CN201908615U - 一种分层注汽封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分层注汽封隔器，包括中心管、上接头、下接头、座封组件、液压机构和锁定机构，所述液压外套、下接头、下活塞和中心管之间形成用于放置膨胀剂的密封腔室；所述中心管内注入高温气体时，所述密封腔室内的膨胀剂受热膨胀并依次推动所述下活塞、活塞杆组件、衬套和锁紧组件沿中心管的外管壁移动，所述活塞杆组件挤压所述高温胶筒的一端，当所述紧定机构处于锁定位置时，所述高温胶筒完成座封，当所述紧定机构同所述衬套脱离时，所述高温胶筒回弹并完成解封，本实用新型的密封液缸驱动方式，具有耐高温、高压，不易卡井、施工简单方便的特点。

Description

一种分层注汽封隔器

技术领域

本实用新型涉及油田注汽开采稠油技术领域，特别涉及一种分层注汽封隔器，适用于5″套管井眼的封隔器。

背景技术

近年来由于稠油注汽轮次的普遍增高，5″套管井的数量急剧增加，同时套管损坏严重，有些甚至无法修复。为了节约成本，提高开采效益，在原有7″井眼内侧钻5″井眼开采，这都要求配套的注采工艺技术。但是，由于受5″套管井井眼小的限制，目前油田生产中使用的常规注汽工具无法在5″套管井中应用，还未有专门适应5″套管井井眼的封隔器。

目前常用的机械压缩式(压重式)或者扩张式注汽封隔器是靠压重压缩胶筒密封或者可膨胀金属在一定温度下膨胀密封，其外径大，座封解封难。

因此，需要研制一种适应于5″套管井的新型小直径分层注汽封隔器，做到封隔器密封效果良好，解封可靠，提高注汽效果，有效经济开采稠油，完善稠油小井眼分层配注汽工艺技术，提高该类油井的最终采收率。

实用新型内容

为了实现封隔器在5″套管井中的应用，本实用新型提供了一种密封效果良好，解封可靠，适合于小直径套管井的分层注汽封隔器，所述技术方案如下：

一种分层注汽封隔器，包括中心管、上接头、下接头、座封组件、液压机构和锁定机构，所述中心管的两端分别同所述上接头和下接头螺纹连接；

所述座封组件、锁定机构及液压机构套置于所述中心管的外管壁上，所述液压机构和锁定机构分别设置于所述座封组件的两端，所述锁定机构的一端同所述上接头固定连接，所述液压机构的一端同所述下接头固定连接；

所述座封组件包括高温胶筒、置于高温胶筒和中心管之间并同中心管滑动连接的衬套及置于所述高温胶筒两端的隔环，所述液压机构和锁定机构分别同所述衬套连接，

所述液压机构包括液缸外套、下活塞及用于推动所述座封组件沿所述中心管滑动的活塞杆组件，所述活塞杆组件的一端同所述下活塞固定连接，另一端同所述衬套固定连接，所述液缸外套的一端同所述下接头固定连接，所述液压外套、下接头、下活塞和中心管之间形成用于放置膨胀剂的密封腔室；

所述中心管内注入高温气体时，所述密封腔室内的膨胀剂受热膨胀并依次推动所述下活塞、活塞杆组件、衬套和锁紧组件沿中心管的外管壁移动，所述活塞杆组件挤压所述高温胶筒的一端，当所述紧定机构处于锁定位置时，所述高温胶筒完成座封，当所述紧定机构同所述衬套脱离时，所述高温胶筒回弹并完成解封。

所述活塞杆组件包括连接体及同所述中心管滑动连接的连接套，所述连接套的一端同所述下活塞固定连接，其另一端设有外螺纹并同设置于所述连接体一端的内螺纹固定连接，所述连接体的另一端设有内螺纹，其端部同所述高温胶筒一端的隔环接触连接，并通过内螺纹同所述衬套螺纹连接。

所述连接套和中心管之间的中心管外管壁上套设有石墨环，所述石墨环的两端分别同所述连接体和衬套连接。

所述紧定机构包括锁套、弹性锁块、上活塞和连接环，所述锁套的一端设有内螺纹，其通过内螺纹同所述上接头的外螺纹固定连接，其另一端的端部同所述隔环的侧面接触连接；

所述连接环套置于所述上活塞上并通过解封销钉紧定连接，所述连接环同所述锁套可滑动连接，所述上活塞同所述衬套的一端螺纹固定连接，所述弹性锁块设置于所述连接环上的凹槽内，所述弹性锁块的上端面同所述锁套滑动连接；

所述锁套上设有凹形卡槽，当所述连接环上的弹性锁块移动至所述凹形卡槽位置时，所述弹性锁块弹出后其上部进入所述凹形卡槽内，完成对所述高温胶筒座封位置的固定；当上拉上接头使所述解封销钉截断，所述高温胶筒回弹后完成解封。

所述下接头上还套置有同其螺纹连接的挡环，所述挡环的一端设置于所述液缸外套内，所述挡环的外圆面同所述液缸外套的内圆面相接触。

本实用新型实施例提供的技术方案的有益效果是：

本实用新型采用膨胀剂作为动力压缩高温胶筒座封，注汽时，由于温度上升，使得由中心管、下活塞、液缸外套和下接头组成的密封腔室内的膨胀剂膨胀，压力上升推动下活塞上行，下活塞通过连接套推动连接体与衬套上行，压缩高温胶筒完成座封，同时弹性锁块锁紧在锁套上，封隔器座封完毕。解封时只需上提同上接头连接的油管，锁定机构在摩擦力的作用下，剪断解封销钉16，完成解封，由于采用压缩式高温胶筒，密闭液缸驱动方式，具有耐高温、高压、不易卡井、施工简单方便等特点。

本实用新型的封隔器最大外径为Φ103mm、最小内径为Φ46mm、坐封温度大于200℃、承受上下压差17MPa、耐温380℃，最大长度为918mm，结构简单，密封效果好，性能可靠，密封效果良好，可方便实现坐封、解封。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型的结构示意图。

图中：

1、上接头2、锁套3、中心管4、弹性锁块5、上活塞6、连接环7、高温胶筒8、隔环9、衬套10、连接体11、连接套12、下活塞13、液缸外套14、挡环15、下接头16、解封销钉17、凹形卡槽18、密封腔室，19、石墨环。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本实用新型的分层注汽封隔器，各个零部件均为圆环形，包括中心管3、上接头1、下接头15、座封组件、液压机构和锁定机构，中心管3的两端分别同上接头1和下接头15螺纹连接；座封组件、锁定机构及液压机构套置于中心管3的外管壁上，液压机构和锁定机构分别设置于座封组件的两端，锁定机构的一端同上接头1固定连接，液压机构的一端同下接头15固定连接。

其中座封组件包括高温胶筒7、置于高温胶筒7和中心管3之间并同中心管3滑动连接的衬套9及置于高温胶筒7两端的隔环8，液压机构和锁定机构分别同衬套9连接，隔环8的下端可沿衬套9滑动。

液压机构包括液缸外套13、下活塞12及用于推动所述座封组件沿所述中心管3滑动的活塞杆组件，活塞杆组件包括连接体10及同中心管3滑动连接的连接套11，连接套11的一端同下活塞12固定连接，其另一端设有外螺纹并同设置于连接体10一端的内螺纹固定连接，连接体10的另一端设有内螺纹，其端部同高温胶筒7一端的隔环8接触连接，并通过内螺纹同所述衬套9螺纹连接。在连接套11和中心管3之间的中心管3外管壁上套设有石墨环19，石墨环19的两端分别同连接体10和衬套9的一端相接触。

液压外套13、下接头15、下活塞12和中心管3之间形成用于放置膨胀剂的密封腔室18。

紧定机构包括锁套2、弹性锁块4、上活塞5和连接环6，锁套2的一端设有内螺纹，其通过内螺纹同上接头1的外螺纹固定连接，其另一端的端部同隔环8的侧面接触连接；

连接环6套置于上活塞5上并通过解封销钉16紧定连接，连接环6同锁套2可滑动连接，上活塞5同衬套9的一端螺纹固定连接，弹性锁块4设置于连接环6上的凹槽内，弹性锁块4的上端面同锁套2滑动连接；

锁套2上设有凹形卡槽17，当连接环6上的弹性锁块4移动至所述凹形卡槽17位置时，弹性锁块4弹出后其上部进入凹形卡槽17内，完成对所述高温胶筒7座封位置的固定；当上拉上接头1使解封销钉16截断，高温胶筒7回弹后完成解封。

另外，在下接头15上还套置有同其螺纹连接的挡环14，挡环14的一端设置于液缸外套13内，挡环14的外圆面同液缸外套13的内圆面相接触。

中心管3内注入高温气体时，当注汽温度超过100℃后，使得由中心管3、下活塞12、液缸外套13和下接头15组成的密封腔室内的膨胀剂膨胀，压力上升推动下活塞12上行，下活塞12通过连接套11推动连接体10与衬套9上行，压缩高温胶筒完成坐封，同时弹性锁块4弹出并置于锁套2的凹形卡槽内，从而完成封隔器的坐封。解封时上提油管，从而带动上接头，锁套和中心管上行，连接连接环6和上活塞5的解封销钉16在摩擦力的作用下被剪断，上活塞5同连接环6脱开，高温胶筒7回位，完成解封。在设计中，膨胀剂在温差的作用下膨胀的距离即为高温胶筒7的压缩距离，同时完成弹性锁块4锁紧在锁套2上，此设计的密封液缸驱动方式，具有耐高温、高压，不易卡井、施工简单方便的特点。

另外，本实用新型最大外径为Φ103mm、最小内径为Φ46mm、座封温度大于200℃、承受上下压差17MPa、耐温380℃，最大长度为918mm，结构简单，密封效果好，性能可靠，密封效果良好，可方便实现座封、解封。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种分层注汽封隔器，包括中心管、上接头、下接头、座封组件、液压机构和锁定机构，所述中心管的两端分别同所述上接头和下接头螺纹连接；

所述座封组件、锁定机构及液压机构套置于所述中心管的外管壁上，所述液压机构和锁定机构分别设置于所述座封组件的两端，所述锁定机构的一端同所述上接头固定连接，所述液压机构的一端同所述下接头固定连接；

所述座封组件包括高温胶筒、置于高温胶筒和中心管之间并同中心管滑动连接的衬套及置于所述高温胶筒两端的隔环，所述液压机构和锁定机构分别同所述衬套连接，

其特征在于：

所述液压机构包括液缸外套、下活塞及用于推动所述座封组件沿所述中心管滑动的活塞杆组件，所述活塞杆组件的一端同所述下活塞固定连接，另一端同所述衬套固定连接，所述液缸外套的一端同所述下接头固定连接，所述液压外套、下接头、下活塞和中心管之间形成用于放置膨胀剂的密封腔室；

所述中心管内注入高温气体时，所述密封腔室内的膨胀剂受热膨胀并依次推动所述下活塞、活塞杆组件、衬套和锁紧组件沿中心管的外管壁移动，所述活塞杆组件挤压所述高温胶筒的一端，当所述紧定机构处于锁定位置时，所述高温胶筒完成座封，当所述紧定机构同所述衬套脱离时，所述高温胶筒回弹并完成解封。

2.根据权利要求1所述的分层注汽封隔器，其特征在于：

所述活塞杆组件包括连接体及同所述中心管滑动连接的连接套，所述连接套的一端同所述下活塞固定连接，其另一端设有外螺纹并同设置于所述连接体一端的内螺纹固定连接，所述连接体的另一端设有内螺纹，其端部同所述高温胶筒一端的隔环接触连接，并通过内螺纹同所述衬套螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的分层注汽封隔器，其特征在于：

所述连接套和中心管之间的中心管外管壁上套设有石墨环，所述石墨环的两端分别同所述连接体和衬套连接。

4.根据权利要求1所述的分层注汽封隔器，其特征在于：

所述紧定机构包括锁套、弹性锁块、上活塞和连接环，所述锁套的一端设有内螺纹，其通过内螺纹同所述上接头的外螺纹固定连接，其另一端的端部同所述隔环的侧面接触连接；

所述连接环套置于所述上活塞上并通过解封销钉紧定连接，所述连接环同所述锁套可滑动连接，所述上活塞同所述衬套的一端螺纹固定连接，所述弹性锁块设置于所述连接环上的凹槽内，所述弹性锁块的上端面同所述锁套滑动连接；

所述锁套上设有凹形卡槽，当所述连接环上的弹性锁块移动至所述凹形卡槽位置时，所述弹性锁块弹出后其上部进入所述凹形卡槽内，完成对所述高温胶筒座封位置的固定；当上拉上接头使所述解封销钉截断，所述高温胶筒回弹后完成解封。

5.根据权利要求1-4任一所述的分层注汽封隔器，其特征在于：

所述下接头上还套置有同其螺纹连接的挡环，所述挡环的一端设置于所述液缸外套内，所述挡环的外圆面同所述液缸外套的内圆面相接触。

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