CN202165047U - 适用于水平井的扩张式裸眼封隔器 - Google Patents
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Abstract
适用于水平井的扩张式裸眼封隔器，应用于油田采油井下。主要由抗水击进液装置、扩张式胶筒总成、锁紧机构、防阻机构组成。在抗水击进液装置的上部连接有上接头，抗水击进液装置下部连接扩张式胶筒总成、锁紧机构和防阻机构。效果是：成功解决扩张式裸眼封隔器胶筒水平井裸眼段易褶皱、易损坏等问题，防阻机构由抗阻启动活塞控制，提高了扩张式裸眼封隔器的抗阻能力，使用成功率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及油田采油技术领域，特别涉及一种用井下的封隔器，是一种水平井的扩张式裸眼封隔器。
背景技术
油田生产中使用的扩张式封隔器具有密封性好、耐高压、密封时间长等特点，已成为封堵作业的重要井下工具之一。为了更好的满足于对水平井裸眼段开发要求，扩张式裸眼封隔器在原有扩张式封隔器的基础上加长了密封胶筒总成；另外，为了克服胶筒总成鼓胀时纵向收缩，胶筒总成浮动安装在中心管上。所以，扩张式裸眼封隔器不仅具有原扩张式封隔器的优点外，扩张系数大更大，密封性能更好，对井壁不规则的裸眼段尤其适用。但现场应用表明：将改进后的扩张式裸眼封隔器应用于带裸眼段的水平井时常出现密封胶筒易损坏、密封面易漏失等问题，导致作业失败。
分析上述问题存在的原因主要是因为用于裸眼井段的扩张式封隔器没有防阻机构，不具备抗阻功能。封隔器在水平井下入过程中不可避免的与套管壁或裸眼井壁发生摩擦、碰撞。另外，在重力作用下，管柱在水平段往往是蹭着套管壁或裸眼井壁底部前行，致使没有防阻机构扩张式裸眼封隔器胶筒总成被压缩蠕动而出现褶皱现象。如果管柱在管柱下入过程中，有多次上、下活动管柱的现象，这种褶皱将会被进一步恶化，致使胶筒破裂、安装在浮箍上的“O”型密封圈磨损，引起漏失，导致作业失败。在带裸眼段的水平井中，这种失效现象表现的尤为突出。
实用新型内容
本实用新型的目的是：提供一种适用于水平井的扩张式裸眼封隔器，提高封隔器的可靠性以及施工作业的成功率，采用锁块锁紧机构增加扩张式裸眼封隔器抗阻功能，解决扩张式裸眼封隔器胶筒总成在下井过程中易褶皱、密封圈易磨损等问题，
本实用新型采用的技术方案是：适用于水平井的扩张式裸眼封隔器，主要由抗水击进液装置、扩张式胶筒总成、锁紧机构、防阻机构四部分组成，其特征在于：在抗水击进液装置的上部连接有上接头，抗水击进液装置下部连接扩张式胶筒总成、锁紧机构和防阻机构。
抗水击进液装置，主要由上外套、坐封启动活塞、滤网、单向进液阀总成、坐封锁紧接头、上中心管组成。其特征是：在圆筒形的上外套与上中心管之间有环形空间，在上外套与上中心管之间的环形空间内有一个环形的坐封启动活塞，并且坐封启动活塞通过剪钉固定于上外套内壁上；在上中心管壁上有径向进液小孔，坐封启动活塞的内壁与中心管的进液小孔相对，挡住进液小孔，使上中心管内的高压液体不能进入上外套与上中心管之间的环形空间内。在坐封启动活塞的下端并在上外套与上中心管之间的环形空间内有环形的滤网；在坐封启动活塞的下部有环形的坐封锁紧接头，坐封锁紧接头在上外套与上中心管之间的环形空间内；在坐封锁紧接头的上端面均匀分布有单向阀孔，单向阀孔内固定有单向进液阀总成；所述单向进液阀总成自下而上有螺钉、阀座、皮碗总成、钢球、弹簧座和弹簧；螺钉固定在单向阀孔顶部，螺钉有中心孔；在单向阀孔的底部有一个轴向通孔。坐封锁紧接头的下端有外螺纹，安装时坐封锁紧接头通过外螺纹与密封胶筒总成相连。上外套的上端螺纹连接在上接头下端外壁上；上中心管的上端螺纹连接在上接头下端内壁上；
所述扩张式胶筒总成由筒状橡胶体和内村金属管组成，筒状橡胶体两端通过热硫化工艺直接硫化在金属管上，且金属管上设有内螺纹；扩张式胶筒总成套装在上中心管的下部，扩张式胶筒总成上端连接在坐封锁紧接头的下端，扩张式胶筒总成下端连接锁紧机构；
所述锁紧机构包括浮动接头、接箍、锁簧座、锁簧、锁簧套和下中心管；圆环形浮动接头外壁两端有螺纹，环形浮动接头上端连接扩张式胶筒总成，浮动接头下端螺纹连接接箍；在上中心管的下端螺纹连接下中心管，在接箍与下中心管之间的环形空间内有环形锁簧座，锁簧座的下部有锁簧；锁簧座下部套在下中心管的外壁上；
防阻机构将扩张式胶筒总成在下井过程中由于磨擦、碰撞产生作用力通过锁块转移到中心管上。所述防阻机构包括锁块套、锁块、抗阻启动活塞、下外套、抗阻接头和下接头；锁块套为圆筒状，锁块套套在下中心管的外壁上并且通过固定螺钉固定；在下中心管外壁上有环形槽，锁簧套下端沿着圆周方向均匀开有四个方形孔，方形孔内分别有一个锁块；四个带倾斜面的锁块在下中心管外壁上的环形槽内；锁块将锁簧套锁定在下中心管上；在下中心管的下端有外螺纹，下中心管下端连接下接头；下接头的外壁上螺纹固定有一个环形抗阻接头，抗阻接头上部外壁螺纹固定有下外套，下外套内壁与下中心管外壁之间有环形空间，在下外套与下中心管之间的环形空间内有一个环形抗阻启动活塞。在下中心管壁上有径向进液孔，径向进液孔的外端与抗阻启动活塞下部的环形空间连通，径向进液孔进入的高压液体能推动抗阻启动活塞向上运动。抗阻启动活塞的内壁和外壁上有”O”型密封圈。锁块套的下端面与抗阻启动活塞的上端面紧密接触。
本实用新型的有益效果：本实用新型适用于水平井的扩张式裸眼封隔器，解决了扩张式裸眼封隔器胶筒总成在下井过程中易褶皱问题。从而提高了封隔器的可靠性以及施工作业的成功率。本实用新型采用锁块锁紧机构增加了扩张式裸眼封隔器抗阻功能，比销钉锁紧机构更为可靠，这是因为：一方面，锁块可以克服销钉因阻力来回作用导致销钉疲劳，造成防阻机构失灵的风险；另一方面，在锁紧机构增加抗阻启动活塞，从而更进一步提高了防阻机构的可靠性和防阻机构抗水击能力。本实用新型抗阻能力强、结构简单、启动灵活，能有效避免下井过程中扩张式裸眼封隔器发生中途事故，降低了水平井裸眼段措施施工难度，提高了成功率。
附图说明
图1是本实用新型扩张式裸眼封隔器上半部分半剖结构示意图。
图2是本实用新型扩张式裸眼封隔器下半部分半剖结构示意图。
图中，1-上接头，2-上中心管，3-防松销钉，4-上外套，5-坐封启动活塞，6-滤网，7-螺钉，8-阀座，9-皮碗总成，10-钢球，11-弹簧座，12-弹簧，13-坐封锁紧接头，14-扩张式胶筒总成，15-浮动接头，16-接箍，17-锁簧座，18-锁簧，19-锁簧套，20-下中心管，21-锁块套，22-锁块，23-抗阻启动活塞，24-下外套，25-抗阻接头，26-下接头。
具体实施方式
实施例1：以一个适用于水平井的扩张式裸眼封隔器为例，对本实用新型作进一步详细说明。
参阅图1。本实用新型适用于水平井的扩张式裸眼封隔器，主要由抗水击进液装置、扩张式胶筒总成14、锁紧机构、防阻机构组成。在抗水击进液装置的上部连接有上接头1，抗水击进液装置下部连接扩张式胶筒总成14、锁紧机构和防阻机构。
参阅图1。抗水击进液装置，主要由上外套4、坐封启动活塞5、滤网6、单向进液阀总成、坐封锁紧接头13、上中心管2组成，其特征是：在圆筒形的上外套4与上中心管2之间有环形空间，在上外套4与上中心管2之间的环形空间内有一个环形的坐封启动活塞5，并且坐封启动活塞5通过四个剪钉固定于上外套4内壁上。在上中心管2壁上有四个均匀分布的径向进液小孔，坐封启动活塞5的内壁与中心管14的进液小孔相对，挡住进液小孔，使上中心管2内的高压液体不能进入上外套4与上中心管2之间的环形空间内。在坐封启动活塞5的下端并在上外套4与上中心管2之间的环形空间内有环形的滤网6。在坐封启动活塞5的下部有一个环形的坐封锁紧接头13，坐封锁紧接头13在上外套4与上中心管2之间的环形空间内。在坐封锁紧接头13的上端面均匀分布有四个单向阀孔，每个单向阀孔内固定有一个单向进液阀总成。所述单向进液阀总成自下而上有螺钉7、阀座8、皮碗总成9、钢球10、弹簧座11和弹簧12；螺钉7固定在单向阀孔顶部，螺钉7有中心孔。在单向阀孔的底部有一个轴向通孔。坐封锁紧接头13的下端有外螺纹，安装时坐封锁紧接头13通过外螺纹与密封胶筒总成1相连。上外套4的上端螺纹连接在上接头1下端外壁上。上中心管2的上端螺纹连接在上接头1下端内壁上。
参阅图1。扩张式胶筒总成14由筒状橡胶体和内村金属管组成，筒状橡胶体两端通过热硫化工艺直接硫化在金属管上，且金属管上设有内螺纹。扩张式胶筒总成14套装在上中心管2的下部，扩张式胶筒总成14上端连接在坐封锁紧接头13的下端，扩张式胶筒总成14下端连接锁紧机构。
参阅图2。锁紧机构包括浮动接头15、接箍16、锁簧座17、锁簧18、锁簧套19和下中心管20。圆环形浮动接头15外壁两端有螺纹，环形浮动接头15上端连接扩张式胶筒总成14，浮动接头15下端螺纹连接接箍16。在上中心管2的下端螺纹连接下中心管20，在接箍16与下中心管20之间的环形空间内有一个环形锁簧座17，锁簧座17的下部有锁簧18。锁簧座17下部套在下中心管20的外壁上。
参阅图2。所述防阻机构包括锁块套21、锁块22、抗阻启动活塞23、下外套24、抗阻接头25和下接头26。锁块套21为圆筒状，锁块套21套在下中心管20的外壁上并且通过固定螺钉固定。在下中心管20外壁上有环形槽，锁簧套19下端沿着圆周方向均匀开有四个方形孔，方形孔内分别有一个方形的锁块22。四个带倾斜面的锁块22在下中心管20外壁上的环形槽内。锁块22将锁簧套19锁定在下中心管20上。在下中心管20的下端有外螺纹，下中心管20下端连接下接头26。下接头26的外壁上螺纹固定有一个环形抗阻接头25，抗阻接头25上部外壁螺纹固定有下外套24，下外套24内壁与下中心管20外壁之间有环形空间，在下外套24与下中心管20之间的环形空间内有一个环形抗阻启动活塞23。在下中心管20壁上均匀分布有四个径向进液孔，径向进液孔的外端与抗阻启动活塞23下部的环形空间连通，径向进液孔进入的高压液体能推动抗阻启动活塞23向上运动。抗阻启动活塞23的内壁和外壁上有”O”型密封圈。锁块套21的下端面与抗阻启动活塞23的上端面紧密接触。
本实用新型的工作原理：将抗阻扩张式裸眼封隔器与管柱连接，下入井内。在下井过程中，扩张式胶筒总成14的刚性接头与浮动接箍15相连，浮动接箍15与接箍16相连，接箍16与锁簧座17相连，锁簧座17与锁簧套19相连，锁簧套19通过锁块22与下中心管20相连。此时，本实用新型的防阻机构发挥作用，通过上述零件将扩张式胶筒总成14固定，有效的避免了扩张式胶筒总成14受摩擦阻力或碰撞发生褶皱或损坏导致密封失败以及浮动接头15内的“O”型密封圈因浮动接头15来回滑动而磨损，产生漏失。当扩张式裸眼封隔器下至坐封位置时，油管憋压。压力上升推动抗阻启动活塞23上移，推动锁块套21剪断销钉，并向上移动让出空间。此时，锁块22失去支撑，掉入空间内。下中心管20与锁簧套19无零件连接，可以相对移动。此时，本实用新型的防阻机构失去作用，管柱继续憋压，压力推动坐封启动活塞5剪断坐封启动销钉上行。管内液体经过上中心管的进液孔被挤入进液阀，再经过进液阀的滤网6、螺钉7的内孔进入胶筒总成内腔鼓胀胶筒，达到封隔地层或隔离裸眼段的目的。鼓胀的胶筒总成会在纵向上收缩，并通过扩张式胶筒总成14上的刚性接头拉动浮动接箍15、接箍16、锁簧座17以及锁簧套19向上移动，锁簧套19向上移动的同时推动锁簧18入锁。将鼓胀的胶筒总成与中心管固定，使胶筒总成处于持久封隔状态。
Claims (1)
1.一种适用于水平井的扩张式裸眼封隔器，主要由抗水击进液装置、扩张式胶筒总成(14)、锁紧机构、防阻机构组成，其特征在于：在抗水击进液装置的上部连接有上接头(1)，抗水击进液装置下部连接扩张式胶筒总成(14)、锁紧机构和防阻机构；
抗水击进液装置，主要由上外套(4)、坐封启动活塞(5)、滤网(6)、单向进液阀总成、坐封锁紧接头(13)、上中心管(2)组成，在圆筒形的上外套(4)与上中心管(2)之间有环形空间，在上外套(4)与上中心管(2)之间的环形空间内有一个环形的坐封启动活塞(5)，并且坐封启动活塞(5)通过剪钉固定于上外套(4)内壁上；在上中心管(2)壁上有径向进液小孔，坐封启动活塞(5)的内壁与中心管(14)的进液小孔相对，挡住进液小孔；在坐封启动活塞(5)的下端并在上外套(4)与上中心管(2)之间的环形空间内有环形的滤网(6)；在坐封启动活塞(5)的下部有环形的坐封锁紧接头(13)，坐封锁紧接头(13)在上外套(4)与上中心管(2)之间的环形空间内；在坐封锁紧接头(13)的上端面均匀分布有单向阀孔，单向阀孔内固定有单向进液阀总成；所述单向进液阀总成自下而上有螺钉(7)、阀座(8)、皮碗总成(9)、钢球(10)、弹簧座(11)和弹簧(12)；螺钉(7)固定在单向阀孔顶部，螺钉(7)有中心孔；在单向阀孔的底部有一个轴向通孔；坐封锁紧接头(13)的下端有外螺纹，安装时坐封锁紧接头(13)通过外螺纹与密封胶筒总成(1)相连；上外套(4)的上端螺纹连接在上接头(1)下端外壁上；上中心管(2)的上端螺纹连接在上接头(1)下端内壁上；
所述扩张式胶筒总成(14)由筒状橡胶体和内村金属管组成，筒状橡胶体两端通过热硫化工艺直接硫化在金属管上，且金属管上设有内螺纹；扩张式胶筒总成(14)套装在上中心管(2)的下部，扩张式胶筒总成(14)上端连接在坐封锁紧接头(13)的下端，扩张式胶筒总成(14)下端 连接锁紧机构；
所述锁紧机构包括浮动接头(15)、接箍(16)、锁簧座(17)、锁簧(18)、锁簧套(19)和下中心管(20)；圆环形浮动接头(15)外壁两端有螺纹，环形浮动接头(15)上端连接扩张式胶筒总成(14)，浮动接头(15)下端螺纹连接接箍(16)；在上中心管(2)的下端螺纹连接下中心管(20)，在接箍(16)与下中心管(20)之间的环形空间内有环形锁簧座(17)，锁簧座(17)的下部有锁簧(18)；锁簧座(17)下部套在下中心管(20)的外壁上；
所述防阻机构包括锁块套(21)、锁块(22)、抗阻启动活塞(23)、下外套(24)、抗阻接头(25)和下接头(26)；锁块套(21)为圆筒状，锁块套(21)套在下中心管(20)的外壁上并且通过固定螺钉固定；在下中心管(20)外壁上有环形槽，锁簧套(19)下端沿着圆周方向均匀开有四个方形孔，方形孔内分别有一个锁块(22)；四个带倾斜面的锁块(22)在下中心管(20)外壁上的环形槽内；锁块(22)将锁簧套(19)锁定在下中心管(20)上；在下中心管(20)的下端有外螺纹，下中心管(20)下端连接下接头(26)；下接头(26)的外壁上螺纹固定有一个环形抗阻接头(25)，抗阻接头(25)上部外壁螺纹固定有下外套(24)，下外套(24)内壁与下中心管(20)外壁之间有环形空间，在下外套(24)与下中心管(20)之间的环形空间内有一个环形抗阻启动活塞(23)；在下中心管(20)壁上有径向进液孔，径向进液孔的外端与抗阻启动活塞(23)下部的环形空间连通，抗阻启动活塞(23)的内壁和外壁上有”O”型密封圈；锁块套(21)的下端面与抗阻启动活塞(23)的上端面紧密接触。
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