CN112012688A - 接力坐封式封隔器及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种接力坐封式封隔器及方法。其技术方案是:上中心管的下端通过传压管连接下中心管,所述下中心管的外壁由上到下依次设有上缸套、下缸套、连接套、下胶筒和下接头,上缸套与下中心管之间的空腔内设有上活塞、压帽、连接管和挡圈,且连接管与下中心管之间设有剪钉,下中心管上设有进液孔;连接管的底部设有柱塞,通过柱塞插入下缸套的进液通道,在下缸套内设有下活塞,下活塞下移后推动下胶筒胀开。有益效果是:本发明采用接力联动坐封式的结构和方法,在一个胶筒损坏的情况下,另一个胶筒立刻在内部液压的作用下,实现自动坐封,封隔分层,从而成倍提高封隔器封隔分层的有效期与管柱生产周期,有效降低油田作业成本与油气开采成本。

Description

接力坐封式封隔器及方法
技术领域
本发明涉及石油开采领域,特别涉及一种接力坐封式封隔器及方法。
背景技术
我国的大部分油田,多数是非均质多油层油藏,层间差异突出,需要采用井下层间封隔分层,以实行分层注入或分层采油工艺技术,从而提高油气采收率。封隔器是实现这一工艺技术的关键工具。目前,封隔器种类很多,应用也极其广泛,按封隔胶筒的类型分类,常用的封隔器有自封式、压缩式、扩张式以及由上述三种任意组合实现层间封隔的封隔器。但是,以注水井为例,对于多层段油藏,一般采用多个封隔器与配水器结合,实现分层注水。但是当注水压力波动时,或者当注水、反洗井以及测调等工作状态改变时,注水管柱会上下窜动,带动封隔器上下蠕动,长期使用时,胶筒密封件易失效,封隔器失去封隔分层功能;而且封隔器一旦失效,则整个分注或分层工艺管柱就失效。为满足油藏开发的需要,需要重新进行作业,这样就势必大幅度增加相应的作业成本与开发成本。尤其是在当前低油价形势下,油田需要更低成本开发,封隔器的长效成为现实迫切的需要。为解决这一问题,本发明提出了接力坐封式封隔器及方法。
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,提供一种接力坐封式封隔器及方法,主要采用联动坐封系统,封隔器初始工作时,先坐封其中一个胶筒,当先坐封的胶筒失效时,封隔器的联动坐封系统便坐封另一个胶筒,使封隔器继续有效,从而有效提高封隔器,以及管柱的使用寿命。
本发明提到的一种接力坐封式封隔器,其技术方案是:包括上接头(2)、上中心管(3)、上胶筒(4)、压环(5)、拉环(6)、传压管(7)、 上缸套(8)、上液缸(9)、下中心管(10)、上活塞(11)、压帽(12)、连接管(13)、剪钉(14)、挡圈(15)、柱塞(16)、下缸套(17)、下活塞(18)、下液缸(19)、连接套(20)、下胶筒(21)、下接头(22),所述上中心管(3)的上端设有上接头(2),上中心管(3)的下侧外壁设有压环(5)和拉环(6),在上接头(2)与压环(5)之间设有上胶筒(4),上活塞(11)上移后推动上胶筒(4)胀开;
所述上中心管(3)的下端通过传压管(7)连接下中心管(10),所述下中心管(10)的外壁由上到下依次设有上缸套(8)、下缸套(17)、连接套(20)、下胶筒(21)和下接头(22),所述上缸套(8)与下中心管(10)之间的空腔内设有上活塞(11)、压帽(12)、连接管(13)和挡圈(15),且连接管(13)与下中心管(10)之间设有剪钉(14),下中心管(10)上设有进液孔(23);所述连接管(13)的底部设有柱塞(16),通过柱塞(16)插入下缸套(17)的进液通道,在下缸套(17)内设有下活塞(18),下活塞(18)下移后推动下胶筒(21)胀开。
优选的,上述上缸套(8)的上端内侧设有台阶,并固定传压管(7),内腔与下中心管(10)之间形成上液缸(9),在上液缸(9)内设有上活塞(11),上活塞(11)下侧的下中心管(10)设有进液孔(23)。
优选的,上述的连接管(13)的上端设有压帽(12),位于连接管(13)顶部与上活塞(11)之间,所述连接管(13)的下端设有环形凸台,在环形凸台的上部与上活塞(11)的底端之间设有挡圈(15),在环形凸台的下部设有柱塞(16),通过柱塞(16)插入到下缸套(17)的进液通道。
优选的,上述的下缸套(17)的上端与上缸套(8)的下端密封连接,下缸套(17)的上端内侧通过密封圈与下中心管(10)的外壁密封,下缸套(17)的下端与连接套(20)的上端连接,且下缸套(17)内腔设有下活塞(18)。
优选的,上述的连接套(20)的下端与下接头(22)的上端之间设有下胶筒(21),且连接套(20)的下端与下胶筒(21)之间设有密封圈。
本发明提到的接力坐封式封隔器的使用方法,包括以下过程:
(一)管柱下入:将接力坐封式封隔器,通过油管下入井下的套管(1)的内部;
(二)上胶筒坐封及封隔分层:在地面井口处通过油管注入高压液体,通过油管传递液压,经过下中心管(10)的进液孔(23)进入上液缸(9)内,一方面,液体推动上活塞(11)上行,推动预置于上液缸(9)内的液压油进入上接头(2)、上中心管(3)与上胶筒(4)组成的内腔里,推动上胶筒(4)鼓胀,有效封隔油管与套管(1)之间的环空,实现封隔分层;另一方面,液压向下,流经压帽(12),连接管(13)、挡圈(15),作用在柱塞(16)上,压紧柱塞(16),封闭下胶筒液压传递通道,下胶筒(21)处于原始不坐封状态;
(三)下胶筒坐封及封隔工作:当上胶筒(4)破损时,上液缸(9)内,以及上接头(2)、上中心管(3)与上胶筒(4)组成的内腔里的预置液压油漏失,在油管内压的作用下,推动上活塞(11)继续上行,上活塞(11)上行至上缸套(8)的台阶限位处不动,上活塞(11)、上缸套(8)及下中心管(10)组成液压密闭空间;同时,上活塞(11)上行,挡圈(15)上移,带动压帽(12)和连接管(13)上行,剪断剪钉(14),并将柱塞(16)从下缸套(17)的进液通道内拔出,此时,油管内液压通过下缸套(17)的进液通道,进入下缸套(17)、下中心管(10)及下活塞(18)内腔,推动下活塞(18)下行,从而推动内置于下液缸(19)内的液压油进入下接头(22)、下中心管(10)与下胶筒(21)组成的内腔里,推动下胶筒(21)鼓胀,继续有效封隔油管与套管之间的环空,实现封隔分层。
与现有技术相比,本发明的有益效果具体如下:
(1)本发明采用接力联动坐封式的结构和方法,在一个胶筒损坏的情况下,另一个胶筒立刻在内部液压的作用下,实现自动坐封,封隔分层,从而成倍提高封隔器封隔分层的有效期与管柱生产周期,有效降低油田作业成本与油气开采成本;
(2)本发明利用液压传递与液压密封的原理,分时控制,先坐封上胶筒,在上胶筒破损失效时,自动接力坐封下胶筒。
附图说明
图1是本发明的上半部分的结构示意图;
图2是本发明的下半部分的结构示意图;
图3是本发明的上部胶筒坐封的上部结构示意图;
图4是本发明的上部胶筒坐封的下部结构示意图;
图5是本发明的上部胶筒失效下部胶筒坐封后的上部结构示意图;
图6是本发明的上部胶筒失效下部胶筒坐封后的下部结构示意图;
上图中:套管1、上接头2、上中心管3、上胶筒4、压环5、拉环6、传压管7、 上缸套8、上液缸9、下中心管10、上活塞11、压帽12、连接管13、剪钉14、挡圈15、柱塞16、下缸套17、下活塞18、下液缸19、连接套20、下胶筒21、下接头22、进液孔23。
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。
实施例1,参照图1和2,本发明提到的一种接力坐封式封隔器,包括上接头2、上中心管3、上胶筒4、压环5、拉环6、传压管7、 上缸套8、上液缸9、下中心管10、上活塞11、压帽12、连接管13、剪钉14、挡圈15、柱塞16、下缸套17、下活塞18、下液缸19、连接套20、下胶筒21、下接头22,所述上中心管3的上端设有上接头2,上中心管3的下侧外壁设有压环5和拉环6,在上接头2与压环5之间设有上胶筒4,上活塞11上移后推动上胶筒4胀开;
所述上中心管3的下端通过传压管7连接下中心管10,所述下中心管10的外壁由上到下依次设有上缸套8、下缸套17、连接套20、下胶筒21和下接头22,所述上缸套8与下中心管10之间的空腔内设有上活塞11、压帽12、连接管13和挡圈15,且连接管13与下中心管10之间设有剪钉14,下中心管10上设有进液孔23;所述连接管13的底部设有柱塞16,通过柱塞16插入下缸套17的进液通道,在下缸套17内设有下活塞18,下活塞18下移后推动下胶筒21胀开。
其中,上述上缸套8的上端内侧设有台阶,并固定传压管7,内腔与下中心管10之间形成上液缸9,在上液缸9内设有上活塞11,上活塞11下侧的下中心管10设有进液孔23。
其中,上述的连接管13的上端设有压帽12,位于连接管13顶部与上活塞11之间,所述连接管13的下端设有环形凸台,在环形凸台的上部与上活塞11的底端之间设有挡圈15,在环形凸台的下部设有柱塞16,通过柱塞16插入到下缸套17的进液通道。
其中,上述的下缸套17的上端与上缸套8的下端密封连接,下缸套17的上端内侧通过密封圈与下中心管10的外壁密封,下缸套17的下端与连接套20的上端连接,且下缸套17内腔设有下活塞18。
其中,上述的连接套20的下端与下接头22的上端之间设有下胶筒21,且连接套20的下端与下胶筒21之间设有密封圈。
本发明提到的接力坐封式封隔器的使用方法,包括以下过程:
(一)管柱下入:将接力坐封式封隔器,通过油管下入井下的套管1的内部;
(二)上胶筒坐封及封隔分层:在地面井口处通过油管注入高压液体,通过油管传递液压,经过下中心管10的进液孔23进入上液缸9内,一方面,液体推动上活塞11上行,推动预置于上液缸9内的液压油进入上接头2、上中心管3与上胶筒4组成的内腔里,推动上胶筒4鼓胀,有效封隔油管与套管1之间的环空,实现封隔分层;另一方面,液压向下,流经压帽12,连接管13、挡圈15,作用在柱塞16上,压紧柱塞16,封闭下胶筒液压传递通道,下胶筒21处于原始不坐封状态,参照图3和4;
(三)下胶筒坐封及封隔工作:当上胶筒4破损时,上液缸9内,以及上接头2、上中心管3与上胶筒4组成的内腔里的预置液压油漏失,在油管内压的作用下,推动上活塞11继续上行,上活塞11上行至上缸套8的台阶限位处不动,上活塞11、上缸套8及下中心管10组成液压密闭空间;同时,上活塞11上行,挡圈15上移,带动压帽12、连接管13上行,剪断剪钉14,并将柱塞16从下缸套17的进液通道内拔出,此时,油管内液压通过下缸套17的进液通道,进入下缸套17、下中心管10及下活塞18内腔,推动下活塞18下行,从而推动内置于下液缸19内的液压油进入下接头22、下中心管10与下胶筒21组成的内腔里,推动下胶筒21鼓胀,继续有效封隔油管与套管之间的环空,实现封隔分层,参照图5和6。
实施例2,本发明提到的本发明提到的一种接力坐封式封隔器,与实施例1不同之处是:上中心管3和下中心管10为一体式结构,也可以实现上述的功能,也属于本发明要求保护的技术特征。
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,尽属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种接力坐封式封隔器,其特征是:包括上接头(2)、上中心管(3)、上胶筒(4)、压环(5)、拉环(6)、传压管(7)、 上缸套(8)、上液缸(9)、下中心管(10)、上活塞(11)、压帽(12)、连接管(13)、剪钉(14)、挡圈(15)、柱塞(16)、下缸套(17)、下活塞(18)、下液缸(19)、连接套(20)、下胶筒(21)、下接头(22),所述上中心管(3)的上端设有上接头(2),上中心管(3)的下侧外壁设有压环(5)和拉环(6),在上接头(2)与压环(5)之间设有上胶筒(4),上活塞(11)上移后推动上胶筒(4)胀开;
所述上中心管(3)的下端通过传压管(7)连接下中心管(10),所述下中心管(10)的外壁由上到下依次设有上缸套(8)、下缸套(17)、连接套(20)、下胶筒(21)和下接头(22),所述上缸套(8)与下中心管(10)之间的空腔内设有上活塞(11)、压帽(12)、连接管(13)和挡圈(15),且连接管(13)与下中心管(10)之间设有剪钉(14),下中心管(10)上设有进液孔(23);所述连接管(13)的底部设有柱塞(16),通过柱塞(16)插入下缸套(17)的进液通道,在下缸套(17)内设有下活塞(18),下活塞(18)下移后推动下胶筒(21)胀开。
2.根据权利要求1所述的接力坐封式封隔器,其特征是:所述上缸套(8)的上端内侧设有台阶,并固定传压管(7),内腔与下中心管(10)之间形成上液缸(9),在上液缸(9)内设有上活塞(11),上活塞(11)下侧的下中心管(10)设有进液孔(23)。
3.根据权利要求1所述的接力坐封式封隔器,其特征是:所述的连接管(13)的上端设有压帽(12),位于连接管(13)顶部与上活塞(11)之间,所述连接管(13)的下端设有环形凸台,在环形凸台的上部与上活塞(11)的底端之间设有挡圈(15),在环形凸台的下部设有柱塞(16),通过柱塞(16)插入到下缸套(17)的进液通道。
4.根据权利要求3所述的接力坐封式封隔器,其特征是:所述的下缸套(17)的上端与上缸套(8)的下端密封连接,下缸套(17)的上端内侧通过密封圈与下中心管(10)的外壁密封,下缸套(17)的下端与连接套(20)的上端连接,且下缸套(17)内腔设有下活塞(18)。
5.根据权利要求4所述的接力坐封式封隔器,其特征是:所述的连接套(20)的下端与下接头(22)的上端之间设有下胶筒(21),且连接套(20)的下端与下胶筒(21)之间设有密封圈。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的接力坐封式封隔器的使用方法,其特征是包括以下过程:
(一)管柱下入:将接力坐封式封隔器,通过油管下入井下的套管(1)的内部;
(二)上胶筒坐封及封隔分层:在地面井口处通过油管注入高压液体,通过油管传递液压,经过下中心管(10)的进液孔(23)进入上液缸(9)内,一方面,液体推动上活塞(11)上行,推动预置于上液缸(9)内的液压油进入上接头(2)、上中心管(3)与上胶筒(4)组成的内腔里,推动上胶筒(4)鼓胀,有效封隔油管与套管(1)之间的环空,实现封隔分层;另一方面,液压向下,流经压帽(12),连接管(13)、挡圈(15),作用在柱塞(16)上,压紧柱塞(16),封闭下胶筒液压传递通道,下胶筒(21)处于原始不坐封状态;
(三)下胶筒坐封及封隔工作:当上胶筒(4)破损时,上液缸(9)内,以及上接头(2)、上中心管(3)与上胶筒(4)组成的内腔里的预置液压油漏失,在油管内压的作用下,推动上活塞(11)继续上行,上活塞(11)上行至上缸套(8)的台阶限位处不动,上活塞(11)、上缸套(8)及下中心管(10)组成液压密闭空间;同时,上活塞(11)上行,挡圈(15)上移,带动压帽(12)和连接管(13)上行,剪断剪钉(14),并将柱塞(16)从下缸套(17)的进液通道内拔出,此时,油管内液压通过下缸套(17)的进液通道,进入下缸套(17)、下中心管(10)及下活塞(18)内腔,推动下活塞(18)下行,从而推动内置于下液缸(19)内的液压油进入下接头(22)、下中心管(10)与下胶筒(21)组成的内腔里,推动下胶筒(21)鼓胀,继续有效封隔油管与套管之间的环空,实现封隔分层。
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