封圈3，内孔上端有一油管扣螺纹，内孔下端有一内螺纹与中心管9上端的外螺纹连接，中心管9的内径为一通孔，外圆两端有外螺纹，外圆上下部有一组内外相通的径向传压孔5，胶筒总成8与胶筒座4和下胶筒座10连接后套装在中心管9的外圆上，连接套的2内孔为上小下大的阶梯孔，内孔下端有一内螺纹，连接套2套装在上接头1的外圆上，下端的内螺纹与上胶筒座4上端的外螺纹连接，下接头14外圆上端有一凸台，凸台上有一环形槽内装下接头密封圈11，外圆中部有一外螺纹，外圆下端有油管扣螺纹，内孔上端有一内螺纹与中心管9下端的外螺纹连接，限位套12套装在下接头14的外圆上，上端的内螺纹与下胶筒座10下端的外螺纹连接，固定套13的内螺纹与下接头14中部的外螺纹连接。注水时，注入水经径向传压孔5进入胶筒总成8与中心管9之间的环形空间，当油管内压力高于套管压力0.5-0.7MPa时，胶筒总成8扩张，护肩套6从动扩张座封在套管壁上，护肩套6内部铺设或者嵌装有拉簧7，可以向中心管方向收拢，从而可以限制胶筒总成8过量扩张，防止胶筒总成8肩部应力集中撕裂。解封时，反洗井是套管压力高于油管压力时，胶筒总成8自然解封。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位指示或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种胶筒上部带护肩套的扩张式注水封隔器，包括中心管以及套装在中心管外壁的胶筒总成，所述中心管开设径向贯通的传压孔，所述胶筒总成包括胶筒上段、胶筒中段、胶筒下段，其中胶筒中段的外径大于胶筒上段的外径，同时胶筒中段的外径大于胶筒下段的外径，所述胶筒中段与胶筒上段连接处形成上肩台，胶筒中段与胶筒下段连接处形成下肩台，其特征在于，所述胶筒上段外壁套装护肩套，护肩套下端顶在上肩台上；所述护肩套包括护肩套本体以及铺设在护肩套本体内的拉簧；所述护肩套本体上端嵌装入上胶筒座内壁。

2.根据权利要求1所述的一种胶筒上部带护肩套的扩张式注水封隔器，其特征在于，所述护肩套本体与胶筒总成采用同一种材质。

3.根据权利要求1或2所述的一种胶筒上部带护肩套的扩张式注水封隔器，其特征在于，所述胶筒上段向上伸入上胶筒座内部并通过螺纹方式与上胶筒座连接，所述胶筒下段向下伸入下胶筒座内部并通过螺纹方式与下胶筒座连接。

4.根据权利要求3所述的一种胶筒上部带护肩套的扩张式注水封隔器，其特征在于，所述中心管上端螺纹式连接上接头，中心管下端螺纹式连接下接头，所述上接头下端对上胶筒座形成轴向限位，所述下接头上端对下胶筒座形成轴向限位。

5.根据权利要求4所述的一种胶筒上部带护肩套的扩张式注水封隔器，其特征在于，所述上接头与上胶筒座之间设置上接头密封圈，所述下接头与下胶筒座之间设置下接头密封圈。

6.根据权利要求4所述的一种胶筒上部带护肩套的扩张式注水封隔器，其特征在于，所述上胶筒座上端外壁与连接套丝扣式连接，连接套上端扣压住上接头外壁开设的外卡台上。

7.根据权利要求4所述的一种胶筒上部带护肩套的扩张式注水封隔器，其特征在于，所述下胶筒座下端外壁与限位套丝扣式连接，所述上接头外壁与固定套丝扣式连接，所述限位套下端顶在固定套上。

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