CN207004473U - 一种双缸补偿式热采封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油气勘探、开发技术领域，特别涉及一种双缸补偿式热采封隔器。本实用新型提供的一种双缸补偿式热采封隔器，包括自上而下依次连接的上接头、上中心管、下中心管及下接头，该封隔器还包括胀封机构、锁环机构与助推机构；本实用新型首先通过双缸活塞的设置，有效增加了坐封力，实现了对密封筒的有效压缩，保证了热采密封筒的完全坐封；其次，通过胀封机构与锁环机构的配合设置，确保热采封隔器在注汽、热采过程中在高低温交替转化的环境下的密封性能，从而保证双缸补偿式热采封隔器能够长期保持密封，具有持久、高效的密封性能。

Description

一种双缸补偿式热采封隔器

技术领域

本实用新型涉及油气勘探、开发技术领域，特别涉及一种双缸补偿式热采封隔器。

背景技术

在油气田开发过程中，封隔器是实现坐封和解封最常用的工具，通常，封隔器按结构可分为：自封式、压缩式、楔入式、扩张式、组合式等；按坐封原理可分为：提放管柱式、转动管柱式、自封式、热力膨胀式等。目前，封隔器作为一种油水井封堵的井下专用工具，被广泛用于钻井、完井、开采和增产作业等许多工艺措施中。

在石油勘探开发中，稠油资源作为油田开发中的一种重要资源，由于原油粘度较高，一般采用注蒸汽热采的方式开采。其中，热采封隔器是热流体注入管柱的重要组成部件，其作用是在注入热流体过程中封隔油层以上的油套环空，防止高温流体进入套管和隔热管组成的环形空间，从而达到减少井筒的热损失，且保护油层套管的目的。在注热流体结束，转到采油过程中，封隔器仍能够具有密封作用。

目前热采井用封隔器采用常规封隔器的设计理念，当注汽热采时，由于注汽温度高，为保障井筒安全与注汽质量以及实现在高温高压下对井筒实现封隔，使用的井下密封筒强度比较高，具有高温不软化、高压不变形的特点，由于密封筒这种性能也导致这种常规的封隔器在尺寸有限的井筒条件下存在难以压缩坐封的问题；同时，当高温高压注汽后转常温下开采生产时，由于井下温度从高温降到较低的地层温度，密封筒在井下热胀冷缩作用下发生收缩，导致井筒密封持续性差，易发生密封失效情况，从而进一步影响作业效果。

实用新型内容

为解决热采封隔器在井筒条件下难以压缩密封以及密封持久性差的问题，本实用新型提出了一种双缸补偿式热采封隔器实现长期有效密封。

根据本实用新型提供了一种双缸补偿式热采封隔器，包括自上而下依次连接的上接头、上中心管、下中心管及下接头，该封隔器还包括胀封机构、锁环机构与助推机构；

所述胀封机构包括密封筒、隔环、弹性部件、下调节环，所述密封筒、隔环、弹性部件、下调节环依次套装在所述上中心管的外部；

所述锁环机构包括套装在所述上中心管外部的锁环套，所述锁环套上端与所述下调节环相接触，其另一端与所述助推机构相接触；

所述助推机构包括支撑套、第一缸套、第二缸套，所述支撑套一端与所述锁环套相接触，其另一端与所述第一缸套的台肩相配合接触，所述第一缸套下端与第二缸套上端固定连接，所述第二缸套下端与所述下接头固定连接；

所述上中心管、下中心管内壁上还分别设置有第一进液孔、第二进液孔。

作为本发明的一种改进，所述胀封机构还包括环绕设置在所述密封筒的两端的上限位环、下限位环，所述下限位环与所述隔环相接触。

进一步地，所述胀封机构还包括上调节环，所述上调节环套装在所述上接头与所述上中心管之间的环空，所述上调节环的下端部与所述上限位环相接触。

作为本发明的又一种改进，所述锁环机构还包括锁环，所述锁环设置在与上中心管相接触的锁环套的内表面上，所述上中心管的外表面与锁环通过螺纹相互啮合，使得所述锁环只能沿压缩密封筒的方向移动。

优选地，所述第一缸套与第二缸套之间通过第一剪钉固定。

所述第二缸套与下接头之间通过第二剪钉固定。

所述第一剪钉的剪断力不小于第二剪钉的剪断力。

作为本发明的再一种改进，所述第一缸套上端伸入到支撑套与上中心管之间的环形空间，所述第一缸套与上中心管、下中心管之间形成的环空构成第一液腔，该第一液腔通过第一进液孔与管柱内腔相连通。

进一步地，所述第二缸套上端伸入到第一缸套与下中心管之间的环形空间，所述第二缸套与下接头、下中心管之间形成的环空构成第二液腔，该第二液腔通过第二进液孔与管柱内腔相连通。

优选地，弹性部件为蝶簧。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于，首先通过双缸活塞的设置，有效增加了坐封力，实现了对密封筒的有效压缩，保证了热采密封筒的完全坐封；其次，通过胀封机构与锁环机构的配合设置，确保热采封隔器在注汽、热采过程中在高低温交替转化的环境下的密封性能，从而保证双缸补偿式热采封隔器能够长期保持密封，具有持久、高效的密封性能。

附图说明

图1为本实用新型的双缸补偿式热采封隔器的半剖视图。

图中：1-上接头，2-上调节环，3-上限位环，4-密封筒，5-上中心管，6-下限位环，7-隔环，8-弹性部件，9-下调节环，10-锁环套，11-锁环，12-支撑套，13-第一缸套，14-下中心管，15-第一进液孔，16-第二缸套，17-下接头，18-第二进液孔。

具体实施方式

有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然而附图仅提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

图1是本实用新型的双缸补偿式热采封隔器的半剖视图。一种双缸补偿式热采封隔器，包括自上而下依次连接的上接头1、上中心管5、下中心管14及下接头17，该封隔器还包括胀封机构、锁环机构与助推机构；胀封机构包括密封筒4、隔环7、弹性部件8、下调节环9，密封筒4、隔环7、弹性部件8、下调节环9依次套装在上中心管5的外部；锁环机构包括套装在上中心管5外部的锁环套10，锁环套10上端与下调节环9相接触，其另一端与助推机构相接触；助推机构包括支撑套12、第一缸套13、第二缸套16，支撑套12一端与锁环套10相接触，其另一端与第一缸套13的台肩相配合接触，第一缸套13下端与第二缸套16上端固定连接，第二缸套下端与下接头固定连接；上中心管5、下中心管14内壁上还分别设置有第一进液孔15、第二进液孔18。

其中，上接头1的上端与油管相连，上接头1下端与上中心管5上端通过螺纹连接。下中心管14内侧与上中心管5下部外侧通过螺纹连接。下接头17内侧与下中心管14外侧通过螺纹连接。

胀封机构还包括环绕设置在密封筒4两端的上限位环3、下限位环6，下限位环6与隔环7相接触。上限位环3、下限位环6用以限制密封筒4在管柱轴向方向上的膨胀，确保密封筒4仅在横向方向上发生膨胀。

在一具体实施例中，胀封机构还包括上调节环2，上调节环2套装在上接头1与上中心管5之间的环空，上调节环2的下端部与上限位环3相接触。在安装时，可以通过旋转上调节环2、下调节环9调节密封筒4的位置，使其满足设计要求。

在又一具体实施例中，锁环机构还包括锁环11，锁环11设置在与上中心管5相接触的锁环套10的内表面上，上中心管5的外表面与锁环11通过螺纹相互啮合，使得所述锁环11只能沿压缩密封筒4的方向单向移动；此外，上中心管5的外表面与锁环11还可以设置其它形式的单向扣，例如：马牙扣。

第一缸套13与第二缸套16之间通过第一剪钉固定连接。第二缸套16与下接头17之间通过第二剪钉固定连接。其中，最优地，第一剪钉的剪断力不小于第二剪钉的剪断力。此外，第一缸套13与第二缸套16之间还可以通过螺纹、焊接、铆接等其它固定连接方式进行连接固定。

在另一具体实施例中，第一缸套13上端伸入到支撑套12与上中心管5之间的环形空间，第一缸套13与上中心管5、下中心管14之间形成的环空构成第一液腔，该第一液腔通过第一进液孔15与管柱内腔相连通。

第二缸套16上端伸入到第一缸套13与下中心管14之间的环形空间，第二缸套16与下接头17、下中心管14之间形成的环空构成第二液腔，该第二液腔通过第二进液孔18与管柱内腔相连通。

在一较佳实施例中，弹性部件8优选为蝶簧。

在现场使用时：

流体从井口泵入油管，当流体到达本实用新型的双缸补偿式热采封隔器时，流体通过设置在封隔器上中心管5和下中心管14管壁上的第一进液孔15、第二进液孔18分别进入第一液腔与第二液腔。随着液压持续增大，第一液腔与第二液腔所受压力不断升高，当第二剪钉受到的剪切力达到其剪断力时第二剪钉被剪断，第一缸套13和第二缸套16在液压作用下开始向上移动，并推动支撑套12向上移动。支撑套12推动锁环套10、锁环11和下调节环9向上移动，所形成的推力使弹性部件8进一步压缩，当弹性部件8达到压缩极限后推动隔环7和下限位环6向上移动，进一步压缩密封筒4，密封筒4上端通过上限位环3、上调节环2、上接头1联合作用并限位，密封筒4在压力作用下发生径向变形膨胀，在液压作用下，密封筒不断膨胀，在液压达到一定压力值后，密封筒4外壁与套管内壁完全接触，有效分隔密封筒4上下的环空，实现完全坐封。在液压降低时，在锁环套10、锁环11及上中心管5的联合作用下，密封筒4依然能维持完全密封状态，保证坐封效果。

同时，在高温注汽时热采时，由于密封筒4的强度在高温下会有所降低，预紧的弹性部件8进一步压缩密封筒4，从而保证在高温下，密封筒4能承受大的密封压差，保证坐封效果。当高温高压注汽后转常温下开采时，由于生产温度降低，预紧的弹性部件8可以有效补偿密封筒4因温度降低而收缩的变化，有效解决热采井高低温交变时的井筒密封难题。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种双缸补偿式热采封隔器，包括自上而下依次连接的上接头、上中心管、下中心管及下接头，其特征在于：该封隔器还包括胀封机构、锁环机构与助推机构；

所述胀封机构包括密封筒、隔环、弹性部件、下调节环，所述密封筒、隔环、弹性部件、下调节环依次套装在所述上中心管的外部；

所述锁环机构包括套装在所述上中心管外部的锁环套，所述锁环套上端与所述下调节环相接触，其另一端与所述助推机构相接触；

所述助推机构包括支撑套、第一缸套、第二缸套，所述支撑套一端与所述锁环套相接触，其另一端与所述第一缸套的台肩相配合接触，所述第一缸套下端与第二缸套上端固定连接，所述第二缸套下端与所述下接头固定连接；

所述上中心管、下中心管内壁上还分别设置有第一进液孔、第二进液孔。

2.如权利要求1所述的双缸补偿式热采封隔器，其特征在于：所述胀封机构还包括环绕设置在所述密封筒的两端的上限位环、下限位环，所述下限位环与所述隔环相接触。

3.如权利要求2所述的双缸补偿式热采封隔器，其特征在于：所述胀封机构还包括上调节环，所述上调节环套装在所述上接头与所述上中心管之间的环空，所述上调节环的下端部与所述上限位环相接触。

4.如权利要求1所述的双缸补偿式热采封隔器，其特征在于：所述锁环机构还包括锁环，所述锁环设置在与上中心管相接触的锁环套的内表面上，所述上中心管的外表面与锁环通过螺纹相互啮合，使得所述锁环只能沿压缩密封筒的方向移动。

5.如权利要求4所述的双缸补偿式热采封隔器，其特征在于:所述第一缸套与第二缸套之间通过第一剪钉固定。

6.如权利要求5所述的双缸补偿式热采封隔器，其特征在于:所述第二缸套与下接头之间通过第二剪钉固定。

7.如权利要求6所述的双缸补偿式热采封隔器，其特征在于:所述第一剪钉的剪断力不小于第二剪钉的剪断力。

8.如权利要求6所述的双缸补偿式热采封隔器，其特征在于:所述第一缸套上端伸入到支撑套与上中心管之间的环形空间，所述第一缸套与上中心管、下中心管之间形成的环空构成第一液腔，该第一液腔通过第一进液孔与管柱内腔相连通。

9.如权利要求8所述的双缸补偿式热采封隔器，其特征在于:所述第二缸套上端伸入到第一缸套与下中心管之间的环形空间，所述第二缸套与下接头、下中心管之间形成的环空构成第二液腔，该第二液腔通过第二进液孔与管柱内腔相连通。

10.如权利要求1-9任一项所述的双缸补偿式热采封隔器，其特征在于:弹性部件为蝶簧。