CN114251072A - 一种油田注水井用封隔器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油田注水井用封隔器，中心管，所述中心管的外壁滑动连接有滑环，所述滑环下方中心管的外壁限位固定连接有定环，所述滑环和定环之间套接有胶筒，所述胶筒的底部与定环的顶部固定连接，所述滑环上方中心管的外壁设置有使滑环向下挤压胶筒的控制机构，所述控制机构包括安装箱，所述安装箱固定连接在中心管外壁，所述安装箱的内壁上下滑动连接有第一活塞板，位于第一活塞板上方所述安装箱的内部与中心管内部之间贯穿连通有第二通道，所述第一活塞板的底部固定连接有齿条。本发明通过上述等结构的配合，能够更加便捷的进行坐封和解封，且当胶筒处于僵硬状态无法进行回弹时，可以对进行强制切割解封。
Description
技术领域
本发明涉及油田开采技术领域，具体为一种油田注水井用封隔器。
背景技术
封隔器是一种油条开采用的隔绝工具，常用封隔器分为多种，包括扩张式、压缩式、自封式和组合式等类型，其中压缩式封隔器工作原理为：使其在井管中下到设计深度后，从油管内加压，高压液体通过封隔器内部的传压孔隙作用于活塞机构，节流压差作用下，压缩胶筒发生膨胀封隔油套环空。当油压释放，油套压力平衡后，胶筒靠自身的回弹力恢复原状实现解封。
但是现有的压缩式封隔器在实际使用中，通过传压活塞机构来实现的压缩，使用较为麻烦，且由于胶筒在井下水上工作时间过长，使胶筒老化过快，工作负荷强度较高，从而导致处于压缩坐封的胶筒发生变形，甚至难以回弹，以致在解封过程中胶筒处于僵硬状态，使得解封失败，难以打捞。
因此，为改进和解决上述问题，本发明提出一种油田注水用封隔器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油田注水井用封隔器，具备能够更加便捷的进行坐封和解封，且当胶筒处于僵硬状态无法进行回弹时，可以对进行强制切割解封的优点，解决了背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种油田注水井用封隔器，包括中心管，所述中心管的外壁滑动连接有滑环，所述滑环下方中心管的外壁限位固定连接有定环，所述滑环和定环之间套接有胶筒，所述胶筒的底部与定环的顶部固定连接，所述滑环上方中心管的外壁设置有使滑环向下挤压胶筒的控制机构。
所述控制机构包括安装箱，所述安装箱固定连接在中心管外壁，所述安装箱的内壁上下滑动连接有第一活塞板，位于第一活塞板上方所述安装箱的内部与中心管内部之间贯穿连通有第二通道，所述第一活塞板的底部固定连接有齿条，所述安装箱与内壁转动连接有转轴，所述转轴的外壁固定连接有转盘，所述转盘的外壁呈弧形阵列固定连接有齿牙，多个所述齿牙与齿条形成啮合连接。
所述安装箱的内底部开设有弧形面，所述转盘的外壁与弧形面内壁转动连接，所述转盘内部贯穿有通孔，所述通孔经过圆心位置，所述弧形面的内壁向下贯穿有第一泄压槽，位于安装箱下方中心管的外壁固定连接有第三活塞箱，所述第三活塞箱的内壁上下滑动连接有第三活塞板，位于第三活塞板上方所述第三活塞箱的内部与第一泄压槽之间连通有管道一，所述第三活塞板的底部固定连接有第一推杆，所述第一推杆穿出第三活塞箱的底部并与滑环的顶部固定连接，所述第三活塞箱的外壁与第三活塞板的外壁之间安装有第一剪钉。
优选的，还包括第一活塞箱，所述第一活塞箱固定连接在第三活塞箱的外壁，所述第一活塞箱的内壁上下滑动连接有第二活塞板，所述第一活塞箱的外壁与第二活塞板的外壁之间安装有第一剪钉，所述第二活塞板的底部固定连接有第二推杆，所述第二推杆贯穿第一活塞箱的底部并与贯穿处滑动连接，所述第二推杆穿出第一活塞箱的端部固定连接有刀头组件，所述弧形面的内壁开设有第二泄压槽，所述第二泄压槽与第一泄压槽的间距小于通孔的口径，位于第二活塞板上方所述第一活塞箱的内部与第二泄压槽之间连通有管道二。
优选的，所述刀头组件包括安装块，所述安装块固定连接在第二推杆的底部，所述安装块靠近中心管的底部固定连接有刀片，所述安装块远离中心管的底部固定连接有安装座，所述安装座的内壁滑动连接有刀头，所述刀头与安装座内底部之间固定连接有弹簧，所述刀头为倒直角梯形状。
优选的，还包括将僵硬状态的胶筒向下拉动的反向机构，所述反向机构包括第二活塞箱，所述第二活塞箱固定连接在滑环和定环之间中心管的外壁，所述第二活塞箱的内壁滑动连接有第三推杆，所述中心管内壁与第二活塞箱的内壁之间贯穿有第一通道，所述第三推杆穿出第二活塞箱底部的端部与定环的顶部固定连接，所述第三推杆的外壁与第二活塞箱的内壁之间安装有第四剪钉。
优选的，所述安装箱外壁与第一活塞板的外壁之间安装有第三剪钉，所述第四剪钉的承压能力大于第三剪钉的承压能力。
优选的，位于定环下方所述中心管外壁固定连接有限位环。
优选的，所述第一活塞箱外壁通过螺栓螺母固定连接有卡箍。
优选的，所述中心管的上下两端通过螺纹连接有上接头和下接头。
优选的，所述管道一与管道二的两端分别设置有密封圈。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
一、本发明通过设置控制机构，能够实现正常状态的坐封和解封，且只需要进行加压操作完成，操作简单便捷，且容易实现对第一剪钉和第三剪钉的突破，随着继续的加压能够对僵硬状态的胶筒进行强制解封。
二、本发明通过设置反向机构，能够实现反向移动胶筒，从而辅助胶筒的解封。
附图说明
图1为本发明的内部结构示意图；
图2为本发明图1中A处放大结构示意图；
图3为本发明图1中B处放大结构示意图；
图4为本发明图1中C处放大结构示意图。
图中：1、中心管；2、上接头；3、下接头；4、安装箱；5、卡箍；6、滑环；7、胶筒；8、定环；9、限位环；10、第一活塞板；11、第一剪钉；12、第一推杆；13、第二活塞板；14、第二剪钉；15、第一活塞箱；16、管道一；17、管道二；18、通孔；19、转盘；20、第三剪钉；21、第二推杆；22、安装块；23、安装座；24、弹簧；25、刀头；26、刀片；27、第二活塞箱；28、第三推杆；29、第一通道；30、第四剪钉；31、第二通道；32、齿条；33、齿牙；34、第三活塞箱；35、第三活塞板。。
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4，本发明提供一种技术方案：一种油田注水井用封隔器，包括中心管1，中心管1的外壁滑动连接有滑环6，滑环6下方中心管1的外壁限位固定连接有定环8，滑环6和定环8之间套接有胶筒7，胶筒7的底部与定环8的顶部固定连接，滑环6上方中心管1的外壁设置有使滑环6向下挤压胶筒7的控制机构。
控制机构包括安装箱4，安装箱4固定连接在中心管1外壁，安装箱4的内壁上下滑动连接有第一活塞板10，位于第一活塞板10上方安装箱4的内部与中心管1内部之间贯穿连通有第二通道31，第一活塞板10的底部固定连接有齿条32，安装箱4与内壁转动连接有转轴，转轴的外壁固定连接有转盘19，转盘19的外壁呈弧形阵列固定连接有齿牙33，多个齿牙33与齿条32形成啮合连接，当第一活塞板10带动齿条32向下移动时会带动转盘19发生顺时针的转动。
安装箱4的内底部开设有弧形面，转盘19的外壁与弧形面内壁转动连接，转盘19内部贯穿有通孔18，通孔18经过圆心位置，弧形面的内壁向下贯穿有第一泄压槽，位于安装箱4下方中心管1的外壁固定连接有第三活塞箱34，第三活塞箱34的内壁上下滑动连接有第三活塞板35，位于第三活塞板35上方第三活塞箱34的内部与第一泄压槽之间连通有管道一16，第三活塞板35的底部固定连接有第一推杆12，第一推杆12穿出第三活塞箱34的底部并与滑环6的顶部固定连接，第三活塞箱34的外壁与第三活塞板35的外壁之间安装有第一剪钉11。
在实施中，将通孔18的初始位置设置为与第一泄压槽处于部分连通状态，当外部油管通过第二通道31对安装箱4内部进行加压时，使第一活塞板10可以带动齿条32向下移动，由于多个齿牙33的组合与齿条32啮合连接，从而使得转盘19沿着转轴顺时针转动，由于通孔18、第一泄压槽、管道一16和第三活塞箱34的内部构成连通通道，从而使第一活塞板10向下移动时会将安装箱4内底部的液体挤入第三活塞箱34内顶部，从而使第三活塞板35能通过液压传动突破第一剪钉11的限位，继而使第一推杆12和滑环6能够向下移动，从而使滑环6向定环8靠近，对胶筒7造成一定程度的挤压，从而使胶筒7发生向外的膨胀，完成坐封。
在上述过程中，通过使通孔18的初始位置为部分连通，转盘19的外壁对第一泄压槽存在部分封闭，当第一活塞板10向下移动过程中，部分连通的设置会导致对第三活塞板35的压力瞬间增强，从而有助于对第一剪钉11的突破。
相反，当需要解封时，通过对油管进行泄压，从而会死滑环6向上移动，从而使胶筒7能够依靠自身的回弹力进行复原解封。
进一步地，还包括第一活塞箱15，第一活塞箱15固定连接在第三活塞箱34的外壁，第一活塞箱15的内壁上下滑动连接有第二活塞板13，第一活塞箱15的外壁与第二活塞板13的外壁之间安装有第一剪钉11，第二活塞板13的底部固定连接有第二推杆21，第二推杆21贯穿第一活塞箱15的底部并与贯穿处滑动连接，第二推杆21穿出第一活塞箱15的端部固定连接有刀头组件，弧形面的内壁开设有第二泄压槽，第二泄压槽与第一泄压槽的间距小于通孔18的口径，位于第二活塞板13上方第一活塞箱15的内部与第二泄压槽之间连通有管道二17。
当继续加压时，使得第一活塞板10继续向下移动时，在一定程度时，靠近第一泄压槽的通孔18的出口会开始靠近第二泄压槽，由于第一泄压槽和第二泄压槽之间的距离小于通孔18的口径，从而使通孔18在越过它们之间的距离时还是处于连通状态，完成过渡后，随着第一活塞板10的继续下压，使得安装箱4内部的液压油压力传递至第二活塞板13，且转盘19的外壁会对第一泄压槽进行封闭，使得第二活塞板13突破第二剪钉14的限位向下移动，从而使第二推杆21带动安装块22向下移动，从而带动刀头组件向下移动，完成对胶筒7的破坏切割，完成特殊解封。
在此过程中，同样存在一个压力突增的片刻，即当第一活塞板10的下移为匀速时，第二泄压槽会处于慢慢的增大连通的范围，因此在全过程中，液压油压力从较大降到最小然后在升至最大，在通孔18接触至第一泄压槽且完成对第一泄压槽的封闭时，此时压力最大，最易突破第二剪钉14的限位，使得第二活塞板13能够动第二推杆21和刀头组件向下移动，从而完成解封。
当刀头组件至一定深度时，所受到胶筒7对其的压力很大，受到的阻力也会较大，通过在液压从小到大的过程与此对应，从而使得刀头组件的向下切割力度能够突破在一定深度时的阻力。
进一步地，刀头组件包括安装块22，安装块22固定连接在第二推杆21的底部，安装块22靠近中心管1的底部固定连接有刀片26，安装块22远离中心管1的底部固定连接有安装座23，安装座23的内壁滑动连接有刀头25，刀头25与安装座23内底部之间固定连接有弹簧24，刀头25为倒直角梯形状。
当安装块22向下移动时，通过刀片26的尖锐部分刺穿胶筒7，然后通过刀头25的斜口对胶筒7的外壁进行滑切，当我们控制油管进行泄压时，使得第一活塞板10能够向上移动，从而使第二推杆21和刀头组件能够向上移动，通过控制第二推杆21和刀头组件的上下移动，使得刀头25向上移动的过程中能够将胶筒7向上拉动，辅助解封工序。
进一步地，还包括将僵硬状态的胶筒7向下拉动的反向机构，反向机构包括第二活塞箱27，第二活塞箱27固定连接在滑环6和定环8之间中心管1的外壁，第二活塞箱27的内壁滑动连接有第三推杆28，中心管1内壁与第二活塞箱27的内壁之间贯穿有第一通道29，第三推杆28穿出第二活塞箱27底部的端部与定环8的顶部固定连接，第三推杆28的外壁与第二活塞箱27的内壁之间安装有第四剪钉30。
当我们给油过程中，转盘19顺时针移动至最大距离时，完成第一泄压槽和第二泄压槽的封闭，此时，继续给油压时，会使第二活塞箱27内顶部的液压油加压，从而使第三推杆28突破第四剪钉30的限位，继而使第三推杆28向下移动，从而给足胶筒7回弹的空间，且通过使胶筒7与滑环6固定连接，使得处于僵硬状态的胶筒7能够被定环8向下拉动收缩，从而有助于胶筒7的解封。
进一步地，安装箱4外壁与第一活塞板10的外壁之间安装有第三剪钉20，第四剪钉30的承压能力大于第三剪钉20的承压能力，当对油管进行给压时，若是同时连通第一通道29和第二通道31，通过设置第四剪钉30的承压能力大于第三剪钉20的承压能力，使得在初始加压过程中，不会使第三推杆28向下移动，防止第三推杆28的移动干涉坐封，且通过设置第三剪钉20和第四剪钉30，能够保证定环8和第一活塞板10在不工作状态下能够处于固定形态。
进一步地，位于定环8下方中心管1外壁固定连接有限位环9，设置限位环9是为胶筒7的下移提供限位，且限位环9距离定环8的距离不超过五十毫米，处于胶筒7最大拉伸状态。
进一步地，第一活塞箱15外壁通过螺栓螺母固定连接有卡箍5，卡箍5用于加强第三活塞箱34、第一活塞箱15和中心管1固定程度的上限，防止加压过程中出现不可控因素。
进一步地，中心管1的上下两端通过螺纹连接有上接头2和下接头3，在封隔器使用过程中，可通过上接头2和下接头3进行连接其他设备，便于分层注水和酸化等开采操作。
进一步地，管道一16与管道二17的两端分别设置有密封圈，加强管道一16与管道二17的连通密封性。
本发明通过上述等结构的配合，能够更加便捷的进行坐封和解封，且当胶筒7处于僵硬状态无法进行回弹时，可以对进行强制切割解封。
工作原理：该油田注水井用封隔器使用时，通过外接油管对安装箱4的内部进行液体加压，使得高压液体通过第二通道31进入安装箱4的内部，当从而使第一活塞板10能够突破第三剪钉20的限位向下移动，当第一活塞板10向下移动时会带动齿条32同步向下移动，由于多个齿牙33的组合与齿条32啮合连接，从而使得转盘19沿着转轴顺时针转动，由于通孔18、第一泄压槽、管道一16和第三活塞箱34的内部构成连通通道，从而使第一活塞板10向下移动时会将安装箱4内底部的液体挤入第三活塞箱34内顶部，从而使第三活塞板35能通过液压传动突破第一剪钉11的限位，继而使第一推杆12和滑环6能够向下移动，从而使滑环6向定环8靠近，对胶筒7造成一定程度的挤压，从而使胶筒7发生向外的膨胀，完成坐封。
当继续加压时，使得第一活塞板10继续向下移动时，在一定程度时，靠近第一泄压槽的通孔18的出口会开始靠近第二泄压槽，由于第一泄压槽和第二泄压槽之间的距离小于通孔18的口径，从而使通孔18在越过它们之间的距离时还是处于连通状态，完成过渡后，随着第一活塞板10的继续下压，使得安装箱4内部的液压油压力传递至第二活塞板13，且转盘19的外壁会对第一泄压槽进行封闭，使得第二活塞板13突破第二剪钉14的限位向下移动，从而使第二推杆21带动安装块22向下移动，从而带动刀头组件向下移动，完成对胶筒7的破坏切割，完成特殊解封。
本实施例中使用的标准零件可以从市场上直接购买，而根据说明书和附图的记载的非标准结构部件，也可以直根据现有的技术常识毫无疑义的加工得到，同时各个零部件的连接方式采用现有技术中成熟的常规手段，而机械、零件及设备均采用现有技术中常规的型号，故在此不再作出具体叙述。
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 (9)
1.一种油田注水井用封隔器，包括中心管(1)，其特征在于：所述中心管(1)的外壁滑动连接有滑环(6)，所述滑环(6)下方中心管(1)的外壁限位固定连接有定环(8)，所述滑环(6)和定环(8)之间套接有胶筒(7)，所述胶筒(7)的底部与定环(8)的顶部固定连接，所述滑环(6)上方中心管(1)的外壁设置有使滑环(6)向下挤压胶筒(7)的控制机构；
所述控制机构包括安装箱(4)，所述安装箱(4)固定连接在中心管(1)外壁，所述安装箱(4)的内壁上下滑动连接有第一活塞板(10)，位于第一活塞板(10)上方所述安装箱(4)的内部与中心管(1)内部之间贯穿连通有第二通道(31)，所述第一活塞板(10)的底部固定连接有齿条(32)，所述安装箱(4)与内壁转动连接有转轴，所述转轴的外壁固定连接有转盘(19)，所述转盘(19)的外壁呈弧形阵列固定连接有齿牙(33)，多个所述齿牙(33)与齿条(32)形成啮合连接；
所述安装箱(4)的内底部开设有弧形面，所述转盘(19)的外壁与弧形面内壁转动连接，所述转盘(19)内部贯穿有通孔(18)，所述通孔(18)经过圆心位置，所述弧形面的内壁向下贯穿有第一泄压槽，位于安装箱(4)下方中心管(1)的外壁固定连接有第三活塞箱(34)，所述第三活塞箱(34)的内壁上下滑动连接有第三活塞板(35)，位于第三活塞板(35)上方所述第三活塞箱(34)的内部与第一泄压槽之间连通有管道一(16)，所述第三活塞板(35)的底部固定连接有第一推杆(12)，所述第一推杆(12)穿出第三活塞箱(34)的底部并与滑环(6)的顶部固定连接，所述第三活塞箱(34)的外壁与第三活塞板(35)的外壁之间安装有第一剪钉(11)。
2.根据权利要求1所述的油田注水井用封隔器，其特征在于：还包括第一活塞箱(15)，所述第一活塞箱(15)固定连接在第三活塞箱(34)的外壁，所述第一活塞箱(15)的内壁上下滑动连接有第二活塞板(13)，所述第一活塞箱(15)的外壁与第二活塞板(13)的外壁之间安装有第一剪钉(11)，所述第二活塞板(13)的底部固定连接有第二推杆(21)，所述第二推杆(21)贯穿第一活塞箱(15)的底部并与贯穿处滑动连接，所述第二推杆(21)穿出第一活塞箱(15)的端部固定连接有刀头组件，所述弧形面的内壁开设有第二泄压槽，所述第二泄压槽与第一泄压槽的间距小于通孔(18)的口径，位于第二活塞板(13)上方所述第一活塞箱(15)的内部与第二泄压槽之间连通有管道二(17)。
3.根据权利要求2所述的油田注水井用封隔器，其特征在于：所述刀头组件包括安装块(22)，所述安装块(22)固定连接在第二推杆(21)的底部，所述安装块(22)靠近中心管(1)的底部固定连接有刀片(26)，所述安装块(22)远离中心管(1)的底部固定连接有安装座(23)，所述安装座(23)的内壁滑动连接有刀头(25)，所述刀头(25)与安装座(23)内底部之间固定连接有弹簧(24)，所述刀头(25)为倒直角梯形状。
4.根据权利要求3所述的油田注水井用封隔器，其特征在于：还包括将僵硬状态的胶筒(7)向下拉动的反向机构，所述反向机构包括第二活塞箱(27)，所述第二活塞箱(27)固定连接在滑环(6)和定环(8)之间中心管(1)的外壁，所述第二活塞箱(27)的内壁滑动连接有第三推杆(28)，所述中心管(1)内壁与第二活塞箱(27)的内壁之间贯穿有第一通道(29)，所述第三推杆(28)穿出第二活塞箱(27)底部的端部与定环(8)的顶部固定连接，所述第三推杆(28)的外壁与第二活塞箱(27)的内壁之间安装有第四剪钉(30)。
5.根据权利要求4所述的油田注水井用封隔器，其特征在于：所述安装箱(4)外壁与第一活塞板(10)的外壁之间安装有第三剪钉(20)，所述第四剪钉(30)的承压能力大于第三剪钉(20)的承压能力。
6.根据权利要求4所述的油田注水井用封隔器，其特征在于：位于定环(8)下方所述中心管(1)外壁固定连接有限位环(9)。
7.根据权利要求3所述的油田注水井用封隔器，其特征在于：所述第一活塞箱(15)外壁通过螺栓螺母固定连接有卡箍(5)。
8.根据权利要求1所述的油田注水井用封隔器，其特征在于：所述中心管(1)的上下两端通过螺纹连接有上接头(2)和下接头(3)。
9.根据权利要求3所述的油田注水井用封隔器，其特征在于：所述管道一(16)与管道二(17)的两端分别设置有密封圈。
Priority Applications (1)
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| CN202111578405.XA CN114251072A (zh) | 2021-12-22 | 2021-12-22 | 一种油田注水井用封隔器 |
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| CN202111578405.XA CN114251072A (zh) | 2021-12-22 | 2021-12-22 | 一种油田注水井用封隔器 |
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| CN117703303A (zh) * | 2024-02-06 | 2024-03-15 | 东营市华科石油科技开发有限责任公司 | 螺旋扩张式套管外封隔器 |
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2021
- 2021-12-22 CN CN202111578405.XA patent/CN114251072A/zh not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
| CN117703303A (zh) * | 2024-02-06 | 2024-03-15 | 东营市华科石油科技开发有限责任公司 | 螺旋扩张式套管外封隔器 |
| CN117703303B (zh) * | 2024-02-06 | 2024-04-05 | 东营市华科石油科技开发有限责任公司 | 螺旋扩张式套管外封隔器 |
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