CN202441318U - 套变井长胶筒封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种套变井长胶筒封隔器，其包括：中心管上开设有进液孔，其上端连接有上接头，其下端连接有下接头；密封机构具有套设在中心管外的连接套，连接套的上端连接有与上接头相连的活塞，连接套与中心管之间形成有与进液孔相连通的进液腔，进液腔内设有套设在中心管外的硫化芯总成，硫化芯总成的下端与连接套之间夹设有弹簧；胶筒总成套设在中心管外，其上端连接在连接套的下端，其下端连接有接头，胶筒总成与中心管之间形成有与进液腔相连通的环形通道，位于接头与下接头之间的中心管上开设有解封凹槽。本实用新型的套变井长胶筒封隔器，结构简单，坐封、解封可靠，其密封承压高，可实现套变井套变段以下的注水或堵水作业。

Description

套变井长胶筒封隔器

技术领域

本实用新型有关于一种封隔器，特别有关于一种套管缩径后注水井或套管缩径后的油井进行机械堵水的套变井长胶筒封隔器。

背景技术

在油田开发的过程中，随着开发年限的延长，由于多方面的复杂原因，井下套管逐渐产生损坏，其中，最常见的形式就是套管变形。注水井套管损坏后，不但严重影响注水井的利用率，而且还严重破坏了注采系统，造成区块注采的不平衡，导致低压区块的出现，给油田稳油控水带来威胁。

目前，辽河油田有套管变形井200余口，受套管变形缩径的影响，常规注水工具无法下到套管变形段以下，因此，该类水井只能采用统注方式或停注方式，尚无分注措施。现有技术中主要针对套管没有套损和变形的水井实施注水，使用的都是常规注水工具，例如，注水节流开关等，由于套管变形的影响，常规注水工具无法下到套变段以下进行合理注水；同时，现有技术中的堵水工具，例如，洗井器等，主要是针对套管没有套损和变形的油井，由于套管变形的影响，现有的常规堵水工具也无法下到套变段以下进行合理堵水。

现有技术中，针对套管变形缩径后的油井还没有很有效地工具用来注水或堵水，导致该类油井后期增产措施较难实现，不仅影响了油井的采收率，而且还严重限制了该类油井的开采。

因此，有必要提供一种新型的油田井下注水、堵水工具以实现套变井的注水和/或堵水作业，来克服上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种套变井长胶筒封隔器，结构简单，坐封、解封可靠，其密封承压高，可实现套变井套变段以下的注水或堵水作业，作业施工简便可靠。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本实用新型提供一种套变井长胶筒封隔器，所述套变井长胶筒封隔器包括：

中心管，其上开设有进液孔，所述中心管的上端连接有上接头，其下端连接有下接头；

密封机构，其具有套设在所述中心管外的连接套，所述连接套的上端连接有活塞，所述活塞与所述上接头相连，所述连接套与所述中心管之间形成有进液腔，所述进液孔与所述进液腔相连通，所述进液腔内设有硫化芯总成，所述硫化芯总成可滑动地套设在所述中心管外，所述硫化芯总成的下端与所述连接套之间夹设有弹簧，在所述硫化芯总成的上端顶抵在所述活塞的下端的状态下，所述进液孔与所述进液腔的通道封闭；

胶筒总成，其套设在所述中心管外，所述胶筒总成的上端连接在所述连接套的下端，所述胶筒总成的下端连接有接头，所述胶筒总成与所述中心管之间形成有环形通道，所述环形通道与所述进液腔相连通，位于所述接头与所述下接头之间的所述中心管上开设有解封凹槽。

在优选的实施方式中，所述胶筒总成包括：

内胶皮筒，其上端连接有上胶筒接头，其下端连接有下胶筒接头，所述上胶筒接头与所述连接套相连，所述下胶筒接头与所述接头相连，所述内胶皮筒套设在所述中心管外，所述内胶皮筒与所述中心管之间形成有所述环形通道；

多个弹性钢带，其轴向相互平行的围设在所述内胶皮筒的外侧，所述弹性钢带的两端分别与所述上胶筒接头、所述下胶筒接头相连；

坐封胶筒，其套接在所述多个弹性钢带的外侧。

在优选的实施方式中，所述中心管与所述内胶皮筒的上端、以及所述中心管与所述内胶皮筒的下端之间分别设有胶筒衬环，所述两个胶筒衬环分别连接在所述内胶皮筒的上端与所述内胶皮筒的下端上。

在优选的实施方式中，所述中心管上套设有外套，所述外套的上端通过解封销钉与所述上接头相连，所述外套的下端连接在所述活塞上。

在优选的实施方式中，所述外套与所述中心管之间设有扶正环，所述扶正环套接在所述中心管上。

在优选的实施方式中，所述上接头与所述中心管之间、所述下接头与所述中心管之间、所述接头与所述中心管之间、以及所述活塞与所述中心管之间分别设有多个O形密封圈。

在优选的实施方式中，所述硫化芯总成的上端连接有橡胶圈。

本实用新型的套变井长胶筒封隔器的特点及优点是：本实用新型的套变井长胶筒封隔器通过向中心管内注水并打压，使注入水在压力的作用下从中心管的进液孔流入并压抵位于连接套与中心管之间的硫化芯总成，硫化芯总成向下位移并压缩弹簧，注入水自进液孔流入进液腔内，进而向下流入胶筒总成与中心管之间的环形通道内；通过不断向中心管内注水打压，环形通道内的注入水不断增多，胶筒总成在注入水的水压作用下径向向外膨胀，进而密封油套环空。因此，本实用新型的套变井长胶筒封隔器可用于封隔套变井，实现套变井套变段以下的注水或堵水作业，其密封承压高，结构简单，且坐封和解封容易。

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为本实用新型的套变井长胶筒封隔器的半剖视图。

图2为本实用新型的套变井长胶筒封隔器的胶筒总成的半剖视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供一种套变井长胶筒封隔器，其包括中心管1、密封机构2和胶筒总成3，其中：中心管1上开设有进液孔11，所述中心管1的上端连接有上接头12，其下端连接有下接头13；密封机构2具有套设在所述中心管1外的连接套21，所述连接套21的上端连接有活塞22，所述活塞22与所述上接头12相连，所述连接套21与所述中心管1之间形成有进液腔211，所述进液孔11与所述进液腔211相连通，所述进液腔211内设有硫化芯总成23，所述硫化芯总成23可滑动地套设在所述中心管1外，所述硫化芯总成23的下端与所述连接套21之间夹设有弹簧24，在所述硫化芯总成23的上端顶抵在所述活塞22的下端的状态下，所述进液孔11与所述进液腔211的通道封闭；胶筒总成3套设在所述中心管1外，所述胶筒总成3的上端连接在所述连接套21的下端，所述胶筒总成3的下端连接有接头31，所述胶筒总成3与所述中心管1之间形成有环形通道32，所述环形通道32与所述进液腔211相连通，位于所述接头31与所述下接头13之间的所述中心管1上开设有解封凹槽14。

具体是，中心管1大体呈圆柱筒形，进液孔11开设在中心管1的中部，上接头12通过固定钉121固定连接在中心管1的上端，下接头13通过连接钉131固定连接在中心管1的下端。

密封机构2的连接套21大体呈阶梯状的筒形结构，连接套21的上部外径大于连接套21的下部外径，从而在连接套21的上部与下部之间形成一台阶部212，连接套21套设在中心管1的中部外侧，其与中心管1之间形成的环形空间为进液腔211，该进液腔211与中心管1的进液孔11相连通；密封机构的活塞22螺纹连接于连接套21的上端，其大体呈圆柱筒形，活塞22的上部内径恰好与中心管1的外径相配合，从而活塞22可紧密地套设在中心管1外，在本实用新型中，活塞22的下部内径稍大于中心管1的外径，中心管1上的进液孔11与活塞22的下部相对；密封机构2的硫化芯总成23设置在连接套21的上部与中心管1之间形成的进液腔211中，其大体呈圆柱筒形，硫化芯总成23的内径恰好与中心管1的外径相配合，从而硫化芯总成23可紧密地套设在中心管1外；密封机构2的弹簧24套设在中心管1外并夹设在硫化芯总成23的下端与连接套21的台阶部212之间，在弹簧24的弹力作用下，硫化芯总成23的上端与活塞22的下端相接触，从而进液孔11与进液腔211之间的通道被封闭。

胶筒总成3连接在密封机构2的连接套21的下端，接头31位于下接头13的上方并紧密套设在中心管1的下部，其连接在胶筒总成3的下端，在胶筒总成3与中心管1之间形成有与进液腔211相连通的环形通道32。

在坐封时，将本实用新型的套变井长胶筒封隔器连接在油管上并随油管下入套变井内，待下到预定位置时向油管内注水打压，此时注入水会从中心管1的进液孔11进入，流入活塞22下部与中心管1间的缝隙内，进而向下流动并推抵硫化芯总成23下移并压缩弹簧24，注入水流入进液腔211及与进液腔211相连通的环形通道32内，此时继续向中心管1内注水打压，环形通道32内不断流入注入水，胶筒总成3在注入水的水压作用下径向向外膨胀，进而封隔油套环空。当胶筒总成3完成坐封后，卸掉油管内的压力，此时密封机构2的硫化芯总成23会在弹簧24的弹性回复力作用下轴向向上位移，进而顶抵在活塞22的下端，进液孔11与进液腔211间的通道被封堵，注入水不会自中心管1的进液孔11外漏，此时进液腔211内的压力始终保持在坐封压力的状态。

在解封时，需上提油管管柱，中心管1在油管的带动下轴向向上位移，由于坐封后的胶筒总成3与套管内壁之间存在摩擦力，因此，在上提中心管1的过程中，活塞22的上端将脱离上连接头12，此时中心管1继续随油管管柱上移，位于中心管1下部的解封凹槽14相对接头31和胶筒总成3轴向向上移动，当解封凹槽14移动至胶筒总成3的下端位置处时，胶筒总成3与中心管1之间的环形通道32内的注入水会自解封凹槽14处流出胶筒总成3外，胶筒总成3不再受注入水水压的作用，而径向向内回缩，胶筒总成3不再与套管内壁接触，完成解封。

本实用新型的套变井长胶筒封隔器，通过胶筒总成3的膨胀和/或收缩即可实现坐封或解封油套环空的目的，因胶筒总成3可在水压的作用下自由膨胀或收缩，因此，无论井下套管是否变形，或变形程度大小，其均可深入油井内密封油套环空，本实用新型的套变井长胶筒封隔器可深入套变井内，实现套变井套变段以下的注水或堵水作业，其密封承压高，结构简单，且坐封解封容易。

如图2所示，根据本实用新型的一个实施方式，所述胶筒总成3包括内胶皮筒33、多个弹性钢带34和坐封胶筒35，其中：内胶皮筒33上端连接有上胶筒接头331，其下端连接有下胶筒接头332，所述上胶筒接头331与所述连接套21相连，所述下胶筒接头332与所述接头31相连，所述内胶皮筒33套设在所述中心管1外，所述内胶皮筒33与所述中心管1之间形成有所述环形通道32；多个弹性钢带34轴向相互平行的围设在所述内胶皮筒33的外侧，所述弹性钢带34的两端分别与所述上胶筒接头331、所述下胶筒接头332相连；坐封胶筒35套接在所述多个弹性钢带34的外侧。

具体是，内胶皮筒33套设在中心管1的下部，其与中心管1之间形成的环形空间即为环形通道32，连接在内胶皮筒33上端的上胶筒接头331螺纹连接在连接套21的下端外侧，连接在内胶皮筒33下端的下胶筒接头332螺纹连接在接头31的上端外侧。

多个弹性钢带34轴向相互平行的围设在内胶皮筒33的外侧壁上形成弹性钢带圈，两两弹性钢带34之间具有一定的间隙，这样设置的好处是，在内胶皮筒33径向向外膨胀的过程中，弹性钢带圈可提供内胶皮筒33一定的束缚力，防止内胶皮筒33膨胀过大而有损坏的情况发生，在本实用新型中，内胶皮筒33的外侧壁上还可套设有多层弹性钢带圈，也即每层弹性钢带圈上的每一弹性钢带34还可径向向外相互重叠多层，这样可进一步提高对内胶皮筒33的束缚力；多个弹性钢带34的两端分别焊接连接在上胶筒接头331与下胶筒接头322之间。

坐封胶筒35套设在多个弹性钢带34的外侧，并硫化连接在多个弹性钢带34的中部。

该胶筒总成3在坐封时，内胶皮筒33受注入水的水压作用径向向外膨胀，进而推抵位于内胶皮筒33外侧壁上的多个弹性钢带34径向向外膨胀，坐封胶筒35在多个弹性钢带34的作用下径向向外膨胀而坐封于油套环空。

根据本实用新型的一个实施方式，所述中心管1与所述内胶皮筒33的上端、以及所述中心管1与所述内胶皮筒33的下端之间分别设有胶筒衬环36，所述两个胶筒衬环36分别连接在所述内胶皮筒33的上端与所述内胶皮筒33的下端上。具体是，胶筒衬环36的外侧设有卡齿，内胶皮筒33的上端与下端的内侧壁上分别设有与卡齿相卡扣的卡槽，从而胶筒衬环36通过卡齿卡扣连接在卡槽上而连接在内胶皮筒33的上端内侧壁以及内胶皮筒33的下端内侧壁上。进一步的，连接在内胶皮筒33上端的胶筒衬环36的上方与连接套21之间夹设有被帽37，连接在内胶皮筒33下端的胶筒衬环36的下方与接头31之间也夹设有被帽37。该被帽37与胶筒衬环36可用于固定内胶皮筒33，防止内胶皮筒33在膨胀或收缩的过程中脱离上胶筒接头331与下胶筒接头332的连接，避免胶筒总成3失效的情况发生。

根据本实用新型的一个实施方式，所述中心管1上套设有外套4，所述外套4的上端通过解封销钉41与所述上接头12相连，所述外套4的下端连接在所述活塞22上。具体是，外套4的上端通过解封销钉41固定连接在上接头12的下端外侧，外套4的下端螺纹连接在活塞22的外侧，进而在外套4与中心管1之间形成环形滑动通道41。

进一步的，所述外套4与所述中心管1之间设有扶正环5，所述扶正环5套接在所述中心管1上。具体是，扶正环5位于滑动通道41内，其螺纹连接于中心管1的外侧壁上。当本实用新型的套变井长胶筒封隔器进行解封时，扶正环5会随中心管1一同上移，在胶筒总成3的坐封胶筒35与套管内壁之间的摩擦力作用下，外套4与上接头12之间的解封销钉41将被剪断，此时中心管1继续上移，扶正环5在滑动通道41内移动直至顶抵在外套4的上端位置处时，扶正环5受到外套4的限制而不能再向上位移，此时中心管1停止移动。在本实用新型中，滑动通道41的轴向距离应大于或等于中心管1下部的解封凹槽14距胶筒总成3的环形通道32的下端位置处的距离，该扶正环5起到了限位中心管1上提距离的作用。

根据本实用新型的一个实施方式，所述上接头12与所述中心管1之间、所述下接头13与所述中心管1之间、所述接头31与所述中心管1之间、以及所述活塞22与所述中心管之间分别设有多个O形密封圈6。O形密封圈6用于密封上接头12、下接头13、接头31和活塞22分别与中心管1间的间隙，提高本实用新型的套变井长胶筒封隔器的密封性能，防止注入水外漏的情况发生。

根据本实用新型的一个实施方式，所述硫化芯总成23的上端连接有橡胶圈231。橡胶圈231的设置，可使本实用新型的套变井长胶筒封隔器在坐封时，硫化芯总成23与活塞22间的密封更加紧实，防止注入水外漏，影响坐封效果，其可使封隔器的坐封更稳定。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。

Claims (7)

1.一种套变井长胶筒封隔器，其特征在于，所述套变井长胶筒封隔器包括：

中心管，其上开设有进液孔，所述中心管的上端连接有上接头，其下端连接有下接头；

密封机构，其具有套设在所述中心管外的连接套，所述连接套的上端连接有活塞，所述活塞与所述上接头相连，所述连接套与所述中心管之间形成有进液腔，所述进液孔与所述进液腔相连通，所述进液腔内设有硫化芯总成，所述硫化芯总成可滑动地套设在所述中心管外，所述硫化芯总成的下端与所述连接套之间夹设有弹簧，在所述硫化芯总成的上端顶抵在所述活塞的下端的状态下，所述进液孔与所述进液腔的通道封闭；

胶筒总成，其套设在所述中心管外，所述胶筒总成的上端连接在所述连接套的下端，所述胶筒总成的下端连接有接头，所述胶筒总成与所述中心管之间形成有环形通道，所述环形通道与所述进液腔相连通，位于所述接头与所述下接头之间的所述中心管上开设有解封凹槽。

2.如权利要求1所述的套变井长胶筒封隔器，其特征在于，所述胶筒总成包括：

内胶皮筒，其上端连接有上胶筒接头，其下端连接有下胶筒接头，所述上胶筒接头与所述连接套相连，所述下胶筒接头与所述接头相连，所述内胶皮筒套设在所述中心管外，所述内胶皮筒与所述中心管之间形成有所述环形通道；

多个弹性钢带，其轴向相互平行的围设在所述内胶皮筒的外侧，所述弹性钢带的两端分别与所述上胶筒接头、所述下胶筒接头相连；

坐封胶筒，其套接在所述多个弹性钢带的外侧。

3.如权利要求2所述的套变井长胶筒封隔器，其特征在于，所述中心管与所述内胶皮筒的上端、以及所述中心管与所述内胶皮筒的下端之间分别设有胶筒衬环，所述两个胶筒衬环分别连接在所述内胶皮筒的上端与所述内胶皮筒的下端上。

4.如权利要求1所述的套变井长胶筒封隔器，其特征在于，所述中心管上套设有外套，所述外套的上端通过解封销钉与所述上接头相连，所述外套的下端连接在所述活塞上。

5.如权利要求4所述的套变井长胶筒封隔器，其特征在于，所述外套与所述中心管之间设有扶正环，所述扶正环套接在所述中心管上。

6.如权利要求1所述的套变井长胶筒封隔器，其特征在于，所述上接头与所述中心管之间、所述下接头与所述中心管之间、所述接头与所述中心管之间、以及所述活塞与所述中心管之间分别设有多个O形密封圈。

7.如权利要求1所述的套变井长胶筒封隔器，其特征在于，所述硫化芯总成的上端连接有橡胶圈。

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