CN112761581A - 一种可溶自扩式热洗不压油层装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可溶自扩式热洗不压油层装置，涉及机采油井热洗不压油层设备技术领域，包括缓冲部分和阻隔部分，缓冲部分包括外套筒，外套筒内设置有内套筒，内套筒的外侧设置有缓冲元件，阻隔部分包括中心管，内套筒的下端与中心管的上端连接，中心管的外侧自上而下套设有至少一个阻隔件、锁止结构和护筒，护筒与中心管之间设置有推动结构，推动结构用于推动锁止结构沿中心管轴向运动，中心管的下端设置有下接头，下接头的上端位于护筒和中心管之间，护筒和下接头之间设置有可溶挡环。本发明能够实现自动溶解胀封、缓冲防振，保证可靠地阻隔密封，并最终实现油井热洗不压油层防污染功能。
Description
技术领域
本发明涉及机采油井热洗不压油层设备技术领域，特别是涉及一种可溶自扩式热洗不压油层装置。
背景技术
机采油井热洗不压油层工艺，是各油田较为常用的清、防蜡措施；相较于化清方式(药物洗井)的高成本、低效果和超导热洗方式的乏液蜡卡等弊端而言，具有操作相对容易、成本相对较低、工艺纯熟易施工等特点。目前油井热洗不压油层工艺技术主要有以下形式：
1.常规产品的“皮碗封隔器+单流阀”形式，主要特点为结构较简单，工具成本较低；此类型缺点和不足之处在于皮碗易翻背、易损坏、耐压能力低、密封性能差，易渗漏，可靠性差。
2.常规产品的“丢手+封隔器+支撑管柱”形式，主要特点为密封性能好、不易渗漏；不影响生产管柱正常生产作业；此类型缺点和不足之处在于施工工艺复杂、需下两趟管柱；且封隔器需加压车打压胀封；支撑管柱增加了施工成本；作业周期长，作业成本高。
3.常规产品的“热洗防污染封隔器”形式，主要特点为结构紧凑，集成程度高，密封性能较好、不易渗漏；此类型缺点和不足之处在于当油井采用杆式泵时，下一趟管柱即可；当油井采用管式泵时，需加丢手装置并下两趟管柱；且封隔器需加压车打压胀封；施工工艺复杂，作业周期长，作业成本高。
4.常规产品的“压缩胶筒式洗井器”形式，主要特点为具有一定伸缩能力，密封性能较好、不易渗漏；此类型缺点和不足之处在于封隔器胀封时，需加压车对油套环空打压6～8MPa,易对低压油层产生破坏。
5.常规产品的“超导热洗”形式，主要特点为效率较高，清蜡效果较好；此类型缺点和不足之处在于适用范围较小，不适用于长检泵周期油井；采用套压气有爆炸风险；原井采出液不足时，易出现洗后蜡卡现象。
综上所述，常规油井热洗不压油层工艺，主要存在以下不足：
1.耐压能力低，易破损渗漏，可靠性差；2.施工工艺复杂；胀封需加压车打压；作业周期长，作业成本高；3.适用范围小，原井采出液不足易出现洗后蜡卡；4.油套环空加压座封，易破坏低压油层；5.无减震、缓冲措施，易解封泄露。
发明内容
本发明的目的是提供一种可溶自扩式热洗不压油层装置，能够实现自动溶解胀封、缓冲防振，保证可靠地阻隔密封，并最终实现油井热洗不压油层防污染功能。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种可溶自扩式热洗不压油层装置，包括缓冲部分和阻隔部分，所述缓冲部分包括外套筒，所述外套筒内设置有内套筒，所述内套筒的外侧设置有缓冲元件，所述阻隔部分包括中心管，所述内套筒的下端与所述中心管的上端连接，所述中心管的外侧自上而下套设有至少一个阻隔件、锁止结构和护筒，所述护筒与所述中心管之间设置有推动结构，所述推动结构用于推动所述锁止结构沿所述中心管轴向运动，所述中心管的下端设置有下接头，所述下接头的上端位于所述护筒和所述中心管之间，所述护筒和所述下接头之间设置有可溶挡环。
优选的，所述内套筒的上端位于所述外套筒内，所述外套筒的上端开口的尺寸小于所述内套筒的上端的尺寸，所述缓冲元件的一端与所述内套筒的上端相抵，所述缓冲元件的另一端与所述外套筒下端的缓冲座相抵。
优选的，所述内套筒与所述中心管通过上接头连接，所述内套筒的下端和所述中心管的上端均伸入所述上接头，所述阻隔件的上端与所述上接头的下端相抵。
优选的，所述上接头的侧壁沿周向开设有若干过液缝一，所述内套筒的侧壁沿周向开设有若干过液缝二，所述过液缝一和所述过液缝二均与所述中心管的轴向平行。
优选的，所述阻隔件采用橡胶材料制成，所述阻隔件为压缩扩张式密封阻隔结构。
优选的，所述锁止结构包括沿所述中心管径向由内向外设置的卡簧、卡簧载体和连接套，所述卡簧、所述卡簧载体和所述连接套通过销钉连接，所述卡簧上的第一卡齿与所述中心管外侧的第二卡齿相匹配，所述连接套与所述推动结构连接。
优选的，所述连接套的上端与锁母螺纹连接，所述连接套的下端位于所述护筒内侧。
优选的，所述推动结构包括在所述护筒与所述中心管之间自上而下设置的气腔活塞、空气腔、液腔活塞和液压腔，所述护筒、所述气腔活塞、所述中心管和所述液腔活塞形成所述空气腔，所述气腔活塞与所述中心管螺纹连接，所述护筒与所述气腔活塞密封且滑动连接，所述护筒、所述液腔活塞、所述中心管和所述下接头形成所述液压腔，所述液腔活塞与所述护筒和所述中心管均密封且滑动连接，所述中心管上开设有进液孔，所述进液孔与所述液压腔连通。
优选的，所述中心管的下端与所述下接头之间设置有挡板，所述挡板上开设有若干通孔，所述下接头中设置有阀座，所述阀座上设置有阀球，所述阀球的尺寸大于所述阀座上阀孔的尺寸。
优选的，所述可溶挡环与所述护筒螺纹连接，所述可溶挡环的上端面与所述下接头的台阶相抵。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明能够实现自动溶解胀封、缓冲防振，保证可靠地阻隔密封，并最终实现油井热洗不压油层防污染功能，与常规类型的产品相比，具有结构简单、施工快捷，安装方便、作业时间短、作业成本低、性价比高的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的可溶自扩式热洗不压油层装置示意图；
图2为本发明的可溶自扩式热洗不压油层装置安装示意图；
图3为本发明实现自动溶解胀封功能示意图；
图4为本发明实现缓冲防振功能示意图；
图5为本发明实现热洗井功能和洗井液不压油层防污染的功能示意图；
图6为本发明中的阻隔件被套管接箍卡住示意图；
图7为本发明中解除阻隔件被压缩的状态示意图；
其中：100-可溶自扩式热洗不压油层装置，101-缓冲部分，102-阻隔部分，1-外套筒，2-缓冲元件，3-内套筒，4-缓冲座，5-过液缝二，6-上接头，7-阻隔件，8-中心管，9-锁母，10-连接套，11-卡簧载体，12-销钉，13-卡簧，14-气腔活塞，15-护筒，16-液腔活塞，17-密封圈，18-下接头，19-挡板，20-可溶挡环，21-阀球，22-阀座，23-空气腔，24-液压腔，25-进液孔，26-过液缝一，27-固定凡尔，28-抽油泵，29-筛管，30-尾管，31-套管，32-套管接箍。
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付出创造性劳动的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。
本发明的目的是提供一种可溶自扩式热洗不压油层装置，能够实现自动溶解胀封、缓冲防振，保证可靠地阻隔密封，并最终实现油井热洗不压油层防污染功能。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示：本实施例提供了一种可溶自扩式热洗不压油层装置100，包括缓冲部分101和阻隔部分102，缓冲部分101包括外套筒1，外套筒1内设置有内套筒3，内套筒3的外侧设置有缓冲元件2，缓冲元件2为缓冲弹簧，阻隔部分102包括中心管8，内套筒3的下端与中心管8的上端连接，中心管8的外侧自上而下套设有至少一个阻隔件7、锁止结构和护筒15，护筒15与中心管8之间设置有推动结构，推动结构用于推动锁止结构沿中心管8轴向运动，中心管8的下端设置有下接头18，下接头18的上端位于护筒15和中心管8之间，护筒15和下接头18之间设置有可溶挡环20，可溶挡环20采用能够溶于油液的材料制成。
具体地，本实施例中，可溶挡环20与护筒15螺纹连接，可溶挡环20的上端面与下接头18的台阶相抵，在未溶解时，实现护筒15和下接头18的锁定功能。
本实施例中，内套筒3的上端位于外套筒1内，外套筒1的上端开口的尺寸小于内套筒3的上端的尺寸，缓冲元件2的一端与内套筒3的上端相抵，缓冲元件2的另一端与外套筒1下端的缓冲座4相抵。
本实施例中，内套筒3与中心管8通过上接头6连接，内套筒3的下端和中心管8的上端均伸入上接头6，阻隔件7的上端与上接头6的下端相抵。
本实施例中，上接头6的侧壁沿周向开设有若干过液缝一26，内套筒3的侧壁沿周向开设有若干过液缝二5，过液缝一26和过液缝二5均为长条孔，过液缝一26和过液缝二5均与中心管8的轴向平行。
本实施例中，阻隔件7采用橡胶材料制成，具体采用高温耐腐橡胶材料制成，阻隔件7为压缩扩张式密封阻隔结构。
本实施例中，锁止结构包括沿中心管8径向由内向外设置的卡簧13、卡簧载体11和连接套10，卡簧13、卡簧载体11和连接套10通过销钉12连接，卡簧13上的第一卡齿与中心管8外侧的第二卡齿相匹配，连接套10与推动结构连接。
本实施例中，连接套10的上端与锁母9螺纹连接，连接套10的下端位于护筒15内侧，通过旋转锁母9调节阻隔件7与锁止结构之间的距离。
本实施例中，推动结构包括在护筒15与中心管8之间自上而下设置的气腔活塞14、空气腔23、液腔活塞16和液压腔24，护筒15、气腔活塞14、中心管8和液腔活塞16形成空气腔23，气腔活塞14与中心管8螺纹连接，护筒15与气腔活塞14密封且滑动连接，护筒15、液腔活塞16、中心管8和下接头18形成液压腔24，液腔活塞16与护筒15和中心管8均密封且滑动连接，中心管8上开设有进液孔25，进液孔25与液压腔24连通。
本实施例中，中心管8的下端与下接头18之间设置有挡板19，挡板19上开设有若干通孔，下接头18中设置有阀座22，阀座22上设置有阀球21，阀球21的尺寸大于阀座22上阀孔的尺寸。
本实施例中，下接头18与护筒15之间、气腔活塞14与护筒15之间、气腔活塞14与中心管8之间、液腔活塞16与护筒15之间、液腔活塞16与中心管8之间均设置有密封圈17。
如图2所示，将本实施例的可溶自扩式热洗不压油层装置100上端依次连接固定凡尔27和抽油泵28，下端依次连接筛管29和尾管30，放入有若干套管31组成的完井管柱中，相邻的套管31通过套管接箍32连接。
本实施例的可溶自扩式热洗不压油层装置100工作时，如图3所示，将本实施例与完井管柱一同下至设计深度，抽油泵28工作，油套环空内的油液通过筛管29推开阀球21进入中心管8，通过过液缝一26或过液缝二5进入内套筒3，油液通过固定凡尔27后，由抽油泵28抽出；同时可溶挡环20与油液接触，开始溶解；中心管8内的油液通过进液孔25进入液压腔24；经过一定时间，可溶挡环20完全溶解，其锁定功能消失，由于空气腔23的可压缩特性，液压腔24内的油液推动液腔活塞16向上运动，液腔活塞16压缩空气腔23，使得液腔活塞16对护筒15产生向上推力，并依次推动连接套10、卡簧载体11、卡簧13和锁母9相对于气腔活塞14与中心管8上行，压缩阻隔件7，使阻隔件7轴向收缩、径向扩张，阻隔件7胀紧套管31内壁，此时卡簧13上的第一卡齿与中心管8上的第二卡齿啮合，保持对阻隔件7受压状态的锁定，装置实现自动溶解胀封功能。
如图4所示，油井正常生产情况下，抽油泵28处于上冲程时，完井管柱产生向上的位移蠕动，此时本实施例的阻隔件7胀封在套管31内壁上处于静止状态，缓冲部分101的外套筒1随完井管柱上移，压缩缓冲弹簧，而内套筒3和阻隔部分102仍保持静止状态；抽油泵28处于下冲程时，完井管柱产生向下的位移蠕动，此时本实施例的缓冲部分101的外套筒1随完井管柱下移复位，释放缓冲弹簧，内套筒3和阻隔部分102仍保持静止状态，装置实现缓冲防振功能，本实施例避免了阻隔件7等相关部件随完井管柱蠕动导致的损坏，进而影响阻隔性能。抽油泵28处于上冲程时，阀球21打开，液流可通过由过液缝一26、过液缝二5、阀座22、筛管29构成的通道在阻隔件7上下流通，不影响测液面等工作。
如图5所示，热洗井作业时，带压洗井液进入油套环空，通过过液缝一26和过液缝二5进入装置的中心管8和内套筒3，液力向下推动阀球21座封在阀座22上，使中心管8内向下方向的通道关闭，阻止洗井液通过阀球21、阀座22向下进入油层；同时洗井压力由进液孔25传递到液压腔24，增加座封压力，进一步增强阻隔件7的防穿透能力，阻隔件7对油套环空的隔断密封，阻止了洗井液通过油套环空向下进入油层，装置实现了洗井液不压油层防污染的功能。同时，洗井液向上通过缓冲部分101，推开固定凡尔27，通过抽油泵28进入上部油管，直至由地面井口排出，装置实现了热洗井功能。
如图6所示，上提完井管柱作业中，本实施例随同完井管柱一起上移至套管接箍32处，阻隔件7被套管接箍32卡住；如图7所示，随着上提拉力加大，销钉12被剪断，推动锁母9、连接套10和护筒15下移，解除阻隔件7被压缩的状态，阻隔件7径向收缩，轴向伸展，恢复原状；此时本实施例在套管接箍32处的受卡状态解除，随同完井管柱继续上提出井。
本实施例的阻隔件7采用高温耐腐橡胶材料制成，其结构为压缩扩张式密封阻隔结构，具体为压缩式封隔器胶筒，根据需要可单只或多只串联使用，具有优良的耐温、耐腐性能和可靠地密封阻隔性能，解决了常规产品“耐压能力低、易翻背、易破损渗漏、可靠性差”的问题；本实施例与完井管柱直接通过油管螺纹进行连接，本实施例上端依次连接固定凡尔27和抽油泵28，下端依次连接筛管29和尾管30，下一趟管住即可，无需丢手、支撑管柱等额外程序，解决了常规产品“施工工艺复杂，作业周期长，作业成本高”的问题；本实施例采用可溶挡环20作为胀封动作的启动部件，利用完井管柱内液柱自然压力作为胀封动力，无需额外施加胀封压力，减小了作业时间，降低了作业成本，解决了常规产品“需加压车打压坐封，作业周期长，作业成本高”的问题；本实施例设置了独特的缓冲防振结构，避免了完井管柱蠕动对阻隔部分102造成的损害，解决了常规产品“无减震、缓冲措施，易解封泄露”的问题；本实施例具有溶解自动胀封的特性，且可利用洗井压力进一步增大装置的胀封压力，使装置具有极佳的阻隔密封性能，避免了因胀封不利造成洗井液串漏污染油层的事故发生，解决了常规类型“油套环空打压胀封，易破坏低压油层”的问题。本实施例结构简单，作业方便，连接安装后即进入工作状态，适合所有需要热洗作业的油井，使用范围广，解决了常规产品“适用范围小”的问题。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种可溶自扩式热洗不压油层装置，其特征在于：包括缓冲部分和阻隔部分，所述缓冲部分包括外套筒，所述外套筒内设置有内套筒，所述内套筒的外侧设置有缓冲元件，所述阻隔部分包括中心管，所述内套筒的下端与所述中心管的上端连接，所述中心管的外侧自上而下套设有至少一个阻隔件、锁止结构和护筒，所述护筒与所述中心管之间设置有推动结构，所述推动结构用于推动所述锁止结构沿所述中心管轴向运动，所述中心管的下端设置有下接头，所述下接头的上端位于所述护筒和所述中心管之间，所述护筒和所述下接头之间设置有可溶挡环。
2.根据权利要求1所述的可溶自扩式热洗不压油层装置，其特征在于：所述内套筒的上端位于所述外套筒内，所述外套筒的上端开口的尺寸小于所述内套筒的上端的尺寸，所述缓冲元件的一端与所述内套筒的上端相抵，所述缓冲元件的另一端与所述外套筒下端的缓冲座相抵。
3.根据权利要求1所述的可溶自扩式热洗不压油层装置，其特征在于：所述内套筒与所述中心管通过上接头连接，所述内套筒的下端和所述中心管的上端均伸入所述上接头，所述阻隔件的上端与所述上接头的下端相抵。
4.根据权利要求3所述的可溶自扩式热洗不压油层装置，其特征在于：所述上接头的侧壁沿周向开设有若干过液缝一，所述内套筒的侧壁沿周向开设有若干过液缝二，所述过液缝一和所述过液缝二均与所述中心管的轴向平行。
5.根据权利要求1所述的可溶自扩式热洗不压油层装置，其特征在于：所述阻隔件采用橡胶材料制成，所述阻隔件为压缩扩张式密封阻隔结构。
6.根据权利要求1所述的可溶自扩式热洗不压油层装置，其特征在于：所述锁止结构包括沿所述中心管径向由内向外设置的卡簧、卡簧载体和连接套，所述卡簧、所述卡簧载体和所述连接套通过销钉连接，所述卡簧上的第一卡齿与所述中心管外侧的第二卡齿相匹配，所述连接套与所述推动结构连接。
7.根据权利要求6所述的可溶自扩式热洗不压油层装置，其特征在于：所述连接套的上端与锁母螺纹连接，所述连接套的下端位于所述护筒内侧。
8.根据权利要求1所述的可溶自扩式热洗不压油层装置，其特征在于：所述推动结构包括在所述护筒与所述中心管之间自上而下设置的气腔活塞、空气腔、液腔活塞和液压腔，所述护筒、所述气腔活塞、所述中心管和所述液腔活塞形成所述空气腔，所述气腔活塞与所述中心管螺纹连接，所述护筒与所述气腔活塞密封且滑动连接，所述护筒、所述液腔活塞、所述中心管和所述下接头形成所述液压腔，所述液腔活塞与所述护筒和所述中心管均密封且滑动连接，所述中心管上开设有进液孔，所述进液孔与所述液压腔连通。
9.根据权利要求1所述的可溶自扩式热洗不压油层装置，其特征在于：所述中心管的下端与所述下接头之间设置有挡板，所述挡板上开设有若干通孔，所述下接头中设置有阀座，所述阀座上设置有阀球，所述阀球的尺寸大于所述阀座上阀孔的尺寸。
10.根据权利要求1所述的可溶自扩式热洗不压油层装置，其特征在于：所述可溶挡环与所述护筒螺纹连接，所述可溶挡环的上端面与所述下接头的台阶相抵。
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