CN116696275A - 防砂卡层封隔器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及井油层控制工具技术领域，具体提供了防砂卡层封隔器，包括胶筒，胶筒内套接有内管，沿着胶筒插入方向，在胶筒的两端分别连接有上接头和下接头；防砂器设置在上接头上，本发明通过贴合套和对胶筒上方的井道内壁进行贴合固定以及砂砾集中操作，以降低砂砾堆积在胶筒上方导致胶筒被堵塞的几率，具体的，先将胶筒下放至设计深度，之后，驱使胶筒膨胀以使胶筒完成对井道的封隔，之后，再引入流体以充盈贴合套体积直至与井道内壁贴合，而贴合套充盈后，贴合套便会形成有能够存储朝胶筒方向掉落的砂砾的存砂腔。

Description

防砂卡层封隔器

技术领域

本发明涉及井油层控制工具领域，尤其涉及一种防砂卡层封隔器。

背景技术

封隔器是控制油层的工具，当封隔器的胶筒扩张封隔油层后，封隔器之上的油管、套管环形空间就会积累砂子，积累的砂子超过一定数量后将会埋死封隔器，一方面堵塞进油口，造成油井不出油；另一方面造成下次作业时封隔器卡死提不出来，需要大修解卡，增加作业费用，增加作业时间，有可能解卡不成功，使油井报废，产生重大经济损失。

公开号为CN2888062的专利，公开了一种防砂卡封隔器，其设置有有封隔器、沉砂接头，沉砂接头下部与封隔器上部联接。上接头下部与沉砂接头上部联接，分流接头联接在封隔器之下，内管上部插入上接头内，内管下部与分流接头内部螺纹联接。分流接头上有沉砂通道，进油通道。其有益效果是：封隔器之上的油管、套管环形空间的砂子经沉砂接头沉入封隔器之下，不会沉积在封隔器之上，不会出现砂卡封隔器和堵塞油流通道的问题，避免砂堵引起的油井作业和砂卡封隔器引起的大修作业，大大提高油井的经济效益。

但是上述专利文献中提供的封隔器还存在局限性，因为，部分封隔器内需要注入流体才能使得封隔器上的胶筒扩张以完成井道的封隔操作（例如扩张式封隔器），这种注入方式中，注入的流体需要通过滤网罩过滤后再进入胶筒，若是通过引导砂子从封隔器内部流动至井道底部的方式进行防砂，就容易出现砂子附着在封隔器内壁的现象，此时砂子若随着流体进入胶筒，就会加大胶筒内壁的磨损几率，同时由于进入封隔器内部的砂子尺寸是有限制的，一旦砂子尺寸较大就容易堵塞进入封隔器内部的的通道，导致防砂效果失效。

发明内容

本发明提供了一种防砂卡层封隔器，旨在解决从封隔器内部流动的砂子易粘附在封隔器内壁以及易堵塞进入封隔器内部的通道的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种防砂卡层封隔器，包括

胶筒，所述胶筒内套接有内管，沿着胶筒插入方向，在所述胶筒的两端分别连接有上接头和下接头；

防砂器，所述防砂器设置在上接头上，所述防砂器包括设置在上接头外侧的贴合套以及套接在上接头内侧的连接套，所述贴合套与连接套固定连接，所述贴合套能够通过引入流体以充盈自身体积直至与井道内壁贴合；当贴合套充盈后，所述贴合套形成有能够存储朝胶筒方向掉落的砂砾的存砂腔。

作为优选，所述贴合套包括套接于上接头外侧的固定套以及套接于固定套外侧的缩合套，所述缩合套靠近下接头的一端安装有与固定套固定连接的阻挡环条，所述缩合套上设有安装槽，所述安装槽内安装有多个松紧条，所述缩合套与固定套之间安装有多组能够被流体充盈膨胀的膨胀节；当膨胀节充盈膨胀后，所述缩合套被膨胀节推动扩张并拉伸松紧条直至形成环形；呈环形的所述缩合套外径与井道内径相等。

作为优选，所述存砂腔设置在呈环形的所述缩合套与固定套之间；所述内管能够引入流体以使胶筒膨胀并对井道进行封隔；

所述缩合套靠近下接头的一端设有多个与胶筒表面固定连接的连接点，当胶筒膨胀时，所有的所述连接点均处于膨胀后的胶筒端部边缘。

作为优选，所述膨胀节包括与缩合套内侧壁固定连接的定型条，所述定型条的表面设有多个充盈囊柱，所有的所述充盈囊柱能够同时被引入流体。

作为优选，所述上接头的表面与定型条对应位置处设置有凹槽，当充盈囊柱内未引入流体时，所述定型条位于凹槽内。

作为优选，所述连接套包括可拆卸的套接在上接头内侧的触发套，所述触发套内设有至少两个引入室；多组膨胀节按照设定数目被分成多个胀大区，每个胀大区与每个引入室一一对应设置，且每个引入室均能够将流体引入每个胀大区内的膨胀节；

所述引入室内密封设置有阻挡囊环，当引入室内未进入流体时，所述阻挡囊环位于引入室内，且所述触发套远离下接头的一端端面与上接头远离下接头的一端端面齐平；当引入室内进入流体时，所述阻挡囊环内进入气体并充盈伸出引入室。

作为优选，所述引入室内安装有多个弹簧柱，所述弹簧柱能够推着阻挡囊环伸出引入室。

作为优选，所述触发套内还设有多个进气室，每个所述进气室与每个引入室分别对应设置，所述进气室的侧壁开设有与引入室连通的气孔，所述上接头侧壁开设有滑道，所述滑道内设有能够被膨胀的胶筒拉动的拉胶条，所述拉胶条远离胶筒的一端设有能够塞入气孔的塞柱。

作为优选，伸出引入室的所述阻挡囊环与触发套轴心线平行设置或朝触发套轴心线倾斜设置。

本发明的有益效果是：

本发明通过贴合套和对胶筒上方的井道内壁进行贴合固定以及砂砾集中操作，以降低砂砾堆积在胶筒上方导致胶筒被堵塞的几率，具体的，先将胶筒下放至设计深度，之后，驱使胶筒膨胀以使胶筒完成对井道的封隔，之后，再引入流体以充盈贴合套体积直至与井道内壁贴合，而贴合套充盈后，贴合套便会形成有能够存储朝胶筒方向掉落的砂砾的存砂腔。

本发明可通过阻挡囊环的设置进一步限制砂砾的溅射方向，以使砂砾不会进入内管。

本发明可通过胶筒与拉胶条的配合，使得胶筒在胀大后缩合套也会快速扩张，以避免出现胶筒拉扯缩合套的现象。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明中的缩合套扩张后的整体结构示意图；

图2是本发明中的缩合套未扩张时的整体结构示意图；

图3是本发明中的松紧条结构示意图；

图4是本发明中的阻挡环条结构示意图；

图5是本发明中的引入室结构示意图；

图6是本发明中的气孔结构示意图。

附图标记：1、胶筒；2、内管；3、上接头；4、下接头；5、贴合套；6、连接套；7、存砂腔；8、固定套；9、缩合套；10、阻挡环条；11、安装槽；12、松紧条；13、定型条；14、充盈囊柱；15、凹槽；16、触发套；17、引入室；18、阻挡囊环；19、弹簧柱；20、进气室；21、气孔；22、滑道；23、拉胶条；24、塞柱。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1至图6所示，本发明实施例提供了一种防砂卡层封隔器，包括胶筒1，胶筒1内套接有内管2，沿着胶筒1插入方向，在胶筒1的两端分别连接有上接头3和下接头4；防砂器设置在上接头3上，防砂器包括设置在上接头3外侧的贴合套5以及套接在上接头3内侧的连接套6，贴合套5与连接套6固定连接，贴合套5能够通过引入流体以充盈自身体积直至与井道内壁贴合；当贴合套5充盈后，贴合套5形成有能够存储朝胶筒1方向掉落的砂砾的存砂腔7。

本发明通过贴合套5和对胶筒1上方的井道内壁进行贴合固定以及砂砾集中操作，以降低砂砾堆积在胶筒1上方导致胶筒1被堵塞的几率，具体的，先将胶筒1下放至设计深度，之后，驱使胶筒1膨胀以使胶筒1完成对井道的封隔，之后，再引入流体以充盈贴合套5体积直至与井道内壁贴合，而贴合套5充盈后，贴合套5便会形成有能够存储朝胶筒1方向掉落的砂砾的存砂腔7。

需要注意的是：本发明中的胶筒1、内管2、上接头3和下接头4均为现有技术中的扩张式封隔器中的结构（例如，k344型扩张式封隔器），且本发明中的封隔器与现有技术中的扩张式封隔器的工作原理相同，具体的，根据工艺需要，将封隔器、节流器等配套工具，随管柱一起下至设计深度（主要指需要封隔的位置），再朝内管2内加液压，液体流经下接头4处的通道进入内管2与胶筒1之间的环形空间，达到设计压差后，胶筒1胀大至呈环形，之后若卸掉内管2内压力，使其管内外压差低于设计的压差时胶筒1即可收回解封。而设置的防砂器主要用于防止砂砾进入封隔器或者堆积在胶筒1上。

为了实现对井道内壁进行贴合固定操作，故而对贴合套5作进一步限定，贴合套5包括套接于上接头3外侧的固定套8以及套接于固定套8外侧的缩合套9，缩合套9靠近下接头4的一端安装有与固定套8固定连接的阻挡环条10，缩合套9上设有安装槽11，安装槽11内安装有多个松紧条12，缩合套9与固定套8之间安装有多组能够被流体充盈膨胀的膨胀节；当膨胀节充盈膨胀后，缩合套9被膨胀节推动扩张并拉伸松紧条12直至形成环形；呈环形的缩合套9外径与井道内径相等。

呈环形的缩合套9外径与井道内径相等是为了通过缩合套9压贴住井道内壁，预防井道内壁的砂砾掉落，因为若是缩合套9不扩张至对井道内壁进行压贴操作，此时缩合套9与井道内壁之间存在间隙，砂砾就容易通过该间隙掉落至胶筒1上，同时由于缩合套9的存在，井道内壁与缩合套9对应位置处容易与缩合套9发生刮擦，导致砂砾掉落。

存砂腔7设置在呈环形的缩合套9与固定套8之间；内管2能够引入流体以使胶筒1膨胀并对井道进行封隔；缩合套9靠近下接头4的一端设有多个与胶筒1表面固定连接的连接点，当胶筒1膨胀时，所有的连接点均处于膨胀后的胶筒1端部边缘。该连接点处的连接方式可选择两块磁铁或者相互粘连的双面胶连接，即一块与胶筒1连接，另一块与缩合套9连接，通过该连接点的设置，可以使胶筒1膨胀时拉伸缩合套9底端扩张以使缩合套9能充分形成环形，而不会出现仅有膨胀节处为环形的情况。

膨胀节包括与缩合套9内侧壁固定连接的定型条13，定型条13的表面设有多个充盈囊柱14，所有的充盈囊柱14能够同时被引入流体。

上接头3的表面与定型条13对应位置处设置有凹槽15，凹槽15用于隐藏容纳定型条13，以预防定型条13较为突出，同时松紧条12也未被拉伸，如此便可使胶筒1在深入时不会出现缩合套9与井道内壁摩擦或缩合套9被井道内的砂砾卡住的现象，当充盈囊柱14内未引入流体时，定型条13位于凹槽15内。

当胶筒1插入到设计深度后，随着胶筒1进行封堵操作，此时可朝着所有的充盈囊柱14内同时引入流体，之后所有的充盈囊柱14均会胀大并推着每个定型条13都滑出凹槽15，然后，缩合套9会被充盈囊柱14和定型条13推动扩张并拉伸松紧条12直至形成环形，而扩张的缩合套9会牵引阻挡环条10伸张以使后续砂砾进入存砂腔7后不会掉落在胶筒1上而是积聚在阻挡环条10上。

需要注意的是：为了完成对所有的充盈囊柱14内同时引入流体的操作，可通过一根软管将所有的充盈囊柱14连通，之后再朝该软管内注入流体即可（本发明中流体可选择气体）。

若是砂砾掉落过程中没有进入存砂腔7而是掉入内管2就容易出现砂砾粘附在内管2内壁的情况，故而针对连接套6作进一步限定，连接套6包括可拆卸的套接在上接头3内侧的触发套16，触发套16内设有至少两个引入室17；多组膨胀节按照设定数目被分成多个胀大区，每个胀大区与每个引入室17一一对应设置，且每个引入室17均能够将流体引入每个胀大区内的膨胀节；引入室17内密封设置有阻挡囊环18，当引入室17内未进入流体时，阻挡囊环18位于引入室17内，且触发套16远离下接头4的一端端面与上接头3远离下接头4的一端端面齐平；当引入室17内进入流体时，阻挡囊环18内进入气体并充盈伸出引入室17。引入室17内安装有多个弹簧柱19，弹簧柱19能够推着阻挡囊环18伸出引入室17，以使阻挡囊环18膨胀后快速定型而不会出现弯曲现象。

需要注意的是：胀大区的设置是为了便于每个引入室17都能够对设定数目的几组膨胀节进行充气，例如膨胀节设置了四组，则分成两个膨胀区，每个膨胀区内设置两个膨胀节，之后再设置两个引入室17，每个引入室17都能分别对两个膨胀节进行充气。

同时本发明中膨胀节与引入室17的充气方式可选择由外界导管注入也可选择其他方式，但为了在胶筒1胀大后缩合套9也会快速扩张，以避免出现胶筒1拉扯缩合套9的现象，故而提供了如下实施例：

触发套16内还设有多个进气室20，每个进气室20与每个引入室17分别对应设置，进气室20的侧壁开设有与引入室17连通的气孔21，上接头3侧壁开设有滑道22，滑道22内设有能够被膨胀的胶筒1拉动的拉胶条23，拉胶条23远离胶筒1的一端设有能够塞入气孔21的塞柱24。

本实施例中，气孔21内可设置单向阀（可参考现有技术中的真空压缩袋上的单向阀），同时触发套16外侧壁可设置与上述软管导通连接的气管，该气管将触发套16与膨胀节固定连接。

胶筒1未胀大，阻挡囊环18位于引入室17内，且引入室17内处于负压状态，当胶筒1胀大后，膨胀的胶筒1会拉动拉胶条23，之后拉胶条23会沿着滑道22内壁滑动，随着拉胶条23的滑动其会拉着塞柱24滑出气孔21，之后，外界气流会通过气孔21进入引入室17，然后阻挡囊环18内会进入气体并充盈伸出引入室17，同时弹簧柱19会支撑充盈的阻挡囊环18，同时进入引入室17内的气体也会通过气管对所有的充盈囊柱14进行充气。

需要注意的是：可将外界导管与触发套16连通，以辅助对引入室17内充气，以使充盈囊柱14能充分胀大。

伸出引入室17的阻挡囊环18与触发套16轴心线平行设置或朝触发套16轴心线倾斜设置。如此设置是为了进一步限制砂砾的溅射方向，以使砂砾不会进入内管2。

本发明在具体工作时：

先将胶筒1下放至设计深度，之后，驱使胶筒1膨胀以使胶筒1完成对井道的封隔，之后，当胶筒1胀大后，膨胀的胶筒1会拉动拉胶条23，之后拉胶条23会沿着滑道22内壁滑动，随着拉胶条23的滑动其会拉着塞柱24滑出气孔21，之后，外界气流会通过气孔21进入引入室17，然后阻挡囊环18内会进入气体并充盈伸出引入室17，同时弹簧柱19会伸长并支撑充盈的阻挡囊环18，同时进入引入室17内的气体也会通过气管对所有的充盈囊柱14进行充气，之后所有的充盈囊柱14均会胀大并推着每个定型条13都滑出凹槽15，然后，缩合套9会被充盈囊柱14和定型条13推动扩张并拉伸松紧条12直至形成环形，而扩张的缩合套9会牵引阻挡环条10伸张以使后续砂砾进入存砂腔7后不会掉落在胶筒1上而是积聚在阻挡环条10上。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。

Claims (9)

1.一种防砂卡层封隔器，包括胶筒（1），其特征在于：

所述胶筒（1）内套接有内管（2），沿着胶筒（1）插入方向，在所述胶筒（1）的两端分别连接有上接头（3）和下接头（4）；

防砂器，所述防砂器设置在上接头（3）上，所述防砂器包括设置在上接头（3）外侧的贴合套（5）以及套接在上接头（3）内侧的连接套（6），所述贴合套（5）与连接套（6）固定连接，所述贴合套（5）能够通过引入流体以充盈自身体积直至与井道内壁贴合；当贴合套（5）充盈后，所述贴合套（5）形成有能够存储朝胶筒（1）方向掉落的砂砾的存砂腔（7）。

2.如权利要求1所述的防砂卡层封隔器，其特征在于：所述贴合套（5）包括套接于上接头（3）外侧的固定套（8）以及套接于固定套（8）外侧的缩合套（9），所述缩合套（9）靠近下接头（4）的一端安装有与固定套（8）固定连接的阻挡环条（10），所述缩合套（9）上设有安装槽（11），所述安装槽（11）内安装有多个松紧条（12），所述缩合套（9）与固定套（8）之间安装有多组能够被流体充盈膨胀的膨胀节；当膨胀节充盈膨胀后，所述缩合套（9）被膨胀节推动扩张并拉伸松紧条（12）直至形成环形；呈环形的所述缩合套（9）外径与井道内径相等。

3.如权利要求2所述的防砂卡层封隔器，其特征在于：所述存砂腔（7）设置在呈环形的所述缩合套（9）与固定套（8）之间；所述内管（2）能够引入流体以使胶筒（1）膨胀并对井道进行封隔；

所述缩合套（9）靠近下接头（4）的一端设有多个与胶筒（1）表面固定连接的连接点，当胶筒（1）膨胀时，所有的所述连接点均处于膨胀后的胶筒（1）端部边缘。

4.如权利要求3所述的防砂卡层封隔器，其特征在于：所述膨胀节包括与缩合套（9）内侧壁固定连接的定型条（13），所述定型条（13）的表面设有多个充盈囊柱（14），所有的所述充盈囊柱（14）能够同时被引入流体。

5.如权利要求4所述的防砂卡层封隔器，其特征在于：所述上接头（3）的表面与定型条（13）对应位置处设置有凹槽（15），当充盈囊柱（14）内未引入流体时，所述定型条（13）位于凹槽（15）内。

6.如权利要求5所述的防砂卡层封隔器，其特征在于：所述连接套（6）包括可拆卸的套接在上接头（3）内侧的触发套（16），所述触发套（16）内设有至少两个引入室（17）；多组膨胀节按照设定数目被分成多个胀大区，每个胀大区与每个引入室（17）一一对应设置，且每个引入室（17）均能够将流体引入每个胀大区内的膨胀节；

所述引入室（17）内密封设置有阻挡囊环（18），当引入室（17）内未进入流体时，所述阻挡囊环（18）位于引入室（17）内，且所述触发套（16）远离下接头（4）的一端端面与上接头（3）远离下接头（4）的一端端面齐平；当引入室（17）内进入流体时，所述阻挡囊环（18）内进入气体并充盈伸出引入室（17）。

7.如权利要求6所述的防砂卡层封隔器，其特征在于：所述引入室（17）内安装有多个弹簧柱（19），所述弹簧柱（19）能够推着阻挡囊环（18）伸出引入室（17）。

8.如权利要求7所述的防砂卡层封隔器，其特征在于：所述触发套（16）内还设有多个进气室（20），每个所述进气室（20）与每个引入室（17）分别对应设置，所述进气室（20）的侧壁开设有与引入室（17）连通的气孔（21），所述上接头（3）侧壁开设有滑道（22），所述滑道（22）内设有能够被膨胀的胶筒（1）拉动的拉胶条（23），所述拉胶条（23）远离胶筒（1）的一端设有能够塞入气孔（21）的塞柱（24）。

9.如权利要求8所述的防砂卡层封隔器，其特征在于：伸出引入室（17）的所述阻挡囊环（18）与触发套（16）轴心线平行设置或朝触发套（16）轴心线倾斜设置。