CN114837596B - 封隔器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种封隔器，包括封隔部及与封隔部连接的洗井组件，洗井组件包括洗井套组件及同心调节筒，洗井套组件与封隔部连接，洗井套组件上设置有进液孔，采用电控机械手控制洗井组件，同心调节筒沿洗井套组件的轴向可移动地设置在洗井套组件内，同心调节筒具有遮挡进液孔的密封位置以及避让进液孔的进液位置，同心调节筒的外壁与洗井套组件螺纹配合，以使同心调节筒能够在洗井套组件内旋进及旋出；本发明一方面解决了高压差分注问题，另一方面降低了洗井的泵压力，提高洗井排量，能够满足大层间压差(15MPa以内)井的分注，同时取消掉了普通高压差可洗井封隔器的弹簧结构，延长了封隔器的使用时间。
Description
技术领域
本发明涉及洗井封隔设备技术领域，具体而言，涉及一种封隔器。
背景技术
常见的注水用可洗井封隔器为Y341，其反洗井通道的开启压力在3-5MPa，对于层间压差大于6MPa的水井，可洗井封隔器不能承受如此高的正向压差，在停注期间，上层高压层的液体会通过封隔器反洗通道窜流到下部的低压层，影响注水。
目前调整Y341封隔器洗井通道的方法有两种，一是通过增大封隔器洗井阀内的回位弹簧来提高洗井阀开启压力，这种方式一般可以将洗井压力提高至约6MPa；另一种方式是改变洗井阀活塞的面积比来提高洗井阀开启压力，这种方式可以将洗井通道的开启压力提高的8-106MPa。可是，如果调高洗井通道的开启压力，又会带来新的难题，洗井通道压力调高至6MPa以后，洗井时压力偏高，尤其是在深井上洗井时，洗井压力升高后，排量难以满足洗井要求(通常洗井排量大于30方/小时)。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种封隔器，以解决现有技术中的洗井封隔器的承压能力不足的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种封隔器，包括封隔部及与封隔部连接的洗井组件，洗井组件内部与封隔部的中心管连通；洗井组件包括洗井套组件及同心调节筒，洗井套组件与封隔部连接，洗井套组件上设置有进液孔，同心调节筒沿洗井套组件的轴向可移动地设置在洗井套组件内，同心调节筒具有遮挡进液孔的密封位置以及避让进液孔的进液位置，同心调节筒的外壁与洗井套组件螺纹配合，以使同心调节筒能够在洗井套组件内旋进及旋出；封隔部侧壁设置有出液孔，出液孔与中心管内部连通，封隔部的底部设置有回流口，回流口与中心管连通。
进一步地，洗井组件还包括上接头，上接头设置在洗井套组件的顶部，上接头设置有开口。
进一步地，洗井套组件包括套体及定位筒，套体与封隔部连接，定位筒固定安装在套体的内部，定位筒内壁上设置有外螺纹，同心调节筒的外壁设置有内螺纹，外螺纹与内螺纹旋合。
进一步地，同心调节筒的内部设置有驱动结构，驱动结构能够与外部驱动设备的输出端连接。
进一步地，驱动结构包括一个或多个传动槽。
进一步地，传动槽为多个，多个传动槽沿同心调节筒的周向间隔设置在同心调节筒的筒壁上，传动槽为通槽或扩径槽。
进一步地，套体的内壁设置有锥面，进液孔贯穿锥面，锥面自上至下向洗井套的轴线倾斜，同心调节筒的周向设置有圆锥凸缘，圆锥凸缘的斜度与锥面的斜度相适配。
进一步地，进液孔为多个，多个进液孔沿洗井套的周向间隔设置，进液孔的孔径为1-40mm，进液孔为圆形或椭圆形。
进一步地，洗井套组件还包括密封部，在同心调节筒处于密封位置的情况下，密封部位于锥面与圆锥凸缘之间。
进一步地，圆锥凸缘的外部设置有多个环形凹槽，密封部包括两个密封圈，两个密封圈分别位于两个环形凹槽中，在同心调节筒处于密封位置的情况下，进液孔位于两个密封圈之间。
应用本发明的技术方案，本发明通过螺纹传动的方式实现进液孔的开闭，改变了以往大压差可洗井封隔器的反洗阀结构，将已有在一定压力下由弹簧形变打开关闭的洗井阀结构改进为可电控调节打开关闭的洗井阀结构。正常注水时同心调节筒处于密封位置，洗井组件处于常关状态，进行洗井时，从油管中下入电动控制工具到同心调节筒处，控制其旋转退回，切换至进液位置，完成洗井。洗井完毕后，再用电控工具控制同心调节筒反转，以关闭进液孔。本发明一方面解决了高压差分注问题，另一方面降低了洗井的泵压力，提高洗井排量，能够满足大层间压差(15MPa以内)井的分注，同时取消掉了普通高压差可洗井封隔器的弹簧结构，延长了封隔器的使用时间，洗井时，洗井压力比常规的Y341封隔器还低3-5Mpa，使洗井操作在压力和排量方面更容易达到洗井作业规范的要求。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示意性示出了本发明的封隔器的实施例的半剖结构图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、封隔部；11、出液孔；12、回流口；20、洗井组件；21、洗井套组件；211、进液孔；212、套体；213、定位筒；22、同心调节筒；23、上接头；231、开口。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术中所记载的，常见的注水用可洗井封隔器为Y341，其反洗井通道的开启压力在3-5MPa，对于层间压差大于6MPa的水井，可洗井封隔器不能承受如此高的正向压差，在停注期间，上层高压层的液体会通过封隔器反洗通道窜流到下部的低压层，影响注水。目前调整Y341封隔器洗井通道的方法有两种，一是通过增大封隔器洗井阀内的回位弹簧来提高洗井阀开启压力，这种方式一般可以将洗井压力提高至约6MPa；另一种方式是改变洗井阀活塞的面积比来提高洗井阀开启压力，这种方式可以将洗井通道的开启压力提高的8-106MPa。可是，如果调高洗井通道的开启压力，又会带来新的难题，洗井通道压力调高至6MPa以后，洗井时压力偏高，尤其是在深井上洗井时，洗井压力升高后，排量难以满足洗井要求(通常洗井排量大于30方/小时)。
为了解决上述问题，参见图1所示，本发明的实施例提供了一种封隔器，包括封隔部10及与封隔部10连接的洗井组件20，洗井组件20内部与封隔部10的中心管连通；洗井组件20包括洗井套组件21及同心调节筒22，洗井套组件21与封隔部10连接，洗井套组件21上设置有进液孔211，同心调节筒22沿洗井套组件21的轴向可移动地设置在洗井套组件21内，同心调节筒22具有遮挡进液孔211的密封位置以及避让进液孔211的进液位置，同心调节筒22的外壁与洗井套组件21螺纹配合，以使同心调节筒22能够在洗井套组件21内旋进及旋出；封隔部10侧壁设置有出液孔11，出液孔11与中心管内部连通，封隔部10的底部设置有回流口12，回流口12与中心管连通。本发明通过螺纹传动的方式实现进液孔的开闭，改变了以往大压差可洗井封隔器的反洗阀结构，将已有在一定压力下由弹簧形变打开关闭的洗井阀结构改进为可电控调节打开关闭的洗井阀结构。正常注水时同心调节筒处于密封位置，洗井组件处于常关状态，进行洗井时，从油管中下入电动控制工具到同心调节筒处，控制其旋转退回，切换至进液位置，完成洗井。洗井完毕后，再用电控工具控制同心调节筒反转，以关闭进液孔。本发明一方面解决了高压差分注问题，另一方面降低了洗井的泵压力，提高洗井排量，能够满足大层间压差(15MPa以内)井的分注，同时取消掉了普通高压差可洗井封隔器的弹簧结构，延长了封隔器的使用时间，洗井时，洗井压力比常规的Y341封隔器还低3-5Mpa，使洗井操作在压力和排量方面更容易达到洗井作业规范的要求。其中，本实施例中的封隔部不仅可为图1中示出的Y341封隔器，也可为其他型号的封隔器，只要是能够与本实施例的洗井组件配合完成洗井操作的封隔器均可。
为了便于下入，本实施例中的洗井组件20还包括上接头23，上接头23设置在洗井套组件21的顶部，上接头23设置有开口231。通过设置开口给反洗井操作提供出口，也便于外部驱动设备伸入至洗井组件内部，外部驱动设备优选为电控机械手。
具体来说，本实施例中的洗井套组件21包括套体212及定位筒213，套体212与封隔部10连接，定位筒213固定安装在套体212的内部，定位筒213内壁上设置有外螺纹，同心调节筒22的外壁设置有内螺纹，外螺纹与内螺纹旋合。工作时，外部驱动设备进入到同心调节筒内部，驱动同心调节筒旋转，并通过外螺纹与内螺纹的配合，实现了同心调节筒在密封位置及进液位置之间的切换。进液孔打开时，液体从进液孔进入，从出液孔流出，再通过回流口进入中心管，从开口返回，此处洗井操作与已有洗井封隔器洗井操作过程相同，不再赘述。
为了便于外部驱动设备，如电控机械手等的驱动，本实施例中的同心调节筒22的内部设置有驱动结构，驱动结构能够与外部驱动设备的输出端连接。工作时，外部驱动设备进入到同心调节筒内部，并与驱动结构配合，使得驱动同心调节筒旋转，并通过外螺纹与内螺纹的配合，实现了同心调节筒在密封位置及进液位置之间的切换。
本实施例中的驱动结构包括一个或多个传动槽，其中，此处的多个是指两个及两个以上，在一种具体的实施例中，传动槽为多个，多个传动槽沿同心调节筒22的周向间隔设置在同心调节筒22的筒壁上。传动槽可与已有油田用可下入井下的电控机械手的机械爪配合，机械爪张开分别伸入多个传动槽中，进而将机械爪的动力传递给同心调节筒。其中，同心调节筒与洗井套组件同心。
优选地，本实施例中的传动槽为通槽或扩径槽。
为了使同心调节筒在套体内部能够流畅运动，并保证密封性能，本实施例中的套体212的内壁设置有锥面，进液孔211贯穿锥面，锥面自上至下向洗井套的轴线倾斜，同心调节筒22的周向设置有圆锥凸缘，圆锥凸缘的斜度与锥面的斜度相适配，通过圆锥凸缘实现对进液孔的密封。优选地，锥面上设置有环形橡胶垫，以保证锥面与圆锥凸缘之间的密封性能。
为了保证洗液效率，本实施例中的进液孔211为多个，多个进液孔211沿洗井套的周向间隔设置。其中，进液孔的孔径为1-40mm，优选为，20mm。进液孔为圆形或椭圆形。
为了保证同心调节筒处于密封位置时的密封性能，本实施例中的洗井套组件21还包括密封部，在同心调节筒22处于密封位置的情况下，密封部位于锥面与圆锥凸缘之间。
具体来说，本实施例中的圆锥凸缘的外部设置有多个环形凹槽，密封部包括两个密封圈，两个密封圈分别位于两个环形凹槽中，在同心调节筒22处于密封位置的情况下，进液孔211位于两个密封圈之间。其中，环形凹槽以及密封圈的数量不限于两个，也可为多个，只要是能够将进液孔的上部及下部均密封的结构均可，也可为了更好的密封效果，优选地，设置多个，如进液孔上方设置两个密封圈，进液孔下方设置两个密封圈。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
本发明通过螺纹传动的方式实现进液孔的开闭，改变了以往大压差可洗井封隔器的反洗阀结构，将已有在一定压力下由弹簧形变打开关闭的洗井阀结构改进为可电控调节打开关闭的洗井阀结构。正常注水时同心调节筒处于密封位置，洗井组件处于常关状态，进行洗井时，从油管中下入电动控制工具到同心调节筒处，控制其旋转退回，切换至进液位置，完成洗井。洗井完毕后，再用电控工具控制同心调节筒反转，以关闭进液孔。本发明一方面解决了高压差分注问题，另一方面降低了洗井的泵压力，提高洗井排量，能够满足大层间压差(15MPa以内)井的分注，同时取消掉了普通高压差可洗井封隔器的弹簧结构，延长了封隔器的使用时间，洗井时，洗井压力比常规的Y341封隔器还低3-5Mpa，使洗井操作在压力和排量方面更容易达到洗井作业规范的要求。其中，本实施例中的封隔部不仅可为图1中示出的Y341封隔器，也可为其他型号的封隔器，只要是能够与本实施例的洗井组件配合完成洗井操作的封隔器均可。
应该指出，上述详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。
例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
在上面详细的说明中，参考了附图，附图形成本文的一部分。在附图中，类似的符号典型地确定类似的部件，除非上下文以其他方式指明。在详细的说明书、附图及权利要求书中所描述的图示说明的实施方案不意味是限制性的。在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围下，其他实施方案可以被使用，并且可以作其他改变。将容易理解的是，如本文一般所描述的及附图所图示说明的，本公开的方面可以在广泛种类的不同的配置中被编排、代替、组合、分开以及设计，所有这些在本文被明确地考虑。
根据本申请所描述的特定实施方案的本公开将不受限制，其被意图作为各种方面的图示说明。如对本领域技术人员将是清晰的那样，在不脱离本公开的精神和范围下可以作许多修改和变更。在本公开范围内，功能上等同的方法和设备，除了本文所列举的那些之外，从前述说明书来看对本领域技术人员将是清晰的。这样的修改和变更意图落入所附权利要求书的范围内。本公开将仅由所附权利要求书的条款以及这样的权利要求所给予权利的等同物的全部范围限制。将理解的是，本公开不限于特定的方法、试剂、化合物、组成或生物系统，其当然可以变化。也将理解的是，本文所使用的术语仅是出于描述特定的实施方案的目的，而并非意图是限制性的。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种封隔器，其特征在于，包括封隔部(10)及与所述封隔部(10)连接的洗井组件(20)，所述洗井组件(20)内部与所述封隔部(10)的中心管连通；
所述洗井组件(20)包括洗井套组件(21)及同心调节筒(22)，所述洗井套组件(21)与所述封隔部(10)连接，所述洗井套组件(21)上设置有进液孔(211)，所述同心调节筒(22)沿所述洗井套组件(21)的轴向可移动地设置在所述洗井套组件(21)内，所述同心调节筒(22)具有遮挡所述进液孔(211)的密封位置以及避让所述进液孔(211)的进液位置，所述同心调节筒(22)的外壁与所述洗井套组件(21)螺纹配合，以使所述同心调节筒(22)能够在所述洗井套组件(21)内旋进及旋出；
所述封隔部(10)侧壁设置有出液孔(11)，所述出液孔(11)与所述中心管内部连通，所述封隔部(10)的底部设置有回流口(12)，所述回流口(12)与所述中心管连通；
所述洗井套组件(21)包括套体(212)及定位筒(213)，所述套体(212)与所述封隔部(10)连接，所述定位筒(213)固定安装在所述套体(212)的内部，所述定位筒(213)内壁上设置有外螺纹，所述同心调节筒(22)的外壁设置有内螺纹，所述外螺纹与所述内螺纹旋合。
2.根据权利要求1所述的封隔器，其特征在于，所述洗井组件(20)还包括上接头(23)，所述上接头(23)设置在所述洗井套组件(21)的顶部，所述上接头(23)设置有开口(231)。
3.根据权利要求1所述的封隔器，其特征在于，所述同心调节筒(22)的内部设置有驱动结构，所述驱动结构能够与外部驱动设备的输出端连接。
4.根据权利要求3所述的封隔器，其特征在于，所述驱动结构包括一个或多个传动槽。
5.根据权利要求4所述的封隔器，其特征在于，所述传动槽为多个，多个所述传动槽沿所述同心调节筒(22)的周向间隔设置在所述同心调节筒(22)的筒壁上，所述传动槽为通槽或扩径槽。
6.根据权利要求1所述的封隔器，其特征在于，所述套体(212)的内壁设置有锥面，所述进液孔(211)贯穿所述锥面，所述锥面自上至下向所述洗井套的轴线倾斜，所述同心调节筒(22)的周向设置有圆锥凸缘，所述圆锥凸缘的斜度与所述锥面的斜度相适配。
7.根据权利要求1所述的封隔器，其特征在于，所述进液孔(211)为多个，多个所述进液孔(211)沿所述洗井套的周向间隔设置，所述进液孔的孔径为1-40mm，所述进液孔为圆形或椭圆形。
8.根据权利要求6所述的封隔器，其特征在于，所述洗井套组件(21)还包括密封部，在所述同心调节筒(22)处于所述密封位置的情况下，所述密封部位于所述锥面与所述圆锥凸缘之间。
9.根据权利要求8所述的封隔器，其特征在于，所述圆锥凸缘的外部设置有多个环形凹槽，所述密封部包括两个密封圈，两个所述密封圈分别位于两个所述环形凹槽中，在所述同心调节筒(22)处于所述密封位置的情况下，所述进液孔(211)位于两个所述密封圈之间。
10.一种封隔器，其特征在于，包括封隔部(10)及与所述封隔部(10)连接的洗井组件(20)，所述洗井组件(20)内部与所述封隔部(10)的中心管连通；
所述洗井组件(20)包括洗井套组件(21)及同心调节筒(22)，所述洗井套组件(21)与所述封隔部(10)连接，所述洗井套组件(21)上设置有进液孔(211)，所述同心调节筒(22)沿所述洗井套组件(21)的轴向可移动地设置在所述洗井套组件(21)内，所述同心调节筒(22)具有遮挡所述进液孔(211)的密封位置以及避让所述进液孔(211)的进液位置，所述同心调节筒(22)的外壁与所述洗井套组件(21)螺纹配合，以使所述同心调节筒(22)能够在所述洗井套组件(21)内旋进及旋出；
所述封隔部(10)侧壁设置有出液孔(11)，所述出液孔(11)与所述中心管内部连通，所述封隔部(10)的底部设置有回流口(12)，所述回流口(12)与所述中心管连通；
所述同心调节筒(22)的内部设置有驱动结构，所述驱动结构能够与外部驱动设备的输出端连接。
11.根据权利要求10所述的封隔器，其特征在于，所述驱动结构包括一个或多个传动槽。
12.根据权利要求11所述的封隔器，其特征在于，所述传动槽为多个，多个所述传动槽沿所述同心调节筒(22)的周向间隔设置在所述同心调节筒(22)的筒壁上，所述传动槽为通槽或扩径槽。
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|---|---|---|---|---|
| US4722400A (en) * | 1986-05-12 | 1988-02-02 | Baker Oil Tools, Inc. | Mechanically actuated subsurface injection tool |
| CN102011562A (zh) * | 2010-11-05 | 2011-04-13 | 四川中圣科技有限公司 | 一种地面机械控制式固井工具的施工工艺 |
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2021
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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