CN207420534U - 一种用于油田注水井的高压力逐级解封封隔器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于油田水井注水工具封隔器技术领域，逐级解封封隔器包括上接头和中心管采用非螺纹连接，上接头、上外套和中外套三者均螺纹连接，并与中心管形成上环腔，上活塞于中心管螺纹连接在上环腔内，并以解封剪钉固定在外套上部，起到打压时平衡作用，洗井活塞上部、洗井活塞下部及骨架密封圈三者组成洗井活塞，安装在上环腔内起到平衡、洗井和密封作用，上平衡缸安装在上外套下部和外中心管之间，起到平衡上压和平衡胶筒压力作用防止意外解封，本工具由于采用了让解封销钉起到承重作用，中心管与上接头采用可脱开式连接，以及采用了上下压差平衡结构，可承受大压差并可多级连接工作，解封时可起到多级逐级解封的目的，大大提高了工作效率，减少了工人的劳动强度。

Description

一种用于油田注水井的高压力逐级解封封隔器

技术领域

本实用新型属于油田水井注水工具技术领域，尤其涉及一种用于油田注水井的高压力逐级解封封隔器。

背景技术

目前，现有封隔器的技术结构普遍是坐封时用解封销钉来锁住整个坐封机构，保持胶筒压缩,解封时通过剪断这个销钉实现胶筒的释放。在多年的实践中一直存在这样的问题：如果这个销钉小一些,注水过程中外压升高时，销钉常常会自动剪断使封隔器解封，进而造成管柱失效，导致无法正常分层注水；为了保证封隔器可靠,不得已采用加大销钉的办法,这就又产生了另一个技术问题,销钉剪切力增大，使每一级封隔器解封力增大,注水管柱上连接这种封隔器使管柱成为一个整体的刚体，管柱上提力为全部封隔器解封力之和,使管柱上提力逐渐增加，致使解封困难，因而造成注水管柱上连接的封隔器数量受到限制，一般为4-5级左右。解封操作也就变得困难。一些下入多级封隔器的管柱经常因起井时拔不动而导致大修,严重影响油田正常生产,并造成了很大的资源浪费。再有，这种结构的封隔器经受不了层间高压，会自动剪断解封销钉使封隔器解封，所以既不适应细分注水也不满足于高压注水井。

发明内容

为了解决背景技术中存的不足，本实用新型提供一种用于油田注水井的高压力逐级解封封隔器，以解决上述背景技术中提出的问题。该封隔器改变了常规水井封隔器管柱上提整体管柱、封隔器胶筒同时摩擦套管壁来解封的概念，每级封隔器单独承受上提管柱的解封力，从最上一级封隔器开始依次解封。使分层井由3-4段逐步增加至6-7段，也保证封隔器能够解封顺利起出管柱。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：用于油田注水井的高压力逐级解封封隔器包括上接头,上接头下部外壁螺纹连接有上外套,上外套下部螺纹连接中外套, 上接头下部内有中心管上端插入,中心管的下端与与下接头的内壁螺纹连接,上接头下方的外套与中心管之间的环腔内设有释放平衡活塞,释放平衡活塞的下部与中心管螺纹连接,外套通过解封销钉与释放平衡活塞连接,释放平衡活塞下方的外套与中心管之间的环腔内设有上洗井活塞及下洗井活塞,上洗井活塞与下洗井活塞螺纹连接,下洗井活塞下部对应的外套壁上沿圆周上均匀开有几排通孔,上洗井活塞对应的中心管外壁台肩上螺纹连接有外中心管, 外中心管与中外套之间的环腔内设有上平衡缸,上平衡缸下方的外中心管外壁上依次套有胶筒上挡头、边胶筒、隔环、中胶筒、胶筒下挡头,胶筒下挡头通过释放剪钉连接有下外套,下外套的下端与下接头的外壁螺纹连接,下外套与中心管之间的环腔内设有卡簧托架,卡簧托架外壁的槽内设有卡簧,卡簧与卡簧挂螺纹连接,卡簧挂的下方设有释放活塞，释放活塞位于下接头的上端面、下外套与中心管之间的环腔内。

本实用新型的有益效果为：本实用新型采用了上接头和中心管可脱开的设计结构，以及设置了可承受多级累计下部管柱重量的解封销钉，同时设置了有效的平衡功能以保证了多级工作稳定，增添了工作级数，可承受大压差工作，并实现了顺利逐级解封的工作效果。同时大大提高了工作效率和工作的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中：1-上接头，2-上外套，3-解封销钉，4-释放平衡活塞，5-中心管，6-上洗井活塞， 7-下洗井活塞，8-骨架密封圈，9-中外套，10-拉动销钉，11-上平衡缸，12-胶筒上挡头，13- 边胶筒，14-隔环，15-中胶筒，16-外中心管，17-胶筒下挡头，18-释放销钉，19-卡簧，20- 卡簧托架，21-下外套，22-卡簧挂，23-释放活塞，24-下接头。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步描述：

用于油田注水井的高压力逐级解封封隔器包括上接头1,上接头1下部外壁螺纹连接有上外套2,上外套2下部螺纹连接中外套9,上接头1下部内有中心管5上端插入,中心管5上端无螺纹是插入上接头1后以胶圈密封，这样设置的目的就是给逐级解封打下基础，解封时二者可顺利脱开。中心管5的下端与下接头24的内壁螺纹连接,上接头1下方的上外套2与中心管5之间的环腔内设有释放平衡活塞4,释放平衡活塞4的下部与中心管5螺纹连接,上外套2通过解封销钉3与释放平衡活塞4连接,通过设置解封销钉3使之承受多级封隔器联动累计重力负荷，解封销钉3是指释放平衡活塞4和中心管5螺纹连接后，释放平衡活塞4 又与上外套2上部通过解封销钉3连接，这样就使得下部管柱的重力都施加在解封销钉3上，同时解封时又将下部多级的胶筒与套管壁的摩擦力也都累计加在解封销钉3上，这样就便于了逐级解封功能的实现。释放平衡活塞4用来平衡打压时产生的中心管5向下的下滑力达到平衡的目的，免得将解封销钉3意外剪断解封。释放平衡活塞4下方的上外套2与中心管5 之间的环腔内设有上洗井活塞6及下洗井活塞7,上洗井活塞6与下洗井活塞7螺纹连接,下洗井活塞7下部对应的上外套2壁上沿圆周上均匀开有几排通孔,上洗井活塞6对应的中心管5外壁台肩上螺纹连接有外中心管16,外中心管16与中外套9之间的环腔内设有上平衡缸11,上平衡缸11和中心管5上的凸台其作用是二者共同完成承载打压坐封时所产生的胶筒的推力，保护解封销钉3不被剪断；另一个作用是解封时上平衡缸11可顺利越过外中心管 16凸台完成解封。上平衡缸11下方的外中心管16外壁上依次套有胶筒上挡头12、边胶筒 13、隔环14、中胶筒15、胶筒下挡头17,胶筒下挡头17通过释放销钉18连接有下外套21, 下外套21的下端与下接头24的外壁螺纹连接,下外套21与中心管5之间的环腔内设有卡簧托架20,卡簧托架20外壁的槽内设有卡簧19,卡簧19与卡簧挂22螺纹连接,卡簧挂22的下方设有释放活塞23，释放活塞23位于下接头24的上端面、下外套21与中心管5之间的环腔内。

所述的中外套9下部的通孔内设有拉动销钉10；上洗井活塞6的下端面以及下洗井活塞 7的内壁、外中心管16的外壁组成的环腔内设有骨架密封圈8。洗井活塞上部6、洗井活塞下部7、骨架密封圈8组成的洗井活塞组合其作用是有两个，一个是打压时，用来密封外中心管16上的洗井孔使工具胶筒顺利胀起并与套管内壁密封，一个是洗井时用来平衡上压差给整体工具带来的向下推力，防止意外解封。起到打压时密封作用和平衡环腔上压差的关键作用。

封隔器在使用时有三个环节：①中心管注水打压将封隔器坐封、②套管环腔注水洗井、③将管柱起出井外。下面分三段加以说明：

此封隔器可多级连接，分层注水。在正常工作时中心管5内注水打压，液体通过中心管 5下孔进液推动释放活塞23上行，释放活塞23推动卡簧挂22和胶筒下挡头17剪断释放销钉18压缩胶筒上行，使胶筒与套管内壁胀封。同时，胶筒也推动上平衡缸11上行，并将推力作用在外中心管16凸台上，不对解封销钉3产生负担。另外在打压的同时，中心管5上的上孔也进液，促使释放平衡活塞产生向上的推力，由此平衡了因打压产生的中心管5向下的推力，有效的保护了解封销钉。使封隔器正常工作。

洗井时，洗井液顶开洗井活塞(洗井活塞上部6、洗井活塞下部7及骨架密封圈8组成洗井活塞)，洗井液从外中心管16上的洗井孔，通过外中心管16与中心管5之间的环腔经胶筒下挡头上的洗井孔流出，完成洗井作业。同时，由于洗井压力对胶筒产生向下的推力，有促使中心管5下行的趋势，因洗井活塞此时上行至与释放平衡活塞4相接处，有推动中心管上行的趋势，二力平衡，有效的保护了解封销钉3。

起管柱时，由于解封销钉3以下的管柱重量加上解封销钉3以下各级封隔器的胶筒与套管内壁的摩擦力全部都加在相应的解封销钉3上，即：最上一级的解封销钉3负荷最重，第二级次之，以此类推。所以，当上提力达到一定载荷时，最上一级的解封销钉3被剪断，同时，此级胶筒收回实现解封。继续上提，以此类推，当出现某一级的解封剪钉的剪力大于下面符合性载荷时，此级封隔器及以下的部分将同时以解封销钉不剪断、胶筒不解封的形式同时被提出井外。从而起出全井管柱。

本实用新型取消了中心管5上螺纹，增设了释放平衡活塞4、解封销钉3，设置了洗井活塞组合，上平衡缸11以及外中心管16凸台。通过上述设置，实现了多级工具连用，稳定了工作，逐级解封的良好效果，节省了不必要的维修费用，拓展了工具的适应能力，减少了不必要的劳动环节，操作简单，大大提高了工作效率。

Claims (2)

1.一种用于油田注水井的高压力逐级解封封隔器，包括上接头(1),其特征在于：上接头(1)下部外壁螺纹连接有上外套(2),上外套(2)下部螺纹连接中外套(9),上接头(1)下部内有中心管(5)上端插入,中心管(5)的下端与与下接头(24)的内壁螺纹连接,上接头(1)下方的上外套(2)与中心管(5)之间的环腔内设有释放平衡活塞(4),释放平衡活塞(4)的下部与中心管(5)螺纹连接,上外套(2)通过解封销钉(3)与释放平衡活塞(4)连接,释放平衡活塞(4)下方的上外套(2)与中心管(5)之间的环腔内设有上洗井活塞(6)及下洗井活塞(7),上洗井活塞(6)与下洗井活塞(7)螺纹连接,下洗井活塞(7)下部对应的上外套(2)壁上沿圆周上均匀开有几排通孔,上洗井活塞(6)对应的中心管(5)外壁台肩上螺纹连接有外中心管(16),外中心管(16)与中外套(9)之间的环腔内设有上平衡缸(11),上平衡缸(11)下方的外中心管(16)外壁上依次套有胶筒上挡头(12)、边胶筒(13)、隔环(14)、中胶筒(15)、胶筒下挡头(17),胶筒下挡头(17)通过释放销钉(18)连接有下外套(21),下外套(21)的下端与下接头(24)的外壁螺纹连接,下外套(21)与中心管(5)之间的环腔内设有卡簧托架(20),卡簧托架(20)外壁的槽内设有卡簧(19),卡簧(19)与卡簧挂(22)螺纹连接,卡簧挂(22)的下方设有释放活塞(23)，释放活塞(23)位于下接头(24)的上端面、下外套(21)与中心管(5)之间的环腔内。

2.根据权利要求1所述的一种用于油田注水井的高压力逐级解封封隔器，其特征在于：所述的中外套(9)下部的通孔内设有拉动销钉(10)；上洗井活塞(6)的下端面以及下洗井活塞(7)的内壁、外中心管(16)的外壁组成的环腔内设有骨架密封圈(8)。