CN203808920U - 一种小直径长胶筒扩张式封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种小直径长胶筒扩张式封隔器，设有中心管，中心管的上端连接上接头，其外侧依次套设有解封外套、阀座及连接套，解封外套上端与上接头通过剪切销钉连接固定，解封外套与中心管之间形成有上环空，上环空内设有密封环塞，阀座及连接套与中心管之间形成有中环空，中环空内设有弹性锁紧部，阀座的内侧壁凸设有环部，环部与中心管之间形成有流道，弹性锁紧部套设在中心管上，其上端顶抵于环部，并对应封堵流道，中心管的侧壁上设有与中环空相连通的入液孔，入液孔相邻于流道的上侧；坐封机构，包括有套设在中心管上的外中心管，外中心管上套设胶筒密封部，其与中心管之间有内环空，其与胶筒封隔部之间有外环空，其侧壁上设有液流孔。

Description

一种小直径长胶筒扩张式封隔器

技术领域

本实用新型属于石油开采领域，具体而言，涉及一种小直径长胶筒扩张式封隔器，能广泛应用于油水井、套管变形井的堵水及注水工艺中。 

背景技术

油水井中油层存在薄隔层、薄夹层，常规分层注水及堵水工具因性能及管柱调配误差影响，无法实现有效细分与封堵，并且，一部分油水井受套变缩径影响，常规分层注水和堵水工具无法下到套变段以下，不能实现分层注水和堵水采油工艺措施，因此，需要用到长胶筒注水堵水工具，然而，现有的长胶筒注水堵水工具通常采用卡瓦支撑，该方式坐封和解封操作困难，容易损坏胶筒，并且由于其价格比较昂贵(根据胶筒的规格，价格大概在20000～30000元左右)，使用成本也比较高，限制了使用范围。 

有鉴于此，本设计人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，研制出一种小直径长胶筒扩张式封隔器，以期解决现有技术存在的问题。 

实用新型内容

本实用新型的目的是在于提供一种小直径长胶筒扩张式封隔器，采用胶筒扩张式密封，无需卡瓦支撑，坐封和解封操作方便，可使作业施工简便可靠。 

为此，本实用新型提出一种小直径长胶筒扩张式封隔器，所述小直径长胶筒扩张式封隔器设有一中心管，所述中心管的上端通过外螺纹连接有上接头，其外侧依次套设有解封外套、阀座以及连接套，所述解封外套的上端与所述上接头的外侧面相密贴，两者间通过剪切销钉连接固定，所述解封外套的下端与所述阀座的上端之间、所述阀座的下端与所述连接套的上端之间分别螺接固定，所述解封外套与所述中心管之间形成有上环空，所述上环空内设有密封环塞，所述密封环塞套设固定在所述中心管上，其外侧面与所述解封外套的内侧面相密贴，所述阀座及所述连接套与所述中心管之间 形成有中环空，所述中环空内设有弹性锁紧部，其中，所述解封外套的内侧面设有一环肩，所述环肩抵接于所述上接头的下端面，所述解封外套的侧壁上设有与所述上环空相连通的引流孔，所述引流孔相邻于所述密封环塞的上侧，所述中心管的侧壁上设有与所述中环空相连通的入液孔，所述阀座的内侧壁凸设有一环部，所述环部与所述中心管之间形成有流道，所述入液孔相邻于所述流道的上侧，所述弹性锁紧部能移动的套设在所述中心管上，其上端顶抵于所述环部，并对应封堵所述流道； 

另设有一坐封机构，包括有一外中心管，所述外中心管套设在所述中心管上，两者之间形成有一与所述中环空相连通的内环空，所述外中心管的外侧套设有胶筒密封部，所述胶筒密封部与所述外中心管之间形成有外环空，所述外中心管的上端通过一上固定套与所述连接套的内侧面相连接，其下端通过外螺纹连接于下固定套的上端，所述下固定套套设在所述中心管上，其上端沿轴向另凸设有环耳，其下端则与所述中心管相密贴，所述上固定套及下固定套对应封堵于所述外环空的上下两端，所述胶筒密封部的上下两端对应密封嵌设在所述连接套的下端及所述环耳内； 

其中，所述外中心管的侧壁上开设有液流孔，所述液流孔对应连通所述内环空及外环空，所述弹性锁紧部的下端对应抵接于所述上固定套，所述中心管的外侧面凹设有泄压长槽，所述泄压长槽相邻于所述下固定套的下侧，其沿所述中心管的轴向延伸设置。 

如上所述的小直径长胶筒扩张式封隔器，其中，所述胶筒密封部包括有一胶筒、一胶筒上护套以及一胶筒下护套，所述胶筒套设在所述外中心管的外侧，并与所述外中心管之间形成有所述外环空，所述胶筒上护套的上端嵌设于所述连接套的下端，其下端套接于所述胶筒的上端，所述胶筒下护套的上端套接在所述胶筒的下端，其下端嵌设在所述环耳内。 

如上所述的小直径长胶筒扩张式封隔器，其中，所述上固定套套接于所述外中心管的上端，其外侧面与所述连接套的内侧面螺接固定。 

如上所述的小直径长胶筒扩张式封隔器，其中，所述弹性锁紧部包括有一阀体及一压缩弹簧，所述阀体及压缩弹簧套设在所述中心管上，所述阀体的上端顶抵于所述环部，并封堵所述流道，所述压缩弹簧的上端抵接于所述阀体的下端，其下端则顶抵于所述上固定套的上端面。 

如上所述的小直径长胶筒扩张式封隔器，其中，所述上环空内另设有一活塞环， 所述活塞环能移动的套设在所述中心管上，其外侧面密贴于所述解封外套的内侧面，所述活塞环相邻于所述引流孔的上侧，其下端沿轴向设有一支撑环耳，所述支撑环耳与所述中心管相密贴，且其端部抵接于所述密封环塞的上端面。 

如上所述的小直径长胶筒扩张式封隔器，其中，所述中心管的侧壁上另设有一与所述上环空相连通的出气孔，所述出气孔位于所述活塞环的上侧，并靠近于所述上环空的上端处。 

如上所述的小直径长胶筒扩张式封隔器，其中，所述上接头下端的外侧面、所述活塞的内外侧面、所述密封环塞的内外侧面、所述阀体的内侧面、所述胶筒上护套上端的外侧面、所述胶筒下护套下端的外侧面以及所述下固定套下端的内侧面分别嵌设有密封垫圈。 

如上所述的小直径长胶筒扩张式封隔器，其中，所述中心管的下端进一步连接有下接头。 

如上所述的小直径长胶筒扩张式封隔器，其中，所述中心管的内径为29mm。 

本实用新型的小直径长胶筒扩张式封隔器，设置有解封外套、阀座、连接套以及坐封机构等部件，由于采用胶筒扩张式密封，无需卡瓦支撑，坐封和解封操作方便，可使作业施工简便可靠。 

本实用新型的小直径长胶筒扩张式封隔器，通过设置外中心管及胶筒，并在胶筒上下两端对应设置胶筒上护套及胶筒下护套，增加了胶筒的保护结构，适用于油水井及套管变形注水与堵水，另外，本实用新型的成本大概为几千元左右，与现有技术相比降低了使用成本，具有显著的经济效益。 

附图说明

图1为本实用新型的小直径长胶筒扩张式封隔器的组成结构示意图。 

图2为图1中A处的局部放大示意图。 

图3为图1中B处的局部放大示意图。 

主要元件标号说明： 

1      中心管    101    入液孔 

102    出气孔    11     上接头 

12     剪切销钉  13     泄压长槽 

14      下接头 

21      解封外套      210    环肩 

211     引流孔        22     密封环塞 

23      活塞环        231    支撑环耳 

31      阀座          311    环部 

312     流道          32     连接套 

33      弹性锁紧部    331    阀体 

332     压缩弹簧 

4       坐封机构      41     外中心管 

411     内环空        412    液流孔 

42      胶筒密封部    420    外环空 

421     胶筒          422    胶筒上护套 

423     胶筒下护套    43     上固定套 

44      下固定套      441    环耳 

H1      上环空        H2     中环空 

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式: 

图1为本实用新型的小直径长胶筒扩张式封隔器的组成结构示意图。图2为图1中A处的局部放大示意图。图3为图1中B处的局部放大示意图。 

参见图1，为本实用新型提出的小直径长胶筒扩张式封隔器，所述小直径长胶筒扩张式封隔器设有一中心管1，所述中心管1的上端通过外螺纹连接有上接头11，其外侧依次套设有解封外套21、阀座31以及连接套32，所述解封外套21的上端与所述上接头11的外侧面相密贴，两者间通过剪切销钉12连接固定，所述解封外套21的下端与所述阀座31的上端之间、所述阀座31的下端与所述连接套32的上端之间分别螺接固定，所述解封外套21与所述中心管1之间形成有上环空H1，所述上环空H1内设有密封环塞22，所述密封环塞22套设固定在所述中心管1上，其外侧面与所述解封外套21的内侧面相密贴，所述阀座31及所述连接套32与所述中心管1之间 形成有中环空H2，所述中环空H2内设有弹性锁紧部33，其中，所述解封外套21的内侧面设有一环肩210，所述环肩210抵接于所述上接头11的下端面，所述解封外套21的侧壁上设有与所述上环空H1相连通的引流孔211，所述引流孔211相邻于所述密封环塞22的上侧，所述中心管1的侧壁上设有与所述中环空H2相连通的入液孔101，请一并参见图2，所述阀座31的内侧壁凸设有一环部311，所述环部311与所述中心管1之间形成有流道312，所述入液孔101相邻于所述流道312的上侧，所述弹性锁紧部33能移动的套设在所述中心管1上，其上端顶抵于所述环部311，并对应封堵所述流道312； 

另设有一坐封机构4，请一并参见图3，该坐封机构4包括有一外中心管41，所述外中心管41套设在所述中心管1上，两者之间形成有一与所述中环空H2相连通的内环空411，所述外中心管41的外侧套设有胶筒密封部42，所述胶筒密封部42与所述外中心管41之间形成有外环空420，所述外中心管41的上端通过一上固定套43与所述连接套32的内侧面相连接，其下端通过外螺纹连接于下固定套44的上端，所述下固定套44套设在所述中心管1上，其上端沿轴向另凸设有环耳441，其下端则与所述中心管1相密贴，所述上固定套43及下固定套44对应封堵于所述外环空420的上下两端，所述胶筒密封部42的上下两端对应密封嵌设在所述连接套32的下端及所述环耳441内； 

其中，所述外中心管41的侧壁上开设有液流孔412，所述液流孔412对应连通所述内环空411及外环空420，所述弹性锁紧部33的下端对应抵接于所述上固定套43，所述中心管1的外侧面凹设有泄压长槽13，所述泄压长槽13相邻于所述下固定套44的下侧，其沿所述中心管1的轴向延伸设置，即该泄压长槽13的长度方向与所述中心管1的轴向相同。其中，对于该泄压长槽13的长度值不作具体限定，在其随中心管相对于坐封机构上行时，能对应连通内环空及油套环空，以满足泄压需要即可，具体长度可根据实际要求而定。 

较佳地，所述胶筒密封部42包括有一胶筒421、一胶筒上护套422以及一胶筒下护套423，所述胶筒421套设在所述外中心管41的外侧，并与所述外中心管41之间形成有所述外环空420，所述胶筒上护套422的上端嵌设于所述连接套32的下端，其下端套接于所述胶筒421的上端，所述胶筒下护套423的上端套接在所述胶筒421的下端，其下端嵌设在所述环耳441内。 

如图所示，为进一步提高连接的紧固性，优选所述上固定套43套接于所述外中心管41的上端，其外侧面与所述连接套32的内侧面螺接固定。 

其中，所述弹性锁紧部33包括有一阀体331及一压缩弹簧332，所述阀体331及压缩弹簧332套设在所述中心管1上，所述阀体331的上端顶抵于所述环部311，并封堵所述流道312，所述压缩弹簧332的上端抵接于所述阀体331的下端，其下端则顶抵于所述上固定套43的上端面。 

另外，所述上环空H1内另设有一活塞环23，所述活塞环23能移动的套设在所述中心管1上，其外侧面密贴于所述解封外套21的内侧面，所述活塞环23相邻于所述引流孔211的上侧，其下端沿轴向设有一支撑环耳231，所述支撑环耳231与所述中心管1相密贴，且其端部抵接于所述密封环塞22的上端面。 

进一步地，所述中心管1的侧壁上另设有一与所述上环空H1相连通的出气孔102，所述出气孔102位于所述活塞环23的上侧，并靠近于所述上环空H1的上端处。 

为提高各部件相接处的密封性，优选在所述上接头11下端的外侧面、所述密封环塞22的内外侧面、所述活塞环23的内外侧面、所述阀体331的内侧面、所述胶筒上护套422上端的外侧面、所述胶筒下护套423下端的外侧面以及所述下固定套44下端的内侧面分别嵌设有密封垫圈(图中未标示)。 

此外，所述中心管1的下端进一步连接有下接头14，以便于与其它井下装置相连接。其中，优选所述中心管1的内径为29mm。 

本实用新型提出的小直径长胶筒扩张式封隔器，在具体应用时，通过上接头与油管相连，并随油管下至井下套管中的设计位置，并与套管内侧面之间形成油套环空；通过油管注液打压，液体经所述中心管1的入液孔101进入所述中空部H2内，并在所述流道312内产生液压力，以推动所述阀体331、压缩弹簧332下移并打开所述流道312，使液体能通过所述中环空H2进入所述坐封机构4的内环空411中，其中，由于所述活塞环23隔断了所述上环空H1，使液体不会经所述出气孔102及引流孔211流出至油套环空内，确保注液打压效果；随后，液体通过所述液流孔412流至外环空420中，即液流进入所述胶筒421内腔中，在液压力的作用下，推动所述胶筒421向外膨胀与套管内侧面接触，从而密封油套环形空间并完成坐封，其中，当停止向油管内注液时，所述阀体331靠压缩弹簧332的回复弹力作用，顶抵于所述阀座31的环部311并密封流道312，使得所述胶筒421内腔中的液体不能回流流出，确保本实用 新型保持坐封状态。 

在使用中，当胶筒421上侧的油套环空中的液压力高时，会对本实用新型施加向下的压力，通过设置在所述解封外套21上的引流孔211，该油套环空中的液流能进入上环空H1内，一方面，平衡了所述解封外套21内外的压力，使得所述剪切销钉12不会受力剪断，确保胶筒继续保持坐封状态，不影响使用效果，另一方面，推动所述活塞环23上行，并将所述上环空H1中的水汽等从出气孔102排出，同时，由于设置有该活塞环23，隔断了上环空，使油套环空中液流不会经出气孔102进入所述中心管1内；当本实用新型下侧的油套环空中的液压力高时，其受到的向上的液压力通过连接套32、阀座31传递至解封外套21时，通过环肩210抵接于上接头11的下端面，使得该解封外套21不会相对于上接头11上行，由此，保持剪切销钉12不受力，使胶筒继续保持坐封状态。 

当本实用新型需要解封时，上提油管，通过所述上接头11带动中心管1上行，以剪断剪切销钉12，由于胶筒与井下套管内壁的摩擦作用，解封外套21、阀座31、连接套32以及坐封机构4的位置保持不变；继续上提油管，使所述中心管1上移，当所述泄压长槽13上行至内环空411的下端时，通过该泄压长槽13，能连通内环空411及油套环空，内环空411及外环空420中的液体经该泄压长槽泄流至油套环空内，使得胶筒内腔泄压，从而解除与井下套管的坐封状态，使本实用新型完成解封，随后，通过油管上提至地面即可。 

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。 

Claims (10)

1.一种小直径长胶筒扩张式封隔器，其特征在于，所述小直径长胶筒扩张式封隔器设有一中心管，所述中心管的上端通过外螺纹连接有上接头，其外侧依次套设有解封外套、阀座以及连接套，所述解封外套的上端与所述上接头的外侧面相密贴，两者间通过剪切销钉连接固定，所述解封外套的下端与所述阀座的上端之间、所述阀座的下端与所述连接套的上端之间分别螺接固定，所述解封外套与所述中心管之间形成有上环空，所述上环空内设有密封环塞，所述密封环塞套设固定在所述中心管上，其外侧面与所述解封外套的内侧面相密贴，所述阀座及所述连接套与所述中心管之间形成有中环空，所述中环空内设有弹性锁紧部，其中，所述解封外套的内侧面设有一环肩，所述环肩抵接于所述上接头的下端面，所述解封外套的侧壁上设有与所述上环空相连通的引流孔，所述引流孔相邻于所述密封环塞的上侧，所述中心管的侧壁上设有与所述中环空相连通的入液孔，所述阀座的内侧壁凸设有一环部，所述环部与所述中心管之间形成有流道，所述入液孔相邻于所述流道的上侧，所述弹性锁紧部能移动的套设在所述中心管上，其上端顶抵于所述环部，并对应封堵所述流道； 

另设有一坐封机构，包括有一外中心管，所述外中心管套设在所述中心管上，两者之间形成有一与所述中环空相连通的内环空，所述外中心管的外侧套设有胶筒密封部，所述胶筒密封部与所述外中心管之间形成有外环空，所述外中心管的上端通过一上固定套与所述连接套的内侧面相连接，其下端通过外螺纹连接于下固定套的上端，所述下固定套套设在所述中心管上，其上端沿轴向另凸设有环耳，其下端则与所述中心管相密贴，所述上固定套及下固定套对应封堵于所述外环空的上下两端，所述胶筒密封部的上下两端对应密封嵌设在所述连接套的下端及所述环耳内； 

其中，所述外中心管的侧壁上开设有液流孔，所述液流孔对应连通所述内环空及外环空，所述弹性锁紧部的下端对应抵接于所述上固定套，所述中心管的外侧面凹设有泄压长槽，所述泄压长槽相邻于所述下固定套的下侧，其沿所述中心管的轴向延伸设置。 

2.如权利要求1所述的小直径长胶筒扩张式封隔器，其特征在于，所述胶筒密封部包括有一胶筒、一胶筒上护套以及一胶筒下护套，所述胶筒套设在所述外中心管的外侧，并与所述外中心管之间形成有所述外环空，所述胶筒上护套的上端嵌设于所述连接套的下端，其下端套接于所述胶筒的上端，所述胶筒下护套的上端套接在所述 胶筒的下端，其下端嵌设在所述环耳内。 

3.如权利要求2所述的小直径长胶筒扩张式封隔器，其特征在于，所述上固定套套接于所述外中心管的上端，其外侧面与所述连接套的内侧面螺接固定。 

4.如权利要求2或3所述的小直径长胶筒扩张式封隔器，其特征在于，所述弹性锁紧部包括有一阀体及一压缩弹簧，所述阀体及压缩弹簧套设在所述中心管上，所述阀体的上端顶抵于所述环部，并封堵所述流道，所述压缩弹簧的上端抵接于所述阀体的下端，其下端则顶抵于所述上固定套的上端面。 

5.如权利要求4所述的小直径长胶筒扩张式封隔器，其特征在于，所述上环空内另设有一活塞环，所述活塞环能移动的套设在所述中心管上，其外侧面密贴于所述解封外套的内侧面，所述活塞环相邻于所述引流孔的上侧，其下端沿轴向设有一支撑环耳，所述支撑环耳与所述中心管相密贴，且其端部抵接于所述密封环塞的上端面。 

6.如权利要求5所述的小直径长胶筒扩张式封隔器，其特征在于，所述中心管的侧壁上另设有一与所述上环空相连通的出气孔，所述出气孔位于所述活塞环的上侧，并靠近于所述上环空的上端处。 

7.如权利要求6所述的小直径长胶筒扩张式封隔器，其特征在于，所述上接头下端的外侧面、所述活塞的内外侧面、所述密封环塞的内外侧面、所述阀体的内侧面、所述胶筒上护套上端的外侧面、所述胶筒下护套下端的外侧面以及所述下固定套下端的内侧面分别嵌设有密封垫圈。 

8.如权利要求1或7所述的小直径长胶筒扩张式封隔器，其特征在于，所述中心管的下端进一步连接有下接头。 

9.如权利要求8所述的小直径长胶筒扩张式封隔器，其特征在于，所述中心管的内径为29mm。 

10.如权利要求1所述的小直径长胶筒扩张式封隔器，其特征在于，所述中心管的内径为29mm。