CN114183090B - 注水封隔器 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种注水封隔器，包括：中心管，管壁具有进液孔；上接头，同轴套在中心管上；洗井套，同轴套在中心管外且与上接头相连；坐封组件，同轴套在中心管外，包括筒状主体、连接套和活塞，筒状主体与洗井套通过销钉同轴相连，筒状主体与连接套同轴相连，筒状主体、连接套和中心管围成第一环形腔，活塞位于第一环形腔中，筒状主体的内壁具有内凸缘，内凸缘与中心管密封配合，内凸缘的内径小于活塞的内径，在中心管的轴向上，活塞和进液孔均位于内凸缘下方，且进液孔位于内凸缘和活塞之间，进液孔与第一环形腔连通。本公开能避免座封注水时，因清水压力过大而造成注水封隔器自动解封的问题，保证分层注水的效果。

Description

注水封隔器

技术领域

本公开涉及油气田井下工具技术领域，特别涉及一种注水封隔器。

背景技术

分层注水是一种在注水井中下入封隔器，把渗透率差异较大的油层分隔开，再用配水器进行分层配水，使高渗层注水量得到控制，中低渗透率油层注水得到加强，使油层能充分发挥作用的注水方式。油田注水井分层注水时，往往会用到注水封隔器，通过注水封隔器将井筒内对应储层中不同区域的油层的井筒段分隔开，以便于通过配水器向不同油层注入的目的。

相关技术中的注水封隔器，多采用侧面进液的方式向注水封隔器内注水。在座封注水封隔器时，从油管向井下管柱内注入一定压力的清水，清水从管柱的内壁进入注水封隔器内的胶筒所在区域，使注水封隔器内的胶筒膨胀变形，实现坐封。

然而，相关技术中侧面进液的注水封隔器，在座封时都会产生向下运动的作用力作用于解封剪钉，容易造成注水封隔器自动解封，进而导致分层注水效果差的问题。

发明内容

本公开实施例提供了一种注水封隔器，能避免座封注水时，因清水压力过大而造成注水封隔器自动解封的问题，保证分层注水的效果。所述技术方案如下：

本公开实施例提供了一种注水封隔器，所述注水封隔器包括：中心管，管壁具有进液孔；上接头，同轴套在所述中心管的上端；洗井套，同轴套在所述中心管外，且上端与所述上接头相连；坐封组件，同轴套在所述中心管外，包括筒状主体、连接套和活塞，所述筒状主体的上端与所述洗井套通过销钉同轴相连，所述筒状主体的下端与所述连接套同轴相连，所述筒状主体、所述连接套和所述中心管围成第一环形腔，所述活塞位于所述第一环形腔中，所述活塞套在所述中心管外，且与所述筒状主体的内壁和所述中心管的外壁密封配合，所述筒状主体的内壁具有内凸缘，所述内凸缘套在所述中心管外且与所述中心管密封配合，所述内凸缘的内径小于所述活塞的内径，在所述中心管的轴向上，所述活塞和进液孔均位于所述内凸缘下方，且所述进液孔位于所述内凸缘和所述活塞之间，所述进液孔与所述第一环形腔连通。

在本公开实施例的一种实现方式中，在所述中心管的轴向上，所述中心管包括外径不同的两段，且外径较小的一段靠近所述上接头，所述内凸缘套在外径较小的一段外。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述活塞包括：环形本体和弹性复位件，所述环形本体套在所述中心管外，且上端与所述筒状主体和所述中心管密封配合，所述弹性复位件位于所述环形本体远离所述筒状主体的一侧，且与所述环形本体相抵以提供沿所述中心管的轴线指向所述上接头的作用力。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述注水封隔器还包括平衡筒组件，所述平衡筒组件包括平衡套筒和环形活塞，所述平衡套筒的内壁和外壁之间具有第二环形腔，所述平衡套筒的内壁具有与所述第二环形腔连通的平衡孔，所述环形活塞下端同轴位于所述第二环形腔中且位于所述平衡孔的上方，所述环形活塞的上端位于所述第二环形腔外，所述平衡套筒同轴套装在所述中心管外，且与所述中心管的下端相连，所述连接套位于所述平衡套筒和所述洗井套之间，所述环形活塞的上端与所述连接套的下端相对。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述平衡套筒包括内筒部和外筒部，所述外筒部同轴套装在所述内筒部外，所述内筒部的下端和所述外筒部的下端相连，所述第二环形腔位于所述内筒部和所述外筒部之间，所述内筒部套在所述中心管的下端，所述平衡孔位于所述内筒部的侧壁，所述环形活塞套在所述内筒部外。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述中心管包括内层管体和外层管体，所述外层管体同轴套装在所述内层管体外，所述外层管体的两端均与所述内层管体密封连接，所述内层管体和所述外层管体之间具有洗井空腔，所述外层管体的侧壁具有与所述洗井空腔连通的第一洗井孔。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述内层管体的外壁具有沿其轴向延伸的至少一道条形槽，所述条形槽与所述外层管体的内壁围成所述洗井空腔。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述洗井套的侧壁具有第二洗井孔，所述第一洗井孔位于所述第二洗井孔的上方，所述洗井套与所述中心管之间设有洗井控制阀阀芯，所述洗井控制阀阀芯与所述中心管和所述洗井套滑动密封，所述洗井控制阀阀芯可操控地在锁止位置和开启位置滑动，若所述洗井控制阀阀芯处于所述锁止位置，所述洗井控制阀阀芯隔开所述第一洗井孔和所述第二洗井孔，若所述洗井控制阀阀芯处于所述开启位置，所述洗井控制阀阀芯位于所述第一洗井孔的上方，所述第一洗井孔和所述第二洗井孔连通。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述注水封隔器包括扩张胶筒，所述扩张胶筒包括：均同轴套装在所述中心管外的第一胶筒接头、胶筒本体和第二胶筒接头，所述第一胶筒接头的上端与所述连接套的下端连接，所述第一胶筒接头的下端与所述胶筒本体的上端连接，所述胶筒本体的下端与所述第二胶筒接头的上端连接，所述第二胶筒接头的下端与所述中心管密封连接。

在本公开实施例的另一种实现方式中，所述扩张胶筒还包括浮动接头，所述浮动接头同轴活动套装在所述中心管外，且与所述中心管滑动密封，所述浮动接头的上端与所述第二胶筒接头的下端连接。

本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本公开实施例提供的注水封隔器包括中心管、上接头、洗井套和坐封组件，上接头、洗井套和坐封组件均同轴套装在中心管外。其中，坐封组件包括同轴套装在中心管上的筒状主体、连接套和活塞，筒状主体的上端与洗井套通过销钉连接。且筒状主体的下端与连接套同轴连接，筒状主体、连接套和中心管围成第一环形腔，活塞滑动密封地设置在第一环形腔中，而进液孔又与第一环形腔连通。即通过油管向注水封隔器内座封注水时，清水可以通过进液孔流入第一环形腔。由于筒状主体的内壁具有内凸缘且活塞和进液孔均位于内凸缘下方，且内凸缘的内径小于活塞的内径，即第二环形腔中靠近内凸缘的区域的尺寸大于第二环形腔中靠近活塞的区域的尺寸，在通过进液孔向第一环形腔注水时，由于注入的清水压强一定，所以第二环形腔中尺寸较大的区域受到的压力就越大，即注入第一环形腔内的清水会向内凸缘施加靠近洗井套的轴向作用力。也即是注水加压过程中，注入第一环形腔内的清水能使筒状主体产生沿轴向向上的运动趋势，从而减轻连接洗井套和筒状主体的销钉上的剪切力。这样能有效削弱座封注水时清水对管柱产生的向下运动的作用力，从而避免因清水压力过大使销钉被剪断而造成注水封隔器自动解封的问题，以保证分层注水的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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公开的一些实施例，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是本公开实施例提供的一种注水封隔器的结构示意图；

图2是图1提供的一种注水封隔器的部分结构示意图；

图3是图2提供的一种注水封隔器的局部放大图；

图4是图2提供的一种注水封隔器的部分结构示意图；

图5是图1提供的一种注水封隔器的部分结构示意图；

图6是图1提供的一种注水封隔器的A-A向视图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。

图1是本公开实施例提供的一种注水封隔器的结构示意图。如图1所示，该注水封隔器包括：中心管1、上接头61、洗井套21和坐封组件22。

如图1所示，中心管1的管壁上具有进液孔10，上接头61同轴套装在中心管1的上端，洗井套21同轴套在中心管1外，且洗井套21的上端与上接头61相连。

图2是图1提供的一种注水封隔器的部分结构示意图。如图2所示，坐封组件22同轴套在中心管1外，坐封组件22包括筒状主体221、连接套223和活塞222，筒状主体221的上端与洗井套21通过销钉4同轴相连，筒状主体221的下端与连接套223同轴相连，筒状主体221、连接套223和中心管1围成第一环形腔20，活塞222位于第一环形腔20中，活塞222套在中心管1外，且与筒状主体221的内壁和中心管1的外壁密封配合，筒状主体221的内壁具有内凸缘2211，内凸缘2211套在中心管1外且与中心管1密封配合，内凸缘2211的内径小于活塞222的内径，在中心管1的轴向上，活塞222和进液孔10均位于内凸缘2211下方，且进液孔10位于内凸缘2211和活塞222之间，进液孔10与第一环形腔20连通。

本公开实施例提供的注水封隔器包括中心管、上接头、洗井套和坐封组件，上接头、洗井套和坐封组件均同轴套装在中心管外。其中，坐封组件包括同轴套装在中心管上的筒状主体、连接套和活塞，筒状主体的上端与洗井套通过销钉连接。且筒状主体的下端与连接套同轴连接，筒状主体、连接套和中心管围成第一环形腔，活塞滑动密封地设置在第一环形腔中，而进液孔又与第一环形腔连通。即通过油管向注水封隔器内座封注水时，清水可以通过进液孔流入第一环形腔。由于筒状主体的内壁具有内凸缘且活塞和进液孔均位于内凸缘下方，且内凸缘的内径小于活塞的内径，即第二环形腔中靠近内凸缘的区域的尺寸大于第二环形腔中靠近活塞的区域的尺寸，在通过进液孔向第一环形腔注水时，由于注入的清水压强一定，所以第二环形腔中尺寸较大的区域受到的压力就越大，即注入第一环形腔内的清水会向内凸缘施加靠近洗井套的轴向作用力。也即是注水加压过程中，注入第一环形腔内的清水能使筒状主体产生沿轴向向上的运动趋势，从而减轻连接洗井套和筒状主体的销钉上的剪切力。这样能有效削弱座封注水时清水对管柱产生的向下运动的作用力，从而避免因清水压力过大使销钉被剪断而造成注水封隔器自动解封的问题，以保证分层注水的效果。

图3是图2提供的一种注水封隔器的局部放大图。如图2、3所示，在中心管1的轴向上，中心管1包括外径不同的两段，且外径较小的一段靠近上接头61，内凸缘2211套在外径较小的一段外，即中心管1具有变径区域11。

示例性地，如图3所示，变径区域11可以包括同轴相连的第一直管部111和第二直管部112，第一直管部111的外径小于第二直管部112的外径，第一直管部111较靠近上接头61，内凸缘2211套在第一直管部111外。

第一环形腔20在第一直管部111和筒状主体221之间的宽度大于在第二直管部112和筒状主体221之间的宽度。本公开实施例中，筒状主体221是套在第一直管部111上的，活塞222则是套在第二直管部112上的，也即内凸缘2211的内径会小于活塞222的内径。

其中，进液孔10是和第一环形腔20连通的，坐封注入的清水会通过进液孔10流入第一环形腔20。且由于第一环形腔20中各处压强均保持一致，根据压力公式：F＝P·S，可知，相同压强的情况下，面积越大，所受的压力就越大。而本公开实施例中，变径区域11中靠近洗井套21的区域的第一直管部111的外径较小。也即，如图3所示，清水向筒状主体221施加的向上的压力大于向筒状主体221施加的向下的压力，所以能使筒状主体221产生沿轴向向上的运动趋势，从而减轻连接洗井套21和筒状主体221的销钉4上的剪切力。有效削弱座封注水时清水对管柱产生的向下运动的作用力，从而避免因清水压力过大使销钉4被剪断而造成注水封隔器自动解封的问题，以保证分层注水的效果。

本公开实施例中，筒状主体221、活塞222、连接套223和中心管1共同围成第一环形腔20。筒状主体221的上端和洗井套21的下端通过销钉4连接，连接套223的下端则用于与扩张胶筒3连接。

示例性地，筒状主体221可以是坐封凡尔座，坐封凡尔座的上端的外壁面上设有环形凹槽2210，洗井套21与坐封凡尔座连接的端部设有用于供销钉4插装的安装孔。坐封凡尔座和洗井套21连接时，将洗井套21的下端套装在坐封凡尔座的上端，将销钉4穿过安装孔并穿插至环形凹槽2210内，以将洗井套21和坐封凡尔座连接在一起。

图4是图2提供的一种注水封隔器的部分结构示意图。如图4所示，坐封凡尔座的外壁面上的可以具有两个间隔布置环形凹槽2210，位于上方的环形凹槽2210的宽度(在中心管1的轴向上的长度)小于位于下方的环形凹槽2210的宽度。且位于上方的环形凹槽2210的宽度与一个销钉的直径尺寸相同，即对应上方的环形凹槽2210仅能安装一排周向布置的销钉。而位于下方的环形凹槽2210的宽度比一个销钉的直径尺寸大(相当于2至5个销钉的直径)，因而对应下方的环形凹槽2210内可以安装多排周向布置的销钉，每排销钉间隔布置。

当销钉需要承担的载荷不大时，即注水封隔器仅需要一级封隔，此时可以仅将一排周向布置的销钉4插装入位于上方的环形凹槽2210内，解封时上提上接头61使一排销钉4折断即可。当销钉需要承担的载荷较大时，即注水封隔器需要多级封隔，此时可以将一排周向布置的销钉插装入位于上方的环形凹槽2210内，同时还可以将一排或者多排周向布置的销钉4插装入位于下方的环形凹槽2210内，解封时上提上接头61，由于下方的环形凹槽2210的宽度较大，环形凹槽2210的槽壁与销钉4之间具有一定间距，位于下方环形凹槽2210内的销钉4暂时不受力，即位于上方的环形凹槽2210内的销钉4先受力被折断，实现第一级解封，继续上提上接头61，位于下方环形凹槽2210内的销钉4与环形凹槽2210的槽壁接触受力，并被折断，即实现第二级解封。这样能避免多个销钉4一起受力而不易被折断的情况，便于快速完成注水封隔器的解封作业。

示例性地，活塞222可以是坐封凡尔阀体，坐封凡尔阀体的一端活动插装在筒状主体221的另一端，且坐封凡尔阀体插装在筒状主体221内的一端，可以与筒状主体221滑动密封，以避免进入第一环形腔20中的清水轻易泄漏。

可选地，活塞222可以切换至开启状态和封堵状态，活塞222位于开启状态时，活塞222的上端从筒状主体221的下端滑出，使第一环形腔20与连接套223和中心管1围成的环空连通；活塞222位于封堵状态时，活塞222的上端插装在筒状主体221的下端，以封隔第一环形腔20。本公开实施例中，活塞222能在开启状态下自动复位至封堵状态，在第一环形腔20内的压力超过阈值时，活塞222在压力作用下从筒状主体221的下端滑出，若第一环形腔20内的压力下降至低于阈值时，活塞222能自动复位，将第一环形腔20再次密封。这样当第一环形腔20中清水推动活塞222从筒状主体221滑出，使得第一环形腔20中的清水进一步流动后，活塞222就能借助其自身的自动恢复能力，使得活塞222重新回归插装于筒状主体221内的状态，从而再次密封第一环形腔20，同时也避免流出第一环形腔20的清水返回至第一环形腔20，提高可靠性。

示例性地，如图2所示，活塞222可以包括环形本体2221和弹性复位件2222，环形本体2221套在中心管外，且上端与筒状主体221和中心管1密封配合，弹性复位件2222位于环形本体2221远离筒状主体221的一侧，且与环形本体2221相抵以提供沿中心管1的轴线指向上接头61的作用力。

其中，弹性复位件2222的一端可以与环形本体2221的下端相抵，且弹性复位件2222的另一端可以与连接套223的内壁固定连接。这样当环形本体2221受力被挤压出筒状主体221的过程中，弹性复位件2222可以蓄力。在停止注水加压，即外力消失后环形本体2221又能通过弹性复位件2222的弹力自动恢复至插装于筒状主体221内的状态，从而密封第一环形腔20，同时也避免流出第一环形腔20的清水返回至第一环形腔20，提高可靠性。

图5是图1提供的一种注水封隔器的部分结构示意图。如图5所示，注水封隔器还可以包括平衡筒组件5，平衡筒组件5包括平衡套筒51和环形活塞52，平衡套筒51的内壁和外壁之间具有第二环形腔50，平衡套筒51的内壁具有与第二环形腔50连通的平衡孔53，环形活塞52下端同轴位于第二环形腔50中且位于平衡孔53的上方，环形活塞52的上端位于第二环形腔50外。

其中，平衡套筒51同轴套装在中心管1外，且与中心管1的下端相连，连接套223位于平衡套筒51和洗井套21之间，环形活塞52的上端与连接套223的下端相对。

上述实现方式中，当座封注水时，清水也会通过平衡孔53进入到第二环形腔50中，并推动位于第二环形腔50中的环形活塞52向上滑动，当环形活塞52移动至与坐封组件22相抵时，就能对坐封组件22施加轴向向上的作用力，能使坐封组件22产生沿轴向向上的运动趋势，从而减轻连接洗井套21和坐封组件22的筒状主体221的销钉4上的剪切力。有效削弱座封注水时清水对管柱产生的向下运动的作用力，从而避免因清水压力过大使销钉4被剪断而造成注水封隔器自动解封的问题，以保证分层注水的效果。

除此之外，当技术人员人工解封封隔器后，需要再次使用该注水封隔器时，通过加注注水，使环形活塞52推动坐封组件22向上移动，使得坐封组件22的连接套223带动扩张胶筒3恢复原位，以便于再次坐封封隔器。

示例性地，如图5所示，平衡套筒51可以包括内筒部511和外筒部512，外筒部512同轴套装在内筒部511外，内筒部511的下端和外筒部512的下端相连，第二环形腔50位于内筒部511和外筒部512之间，内筒部511套在中心管1的下端，平衡孔53位于内筒部511的侧壁，环形活塞52套在内筒部511外。

如图5所示，内筒部511可以与中心管1的下端螺纹连接，内筒部511的外壁上具有环形槽，而外筒部512的内壁上具有环形槽，外筒部512通过螺纹套装在内筒部511外，且内筒部511和外筒部512套装在一起时，内筒部511和外筒部512的环形槽相对，以形成第二环形腔50。也即，内筒部511和外筒部512共同构成平衡套筒51，即平衡套筒51是分体结构。这样能方便将环形活塞52安装在内筒部511和外筒部512形成的第二环形腔50中。

可选地，如图5所示，中心管1可以包括内层管体12和外层管体13，外层管体13同轴套装在内层管体12外，外层管体13的两端均与内层管体12密封连接，内层管体12和外层管体13之间具有洗井空腔14，外层管体13的侧壁具有与洗井空腔14连通的第一洗井孔15。

其中，内层管体12和外层管体13可以焊接构成中心管1。如图1所示，内层管体12和外层管体13共采用3处焊接点焊接在一起。第一处焊接点位于内层管体12的上端和外层管体13连接的位置，第二处焊接点位于内层管体12的下端端与外层管体13连接的位置，第三处焊接点位于中心管1的进液孔10所在位置。内层管体12和外层管体13上分别设置有通孔，两个通孔相互连通形成进液孔10，在内层管体12和外层管体13组装时，内层管体12和外层管体13同轴插装在一起，因而在内层管体12和外层管体13设置通孔的位置设置焊接点，以稳固内层管体12和外层管体13上的通孔的位置，以确保内层管体12和外层管体13合并后，通孔形成的进液孔10能贯通中心管1并保证中心管1的密封性。

相关技术中，注水封隔器通常还会在中心管1外壁上另设洗井管道，以将洗井管道和中心管1之间的腔体作为洗井通道。该种设计方式无疑会增大注水封隔器的整体尺寸，使得注水封隔器过于臃肿，不利于实现注水封隔器的轻量化设计。

上述实现方式，直接将中心管1设置为两个套装在一起的内层管体12和外层管体13。并且，内层管体12和外层管体13之间具有洗井空腔14。外层管体13上具有与洗井空腔14连通的第一洗井孔15。在注水洗井时，通过套管加压注水，清水可以通过第一洗井孔15进入洗井空腔14，以进行洗井作业。由于无需在冗余设置洗井管道，因而能有效减小注水封隔器的整体尺寸。

图6是图1提供的一种注水封隔器的A-A向视图。如图6所示，内层管体12的外壁具有沿其轴向延伸的至少一道条形槽140，条形槽140与外层管体13的内壁围成洗井空腔14。

示例性地，如图6所示，内层管体12的外壁设置有三条周向均布的条形槽140，每个条形槽140均能与外层管体13共同构成洗井空腔14。该种内层管体12在加工时仅在外壁上车削出多个条形槽140即可，便于快速加工制作。不仅如此，通过在内层管体12上加工形成条形槽140作为洗井空腔14能有效代替相关技术中的洗井通道。因而，在保证中心管1强度的前提下，可以进一步缩小中心管1的尺寸大小。根据实际生产成果可知，该种构造的注水封隔器的整体外径尺寸较常规设计能缩小至少6mm。

可选地，如图2所示，洗井套21的侧壁具有第二洗井孔23，第一洗井孔15位于第二洗井孔23的上方，洗井套21与中心管1之间设有洗井控制阀阀芯16，洗井控制阀阀芯16与中心管1和洗井套21滑动密封，洗井控制阀阀芯16可操控地在锁止位置和开启位置滑动，若洗井控制阀阀芯16处于锁止位置，洗井控制阀阀芯16隔开第一洗井孔15和第二洗井孔23，若洗井控制阀阀芯16处于开启位置，洗井控制阀阀芯16位于第一洗井孔15的上方，第一洗井孔15和第二洗井孔23连通。

如图2所示，洗井控制阀阀芯16为环形结构，且洗井控制阀阀芯16活动套装在中心管1外，洗井控制阀阀芯16能在中心管1外上下滑动。当洗井控制阀阀芯16滑动至锁止位置时，即封堵第一洗井孔15的位置时，洗井控制阀阀芯16就隔断第一洗井孔15和第二洗井孔23之间的通路；当洗井控制阀阀芯16滑动至开启位置时，即未遮挡第一洗井孔15的位置时，洗井控制阀阀芯16就导通第一洗井孔15和第二洗井孔23之间的通路。

结合图2，第二洗井孔23是与套管和注水封隔器之间的环空连通的，且在轴向上第一洗井孔15位于第二洗井孔23的上方。并且，如图2所示，筒状主体221的上端的端面为锥形凸面，该锥形凸面与洗井控制阀阀芯16的下端面之间具有间隙，且该间隙与第二洗井孔23相通。因此，在向套管加压注水时，清水就可以进入锥形凸面和第二洗井孔23之间的间隙中，清水对洗井控制阀阀芯16的下端面产生向上的推力，推动洗井控制阀阀芯16向上移动，直至洗井控制阀阀芯16将第一洗井孔15漏出，第一洗井孔15和第二洗井孔23连通。

可选地，如图5所示，注水封隔器还可以包括扩张胶筒3，扩张胶筒3可以包括：均同轴套装在中心管1外的第一胶筒接头31、胶筒本体32和第二胶筒接头33，第一胶筒接头31的上端与连接套223的下端连接，第一胶筒接头31的下端与胶筒本体32的上端连接，胶筒本体32的下端与第二胶筒接头33的上端连接，第二胶筒接头33的下端与中心管1密封连接。

示例性地，第一胶筒接头31可以与连接套223螺纹连接，以使得坐封组件22上下移动时，能携带扩张胶筒3一起上下移动。

示例性地，扩张胶筒3还可以包括浮动接头63，如图5所示，浮动接头63可以呈圆筒状，浮动接头63同轴活动套装在中心管1外，浮动接头63与中心管1动密封，浮动接头63的上端与第二胶筒接头33的下端连接。这样可以使第二胶筒接头33与中心管1密封连接在一起，避免坐封后扩张胶筒3内的清水泄漏，保证坐封可靠性。

本公开实施例中，由于浮动接头63可以在中心管1上滑动，且中心管1包括内层管体12和外层管体13，外层管体13的轴向长度小于内层管体12的轴向长度，浮动接头63是套装在外层管体13外的。因此，当浮动接头63滑出外层管体13时，即可排泄走扩张胶筒3内的清水，完成解封。

可选地，胶筒本体32可以包括：内胶筒321、外胶筒322和胶筒加强筋323，外胶筒322的上端与第一胶筒接头31的外壁连接，外胶筒322套设在内胶筒321上，胶筒加强筋323与外胶筒322的内壁和内胶筒321的外壁贴合连接，外胶筒322的下端与第二胶筒接头33的外壁连接，内胶筒321的上端与第一胶筒接头31的内壁连接，内胶筒321的下端与第二胶筒接头33的内壁连接，第二胶筒接头33的下端与浮动接头63的上端连接。

其中，内胶筒321和外胶筒322均可以是弹性较好的材料制成，例如，橡胶材料制成的胶筒，以便于内胶筒321和外胶筒322容易扩张形变。通过设置内外两层胶筒，可以提高扩张胶筒3的厚度，以保证扩张胶筒3的强度，防止扩张胶筒3轻易被磨破。同时，在内胶筒321和外胶筒322之间还设置有胶筒加强筋323，即通过胶筒加强筋323对扩张胶筒3起到骨架支撑作用，提高扩张胶筒3的强度。

示例性地，胶筒加强筋323还可以是片状的金属片，片状的胶筒加强筋323处于内胶筒321和外胶筒322之间，以支撑起内胶筒321和外胶筒322构成扩张胶筒3的骨架，从而可以加强扩张胶筒3的强度。其中，片状的胶筒加强筋323构成的骨架还可以是多个层叠设置的片状的胶筒加强筋323，以进一步加强扩张胶筒3的强度。

可选地，如图1所示，注水封隔器还可以包括下接头62，其中，上接头61和下接头62的结构一致，均可以呈圆筒状。上接头61套装在中心管1的内层管体12的上端外，并与内层管体12螺纹连接，洗井套21则套装上接头61外，并与上接头61螺纹连接。下接头62套装在中心管1的内层管体12的下端外，并与内层管体12螺纹连接，平衡套筒51则套装在下接头62外，并与下接头62螺纹连接。

下面以图1所示的注水封隔器，简单介绍本公开实施例提供的注水封隔器的各种不同工作的过程。

在座封注水封隔器时，首先，将注水封隔器下放设计位置后，启动泵组开始向油管内泵入清水升压座封注水封隔器，高压的清水从中心管1的进液孔10进入筒状主体221、活塞222、中心管1共同构成的第一环形腔20中，推动座封凡尔阀体向下移动并压缩弹性复位件2222，以使高压的清水进入扩张胶筒3与中心管1之间的间隙内，扩张胶筒3受力膨胀变形，因而扩张胶筒3会径向向外膨胀并紧密贴合在套管的内壁上，待泵组泵注的清水压力较小后，弹性复位件2222推动座封凡尔阀体快速关闭，保证扩张胶筒3与中心管1之间有较大的压力，实现注水封隔器的座封。

在采用该注水封隔器洗井时，首先，将洗井液由套管的上环空注入井筒内，以使得洗井液通过洗井套21的第二洗井孔23进入洗井套21与外层管体13之间的腔，并推动洗井控制阀阀芯16向上移动显露第一洗井孔15，从而使洗井液沿着内层管体12和外层管体13之间的洗井空腔14进入套管的下环空，实现洗井功能。洗井后，停止向套管的上环空注入洗井液，洗井控制阀阀芯16保持在原位，以待下次注入洗井液进行洗井作业。

在解封注水封隔器时，首先，上提油管带动上接头61、中心管1、洗井套21向上移动，在销钉4的连接下，洗井套21带动坐封组件22、扩张胶筒3和浮动接头63整体向上移动。当上提解封力达到销钉4的剪断设计值时，销钉4被剪断。此时中心管1继续向上移动，使浮动接头63从中心管1的外层管体13滑动至外层管体13和内层管体12的交接处时，浮动接头63和内层管体12之间瞬间产生空隙，从而使扩张胶筒3与中心管1之间的高压液体外流并泄压，实现注水封隔器的解封。

当需要逐级解封时，可以在注水封隔器上插装有多个销钉4，如图3所示，在位于坐封凡尔阀体上方的环形凹槽2210内插装一排周向布置的销钉4，在位于坐封凡尔阀体下方的环形凹槽2210内也可以插装一排周向布置的销钉4，这样在逐级解封时，销钉4能在不同时刻受力解封，解封力不累加，实现分注管柱逐级解封的功能。

在采用该注水封隔器重复座封时，首先，在注水封隔器非正常解封后，通过油管向中心管1内注水加压，通过第一环形腔20以及环形活塞52产生的轴向向上的作用力，一起推动坐封组件22、扩张胶筒3和浮动接头63整体向上移动至解封前的位置，此时则继续注水加压，使得扩胶筒膨胀坐封，实现注水封隔器的再次座封。

以上，并非对本公开作任何形式上的限制，虽然本公开已通过实施例揭露如上，然而并非用以限定本公开，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本公开技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本公开技术方案的内容，依据本公开的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本公开技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种注水封隔器，其特征在于，所述注水封隔器包括：

中心管（1），管壁具有进液孔（10）；

上接头（61），同轴套在所述中心管（1）的上端；

洗井套（21），同轴套在所述中心管（1）外，且上端与所述上接头（61）相连；

坐封组件（22），同轴套在所述中心管（1）外，包括筒状主体（221）、连接套（223）和活塞（222），所述筒状主体（221）的上端与所述洗井套（21）通过销钉（4）同轴相连，所述筒状主体（221）的下端与所述连接套（223）同轴相连，所述筒状主体（221）、所述连接套（223）和所述中心管（1）围成第一环形腔（20），所述活塞（222）位于所述第一环形腔（20）中，所述活塞（222）套在所述中心管（1）外，且与所述筒状主体（221）的内壁和所述中心管（1）的外壁密封配合，所述筒状主体（221）的内壁具有内凸缘（2211），所述内凸缘（2211）套在所述中心管（1）外且与所述中心管（1）密封配合，所述内凸缘（2211）的内径小于所述活塞（222）的内径；

在所述中心管（1）的轴向上，所述活塞（222）和所述进液孔（10）均位于所述内凸缘（2211）下方，且所述进液孔（10）位于所述内凸缘（2211）和所述活塞（222）之间，所述进液孔（10）与所述第一环形腔（20）连通，在所述中心管（1）的轴向上，所述中心管（1）包括外径不同的两段，且外径较小的一段靠近所述上接头（61），所述内凸缘（2211）套在外径较小的一段外，所述进液孔（10）位于外径较小的一段，所述中心管（1）具有变径区域（11），所述变径区域（11）包括同轴相连的第一直管部（111）和第二直管部（112），所述第一直管部（111）的外径小于所述第二直管部（112）的外径，所述第一直管部（111）靠近所述上接头（61），所述内凸缘（2211）套在所述第一直管部（111）外；

所述中心管（1）包括内层管体（12）和外层管体（13），所述外层管体（13）同轴套装在所述内层管体（12）外，所述外层管体（13）的两端均与所述内层管体（12）密封连接，所述内层管体（12）和所述外层管体（13）之间具有洗井空腔（14），所述外层管体（13）的侧壁具有与所述洗井空腔（14）连通的第一洗井孔（15），所述洗井套（21）的侧壁具有第二洗井孔（23），所述第一洗井孔（15）位于所述第二洗井孔（23）的上方，所述洗井套（21）与所述中心管（1）之间设有洗井控制阀阀芯（16），所述洗井控制阀阀芯（16）与所述中心管（1）和所述洗井套（21）滑动密封，所述洗井控制阀阀芯（16）可操控地在锁止位置和开启位置滑动，若所述洗井控制阀阀芯（16）处于所述锁止位置，所述洗井控制阀阀芯（16）隔开所述第一洗井孔（15）和所述第二洗井孔（23），若所述洗井控制阀阀芯（16）处于所述开启位置，所述洗井控制阀阀芯（16）位于所述第一洗井孔（15）的上方，所述第一洗井孔（15）和所述第二洗井孔（23）连通；

所述注水封隔器包括扩张胶筒（3），所述扩张胶筒（3）包括：均同轴套装在所述中心管（1）外的第一胶筒接头（31）、胶筒本体（32）和第二胶筒接头（33），

所述第一胶筒接头（31）的上端与所述连接套（223）的下端连接，所述第一胶筒接头（31）的下端与所述胶筒本体（32）的上端连接，所述胶筒本体（32）的下端与所述第二胶筒接头（33）的上端连接，所述第二胶筒接头（33）的下端与所述中心管（1）密封连接。

2.根据权利要求1所述的注水封隔器，其特征在于，所述活塞（222）包括：环形本体（2221）和弹性复位件（2222），所述环形本体（2221）套在所述中心管（1）外，且上端与所述筒状主体（221）和所述中心管（1）密封配合，所述弹性复位件（2222）位于所述环形本体（2221）远离所述筒状主体（221）的一侧，且与所述环形本体（2221）相抵以提供沿所述中心管（1）的轴线指向所述上接头（61）的作用力。

3.根据权利要求1或2所述的注水封隔器，其特征在于，所述注水封隔器还包括平衡筒组件（5），所述平衡筒组件（5）包括平衡套筒（51）和环形活塞（52），所述平衡套筒（51）的内壁和外壁之间具有第二环形腔（50），所述平衡套筒（51）的内壁具有与所述第二环形腔（50）连通的平衡孔（53），所述环形活塞（52）下端同轴位于所述第二环形腔（50）中且位于所述平衡孔（53）的上方，所述环形活塞（52）的上端位于所述第二环形腔（50）外，

所述平衡套筒（51）同轴套装在所述中心管（1）外，且与所述中心管（1）的下端相连，所述连接套（223）位于所述平衡套筒（51）和所述洗井套（21）之间，所述环形活塞（52）的上端与所述连接套（223）的下端相对。

4.根据权利要求3所述的注水封隔器，其特征在于，所述平衡套筒（51）包括内筒部（511）和外筒部（512），所述外筒部（512）同轴套装在所述内筒部（511）外，所述内筒部（511）的下端和所述外筒部（512）的下端相连，所述第二环形腔（50）位于所述内筒部（511）和所述外筒部（512）之间，

所述内筒部（511）套在所述中心管（1）的下端，所述平衡孔（53）位于所述内筒部（511）的侧壁，所述环形活塞（52）套在所述内筒部（511）外。

5.根据权利要求1所述的注水封隔器，其特征在于，所述内层管体（12）的外壁具有沿其轴向延伸的至少一道条形槽（140），所述条形槽（140）与所述外层管体（13）的内壁围成所述洗井空腔（14）。

6.根据权利要求1所述的注水封隔器，其特征在于，所述扩张胶筒（3）还包括浮动接头（63），所述浮动接头（63）同轴活动套装在所述中心管（1）外，且与所述中心管（1）滑动密封，所述浮动接头（63）的上端与所述第二胶筒接头（33）的下端连接。